JP2009055576A - 複数組の減衰極を有するフィルタ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することを可能にする。
【解決手段】帯域の両端に減衰極を形成する、結合された４つの共振素子をそれぞれ有する少なくとも２つの結合ブロックと、これらの結合ブロックの結合関係における中央部分に対し対称となる位置の結合ブロックに属する２つの共振素子を、前記２つの共振素子間の位相関係と逆位相であってかつ前記少なくとも２つの結合ブロックのそれぞれの結合より弱い結合で結合させる結合調整機構９と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数組の減衰極を有するフィルタ回路に関する。

無線または有線で情報通信を行う通信機器は、アンプ回路、ミキサ回路、フィルタ回路などの各種の高周波部品から構成されている。この中で、帯域通過フィルタ回路（以下、バンドパスフィルタともいう）は、共振素子を複数個並べて特定の周波数帯の信号のみを通過させる機能を有する。今日の通信システムにおいては、周波数の有効利用の観点からフィルタ特性は、使用可能な帯域幅が最大限に使用できるよう、シャープな遮断特性を有することが望ましい。さらに、通信機器の小形化に対する需要から、フィルタ回路はより小さいサイズが望ましい。

フィルタ特性を実現するためには、複数の共振素子を電磁界にて相互に結合させる必要があり、フィルタ回路の回路定数は各共振素子の共振周波数、共振素子間結合、および外部との結合Ｑｅで構成される。

フィルタ回路における共振素子間結合の実現方法は、以下の２種類に大別できる。第１の結合方法は、共振素子以外に結合用素子を付加することなく、共振素子どうしの位置関係のみで所望の結合を実現するギャップ結合である。このギャップ結合は、チェビシェフ関数型フィルタ回路のように隣接する共振素子間の結合のみで構成されるフィルタ回路に適している。第２の結合方法は、特許文献１、２に開示されているような伝送線路を付加して結合を実現する線路結合である。この線路結合は、減衰極によるスカート特性の急峻化や、群遅延時間平坦化のための飛び越し結合を有するフィルタ回路に適している。また、特許文献３、１０、１１、および非特許文献２には、帯域外に減衰極を設けるため複数の結合ブロックを組み合わせたフィルタ回路が開示されている。

全ての共振素子が同一平面上に配置される平面フィルタ回路では、フィルタ回路の小形化を進めるうえで、隣接する共振素子間の間隔を十分に取ることが難しく、所望の結合以外に、不要な飛び越し結合が存在する。この飛び越し結合の影響により、フィルタ回路の性能またはフィルタ回路の対称性を有する遮断特性の劣化を招き、特性実現を困難とする原因の一つであった。

飛び越し結合の対処方法としては、共振素子の形状や配置を工夫し、飛び越し結合の大きさを小さくする方法や、特許文献４、５に示すように無用な飛び越し結合がある共振素子間に金属板等を挿入することで電磁界的に遮断する方法などがある。また、非特許文献１に示すようにフィルタ回路を構成する共振素子を１つずつ個別に導体でパッケージすることにより共振素子間の飛び越し結合を完全に無くす方法がある。

また、実際にフィルタ回路を製造する際には、用いる基板の厚さのばらつきなど様々な要因により共振周波数や結合が設計値とずれることがあるため、これらのパラメータを後から調整する必要がある。このフィルタ調整方法については、特許文献６、７および１２に示すように誘電体板、誘電体トリマや金属棒により調整する方法や、特許文献８に示すように共振素子間に金属壁を挿入し結合量の調整を行う方法がある。

更に、フィルタ特性のチューニング方法として、特許文献９に示すように入出力の線路間に導体片を挿入し、入力出力間の結合量を可変することで１つの減衰極の位置をチューニングする方法がある。
特開２００４−５３０３９１号公報 特開２０００−３４１０７１号公報 特開２００４−２６０５１０号公報 特開２００１−３０８６０３号公報 特開２００４−３４９９６６号公報 特開２００２−２０４１０２号公報 特開２００５−２０９９１１号公報 特開２００１−１０２８０９号公報 特開昭６２−１３１６０２号公報 特開２００４−１１２６６８号公報 特表２００４−５３０３９１号公報 特開２００５−１５９５１２号公報 IEEE Microwave Theory and Techniques Symposium Digest (2006年)、第693頁 J.S. Hong and M.J. Lancaster, Microwave Filters for RF/Microwave Applications, pp.315-321, John Wiley & Sons, New York, 2001.

