JP2023096199A - Bandpass filter, and high-frequency signal amplifier circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波信号をフィルタ処理するバンドパスフィルタに関する。 The present invention relates to bandpass filters for filtering high frequency signals.
特許文献1には、ポスト壁導波路によって形成されたバンドパスフィルタが記載されている。特許文献1に記載のバンドパスフィルタのポスト壁導波路は、一平面上に形成されている。ポスト壁導波路は、高周波信号の伝送方向に沿って所定間隔で形成された複数のショート壁によって、直列接続された複数の共振器を備える。特許文献1に記載のバンドパスフィルタは、複数の共振器の共振周波数を調整することで、バンドパスフィルタとして機能する。 US Pat. No. 6,300,000 describes a bandpass filter formed by post wall waveguides. The post wall waveguide of the bandpass filter described in Patent Document 1 is formed on one plane. The post wall waveguide includes a plurality of resonators connected in series by a plurality of short walls formed at predetermined intervals along the high frequency signal transmission direction. The bandpass filter described in Patent Document 1 functions as a bandpass filter by adjusting the resonance frequencies of a plurality of resonators.
しかしながら、特許文献1の構成では、平面面積が大きくなってしまう。 However, in the configuration of Patent Document 1, the planar area becomes large.
したがって、本発明の目的は、ポスト壁導波路を用いたバンドパスフィルタの平面面積を抑制することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to reduce the planar area of a bandpass filter using a post wall waveguide.
この発明のバンドパスフィルタは、第1ポスト壁導波路、第2ポスト壁導波路、接続導波路、第1ビア導体、第2ビア導体、および、第3ビア導体を備える。第1ポスト壁導波路および第2ポスト壁導波路は、第1方向に順に配置され、互いに逆方向に高周波信号を伝送する。接続導波路は、第1ポスト壁導波路の伝送方向である第2方向側に配置され、第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路との一端に接続する。第1ビア導体は、第1ポスト壁導波路内であって第1ポスト壁導波路の一端から第1距離の位置に配置される。第2ビア導体は、第2ポスト壁導波路内であって第2ポスト壁導波路の一端から第2距離の位置に配置される。第3ビア導体は、接続導波路内であって第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路との一端から第3距離の位置に配置される。 A bandpass filter of the present invention comprises a first post wall waveguide, a second post wall waveguide, a connection waveguide, a first via conductor, a second via conductor, and a third via conductor. The first post wall waveguide and the second post wall waveguide are arranged in order in the first direction and transmit high frequency signals in directions opposite to each other. The connection waveguide is arranged on the second direction side, which is the transmission direction, of the first post wall waveguide, and connects to one ends of the first post wall waveguide and the second post wall waveguide. The first via conductor is arranged within the first post wall waveguide and at a first distance from one end of the first post wall waveguide. The second via conductor is positioned within the second post wall waveguide and at a second distance from one end of the second post wall waveguide. The third via conductor is arranged within the connection waveguide and at a third distance from one end of the first post wall waveguide and the second post wall waveguide.
この構成では、第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路とが、一面上に並んで配置されず、重なって(積層されて)配置される。これにより、小面積化が実現される。さらに、第1ビア導体と第3ビア導体との間の領域、第2ビア導体と第3ビア導体と間の領域は、所定の共振周波数を有する共振器として作用する。これにより、第1ポスト壁導波路、接続導波路、第2ポスト壁導波路が連続する領域は、バンドパスフィルタとして機能する。 In this configuration, the first post wall waveguide and the second post wall waveguide are not arranged side by side on one surface, but overlapped (stacked). As a result, the area can be reduced. Furthermore, the region between the first via conductor and the third via conductor and the region between the second via conductor and the third via conductor act as resonators having a predetermined resonance frequency. As a result, the continuous region of the first post wall waveguide, the connection waveguide, and the second post wall waveguide functions as a bandpass filter.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係るバンドパスフィルタについて、図を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタの外観斜視図である。図2は、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタの分解斜視図である。図3(A)は、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタの第1平面図であり、図3(B)は、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタの第2平面図である。図4(A)、図4(B)、図4(C)は、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタの側面断面図である。図4(A)、図4(B)、図4(C)は、それぞれに図3(A)、図3(B)のA-A断面、B-B断面、C-C断面を示す。
[First embodiment]
A bandpass filter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of a bandpass filter according to the first embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the bandpass filter according to the first embodiment. FIG. 3A is a first plan view of the bandpass filter according to the first embodiment, and FIG. 3B is a second plan view of the bandpass filter according to the first embodiment. 4A, 4B, and 4C are side cross-sectional views of the bandpass filter according to the first embodiment. 4(A), 4(B) and 4(C) respectively show the AA cross section, BB cross section and CC cross section of FIGS. 3(A) and 3(B).
