JP2009004836A - 帯域通過フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 小型かつ低価格の広帯域帯域通過フィルタを提供する。
【解決手段】 誘電体を挟んで対向して設けられて結合線路を構成する第１の線路１及び第２の線路２と、前記結合線路の傍に設けられた接地面３ａ，３ｂとを備える。前記第１の線路及び第２の線路の厚みの側面Ｔと前記接地面の厚みの側面Ｔを対向させることで、前記結合線路と前記接地面の間で生じる容量を低減できる。これにより、偶モードのインピーダンスＺｅ＞＞奇モードのインピーダンスＺｏとなる。このことは、共振周波数以外において通過（Ｓ１１＝０）を意味する（０及び共振周波数で遮断）。したがって、０〜共振周波数を通過させる広帯域帯域通過フィルタを実現できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、高速の伝送を可能にする超広帯域無線方式などに適用可能な帯域通過フィルタに関する。

近年無線ＬＡＮ、ブルートゥース等の近距離無線インターフェースが広く使用されるようになってきているが、さらに高速の伝送を可能にする超広帯域無線方式（ＵＷＢ）が次期システムとして注目されている。使用周波数は、米国では３．１〜１０．６ＧＨｚの帯域で、日本では３．４〜４．８ＧＨｚ及び７．２５〜１０．２５ＧＨｚの２つの帯域で、比較的大きな出力が認められている。いずれにしてもこのＵＷＢシステムは非常に広帯域の周波数を使用するため４００Ｍｂｐｓ以上の高速の無線伝送が可能である。このような広帯域の信号を伝送するアンテナを実現することは容易ではないが自己補対アンテナ等の構造で要求を満たすアンテナも提案されている。

特開２００５−１３０２９２号公報「超広帯域アンテナ及び超広帯域高周波回路モジュール」

上記ＵＷＢシステムに用いられるアンテナは非常に広帯域の信号を伝送するものであるが、当該アンテナはＵＷＢの周波数帯域より広い範囲で電波を受信することができる。そのため帯域外の雑音も受信し、その結果雑音が大きくなるという問題がある。これを解決するために、超広帯域アンテナに適するフィルタが求められている。

本発明は、広帯域な通過域をもち、小型かつ低価格の帯域通過フィルタを提供することを目的とする。

本件発明者は、複数の線路からなるブロードサイド結合線路と、接地面とを備える不平衡回路において、Ｚｅを前記結合線路の偶モードの特性インピーダンス、Ｚｏを前記結合線路の奇モードの特性インピーダンス、Ｚｉｎ、Ｚｏｕｔを前記結合線路の両端の端子インピーダンスとしたとき、次の（ア）（イ）の条件を満たすことで、前記不平衡回路は非常に広帯域の帯域通過フィルタとなることを見出した。
（ア） Ｚｏ／Ｚｅ＜＜１ すなわち Ｚｅ＞＞Ｚｏ
（イ） Ｚｉｎ・Ｚｏｕｔ〜Ｚｅ²／４
すなわち、所定の周波数ｆｉ（ｉ＝１，２，３，・・・・）のごく近傍では遮断となるものの、他の周波数では反射損失が概ね０となり信号は通過する。
ここでｆｉは、βｅを前記結合線路の偶モードの位相定数、βｏを前記結合線路の奇モードの位相定数としたときの、βｅＬ＝０、π、２π、・・・、又は、βｏＬ＝０、π、２π、・・・の条件を満たす周波数である。一例を挙げれば、ｆ１＝０、ｆ２＝ｆｏ（ただし、ｆｏはβｏＬ＝πの条件を満たす周波数）である。

