JP2720209B2 - 帯域阻止形フィルタ - Google Patents

帯域阻止形フィルタ

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JP2720209B2
JP2720209B2 JP1219882A JP21988289A JP2720209B2 JP 2720209 B2 JP2720209 B2 JP 2720209B2 JP 1219882 A JP1219882 A JP 1219882A JP 21988289 A JP21988289 A JP 21988289A JP 2720209 B2 JP2720209 B2 JP 2720209B2
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準 服部
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は帯域阻止形フィルタに関し、特に共振器が
用いられ、たとえばセルラ方式自動車電話器やその他の
無線機器に用いられる、帯域阻止形フィルタに関する。
(従来技術) 近年、米国では、セルラ方式自動車電話器が急激に普
及拡大しセルラ基地局が急増するのに伴って、使用チャ
ンネル数を増やすために使用周波数帯域幅の拡大が検討
されており、使用周波数帯の割当てが発表されている。
この場合、あるサービスシステムにおける使用周波数と
別のサービスシステムにおける使用周波数とが近接する
場合があるので、それらのサービスシステム間の相互干
渉を防止するために、たとえば、第8図に示す急峻な特
性を有するフィルタや第9図に示す急峻な特性を有する
フィルタが、要請されている。
(発明が解決しようとする課題) 従来の帯域阻止形フィルタにおいて、このような急峻
な特性を得るためには、各共振器にそれぞれ各能動回路
を結合してQ値を大きくする必要があって、その構造が
複雑になってしまう。
さらに、従来の帯域通過形フィルタでは、その出力端
に負荷が接続されるため、その負荷の影響を考慮して共
振器のQ0値をかなり大きくしなければならない。それに
は共振器に結合される能動回路を不安定な状態で動作し
なければならなく、実用性に乏しい。
それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単な構造で
急峻な特性を得ることができる、帯域阻止形フィルタを
提供することである。
(課題を解決するための手段) この発明にかかる帯域阻止形フィルタは、所望の周波
数帯域がその減衰域にある帯域阻止形フィルタであっ
て、入力端子と、その第1の端子が入力端子に接続され
る非可逆回路素子と、共振器を有し、第1の端子を入力
側としたとき出力側となる非可逆回路素子の第2の端子
にその入力端が接続され、その通過域が上記の減衰域に
ある帯域通過フィルタと、帯域通過フィルタの共振器に
結合され、帯域通過フィルたの動作域にて負性抵抗とな
る能動回路と、第2の端子を入力側としたとき出力側と
なる非可逆回路素子の第3の端子に接続される出力端子
とを含み、帯域通過フィルタの出力端は、無負荷状態で
ある、帯域阻止形フィルタである。
(作用) この発明にかかる帯域阻止形フィルタでは、入力端子
に信号を入力すれば、非可逆回路素子は、その信号を帯
域通過フィルタに与える。帯域通過フィルタは、減衰域
の信号を通過して消費する。そのため、帯域通過フィル
タは、減衰域以外の帯域の信号を非可逆回路素子に反射
する。この場合、帯域通過フィルタは、その共振器に、
この帯域通過フィルタの動作域にて負性抵抗となる能動
回路が結合されるため、そのQ値が大きくなり、減衰域
を急峻に通過して消費するので、減衰域以外の帯域を急
峻に反射する。そして、非可逆回路素子は、反射された
帯域の信号を出力端子に与える。
(発明の効果) この発明によれば、帯域通過フィルタの共振器に能動
回路を結合するという簡単な構造で急峻な特性を得るこ
とができる、帯域阻止形フィルタが得られる。
しかも、この帯域阻止形フィルタは、その帯域通過フ
ィルタの出力端に負荷を接続しなくてよいので、帯域通
過フィルタにおける共振器Q0をあまり大きくしなくてよ
く、帯域通過フィルタの共振器に結合される能動回路を
安定した状態で動作することができ、実用性に富む。
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利
点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。
(実施例) 第1図はこの発明の一実施例を示す図解図である。こ
の帯域阻止形フィルタ10は、たとえば金属からなる箱型
のケース12を含む。このケース12の一方側壁には、それ