図1、図2、図3(A)、図3(B)、図4(A)、図4(B)、図4(C)に示すように、バンドパスフィルタ10は、誘電体20、導体層31、導体層32、導体層33、複数のビア導体401、複数のビア導体402、複数のビア導体411、複数のビア導体412、複数のビア導体421、複数のビア導体422、ビア導体50、ビア導体51、および、ビア導体52を備える。
As shown in FIGS. 1, 2, 3A, 3B, 4A, 4B, and 4C, the
導体層31が第1導体層に対応し、導体層32が第2導体層に対応し、導体層33が第3導体層に対応する。ビア導体51が第1ビア導体に対応し、ビア導体52が第2ビア導体に対応し、ビア導体50が第3ビア導体に対応する。複数のビア導体411および複数のビア導体421が複数の第4ビア導体に対応し、複数のビア導体412および複数のビア導体422が複数の第5ビア導体に対応する。複数のビア導体401および複数のビア導体402が複数の第6ビア導体に対応する。
The
また、以下に示すz軸方向が第1方向に対応し、x軸方向が第2方向に対応する。 Also, the z-axis direction shown below corresponds to the first direction, and the x-axis direction corresponds to the second direction.
誘電体20は、誘電体層21と誘電体層22とを備える。誘電体層21と誘電体層22とは、互いに直交するx軸方向とy軸方向とに広がる平板状である。誘電体層21と誘電体層22とは、z軸方向に積層される。この構成において、誘電体20における誘電体層21側の面(積層方向に直交する面)が、誘電体20の主面201である。誘電体20における誘電体層22側の面(積層方向に直交する面)が、誘電体20の主面202である。
Dielectric 20 comprises
導体層31、導体層32、および、導体層33は、平膜状である。導体層31は、誘電体20における主面201に配置される。導体層32は、誘電体20における誘電体層21と誘電体層22との当接面(界面)に配置される。導体層33は、誘電体20における主面202に配置される。
The
導体層32のx軸方向の長さは、導体層31および導体層33のx軸方向の長さよりも短い。言い換えれば、導体層32のx軸方向の一端320は、導体層31と導体層33との間に位置する。これにより、誘電体20のx軸方向には、z軸方向に導体層31、導体層32、および、導体層33が並んで配置される領域と、z軸方向に導体層31と導体層33とが並んで配置される領域(導体層32を有さない領域)とが形成される。
The length of the
複数のビア導体411および複数のビア導体421は、導体層32が配置される領域に形成される。複数のビア導体411および複数のビア導体421は、誘電体層21に形成される。複数のビア導体411および複数のビア導体421は、柱状であり、誘電体層21をz軸方向に貫通する。
A plurality of via
複数のビア導体411および複数のビア導体421は、それぞれにx軸方向に沿って所定の間隔を開けて配置される。複数のビア導体411の列と複数のビア導体421の列は、x軸方向に沿って並走しており、y軸方向に所定距離離間している。
A plurality of via
複数のビア導体411および複数のビア導体421における柱状の軸方向の一方端は、導体層31に接続する。複数のビア導体411および複数のビア導体421における柱状の軸方向の他方端は、導体層32に接続する。
One end in the columnar axial direction of multiple via
これにより、導体層31、導体層32、複数のビア導体411、複数のビア導体421、および、誘電体層21におけるこれらによって囲まれる部分は、第1ポスト壁導波路を形成する。そして、第1ポスト壁導波路は、x軸方向に平行な方向を高周波信号の伝送方向とする。また、この構造によって、第1ポスト壁導波路の高周波信号の伝送方向の一端は、導体層32の一端320である。
Accordingly, the
複数のビア導体412および複数のビア導体422は、導体層32が配置される領域に形成される。複数のビア導体412および複数のビア導体422は、誘電体層22に形成される。複数のビア導体412および複数のビア導体422は、柱状であり、誘電体層22をz軸方向に貫通する。
A plurality of via
複数のビア導体412および複数のビア導体422は、それぞれにx軸方向に沿って所定の間隔を開けて配置される。複数のビア導体412の列と複数のビア導体422の列は、x軸方向に沿って並走しており、y軸方向に所定距離離間している。
A plurality of via
複数のビア導体412および複数のビア導体422における柱状の軸方向の一方端は、導体層32に接続する。複数のビア導体412および複数のビア導体422における柱状の軸方向の他方端は、導体層33に接続する。
One end in the columnar axial direction of the plurality of via
これにより、導体層32、導体層33、複数のビア導体412、複数のビア導体422、および、誘電体層22におけるこれらによって囲まれる部分は、第2ポスト壁導波路を形成する。そして、第2ポスト壁導波路は、x軸方向に平行な方向を高周波信号の伝送方向とする。また、この構造によって、第2ポスト壁導波路の高周波信号の伝送方向の一端は、導体層32の一端320である。
As a result, the
さらに、複数のビア導体411の列と複数のビア導体412の列は、z軸方向に並んでおり、x軸方向およびy軸方向のこれらの位置はほぼ同じである。同様に、複数のビア導体421の列と複数のビア導体422の列は、z軸方向に並んでおり、x軸方向およびy軸方向のこれらの位置はほぼ同じである。
Furthermore, the row of the plurality of via