このように、フィルタ回路の製造の際には特性の調整が不可欠であり、従来技術におけるフィルタ回路の特性の調整方法は、設計パラメータとのずれを補正する程度であり、大きく特性を変化させることができなかった。また、上記特許文献９の帯域外特性の調整方法では、２段のフィルタ回路において１組の減衰極の位置を制御することは可能であるが、より急峻な減衰特性を有する複数組の減衰極を有する多段フィルタにおいては適用できなかった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することのできる、複数組の減衰極を有するフィルタ回路を提供することを目的とする。

本発明の一態様によるフィルタ回路は、帯域の両端に減衰極を形成する、結合された４つの共振素子をそれぞれ有する少なくとも２つの結合ブロックと、これらの結合ブロックの結合関係における中央部分に対し対称となる位置の結合ブロックに属する２つの共振素子を、前記２つの共振素子間の位相関係と逆位相であってかつ前記少なくとも２つの結合ブロックのそれぞれの結合より弱い結合で結合させる結合調整機構と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することのできる、複数組の減衰極を有するフィルタ回路を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるフィルタ回路の平面図を図１に、側面を図２に示す。本実施形態のフィルタ回路１は、マイクロストリップ構造の８段帯域通過フィルタであり、誘電体基板２上に形成される。この誘電体基板２の一方の面には地導体３ａが形成され、この地導体３ａが形成された面と反対側の面に線路導体３ｂが形成され、この線路導体３ｂによって、フィルタ回路を構成する入力部の伝送線路４_１と、出力部の伝送線路４_２と、８個の共振素子５_１〜５_８と、共振素子間結合用の伝送線路６_１、６_２、６_３と、飛び越し結合用の伝送線路７_１、７_２とが形成される。また、本実施形態のフィルタ回路１には、結合調整機構９が設けられている。この結合調整機構９は、基板９ａと、この基板９ａに形成された結合調整機構用パターン９ｂとを備えている。各共振素子５_ｉ（ｉ＝１，・・・，８）は、キャパシタ成分とインダクタ成分とを備えている。

本実施形態のフィルタ回路１は、帯域の両端に減衰極が設けられたフィルタ回路であり、入力部の伝送線路４_１は共振素子５_１に電磁界にて結合され、出力部４_２の伝送線路は、共振素子５_８に電磁界にて結合されている。そして、共振素子５_１と共振素子５_２との間、共振素子５_３と共振素子５_４との間、共振素子５_５と共振素子５_６との間、および共振素子５_７と共振素子５_８との間は、それぞれ空間的に電磁界にて結合したギャップ結合である。また、共振素子５_２と共振素子５_３との間は伝送線路６_１により結合され、共振素子５_４と共振素子５_５との間は伝送線路６_２により結合され、および共振素子５_６と共振素子５_７との間は伝送線路６_３により結合されている。

更に、共振素子５_１と共振素子５_４との間には飛び越し結合用の伝送線路７_１が設けられ、共振素子５_５と共振素子５_８との間には飛び越し結合用の伝送線路７_２が設けられている。これらの飛び越し結合を設けることにより、フィルタ回路の通過特性Ｓ_２１において、帯域の両端に２組の減衰極が設けられ、同じ段を有するチェビシェフ特性のフィルタ回路に比べて、急峻な遮断特性を有するフィルタ回路を実現することができる。なお、共振素子５_１と共振素子５_４との間の飛び越し結合Ｍ_１４は、共振素子５_２と共振素子５_３との間の結合Ｍ_２３と逆位相であり、共振素子５_５と共振素子５_８との間の飛び越し結合Ｍ_５８は、共振素子５_６と共振素子５_７との間の結合Ｍ_６７と逆位相となっている。