上記（ア）（イ）の条件を満たし、かつ、製造上有利で小型化を実現できるものは、以下の構造である。

この発明に係る帯域フィルタは、誘電体と、前記誘電体を挟んで対向して設けられて結合線路を構成する第１の線路及び第２の線路と、前記結合線路の傍に設けられた接地面とを備える不平衡回路であって、
前記第１の線路の一端を入出力端とし、他端を開放端とし、
前記第２の線路の一端を入出力端とし、他端を開放端とし、
前記第１の線路の前記入出力端と前記第２の線路の前記開放端を対向させ、
前記第２の線路の前記入出力端と前記第１の線路の前記開放端を対向させ、
前記結合線路と前記接地面の間で生じる容量を低減するように、前記第１の線路及び第２の線路の厚みの側面と前記接地面の厚みの側面を対向させたものである。

前記第１の線路と前記第２の線路は、いわゆるブロードサイド結合をしている。
前記結合線路と前記接地面は、いわゆるエッジ結合をしている。
ブロードサイド結合とは、基板の上下２つの層に導体を配置することで線路を構成するやり方である。エッジ結合とは、２つの導体を同じ層上に横に並べて配置するやり方である。
上記構成によれば、広帯域な通過域をもつ小型かつ低価格の帯域通過フィルタを提供できる。

前記接地面として、前記第１の線路及び第２の線路にそれぞれ対向する第１の接地面及び第２の接地面を設けるようにしてもよい。

さらに、周波数ｆ１と周波数ｆ２の間で通過から遮断に切り替わる低域通過フィルタを備えてもよい。ただし、前記周波数ｆ１は帯域通過フィルタの第１の通過域の高域側の周波数、前記周波数ｆ２は、前記第１の通過域よりも高い第２の通過域の低域側の周波数である。

分布定数線路を用いたこの帯域通過フィルタは通過と遮断の特性を繰り返すが、非常に広帯域なため遮断される周波数帯域が狭く、次の通過域がすぐそばに存在する。このため次の通過域の雑音の影響が無視できない。上記のように、低域通過フィルタを設けることで第２の通過域を遮断し、この周波帯に起因する雑音を抑止することができる。

前記第１の線路と第２の線路をずらして配置し、前記結合線路の特性インピーダンスを変化させるようにしてもよい。

上記帯域通過フィルタを複数備え、前記複数の帯域通過フィルタの間を単線路を介して接続してもよい。

前記単線路に、所定の周波数において四分の一波長の長さとなる開放線路を接続してもよい。前記開放線路は、帯域阻止フィルタとして機能する。

ＵＷＢの通信方式は、伝送電力を小さくして他の無線システムとの干渉を抑止している。しかし同じく個人用途に用いられる５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステムは、同一室内にある場合もあり、この場合は干渉が起きることが確認されている。これに対応するため、無線ＬＡＮに用いられている５〜６ＧＨｚ帯は電波を出さないシステムも検討されている。上記のように帯域阻止フィルタを設けることで、帯域内の一部の周波数で急峻に遮断するとともに、他帯域には影響を最小限に抑えることができる。

発明の実施の形態１．
発明の実施の形態１について、図面を参照して説明を加える。

図１は、発明の実施の形態１に係る帯域通過フィルタの構造を示す図である。図１（ａ）は、その平面図、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ矢視断面図を示す。

図１からわかるように、発明の実施の形態１に係る帯域通過フィルタは、誘電体基板７と、その両面に設けられた複数の導体板（線路）とから構成されている。

１は、誘電体基板７の一方の面（表面、第１面）に設けられた第１の線路である。
２は、誘電体基板７の他方の面（裏面、第２面）に設けられた第２の線路である。
第１の線路１と第２の線路２は、その広い面で互いに結合するブロードサイド２結合線路を構成する。第１の線路１と第２の線路２は、その平面図からわかるように、いずれも細長い長方形であってほぼ同じ大きさである。