これにより、第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路とは、z軸方向に並んで配置される。そして、x軸方向およびy軸方向における第1ポスト壁導波路の位置と第2ポスト壁導波路の位置とは、ほぼ同じになる。したがって、第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路とを一面に連続して形成するよりも、平面面積(z軸方向に視た面積)は、半分程度に小さくなる。 Thereby, the first post wall waveguide and the second post wall waveguide are arranged side by side in the z-axis direction. The position of the first post wall waveguide and the position of the second post wall waveguide in the x-axis direction and the y-axis direction are substantially the same. Therefore, the planar area (area viewed in the z-axis direction) is reduced to about half that of the case where the first post wall waveguide and the second post wall waveguide are continuously formed on one surface.
複数のビア導体401および複数のビア導体402は、導体層32が配置されていない領域に形成される。複数のビア導体401および複数のビア導体402は、誘電体層21および誘電体層22に形成される。複数のビア導体401および複数のビア導体402は、柱状であり、誘電体層21と誘電体層22をz軸方向に連続して貫通する。言い換えれば、複数のビア導体401および複数のビア導体402は、誘電体20をz軸方向に貫通する。
A plurality of via
複数のビア導体401および複数のビア導体402は、それぞれにx軸方向に沿って所定の間隔を開けて配置される。複数のビア導体401の列と複数のビア導体402の列は、x軸方向に沿って並走しており、y軸方向に所定距離離間している。
A plurality of via
複数のビア導体401は、x軸方向において、複数のビア導体411および複数のビア導体412に連続して並ぶように配置される。複数のビア導体402は、x軸方向において、複数のビア導体421および複数のビア導体422に連続して並ぶように配置される。
The plurality of via
複数のビア導体401および複数のビア導体402における柱状の軸方向の一方端は、導体層31に接続する。複数のビア導体401および複数のビア導体402における柱状の軸方向の他方端は、導体層33に接続する。
One end in the columnar axial direction of multiple via
ビア導体50は、x軸方向における、導体層32の一端320から距離(第3距離)L2離れた位置に配置される。ビア導体50は、導体層32の一端320を基準として、第1ポスト壁導波路および第2ポスト壁導波と反対側の位置に配置される。すなわち、ビア導体50は、導体層32が形成されていない領域に配置される。言い換えれば、ビア導体50は、導体層31、導体層33、複数のビア導体401、複数のビア導体402によって囲まれる領域内に配置される。
The via
ビア導体50は、y軸方向における複数のビア導体401の列と複数のビア導体402の列の略中間点に配置される。
The via
ビア導体50は、誘電体層21および誘電体層22に形成される。ビア導体50は、柱状であり、誘電体層21と誘電体層22をz軸方向に連続して貫通する。言い換えれば、ビア導体50は、誘電体20をz軸方向に貫通する。
Via
ビア導体50における柱状の軸方向の一方端は、導体層31に接続する。ビア導体50における柱状の軸方向の他方端は、導体層33に接続する。
One axial end of the columnar via
これにより、導体層31、導体層33、複数のビア導体401、複数のビア導体402、ビア導体50、および、誘電体20におけるこれらによって囲まれる部分は、接続導波路を形成する。そして、この構成によって、接続導波路は、第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路とを接続する。これにより、例えば図4(A)に示すように、高周波信号は、第1ポスト壁導波路から接続導波路を通じて第2ポスト壁導波路へ伝送される。または、高周波信号は、第2ポスト壁導波路から接続導波路を通じて第1ポスト壁導波へ伝送される。
As a result, the
ビア導体51は、x軸方向における、導体層32の一端320から距離(第1距離)L1離れた位置に配置される。ビア導体51は、導体層31、導体層32、複数のビア導体411、および、複数のビア導体421に囲まれた領域に配置される。言い換えれば、ビア導体51は、第1ポスト壁導波路内に配置される。
The via
ビア導体51は、y軸方向において、複数のビア導体421の列よりも複数のビア導体411の列に近い位置に配置される。言い換えれば、y軸方向における複数のビア導体411とビア導体51との距離W1は、第1ポスト壁導波路の幅の半分未満である。
The via
ビア導体51は、誘電体層21に形成される。ビア導体51は、柱状であり、誘電体層21をz軸方向に貫通する。ビア導体51における柱状の軸方向の一方端は、導体層31に接続する。ビア導体51における柱状の軸方向の他方端は、導体層32に接続する。
Via
x軸方向におけるビア導体50とビア導体51との距離(第1加算距離(L1+L2))は、バンドパスフィルタ10で通過させる高周波信号の波長の1/2である。
The distance (first added distance (L1+L2)) between via