このため、本実施形態のフィルタ回路１は、帯域外に減衰極を１組設けるために４つの共振素子による結合ブロックを有しており、共振素子５_１〜５_４からなる第１の結合ブロックと、共振素子５_５〜５_８からなる第２の結合ブロックと、を縦続接続した構造を有している。

図３に本実施形態のフィルタ回路１の結合構造を示す。サークルは共振素子５_１〜５_８を表し、実線および破線は共振素子間の結合を表している。一般的なチェビシェフフィルタは実線のみの結合からなり、減衰極を持つフィルタは、破線で示した逆位相となる結合を入れることで実現される。ここで、１つの結合ブロックについて考えると、その減衰極の位置は、次式で表される（非特許文献２参照）。

ここで、Ωａは減衰極の位置を表す規格化角周波数、ｇ_ｍは原型低域通過フィルタの規格化素子値、Ｊはアドミッタンスインバータである。これより、４段の結合ブロックによる減衰極の位置Ωａは、ｇ_２、Ｊ_１（Ｍ_１４）、Ｊ_２（Ｍ_２３）から決定されることがわかる。

図４に、本実施形態のフィルタ回路の結合関係を表した等価回路を示す。この図４に示す等価回路の結合関係を考えたとき、フィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子において、２共振素子間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンを入れる。そこで、図１のフィルタ回路において、新たに、共振素子５_２と共振素子５_７との結合Ｍ_２７を作り出す。結合Ｍ_２７は、図２に示すように、結合調整用機構９のパターン９ｂが形成された基板９ａと、共振素子５_１〜５_８が形成された基板２との距離を変化させることにより、２共振素子間の結合度を変化させる。なお、本実施形態においては、結合調整機構は、基板９ａ上にパターニングされた伝送線路（導体）９ｂを備えていたが、例えば、特許文献６の図１に開示されているように、誘電体板を備えていてもよい。この場合、この誘電体板と、結合させる共振素子との間の距離を変化させることになる。

次に、共振素子５_２と共振素子５_７との結合Ｍ_２７の結合度を、Ｍ_２７＝０、Ｍ_２７＝−１．５×１０^−４、Ｍ_２７＝−２．５×１０^−４、Ｍ_２７＝−６．５×１０^−５と変化させた場合の周波数特性の変化を図５に示す。この図５からわかるように、共振素子５_２と共振素子５_７との結合Ｍ_２７を設けることにより、フィルタ回路の帯域外の特性を調整することができる。これは、（１）式中のｇ_ｍの項（ここでは、共振素子５_２および共振素子５_７の規格化素子値）が摂動を受け減衰極が変化する。ここで、結合Ｍ_２７は、共振素子５_２から共振素子５_７までの結合関係に対し、逆位相となるような結合である場合、互いの減衰極の間隔が広がる方向へ変化し、その結合値は他の結合パラメータの値に比べ１／５から１／１０００程度の小さい値であることが望ましい。また、結合Ｍ_２７が、共振素子５_２から共振素子５_７までの結合と同位相の場合は、減衰極の位置が重なる方向に変化し、調整することも可能である。

本実施形態のフィルタ回路を構成する共振素子５_１〜５_８は、両端開放のマイクロストリップ線路を折り曲げた構造であり、フィルタ仕様の中心周波数ｆ_ｃとフィルタの帯域幅ｄ_ｆから定義されるｆ_ｃ−ｄ_ｆ／２からｆ_ｃ＋ｄ_ｆ／２の周波数範囲内にてほぼ半波長の整数倍となる電気長を持つ。例えば、厚さが０．４３ｍｍ、比誘電率が１０の誘電体基板２を用いると、共振周波数が２ＧＨｚである両端開放半波長ヘアピン共振素子の大きさは、各共振素子の線路幅が約０．４ｍｍでその全長が約３０ｍｍで形成される。