第１の線路１と第２の線路２は、誘電体基板７を挟んで対向するように設けられているが、両者は少しずれて配置されている。すなわち、細長い長方形の短辺（第１の線路１と第２の線路２の入出力端）は一致しているものの、細長い長方形の長辺は、一致していない。図１（ａ）の平面図において言えば、一方の線路（例えば第１の線路の端）の端を基準として、他方の線路（例えば第２の線路）の端は、上下方向に離れている。この「ずれ」の量（図１（ｂ）の符号ｙ）は、線路１，２の幅（線路の延在方向と垂直な方向の幅）よりも小さい。この「ずれ」の量を変えることにより、偶モードおよび奇モードの特性インピーダンスを調整することができる。こうすることで図１のフィルタを接続する相手のインピーダンスと整合をとることが可能になる。偶モードおよび奇モードの特性インピーダンスの調整はずれがなくても、線路幅、線路間隔を調整することで可能であるが、この「ずれ」も利用することでさらに柔軟に調整ができる。

３ａは、第１面に設けられた接地面、３ｂは、第２面に設けられた接地面である。接地面３ａと３ｂは、同じ形状をしているので、図１（ａ）の平面図では両者を区別することなく、ひとつの符号３で示している。
４は、２つの接地面３ａと３ｂを接続するビアである。
５は、第１の線路１の入出力端子、６は、第２の線路２の入出力端子である。入出力端子５と６は、それぞれ線路の延在方向の両端（図１（ａ）の左側と右側）に設けられている。第１の線路１及び第２の線路２の両端のうち、入出力端子５，６が設けられていないほうの端（他端）は電気的に開放になっている。
符号ｘは、線路と接地面との間隔を示す。

第１の線路１、第２の線路２及び接地面３ａ，３ｂについて、その厚みが現れている側面を符号Ｔで示している。その厚みは、幅と比べると非常に小さい。以下の説明で、符号Ｔの側面を、厚みの側面と記すことがある。

発明の実施の形態１に係る帯域通過フィルタは、図１に示すように、誘電体基板７と、この第１の面及び第２の面にそれぞれ配された第１の線路１及び第２の線路２と、第１の面及び第２の面にそれぞれ配された接地面３ａ及び３ｂと、これらを連結するビアとを備える。第１の線路１及び第２の線路２は、接地面３ａ及び３ｂに対向する結合線路である。

第１の線路１及び第２の線路２によるブロードサイド結合線路はその傍に接地面を備えるが、当該接地面は図１（ｂ）に示すように片側に接地面を有してもよいし、第１の線路１及び第２の線路２を挟んでその両側に接地面を有してもよい。但し、第１の線路１及び第２の線路２の上下方向（ブロードサイド側）に接地面を設ける場合は、それが第１の線路１及び第２の線路２に与える影響が無視できるほど（後述する条件（ア）を満足する範囲で、それによる容量の増加が無視できるほど）、離れている必要がある。

第１面に設けられた第１の線路１の片側の端は、信号が入出力される端子５となり、第１の線路１の反対側の端は電気的に開放されている。第２の面に設けられた第２の線路２の片側の端（入出力端子５と反対側の端）は、信号が入出力される端子６となり、第２の線路２の反対側の端は電気的に開放されている。なお、誘電体基板７の第１面及び／又は第２面に別の誘電体基板が積層されてもよい。

図１の装置は、入出力端子５又は６の一方に信号を入力し、その他方から帯域制限された信号を取り出すという帯域通過フィルタである。

次に、発明の実施の形態１に係る帯域通過フィルタの動作について説明する。
以下の説明において、式を簡略化するため、（１）図１の第１の線路１と第２の線路２が接地面３ａと３ｂとそれぞれ同じ距離にあり（すなわち上述の「ずれ」の量はゼロ、図１（ｂ）の点線で示す配置）、かつ、（２）第１の線路１の線路幅と第２の線路２の線路幅が等しいものとしている。なお、上記２つの条件を厳密に満たさない場合（図１（ｂ）にように「ずれ」の量がゼロではない場合（線路幅の数〜数十％程度ずれているような場合）、あるいは、２つの線路１、２の線路幅が異なる場合）においても、以下の説明と類似した結果が得られる。