これにより、ビア導体50とビア導体51との間の領域は、バンドパスフィルタ10で通過させる高周波信号の周波数で共振する共振器として作用する。
As a result, the region between via
ビア導体52は、x軸方向における、導体層32の一端320から距離(第2距離)L1離れた位置に配置される。ビア導体52は、導体層32、導体層33、複数のビア導体412、および、複数のビア導体422に囲まれた領域に配置される。言い換えれば、ビア導体52は、第2ポスト壁導波路内に配置される。
The via
ビア導体52は、y軸方向において、複数のビア導体422の列よりも複数のビア導体412の列に近い位置に配置される。言い換えれば、y軸方向における複数のビア導体412とビア導体52との距離W2は、第2ポスト壁導波路の幅の半分未満である。
The via
ビア導体52は、誘電体層22に形成される。ビア導体52は、柱状であり、誘電体層22をz軸方向に貫通する。ビア導体52における柱状の軸方向の一方端は、導体層32に接続する。ビア導体52における柱状の軸方向の他方端は、導体層33に接続する。
Via
x軸方向におけるビア導体50とビア導体52との距離(第2加算距離(L1+L2))は、バンドパスフィルタ10で通過させる高周波信号の波長の1/2である。
The distance (second added distance (L1+L2)) between via
これにより、ビア導体50とビア導体52との間の領域は、バンドパスフィルタ10で通過させる高周波信号の周波数で共振する共振器として作用する。
As a result, the region between via
このように、バンドパスフィルタ10は、上述の構成を備えることによって、所望の周波数(周波数帯域)を通過させ、他の周波数帯域を減衰させるフィルタを実現できる。
In this way, the band-
さらに、上述のように、第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路とがz軸方向に視て重なっているので、バンドパスフィルタ10の平面面積を小さくできる。
Furthermore, as described above, since the first post wall waveguide and the second post wall waveguide overlap when viewed in the z-axis direction, the planar area of the
特に、Xバンドの高周波信号を伝送するポスト壁導波路およびフィルタは、高周波信号の波長のために、平面面積が大きくなり易い。しかしながら、この構成を備えることによって、バンドパスフィルタ10は、Xバンドの高周波信号に適用しても、平面面積を小さくでき、この作用効果は、より有効である。
In particular, post wall waveguides and filters that transmit X-band high-frequency signals tend to have a large planar area due to the wavelength of the high-frequency signal. However, by providing this configuration, the band-
図5は、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタのSパラメータの特性図である。図5において、実線はS21を示し、破線はS11を示す。図5に示すように、バンドパスフィルタ10は、所望の周波数帯域を通過させ、それ以外の周波数帯域を減衰させることができる。
FIG. 5 is a characteristic diagram of S parameters of the bandpass filter according to the first embodiment. In FIG. 5, the solid line indicates S21 and the dashed line indicates S11. As shown in FIG. 5, the
図6は、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタ(本願)と従来のポスト壁導波路のバンドパスフィルタ(比較例)とマイクロストリップ線路との帯域内損失および平面サイズを比較した表である。図6における従来のポスト壁導波路は、一面上に第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路とを形成し、この構造にフィルタ機能を備えたものである。図6に示すように、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタ10は、従来のポスト壁導波路によるバンドパスフィルタおよびマイクロストリップ線路によるバンドパスフィルタと比較して、帯域内損失を同程度に抑えることができる。その上で、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタ10は、従来のポスト壁導波路によるバンドパスフィルタおよびマイクロストリップ線路によるバンドパスフィルタと比較して、平面サイズ(平面面積)を大幅に小さくできる。
FIG. 6 is a table comparing the in-band loss and plane size of the bandpass filter according to the first embodiment (this application), the conventional bandpass filter of the post wall waveguide (comparative example), and the microstrip line. . The conventional post wall waveguide shown in FIG. 6 has a first post wall waveguide and a second post wall waveguide formed on one surface, and this structure is provided with a filter function. As shown in FIG. 6, the