フィルタ回路を構成する共振素子は、それぞれ電磁界にて結合しており、相互に結合すべき共振素子５_ｉ（ｉ＝１、・・・、７）と共振素子５_ｊ（ｊ＞ｉ）との結合量はフィルタ仕様により決定することができ、結合係数Ｍ_ｉｊで表される。また、外部回路と入出力部４_１、４_２の共振素子との結合量は外部Ｑｅ値で表される。例えば、図５に示す特性を有するフィルタ回路は、比帯域幅１．０％、帯域内リップル幅０．０１ｄＢとなる帯域両端に２組の減衰極をもつ８段フィルタの外部Ｑおよび結合係数Ｍ_ｉｊは、Ｑｅ＝１０３、Ｍ_１２＝７．６２×１０^−３、Ｍ_２３＝７．６４×１０^−３、Ｍ_３４＝４．７２×１０^−３、Ｍ_４５＝５．２６×１０^−３、Ｍ_５６＝５．０８×１０^−３、Ｍ_６７＝６．９７×１０^−３、Ｍ_７８＝７．９３×１０^−３、Ｍ_１４＝−２．８１×１０^−３、Ｍ_５８＝−１．７３ｘ１０^−３と決定される。

また、外部と接続している入出力部の伝送線路４_１、４_２は直接に共振素子に接続することもできる。ここで各共振素子間の結合は、ギャップ結合のみではなく、結合伝送線路による結合、共振素子に直接に接続されたタップ結合による結合を含んでもよい。

フィルタ回路を構成する共振素子は、絶縁基板２上に形成された導電性材料で形成することができる。絶縁基板は、片面に地導体を有し、反対面に線路導体を有する。導電性材料は、銅や金といた金属、ニオブ（Ｎｂ）またはニオブスズ（ＮｂＳｎ）といった超電導体、およびＹ系銅酸化物高温超伝導を含む。基板は、酸化マグネシウム、サファイアまたはアルミン酸ランタン等の材料を用いることができる。例えば、厚さ約０．４３ｍｍ、比誘電率が約１０の酸化マグネシウム基板（図示略）上に超伝導マイクロストリップ線路を形成する。ここで、マイクロストリップ線路の超伝導体は、厚さ約５００ｎｍのＹ系銅酸化物高温超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約０．４ｍｍである。また、良質なＹ系銅酸化物超伝導薄膜を得るために、基板と超伝導薄膜との間にはバッファ層を設けてもよい。バッファ層としては、ＣｅＯ_２やＹＳＺ等を用いることができる。超伝導薄膜は、レーザー蒸着法、スパッタ法、共蒸着法あるいはＭＯＤ(Metal Organic Deposition)法などにより形成することができる。また、フィルタ構造としては、マイクロストリップ線路の他に、ストリップ線路、コプレーナ線路といった多様な構造とすることができる。更に、本実施形態のような平面フィルタに限らず、誘電体フィルタや空洞共振器を用いた導波管フィルタなどさまざまなフィルタに本発明を適用できることは云うまでもない。

なお、本実施形態においては、共振素子のパターンは図１に示すヘアピン形状であったが、この他に、メアンダー形状、オープンループ形状、またはスパイラル形状など多様な形状を取ることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。