を貫通するようにして、入力端子としてたとえば同軸コ
ネクタ14が固着される。
また、このケース12内には、誘電体同軸共振器からな
る第1の帯域通過フィルタ16が収納される。この第1の
帯域通過フィルタ16は、所望の周波数帯域(この実施例
では835〜845MHzの帯域および846.5〜849MHzの帯域)を
含む帯域(この実施例では約820〜853MHzの帯域)に通
過域を有する。したがって、この第1の帯域通過フィル
タ16は、所望の周波数帯域を含む帯域の信号を通過す
る。この第1の帯域通過フィルタ16の入力端16aは、た
とえば同軸ケーブルによって、入力端子14に接続され
る。
さらに、ケース12内では、第1の帯域通過フィルタ16
の出力端16bが、非可逆回路素子としてのサーキュレー
タ18の第1の端子18aに接続される。
このサーキュレータ18の第1の端子18aを入力側とし
たとき出力側となる第2の端子18bには、3つの第2の
帯域通過フィルタ20,22および24の入力端20a,22aおよび
24aが共通に接続される。
これらの第2の帯域通過フィルタ20,22および24は、
第1の帯域通過フィルタ16で通過させる帯域のうち減衰
したい帯域、たとえば845〜846.5MHzの帯域、849MHz以
上の帯域および835MHz以下の帯域に、それぞれ通過域を
有する。これらの第2の帯域通過フィルタ20,22および2
4は、用いられる誘電体同軸共振器の段数および通過域
は異なるが互いに同様な構造なので、特に、1つの第2
の帯域通過フィルタ20について詳細に説明する。
この第2の帯域通過フィルタ20は、たとえば金属から
なる直方体状のケース26を含み、このケース26内の空間
は、たとえば、金属からなる7枚の仕切板28で8の収納
部に区画されている。そして、それらの収納部には、そ
れぞれ、たとえばλ/4の誘電体同軸共振器30およびたと
えばエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる基板32が収納
される。この場合、それらの誘電体同軸共振器30の一端
としての外導体30aはケース26に接地される。また、基
板32は誘電体同軸共振器30の開放端側にそれぞれ配置さ
れる。
この基板32上には、第2A図に示すように、たとえばL
字型の導体パターン34が形成されていて、この導体パタ
ーン34の一端には、誘電体同軸共振器30の他端としての
内導体30bが、たとえば導体リボン36で接続される。さ
らに、基板32上には、導体パターン34の一端の近傍に2
つの電極38aおよび38bが形成され、これらの電極38aお
よび38bは、それぞれ、ギャップ40aおよび40bによるギ
ャップ容量を介して、導体パターン34に結合される。ま
た、これらの電極38aおよび38bには、位相調整用ライン
42aおよび42bによって、能動回路としてのたとえばSiバ
イポーラトランジスタなどで構成された増幅回路44が接
続される。したがって、この増幅回路44は、誘電体同軸
共振器30に結合されることになる。また、この増幅回路
44は、第2の帯域通過フィルタ20の動作域にて負性抵抗
となるように構成される。そのため、第2の帯域通過フ
ィルタ20のみかけ上のQ値は、第2の帯域通過フィルタ
20の動作域にて大きくなる。さらに、基板32上には、こ
の増幅回路44に電力を供給するための導体パターン46が
形成される。
さらに、各基板32上の導体パターン34の他端は、それ
ぞれの導電リボン48で伝送線路としてのそれぞれの電極
50に接続される。また、これらの電極50は、その間にキ
ャップ52によるギャップ容量を生じるように、間隔を隔
てて一列に配置されている。したがって、この誘電体同
軸共振器30およびその周辺の等価回路は、第2B図に示す
ようになる。
さらに、両端の電極50は、たとえばギャップ54による
ギャップ容量を介して、入力端20aおよび出力端20bにそ
れぞれ結合される。したがって、この第2の帯域通過フ
ィルタ20は、第3図に示す等価回路となる。この第2の
帯域通過フィルタ20の出力端20bは、無負荷状態にされ
ている。
また、第2の帯域通過フィルタ20における誘電体同軸
共振器30および電極50間などのギャップ容量は、それら
の共振周波数が減衰すべき845〜846.5MHzの帯域にある
ものが選ばれる。なお、この1つの第2の帯域通過フィ
ルタ20の入力端20aのみをサーキュレータ18の第2の端
子18bに接続した場合におけるサーキュレータ18の第1
の端子18aから第3の端子18cへの周波数特性を第4図に
示す。
なお、図示していないが、各基板32の導体パターン46
は、ケース26の側壁を貫通する電源端20cに接続され
る。そして、この電源端20cには、ケース12内の直流電