なお、バンドパスフィルタ10は、ビア導体51およびビア導体52とビア導体50との距離を一定にしたまま、導体層32の一端320とビア導体50と距離L2を適宜設定できる。距離L2を設定することによって、バンドパスフィルタ10は、第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路との結合係数(結合度)を設定できる。バンドパスフィルタ10は、結合係数(結合度)を設定することによって、通過帯域幅を適宜設定できる。これにより、バンドパスフィルタ10は、所望の通過帯域幅のフィルタを実現できる。
In the band-
また、ビア導体51とビア導体52との位置(z軸方向に視た位置)は、必ずしも同じでなくてもよい。しかしながら、ビア導体51とビア導体52との位置を同じにすることで、バンドパスフィルタ10の構成は簡素化され、製造が容易になる。さらには、例えば、ビア導体51とビア導体52とは、誘電体層21および誘電体層22の両方を貫通する1つのビア導体によって実現できる。これにより、ビア導体51およびビア導体52の製造をさらに単純化することが可能になる。
Also, the positions of via
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係るバンドパスフィルタについて、図を参照して説明する。図7(A)は、第2の実施形態に係るバンドパスフィルタの第1平面図であり、図7(B)は、第2の実施形態に係るバンドパスフィルタの第2平面図である。図8は、第2の実施形態に係るバンドパスフィルタの側面断面図である。図8は、図7(A)、図7(B)のD-D断面を示す。
[Second embodiment]
A bandpass filter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7A is a first plan view of the bandpass filter according to the second embodiment, and FIG. 7B is a second plan view of the bandpass filter according to the second embodiment. FIG. 8 is a side sectional view of the bandpass filter according to the second embodiment. FIG. 8 shows a DD section of FIGS. 7A and 7B.
図7(A)、図7(B)、図8に示すように、第2の実施形態に係るバンドパスフィルタ10Aは、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタ10に対して、誘電体20A、スリット310を備える点で異なる。バンドパスフィルタ10Aの他の構成は、バンドパスフィルタ10と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
As shown in FIGS. 7A, 7B, and 8, the
誘電体20Aは、誘電体層21Aと誘電体層22との積層体である。誘電体層21Aの厚みD1は、誘電体層22の厚みD2よりも小さい。
Dielectric 20A is a laminate of
このような構成によって、誘電体20Aの厚みを小さくできる。これにより、バンドパスフィルタ10Aは、平面面積を小さくでき、且つ、厚みを小さくできる。
With such a configuration, the thickness of the dielectric 20A can be reduced. As a result, the
導体層31は、導体層32の一端320(端部)から導体層31に下ろした垂線の足の位置を含むように、スリット310を有する。スリット310は、平板状の導体における導体の無い部分(導体非形成部)である。スリット310は、例えばz軸方向に視て矩形であり、x軸方向に長さLsとy軸方向の長さWsを有する。
The
スリット310は、導体層32の一端320を含み、この一端320から第1ポスト壁導波路側に形成される。
The
スリット310を備えることによって、誘電体層21Aが誘電体層22よりも薄くても、導体層31と導体層32との容量成分を抑制でき、第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路とのインピーダンスマッチングを実現できる。
By providing the
したがって、バンドパスフィルタ10Aは、平面面積および厚みを小さくしながら、優れた通過特性を実現できる。
Therefore, the
なお、スリット310の長さLsおよび長さWsは、適宜設定できる。これにより、バンドパスフィルタ10Aは、インピーダンスマッチングをより適正に実現できる。
Note that the length Ls and the length Ws of the
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係るバンドパスフィルタについて、図を参照して説明する。図9は、第3の実施形態に係るバンドパスフィルタの側面断面図である。図9は、図4(C)と同様の位置の断面を示す。
[Third Embodiment]
A bandpass filter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a side cross-sectional view of a bandpass filter according to the third embodiment. FIG. 9 shows a cross section at the same position as in FIG. 4(C).