（変形例）
次に、本実施形態の一変形例によるフィルタ回路を図６に示す。図６は、本変形例によるフィルタ回路１Ａの平面図である。本変形例によるフィルタ回路１Ａは、図１に示す第１実施形態によるフィルタ回路において、共振素子５_３と共振素子５_６との間に、共振素子５_３と共振素子５_６とのＭ_３６を遮断するため、および結合調整機構９を設けたことによる、共振素子５₂と共振素子５₆間に発生する不要な飛び越し結合Ｍ₂₆および共振素子５₃と共振素子５₇間に発生するＭ₃₇を遮断するための金属壁１０を設けた構成となっている。この金属壁１０を設けたことにより、フィルタの遮断特性の非対称を抑制するという効果を得ることができる。

なお、本変形例も第１実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態によるフィルタ回路を図７に示す。図７は、本実施形態によるフィルタ回路１Ｂの平面図である。本実施形態のフィルタ回路１Ｂは、マイクロストリップ構造のフィルタ回路であり、誘電体基板（図示せず）上に形成される。この誘電体基板の一方の面には地導体（図示せず）が形成され、この地導体が形成された面と反対側の面に線路導体が形成され、この線路導体によって、フィルタ回路を構成する入力部の伝送線路４_１と、出力部の伝送線路４_２と、１１個の共振素子５_１〜５_１１と、共振素子間結合用の伝送線路６_１〜６_６と、飛び越し結合用の伝送線路７_１、７_２とが形成される。また、本実施形態のフィルタ回路１Ｂには、同軸線路１２が設けられている。この同軸線路１２は、共振素子５_４と共振素子５_８とを電気的に接続する。各共振素子５_ｉ（ｉ＝１，・・・，１１）は、キャパシタ成分とインダクタ成分とを備えている。

本実施形態のフィルタ回路１Ｂは、帯域の両端に減衰極が設けられたフィルタ回路であり、入力部の伝送線路４_１は共振素子５_１に電磁界にて結合され、出力部４_２の伝送線路は、共振素子５_１１に電磁界にて結合されている。そして、共振素子５_２と共振素子５_３との間、共振素子５_４と共振素子５_５との間、共振素子５_７と共振素子５_８との間、および共振素子５_９と共振素子５_１０との間は、それぞれ空間的に電磁界にて結合したギャップ結合である。また、共振素子５_１と共振素子５_２との間は伝送線路６_１により結合され、共振素子５_３と共振素子５_４との間は伝送線路６_２により結合され、共振素子５_５と共振素子５_６との間は伝送線路６_３により結合され、共振素子５_６と共振素子５_７との間は伝送線路６_４により結合され、共振素子５_８と共振素子５_９との間は伝送線路６_５により結合され、および共振素子５_１０と共振素子５_１１との間は伝送線路６_６により結合されている。

更に、共振素子５_２と共振素子５_５との間には飛び越し結合用の伝送線路７_１が設けられ、共振素子５_７と共振素子５_１０との間には飛び越し結合用の伝送線路７_２が設けられている。これらの飛び越し結合を設けることにより、フィルタ回路の通過特性Ｓ_２１において、帯域の両端に２組の減衰極が設けられ、同じ段を有するチェビシェフ特性のフィルタ回路に比べて、急峻な遮断特性を有するフィルタ回路を実現することができる。

本実施形態のフィルタ回路１Ｂにおいては、帯域外に減衰極を１組設けるために４つの共振素子により１つの結合ブロックを構成しており、共振素子５_２〜５_５からなる第１の結合ブロックと、共振素子５_７〜５_１０からなる第２の結合ブロックと、その他の共振素子５_１、５_６、５_１１と、を備えている。図８は、図７に示す本実施形態のフィルタ回路１Ｂの結合関係を表した等価回路である。