上記２つの条件を満たす場合を考えると、誘電体７の中心線（誘電体７の表面と裏面に平行な平面であって、その表面と裏面を結ぶ線分の中点（誘電体７の厚みの半分）を通る平面）に対して上下が対称となる（なお、図１（ｂ）では「ずれ」の量がゼロではないので上下対称とならない）。

このとき、結合線路１，２は偶モードと奇モードが固有モードになる。この場合、その構造のＺ行列は以下のように表される。ここでＺｅ、Ｚｏは偶モード及び奇モードの特性インピーダンス、βｅ、βｏは、偶モード及び奇モードの位相定数を表す。

入力端子インピーダンスＺｉｎ、出力端子インピーダンスをＺｏｕｔとしたときのＳ行列は以下になる。

ここで、Ｚｏ／Ｚｅ＜＜１の場合を考える。Ｚｏ／Ｚｅが微小であるとして、上記式のＺｏ／Ｚｅの項を無視するとＳ１１は以下のように近似できる。

ただし、βｅＬまたはβｏＬが０又はπの整数倍となる場合（その近傍を含む）を除く。このような場合には、ｃｓｃ（βｅＬ）、ｃｓｃ（βｏＬ）、ｃｏｔ（βｅＬ）、ｃｏｔ（βｏＬ）が非常に大きくなるので、Ｚｏ／Ｚｅが微小であるとしても、それを含む項を無視することができなくなるからである。

βｅＬまたはβｏＬが０又はπの整数倍であることは、すなわち、第１の線路１、第２の線路２で並列共振が生じているということである。言い換えれば、線路１，２で並列共振が生じていない場合は上記数３のように近似できるということである。

ここで、端子インピーダンスＺｉｎ、Ｚｏｕｔは任意に選べるので以下のように選ぶ。
Ｚｉｎ・Ｚｏｕｔ〜Ｚｅ²／４

この場合Ｓ１１は以下のようになる。
Ｓ１１≒０
これは、反射損失が０であることを意味し、信号はすべて通過となる。

従って、βｅＬまたはβｏＬが０又はπの整数倍となる周波数の近傍を除き、すべて通過となり、非常に広帯域の帯域通過フィルタとなる。

次に、βｅＬまたはβｏＬが０又はπの整数倍となる場合について検討する。
βｅＬ≒０、βｏＬ≒０となる場合、すなわちＤＣ付近では、ｃｓｃ（βｅＬ）、ｃｓｃ（βｏＬ）、ｃｏｔ（βｅＬ）、ｃｏｔ（βｏＬ）が非常に大きくなり、Ｓ１１は以下のように近似されて、結局、Ｓ１１≒１となる。

これはすべての信号が反射されることに相当し、通過が０なので完全な遮断となる。

βｅＬ≒πまたはβｏＬ≒πとなる場合について検討する。βｏＬ＞βｅＬを考慮すると、周波数を上げていったときに、最初にβｏＬのほうがπとなる。式を簡単にするために、Ｚｉｎ・Ｚｏｕｔ〜Ｚｅ²／４において、特にＺｉｎ＝Ｚｏｕｔ〜Ｚｅ／２であることを考慮すると、βｏＬが〜πの近傍において、前述のＳ１１の式は次のようになる。

上式によれば、Ｓ１１が有限の反射損失をもつので遮断となる。これはＺｉｎ・Ｚｏｕｔ〜Ｚｅ²／４の場合に一般に成り立つ。

以上の議論からわかるように、図１の構造の線路は、以下の条件を満たすことで非常に広帯域な帯域通過フィルタとなる。
（ア） Ｚｏ／Ｚｅ＜＜１ すなわち Ｚｅ＞＞Ｚｏ
（イ） Ｚｉｎ・Ｚｏｕｔ〜Ｚｅ²／４