図9に示すように、第3の実施形態に係るバンドパスフィルタ10Bは、第1の実施形態に係るバンドパスフィルタ10に対して、誘電体20B、導体層321、322、ビア導体329を備える点で異なる。バンドパスフィルタ10Bの他の構成は、バンドパスフィルタ10と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
As shown in FIG. 9, the
バンドパスフィルタ10Bは、誘電体20Bを備える。誘電体20Bは、複数の誘電体層21、22、23の積層体である。誘電体層23は、誘電体層21と誘電体層22との間に配置される。
バンドパスフィルタ10Bは、導体層321、導体層322、および、ビア導体329を備える。導体層321は、誘電体層21と誘電体層23との当接面(界面)に配置される。導体層322は、誘電体層23と誘電体層22との当接面(界面)に配置される。
導体層321および導体層322のx軸方向の長さは、導体層31および導体層33よりも短い。すなわち、導体層321の一端3210と導体層322の一端3220は、導体層31と導体層33との間に配置される。
The lengths of the conductor layers 321 and 322 in the x-axis direction are shorter than those of the conductor layers 31 and 33 . That is, one
ビア導体329は、誘電体層23に形成される。ビア導体329は、導体層321の一端3210付近と導体層322の一端3220付近とに接続する。ビア導体329は、複数配置され、複数のビア導体329は、y軸方向に所定間隔で並んで配置される。
Via
このような構成によって、導体層321、導体層322、および、ビア導体329からなる部分は、バンドパスフィルタ10の導体層32と同等の機能を実現する。
With such a configuration, the portion composed of the
このような構成によって、バンドパスフィルタ10Bは、バンドパスフィルタ10と同様に、所望のフィルタ特性を実現し、平面面積を小さくできる。さらに、バンドパスフィルタ10Bは、第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路のz軸方向における位置を適宜調整できる。例えば、バンドパスフィルタ10Bは、z軸方向に第1ポスト壁導波路と第2ポスト壁導波路とが離れていても、所望のフィルタ特性を実現し、平面面積を小さくできる。
With such a configuration, the band-
(高周波回路の適用例)
上述の構成からなるバンドパスフィルタ10、10A、10Bは、例えば、次に示すような高周波信号増幅回路に適用できる。図10は、本発明のバンドパスフィルタが適用される高周波信号増幅回路の一例を示す回路図である。
(Application example of high frequency circuit)
The band-
図10に示すように、高周波信号増幅回路80は、増幅器811、増幅器812、増幅器813、複数の増幅器814、バンドパスフィルタ82、分配器83、合成器84、および、導波路85を備える。また、高周波信号増幅回路80は、入力ポート801、および、出力ポート802を備える。
As shown in FIG. 10, the high frequency
入力ポート801は、増幅器811に接続する。増幅器811は、バンドパスフィルタ82に接続する。バンドパスフィルタ82は、増幅器812に接続する。増幅器812は、導波路85を通じて増幅器813に接続する。増幅器813は、分配器83に接続する。分配器83は、複数の増幅器814に接続する。複数の増幅器814は、合成器84に接続する。合成器84は、出力ポート802に接続する。
高周波信号増幅回路80は、入力ポート801から高周波信号を入力する。入力ポート801で入力した高周波信号は、増幅器811に出力される。増幅器811は、高周波信号を増幅して、バンドパスフィルタ82に出力する。
A high frequency
バンドパスフィルタ82は、入力した高周波信号に対して、高周波信号増幅回路80として出力する周波数帯域を通過させ、それ以外の周波数帯域を減衰させるフィルタ処理を行う。バンドパスフィルタ82は、フィルタ処理した高周波信号を増幅器812に出力する。
The band-
増幅器812は、バンドパスフィルタ82からの高周波信号を増幅して、導波路85に出力する。導波路85は、高周波信号を増幅器813に伝送する。増幅器813は、導波路85からの高周波信号を増幅して、分配器83に出力する。
The
分配器83は、入力された高周波信号を分配して、複数の増幅器814に出力する。複数の増幅器814は、入力された高周波信号をそれぞれに増幅して、合成器84に出力する。合成器84は、複数の増幅器814からの高周波信号を合成して、出力ポート802に出力する。
The
このように、高周波信号増幅回路80は、高周波信号の伝送方向において、4段の増幅回路を構成する。これにより、高周波信号増幅回路80は、全体として高利得で高周波信号を増幅し、所謂ハイパワーアンプを構成できる。
Thus, the high-frequency