本実施形態において、フィルタ回路を構成する共振素子の結合関係においてフィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンを入れるために、例えば共振素子５_４と共振素子５_８との結合Ｍ_４８が設けられている。共振素子５_４と共振素子５_８との結合Ｍ_４８としては、結合用伝送線路として同軸線路１２が用いられている。２共振素子５_４、５_８と同軸線路１２との距離を変化させることにより、２共振素子５_４、５_８間の結合度を変化させ、フィルタの帯域外の特性を調整することができる。ここで、結合Ｍ_４８は、共振素子５_４から共振素子５_８までの結合関係に対し、逆位相となるような結合であり、他の結合パラメータの値に比べ１／５から１／１０００程度の小さい値が望ましい。また、共振素子５_４、５_８間の結合には、同軸線路の他、導波管、ストリップライン、コプレーナ線路、ＮＲＤ(Non Radiative Dielectric Wave Guide)伝送線路など様々な導波路を用いることができる。

以上説明したように、本実施形態も第１実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３施形態によるフィルタ回路を図９に示す。図９は、本実施形態によるフィルタ回路１Ｃの平面図である。本実施形態のフィルタ回路１Ｃは、マイクロストリップ構造のフィルタ回路であり、誘電体基板（図示せず）上に形成される。この誘電体基板の一方の面には地導体（図示せず）が形成され、この地導体が形成された面と反対側の面に線路導体が形成され、この線路導体によって、フィルタ回路を構成する入力部の伝送線路４_１と、出力部の伝送線路４_２と、１２個の共振素子５_１〜５_１２と、共振素子間結合用の伝送線路６_１〜６_５と、飛び越し結合用の伝送線路７_１〜７_３とが形成される。また、本実施形態のフィルタ回路１Ｃには、結合調整機構９が設けられている。この結合調整機構９は、基板９ａと、この基板９ａに形成された結合調整機構用パターン９ｂとを備えている。各共振素子５_ｉ（ｉ＝１，・・・，１２）は、キャパシタ成分とインダクタ成分とを備えている。

本実施形態のフィルタ回路１Ｃは、帯域の両端に減衰極が設けられたフィルタ回路であり、入力部の伝送線路４_１は共振素子５_１に電磁界にて結合され、出力部４_２の伝送線路は、共振素子５_１２に電磁界にて結合されている。そして、共振素子５_１と共振素子５_２との間、共振素子５_３と共振素子５_４との間、共振素子５_５と共振素子５_６との間、共振素子５_７と共振素子５_８との間、共振素子５_９と共振素子５_１０との間、および共振素子５_１１と共振素子５_１２との間は、それぞれ空間的に電磁界にて結合したギャップ結合である。また、共振素子５_２と共振素子５_３との間は伝送線路６_１により結合され、共振素子５_４と共振素子５_５との間は伝送線路６_２により結合され、共振素子５_６と共振素子５_７との間は伝送線路６_３により結合され、共振素子５_８と共振素子５_９との間は伝送線路６_４により結合され、および共振素子５_１０と共振素子５_１１との間は伝送線路６_５により結合されている。

更に、共振素子５_１と共振素子５_４との間には飛び越し結合用の伝送線路７_１が設けられ、共振素子５_５と共振素子５_８との間には飛び越し結合用の伝送線路７_２が設けられ、および共振素子５_９と共振素子５_１２との間には飛び越し結合用の伝送線路７_３が設けられている。これらの飛び越し結合を設けることにより、フィルタ回路の通過特性Ｓ_２１において、帯域の両端に３組の減衰極が設けられ、同じ段を有するチェビシェフ特性のフィルタ回路に比べて、急峻な遮断特性を有するフィルタ回路を実現することができる。

本実施形態のフィルタ回路１Ｃは、帯域外に減衰極を１組設けるために４つの共振素子により１つの結合ブロックを構成しており、共振素子５_１〜５_４からなる第１の結合ブロックと、共振素子５_５〜５_８からなる第２の結合ブロックと、共振素子５_９〜５_１２からなる第３の結合ブロックと、を備えている。