端子インピーダンスＺｉｎ、Ｚｏｕｔは任意に選べるので、上記（イ）の条件の実現は容易である。問題となるのは上記（ア）である。上記（ア）の条件を満たすためには、Ｚｅが非常に大きい構造及び／又はＺｏが非常に小さい構造を作ればよい。

まず、Ｚｅについて検討する。
Ｚｅは概ね、√（線路のインダクタンス／線路の接地との容量）で与えられる。したがって、Ｚｅを非常に大きくするには、（１）線路のインダクタンスを非常に大きくする、及び／又は、（２）線路の接地との容量を非常に小さくする、の２つのやり方がある。

（１）のやり方について検討すると、線路のインダクタンスを非常に大きくすることは、線路（図１の第１の線路１及び第２の線路２）を非常に細くしないと実現しない。非常に細い線路を形成するには、非常に高価な露光機等を要するため、製造コストが上昇する。したがって、製造面から考えると（１）のやり方は問題がある。

（２）のやり方は、線路と接地面との距離を大きく取ることで容易に実現できる。特に、図１に示すように、線路１，２の横に接地面３ａ，３ｂを配置することで、線路と接地の間に生じる容量はエッジ結合（線路の端と接地の端同士で生じる弱い結合）となり、当該容量を大幅に小さくすることができる。図１は、線路１、２の厚みの側面と接地面３ａ，３ｂの厚みの側面同士を対向させることで、当該容量を大幅に小さくしているのである。

これに対し、線路が誘電体基板に埋め込まれ、当該基板の両面又は片面が接地面であるような構造の場合、線路と接地面の間に生じる容量は対向容量となり、当該容量を非常に小さくするためには線路と接地面の距離を非常に大きくする必要がある。したがって、このような構造（対向容量となる構造）は小型化に不利である。

したがって、図１に示す構造（エッジ結合となる構造）を採用することにより、線路の接地との容量の非常な低減（Ｚｅを非常に大きくすること）と、帯域通過フィルタの小型化を両立させることができるのである。

次に、Ｚｏについて検討する。
Ｚｏは第１の線路１と第２の線路２の間の容量で決まる。線路１，２が挟む誘電体７の厚みを薄くすることで当該容量を大きくすることができ、従ってＺｏを小さくすることができる。これは帯域通過フィルタの小型化にも貢献する。なお、誘電体７の厚みを薄くしても、Ｚｅは小さくならない（両方の線路が同電位であるため）。

以上のことから、図１に示した構造によれば、帯域通過フィルタのＺo／Ｚeを非常に小さくできる。従って、当該帯域通過フィルタは、非常に広帯域の特性を示すことが期待できる。
なお、当該帯域通過フィルタの特性については後述する。

以上の説明から理解できるように、発明の実施の形態１によれば、非常に広帯域な帯域通過フィルタを実現することができる。発明の実施の形態１の構造は、線路のみで構成されるため、小型で、量産性に富み、コストも安いという長所を有する。

発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２に係る帯域通過フィルタの構造を図２に示す。図２において、図１と同一又は相当部分については同じ符号を付している。

図２の構造は、図１の２つの接地面３ａ，３ｂの一方（図２の例では３ｂ）を取り除いたものに相当する。これにともない、ビア４も当然に不要になる。

なお、図２（ｂ）では、接地面３が第１の線路１と同じ平面上に配置されているが、この構造は必須ではない。同図の点線で示すように、接地面３と第１の線路１が同じ平面上になくてもよい。なお、この点は図１（ｂ）においても同じである。要するに、結合線路の横に接地を配置することで、結合線路と接地の間に生じる容量はエッジ結合となり、当該容量を大幅に小さくすることができればよい。「線路の横に接地を配置する」とは、容量を大幅に小さくすることができるように、線路と接地の間でエッジ結合が生じるような配置のことである。