なお、この例では、高周波信号増幅回路80を4段の増幅回路で構成する態様を示した。しかしながら、高周波信号増幅回路80、を構成する段数は、4段に限るものではない。また、各段に並列に接続される増幅器の個数も、上述の構成に限るものではない。
In this example, the high-frequency
このような構成において、バンドパスフィルタ82は、上述のバンドパスフィルタ10、10A、10Bの構成を適用する。これにより、高周波信号増幅回路80は、所望周波数の高周波信号をハイパワーで増幅し、バンドパスフィルタ82での外部への不要輻射を抑制し、且つ、平面面積を小さくできる。
In such a configuration, the
10、10A、10B:バンドパスフィルタ
20、20A、20B:誘電体
21、21A、22、23:誘電体層
31、32、33、321、322:導体層
50、51、52:ビア導体
80:高周波信号増幅回路
82:バンドパスフィルタ
83:分配器
84:合成器
85:導波路
201、202:主面
310:スリット
320、3210、3220:一端
329、401、402、411、412、421、422:ビア導体
801:入力ポート
802:出力ポート
811、812、813、814:増幅器
10, 10A, 10B: bandpass filters 20, 20A, 20B:
Claims (9)
前記第1ポスト壁導波路の伝送方向である第2方向側に配置され、前記第1ポスト壁導波路と前記第2ポスト壁導波路との一端に接続する接続導波路と、
前記第1ポスト壁導波路内であって、前記第1ポスト壁導波路の一端から第1距離の位置に配置された第1ビア導体と、
前記第2ポスト壁導波路内であって、前記第2ポスト壁導波路の一端から第2距離の位置に配置された第2ビア導体と、
前記接続導波路内であって、前記第1ポスト壁導波路と前記第2ポスト壁導波路との一端から第3距離の位置に配置された第3ビア導体と、
を備える、バンドパスフィルタ。 a first post wall waveguide and a second post wall waveguide arranged in order in a first direction and transmitting high frequency signals in directions opposite to each other;
a connection waveguide disposed on the second direction side, which is the transmission direction, of the first post wall waveguide and connected to one ends of the first post wall waveguide and the second post wall waveguide;
a first via conductor disposed within the first post wall waveguide and at a first distance from one end of the first post wall waveguide;
a second via conductor disposed within the second post wall waveguide and at a second distance from one end of the second post wall waveguide;
a third via conductor disposed in the connection waveguide at a position a third distance from one end of the first post wall waveguide and the second post wall waveguide;
A bandpass filter comprising:
前記第1距離と前記第3距離を加算した第1加算距離、および、前記第2距離と前記第3距離とを加算した第2加算距離は、前記高周波信号の波長に基づいて設定される、
バンドパスフィルタ。 A bandpass filter according to claim 1,
A first addition distance obtained by adding the first distance and the third distance, and a second addition distance obtained by adding the second distance and the third distance are set based on the wavelength of the high-frequency signal.
bandpass filter.
前記第3距離は、前記第1ポスト壁導波路と前記第2ポスト壁導波路の結合係数に基づいて設定される、
バンドパスフィルタ。 A bandpass filter according to claim 1 or claim 2,
The third distance is set based on a coupling coefficient between the first post wall waveguide and the second post wall waveguide,
bandpass filter.