また、本実施形態のフィルタ回路１Ｃにおいては、フィルタ回路を構成する共振素子の結合関係においてフィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンを入れるために、第１の結合ブロックの共振素子５_１と、第３の結合ブロックの共振素子５_１２との結合Ｍ_１１２を作り出す。この結合Ｍ_１１２は、基板９ａ上に結合用の伝送線路９ｂをパターンニングし、共振素子と、基板９ａとの距離を変化させることにより、２共振素子間の結合度を変化させ、これにより、フィルタ特性を調整する。ここで、結合Ｍ_１１２は、共振素子５_１から共振素子５_１２までの結合関係に対し、逆位相となるような結合であり、他の結合パラメータの値に比べ１／５から１／１０００程度の小さい値が望ましい。

以上説明したように、本実施形態も第１実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態によるフィルタ回路を図１０に示す。本実施形態のフィルタ回路１Ｄは、図１に示す第１実施形態によるフィルタ回路１において、結合調整機構９の代わりに、共振素子５_１〜５_８が形成されている基板上に、共振素子５１と、共振素子５８とを結合する結合調整用の伝送線路１３を設けた構成となっている。

この伝送線路１３は、フィルタ回路の結合関係において、フィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子５_１、５_８間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンとなっている。この伝送線路１３は、共振素子が形成される基板上に、予めパターンニングにより形成しておき、伝送線路１３のＴ字部分１３ａ、１３ｂのパターンのトリミングすることにより、２共振素子５_１、５_８間の結合度を変化させ、これにより、フィルタの帯域外の特性を調整する構成となっている。ここで、共振素子５_１と共振素子５_８との間の結合Ｍ_１８は、共振素子５_１から共振素子５_８までの結合関係に対し、逆位相となるような結合であり、他の結合パラメータの値に比べ１／５から１／１０００程度の小さい値であることが望ましい。ここで、結合Ｍ_１８が共振素子５_４と共振素子５_５との間の結合Ｍ_４５に対して逆位相の結合となる時、共振素子５_１，５_４，５_５，５_８の結合関係より、新たに帯域外に１組の減衰極を設けることが可能となり、既存の減衰極の調整に加え、更に急峻なフィルタを構成することができる。また、共振素子５_１と共振素子５_８との間の結合Ｍ_１８の調整は、他の周知の方法を用いてもよい。例えば、特許文献７（特開２００５−２０９９１１公報）に示すように、誘電体棒を用いた結合調整機構を用いて、同一基板上に結合用伝送線路１３のＴ字部分１３ａ、１３ｂの実効誘電率を可変させ、結合を調整しても良い。

以上説明したように、本実施形態も第１実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態によるフィルタ回路を図１１に示す。本実施形態のフィルタ回路１Ｅは、図１０に示す第４実施形態のフィルタ回路１Ｄにおいて、結合調整用の伝送線路１３の代わりに、結合調整用の導体１４を設けた構成となっている。

この導体１４は、フィルタ回路の結合関係において、フィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子５_３、５_６間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンとなっている。この導体１４は、共振素子５_３と共振素子５_６との間に結合Ｍ_３６を作り出す。この結合Ｍ_３６は、図１２に示すような支持誘電体１５に付加された結合調整用の導体１４と、２共振素子５_３、５_６との距離を可変することにより、２共振素子５_３、５_６間の結合度を変化させることで、フィルタの帯域外の特性を調整する構成となっている。ここで、結合Ｍ_３６は、共振素子５_３から共振素子５_６までの結合関係に対し、逆位相となるような結合であり、他の結合パラメータの値に比べて、１／５から１／１０００程度の小さい値であることが望ましい。

以上説明したように、本実施形態も第４実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。

以上述べたように、本発明の各実施形態においては、調整のために付加される結合は、従来の設計パラメータに対する影響は無視できるほど小さいため、帯域内の特性に影響を与えず、特性を調整することが可能となる。また、帯域外の所定の位置の減衰量を改善し、後天的にフィルタの帯域外特性や帯域幅を変更することができる。