発明の実施の形態２では、第２面（図２（ｂ）の下面）に配置されるべき接地面がないため、第２の線路２、当該線路の接地に対する容量が若干低下する。また、基板の中心面に対する上下の対称性が崩れるため、発明の実施の形態１で示したような式は成り立たず、その解析は近似的に行うしかなくなる。しかし、図２の構造でも、図１の構造と同等の性能を有することを確認した。

この構造のＳ１１及びＳ２１の周波数特性を図３に示す。

この構造は、具体的には次の通りである。
・誘電体の比誘電率＝３．５、誘電体の厚さ＝０．１ｍｍ、誘電正接＝０．００２
・第１の線路１及び第２の線路２いずれも、線路長＝１２ｍｍ、線路幅＝０．３ｍｍ、接地面３、３ａ，３ｂとの間隔＝０．１５ｍｍ（この間隔は、図１のｘに相当する。このとき「ずれ」の量はゼロである）

図２の構造では、図１の構造と比べて接地面が少ないため、線路と接地間の容量がわずかに小さくなるため、最適の端子インピーダンスは高くなる。図１の構造では端子インピーダンスは９２Ω、図２の構造では９９Ωとなっている。

図３の実線は、図１の構造によるフィルタの特性を示す。ここで、通過域を挿入損失が−１ｄＢ以下となる周波数範囲と定義すると、当該フィルタは、１．２ＧＨｚ〜６．３ＧＨｚで通過となっており、比帯域幅１３６％と極めて広帯域の特性が得られている。

図３の点線は、図２の構造によるフィルタの特性を示す。図３からわかるように、図１の場合とほぼ同じ特性が得られている。

なお、図３において、７ＧＨｚの信号が遮断されているが、これは線路長＝１２ｍｍが
当該信号の1/2波長に相当し、そこで並列共振が生じている（定在波が発生している）からである。言い換えると７ＧＨｚにおいて、βｏＬがπ（βｏＬ＝ｎπ、ｎ＝１）となるからである。

図３のような広帯域の特性を、仮に、上及び／又は下に接地面を配置した構造で達成しようとすると、非常に微細の線路幅かつ線路間隔を実現しなければならない。そのためには、非常に高価な露光機等を要するため、製造コストが上昇するとともに、装置が大型化する。これに対し、発明の実施の形態１及び２に係るフィルタは、そのような欠点はもたない。

発明の実施の形態２によれば、発明の実施の形態１と同様の性能のフィルタを実現できる。発明の実施の形態２に係るフィルタの構造は、発明の実施の形態１と比べて、接地面の数が減少し、しかも接地面間を接続するビアも不要である。このように、発明の実施の形態２に係るフィルタは、その構造が簡単であることから、その製造が容易で、量産性に富み、コストも安いという特長を備える。

発明の実施の形態３．
発明の実施の形態３に係るフィルタの構造を、図４に示す。図４（ａ）は、発明の実施の形態３に係るフィルタの平面図、図４（ｂ）はＢ−Ｂ矢視断面図を示す。

図４のフィルタは、発明の実施の形態１又は２のフィルタを複数設け、これらの入出力端子間を単線路２３で接続したものである。第１面にある一方の端子に信号を入力して他方の出力端子から信号を取り出す、という構造を繰り返したものである。すなわち、発明の実施の形態１又は２のフィルタを複数直列に接続することで、フィルタを多段化したものである。

なお、図４では、線路幅、線路間隔、線路の接地面との距離について、複数のフィルタのいずれでも同じであるが、これには限定されない。線路幅、線路間隔、線路の接地面との距離のいずれかが異なっていてもよい。

図４において、入出力端子５から入った信号は、第１の線路１−１と、第２の線路２−１で構成されるフィルタで通過域が制限され、その出力信号は第２の面に配置された単線路２３を介して、第１の線路１−２と、第２の線路２−２で構成されるフィルタに入力され、さらに通過域が制限される。図４の構成によれば、図１又は図２の構成に比べて、より深い遮断特性を得ることができる。したがって、帯域外の不要信号をより大きな遮断量で取り除くことができる。