前記第1ポスト壁導波路は、
第1導体層と、
前記第2方向に沿って前記第1導体層に並走し、前記第2方向の長さが前記第1導体層よりも短い第2導体層と、
前記第1導体層と前記第2導体層とを接続する複数の第4ビア導体と、を備え、
前記第2ポスト壁導波路は、
前記第2導体層と、
前記第2導体層に対して前記第1方向側に配置され、前記第2方向に沿って前記第2導体層に並走し、前記第2方向の長さが前記第2導体層よりも長い第3導体層と、
前記第2導体層と前記第3導体層とを接続する複数の第5ビア導体と、を備え、
前記接続導波路は、
前記第1導体層と、
前記第3導体層と、
前記第2方向において前記第2導体層の一端から前記第1ポスト壁導波路および前記第2ポスト壁導波路と反対側に配置され、前記第1導体層と前記第3導体層とを接続する複数の第6ビア導体と、を備え、
前記第1ビア導体は、前記第1導体層、前記第2導体層、および、前記複数の第4ビア導体に囲まれた領域内に配置され、
前記第2ビア導体は、前記第2導体層、前記第3導体層、および、前記複数の第5ビア導体に囲まれた領域内に配置され、
前記第3ビア導体は、前記第1導体層、前記第3導体層、および、前記複数の第6ビア導体に囲まれた領域に配置される、
バンドパスフィルタ。 The bandpass filter according to any one of claims 1 to 3,
The first post wall waveguide,
a first conductor layer;
a second conductor layer running parallel to the first conductor layer along the second direction and having a length in the second direction shorter than that of the first conductor layer;
a plurality of fourth via conductors connecting the first conductor layer and the second conductor layer;
The second post wall waveguide,
the second conductor layer;
arranged on the first direction side with respect to the second conductor layer, running parallel to the second conductor layer along the second direction, and having a length in the second direction longer than that of the second conductor layer a third conductor layer;
a plurality of fifth via conductors connecting the second conductor layer and the third conductor layer;
The connection waveguide is
the first conductor layer;
the third conductor layer;
arranged opposite to the first post wall waveguide and the second post wall waveguide from one end of the second conductor layer in the second direction and connecting the first conductor layer and the third conductor layer; a plurality of sixth via conductors,
the first via conductor is arranged in a region surrounded by the first conductor layer, the second conductor layer, and the plurality of fourth via conductors;
the second via conductor is arranged in a region surrounded by the second conductor layer, the third conductor layer, and the plurality of fifth via conductors;
The third via conductor is arranged in a region surrounded by the first conductor layer, the third conductor layer, and the plurality of sixth via conductors.
bandpass filter.
前記第1導体層は、
前記第2導体層の端部から前記第1導体層の面に下ろした垂線が交わる位置を含むスリットを有する、
バンドパスフィルタ。 A bandpass filter according to claim 4,
The first conductor layer is
Having a slit including a position where a perpendicular drawn from the end of the second conductor layer to the surface of the first conductor layer intersects,
bandpass filter.
前記第1方向における前記第1導体層と前記第2導体層との距離は、前記第2導体層と前記第3導体層との距離よりも短い、
バンドパスフィルタ。 A bandpass filter according to claim 5,
the distance between the first conductor layer and the second conductor layer in the first direction is shorter than the distance between the second conductor layer and the third conductor layer;
bandpass filter.
前記第1ビア導体と前記第2ビア導体とは、前記第2方向の位置が重なり、前記第1方向に並ぶ、
バンドパスフィルタ。 The bandpass filter according to any one of claims 1 to 6,
the first via conductor and the second via conductor overlap in position in the second direction and are aligned in the first direction;
bandpass filter.
前記第1ビア導体と前記第2ビア導体とは、前記第1方向に延びる1つのビア導体からなる、
バンドパスフィルタ。 A bandpass filter according to claim 7,
The first via conductor and the second via conductor consist of one via conductor extending in the first direction,
bandpass filter.
前記バンドパスフィルタに接続し、前記高周波信号を増幅する増幅器と、
を備える、高周波信号増幅回路。 A bandpass filter according to any one of claims 1 to 8;
an amplifier connected to the bandpass filter and amplifying the high frequency signal;
A high frequency signal amplifier circuit.
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---|---|---|---|
JP2021211763A JP2023096199A (en) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | Bandpass filter, and high-frequency signal amplifier circuit |
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US10693206B2 (en) * | 2017-09-07 | 2020-06-23 | Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Nonreciprocal devices having reconfigurable nonreciprocal transfer functions through nonreciprocal coupling |
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-
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