本発明の第１実施形態によるフィルタ回路の平面図。 第１実施形態のフィルタ回路の側面図。 第１実施形態のフィルタ回路の結合関係を示す図。 第１実施形態のフィルタの等価回路図。 第１実施形態のフィルタ回路の周波数特性を示す図。 第１実施形態の一変形例によるフィルタ回路の平面図。 本発明の第２実施形態によるフィルタ回路の平面図。 第２実施形態のフィルタ回路の等価回路図。 本発明の第３実施形態によるフィルタ回路の平面図。 本発明の第４実施形態によるフィルタ回路の平面図。 本発明の第５実施形態によるフィルタ回路の平面図。 第５実施形態のフィルタ回路の側面図。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ フィルタ回路
２ 誘電体基板
３ａ 地導体
３ｂ 線路導体
４_１ 入力部の伝送線路
４_２ 出力部の伝送線路
５_１〜５_１２ 共振素子
６_１〜６_５ 共振素子間結合用の伝送線路
７_１〜７_３ 飛び越し結合用の伝送線路
９ 結合調整機構
９ａ 結合調整機構用基板
９ｂ 結合調整機構用のパターン
９ｃ グランド
１０ 結合遮断用金属壁
１２ 同軸線路
１３ 結合調整用導体
１４ 結合調整用導体

Claims (9)

1. 帯域の両端に減衰極を形成する、結合された４つの共振素子をそれぞれ有する少なくとも２つの結合ブロックと、
   これらの結合ブロックの結合関係における中央部分に対し対称となる位置の結合ブロックに属する２つの共振素子を、前記２つの共振素子間の位相関係と逆位相であってかつ前記少なくとも２つの結合ブロックのそれぞれの結合より弱い結合で結合させる結合調整機構と、
   を備えることを特徴とするフィルタ回路。
2. 前記中央部分に対し対称となる位置の前記結合ブロックは、第１の減衰極の位置を決定する、信号入力側に最も近い第１の結合ブロックと、第２の減衰極の位置を決定する、信号出力側に最も近い第２の結合ブロックであり、
   前記結合調整機構は、前記第１の結合ブロックの前記信号入力側から数えて２番目の共振素子と、前記第２の結合ブロックの信号出力側から数えて２番目の共振素子とを結合することを特徴とする請求項１記載のフィルタ回路。
3. 前記中央部分に対し対称となる位置の前記結合ブロックは、第１の減衰極の位置を決定する信号入力側に最も近い第１の結合ブロックと、第２の減衰極の位置を決定する信号出力側に最も近い第２の結合ブロックであり、
   前記結合調整機構は、前記第１の結合ブロックの前記信号入力側から数えて３番目の共振素子と、前記第２の結合ブロックの前記信号出力側から数えて３番目の共振素子とを結合することを特徴とする請求項１記載のフィルタ回路。
4. 前記中央部分に対し対称となる位置の前記結合ブロックは、第１の減衰極の位置を決定する信号入力側に最も近い第１の結合ブロックと、第２の減衰極の位置を決定する信号出力側に最も近い第２の結合ブロックであり、
   前記結合調整機構は、前記第１の結合ブロックの前記信号入力側から数えて１番目の共振素子と、前記第２の結合ブロックの前記信号出力側から数えて１番目の共振素子とを結合することを特徴とする請求項１記載のフィルタ回路。
5. 前記結合調整機構は、前記少なくとも２つの結合ブロックのそれぞれの結合の１／５〜１／１０００の結合で結合させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフィルタ回路。
6. 前記少なくとも２つの結合ブロックは第１の基板上に形成されたマイクロストリップ線路であり、
   前記結合調整機構は、前記第１の基板と異なる第２の基板上に形成されたマイクロストリップ線路を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
7. 前記結合調整機構は、同軸線路を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
8. 前記結合調整機構は、誘電体板を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
9. 前記結合調整機構は、導体を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。

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