発明の実施の形態４．
発明の実施の形態４に係るフィルタの構造を、図５に示す。図５は、発明の実施の形態４に係るフィルタの平面図を示す。

図５のフィルタは、発明の実施の形態３のものに、遮断したい周波数において波長の１／４の長さとなる他端が開放された線路３５を並列に設けたものである。すなわち、２つのフィルタを接続する単線路２３の部分に、遮断したい周波数において波長の１／４の長さとなる他端が開放された線路３５が接続されている。

図５のフィルタによれば、単線路２３の部分に、遮断したい周波数で波長の１／４の長さの開放線路が並列に接続されているため、当該遮断したい周波数においてその接続点が短絡に近くなる。従って信号はほぼ全反射されてその周波数は通過できなくなり、当該遮断したい周波数の信号を阻止するという、帯域阻止フィルタの特性が得られる。

図５のフィルタの電磁界シミュレーションによる周波数特性を図６に示す。図６は、発明の実施の形態１又は２（その特性は図３参照）を２つ直列に接続するとともに、接続点（単線路２３）に線路長１６．０５ｍｍ、線路幅０．１ｍｍの線路３５を並列に接続した場合のフィルタ特性を示す。

図６によれば、線路３５により３．８ＧＨｚ近傍に遮断域が形成できている。他の周波数特性は、概ね図３に示した帯域通過フィルタの特性と同じである。

発明の実施の形態４によれば、線路３５を設けることで、帯域通過フィルタの帯域内で一部の周波数を遮断することができる。線路３５は遮断周波数以外の周波数には影響をほとんど与えないので、発明の実施の形態４によれば、発明の実施の形態１，２の優れた帯域通過特性を維持したまま、所望の周波数に対する遮断域を設けることができる。

発明の実施の形態５．
発明の実施の形態５に係るフィルタの構造を、図７に示す。図７は、発明の実施の形態５に係るフィルタの平面図を示す。

図７のフィルタは、発明の実施の形態１又は２のものに低域通過フィルタ４４を設けたものである。低域通過フィルタ４４は公知のものであるので、その構造についての説明は省略する。

図７において、結合線路１，２の右端と入出力端子６の間に公知の低域通過フィルタ４４を備える。発明の実施の形態１又は２のフィルタは、図３に示すように、通過域が繰り返し現れる（図３では１．２ＧＨｚ〜６．３ＧＨｚが通過域であり、７ＧＨｚを周期として同様の通過帯域が現れる。図３では右端が示されていないが、８ＧＨｚ〜約１３．３ＧＨｚも通過域である）。ここで、第１の通過域の最高周波数をｆ１（例えば、６．３ＧＨｚ）、第２の通過域の最低周波数をｆ２（例えば、８ＧＨｚ）とおくと、低域通過フィルタ４４は、ｆ１とｆ２の間の周波数で通過と遮断が切り替わる低域通過フィルタである。

上記のような低域通過フィルタ４４を備えることで、図７のフィルタは、線路１，２及び接地面３で構成される帯域通過フィルタでの通過域と、低域通過フィルタ４４の通過域の両方を通過する周波数のみが通過域となる。上記例では、帯域通過フィルタの第１の通過域（例えば１．２ＧＨｚ〜６．３ＧＨｚ）のみを通過させ、帯域通過フィルタの第２以降の通過域（例えば８ＧＨｚ〜約１３．３ＧＨｚ、あるいはこれより高い通過域）を阻止するフィルタを構成することができる。

発明の実施の形態５によれば、通過帯域として第１の通過域のみを選択することができる。発明の実施の形態１、２のように帯域通過特性が特に広帯域でかつ繰り返し存在し、第２の通過域が第１の通過域のすぐ近くに存在するような場合に、不要な第２の通過域を除き、雑音を低減することができる。

本発明の実施の形態１乃至５は、ＵＷＢのシステムだけでなく、他の広帯域通信システムにも適用できることはいうまでもない。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

図１（ａ）は発明の実施の形態１に係るフィルタの平面図、図１（ｂ）は同断面図である。 図２（ａ）は発明の実施の形態２に係るフィルタの平面図、図２（ｂ）は同断面図である。 発明の実施の形態１及び２に係るフィルタの特性を示すグラフである。 図４（ａ）は発明の実施の形態４に係るフィルタの平面図、図４（ｂ）は同断面図である。 発明の実施の形態４に係るフィルタの平面図である。 発明の実施の形態４に係るフィルタの特性を示すグラフである。 発明の実施の形態５に係るフィルタの平面図である。

符号の説明

１，１−１，１−２ 第１の線路
２，２−１，２−２ 第２の線路
３，３ａ，３ｂ 接地面
５，６ 入出力端子
７ 誘電体基板
２３ 単線路
３５ 四分の一波長開放端線路
４４ 低域通過フィルタ
Ｔ 厚みの側面
ｘ 線路と接地面との間隔
ｙ ずれの量

Claims (7)

1. 誘電体と、前記誘電体を挟んで対向して設けられて結合線路を構成する第１の線路及び第２の線路と、前記結合線路の傍に設けられた接地面とを備える不平衡回路であって、
   前記第１の線路の一端を入出力端とし、他端を開放端とし、
   前記第２の線路の一端を入出力端とし、他端を開放端とし、
   前記第１の線路の前記入出力端と前記第２の線路の前記開放端を対向させ、
   前記第２の線路の前記入出力端と前記第１の線路の前記開放端を対向させ、
   前記結合線路と前記接地面の間で生じる容量を低減するように、前記第１の線路及び第２の線路の厚みの側面と前記接地面の厚みの側面を対向させたことを特徴とする帯域通過フィルタ。
2. 前記接地面として、前記第１の線路及び第２の線路それぞれに対向する第１の接地面及び第２の接地面を設けたことを特徴とする請求項１記載の帯域通過フィルタ。
3. さらに、周波数ｆ１と周波数ｆ２の間で通過から遮断に切り替わる低域通過フィルタを備え、前記周波数ｆ１は帯域通過フィルタの第１の通過域の高域側の周波数、前記周波数ｆ２は、前記第１の通過域よりも高い第２の通過域の低域側の周波数であることを特徴とする請求項１記載の帯域通過フィルタ。
4. 前記第１の線路と第２の線路をずらして配置し、前記結合線路の特性インピーダンスを変化させたことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の帯域通過フィルタ。
5. 請求項１記載の帯域通過フィルタを複数備え、前記複数の帯域通過フィルタの間を単線路で接続したことを特徴とする帯域通過フィルタ。
6. 前記単線路に、所定の周波数において四分の一波長の長さとなる開放線路を接続したことを特徴とする請求項４記載の帯域通過フィルタ。
7. 誘電体と、前記誘電体を挟んで対向して設けられて結合線路を構成する第１の線路及び第２の線路と、前記結合線路の傍に設けられた接地面とを備える不平衡回路であって、
   前記第１の線路の一端を入出力端とし、他端を開放端とし、
   前記第２の線路の一端を入出力端とし、他端を開放端とし、
   前記第１の線路の前記入出力端と前記第２の線路の前記開放端を対向させ、
   前記第２の線路の前記入出力端と前記第１の線路の前記開放端を対向させ、
   Ｚｅを前記結合線路の偶モードの特性インピーダンス、Ｚｏを前記結合線路の奇モードの特性インピーダンス、Ｚｉｎ、Ｚｏｕｔを前記結合線路の両端の端子インピーダンスとしたとき、下記（ア）（イ）の条件を満たすことを特徴とする帯域通過フィルタ。
   （ア） Ｚｅ＞＞Ｚｏ
   （イ） Ｚｉｎ・Ｚｏｕｔ〜Ｚｅ²／４

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