源56が接続され、その直流電源56から電力が供給され
る。
他の第2の帯域通過フィルタ22は、上述の第2の帯域
通過フィルタ20と同様の構造であるが、10段の誘電体同
軸共振器などを有する点および通過域が849MHz以上の帯
域である点で相違する。
さらに他の第2の帯域通過フィルタ24は、上述の第2
の帯域通過フィルタ20と比べて、18段の誘電体同軸共振
器などを有する点および通過域が835MHz以下の帯域であ
る点で相違する。
そして、これらの第2の帯域通過フィルタ22および24
も、それらの出力端が無負荷状態にされ、かつ、それら
の電源端22cおよび24cに、直流電源56から電力が供給さ
れる。
一方、サーキュレータ18の第2の端子18bを入力側と
したとき出力側となる第3の端子18cは、ケース12の側
壁を貫通する出力端としての同軸コネクタ58に接続され
る。
この帯域阻止形フィルタ10では、第1の帯域通過フィ
ルタ16が、所望の周波数帯域を含む帯域の信号をサーキ
ュレータ18の第1の端子18aに通過する。そして、この
サーキュレータ18は、その信号を、3つの第2の帯域通
過フィルタ20,22および24の入力端20a,22aおよび24aに
与える。
1つの第2の帯域通過フィルタ20は、その通過域が減
衰すべき帯域の845〜846.5MHzにあるので、それ以外の
帯域の信号を急峻に反射し、サーキュレータ18の第2の
端子18bに与える。同様に、他の第2の帯域通過フィル
タ22は、849MHz以上の帯域以外の帯域の信号を急峻に反
射してサーキュレータ18の第2の端子18bに与え、さら
に他の第2の帯域通過フィルタ24は、835MHz以下の帯域
以外の帯域の信号を急峻に反射してサーキュレータ18の
第2の端子18bに与える。したがって、サーキュレータ1
8の第2の端子18bには、所望の周波数帯域の信号が与え
られる。そのため、サーキュレータ18の第3の端子18c
からは、所望の周波数帯域の信号が出力され、その信号
が同軸コネクタ58に与えられる。したがって、この帯域
阻止形フィルタ10では、第5図に示す周波数特性が得ら
れる。
なお、上述の実施例では、サーキュレータ18の前段に
第1の帯域通過フィルタ164が設けられているが、この
発明では、サーキュレータ18の前段にはフィルタが設け
られなくてもよい。この場合、サーキュレータ18の第1
の端子18aは、入力端子14に直接接続される。
また、第2の帯域通過フィルタにおいてλ/4の誘電体
同軸共振器が用いられているが、λ/4に代えてλ/2の誘
電体同軸共振器が用いられてもよい。この場合、第6図
および第7図に示すように、λ/2の誘電体同軸共振器30
の内導体30bの一端側を能動回路としての増幅回路44に
結合し、その他端側を伝送線路としての電極50に接続す
ればよい。あるいは、第2の帯域通過フィルタに用いら
れる共振器としては、誘電体同軸共振器に限らず、スト
リップライン共振器などの他の構造の共振器が用いられ
てもよく、その共振モードもTEモードやTMモードなどの
モードのものであってもよい。
さらに、上述の実施例は、複数の帯域を減衰する特性
を有するが、この発明では、1つの帯域を減衰する特性
を有する帯域阻止形フィルタにも適用される。この場
合、たとえば、第1図に示す実施例において、サーキュ
レータ18の第2の端子18bに、減衰すべき帯域に通過域
を有する1つの第2の帯域通過フィルタの入力端のみを
接続すればよい。
また、1つの第2の帯域通過フィルタにおいて、いず
れかの共振器のみに能動回路を結合するようにしてもよ
い。この場合、能動回路は、前段あるいは後段の共振器
のみに結合するのが好ましく、第2の帯域通過フィルタ
からサーキュレータ側に発生するノイズを考慮すれば、
後段の共振器に結合するのが最も好ましい。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す図解図である。 第2A図は第1図実施例に用いられる帯域通過フィルタの
要部を示す図解図であり、第2B図はその要部の等価回路
図である。 第3図は第1実施例に用いられる帯域通過フィルタのう
ちの1つの帯域通過フィルタの等価回路図である。 第4図は第3図に示す1つの帯域通過フィルタの入力端
のみをサーキュレータの第2の端子に接続した場合にお
けるサーキュレータの第1の端子から第3の端子への周
波数特性を示すグラフである。 第5図は第1図実施例の周波数特性を示すグラフであ
る。 第6図は第1図実施例に用いられる帯域通過フィルタの
他の例の要部を示す図解図である。 第7図は第6図に示す帯域通過フィルタの等価回路図で
ある。 第8図および第9図は、それぞれ、この発明の背景とな
り、かつ、要求される周波数特性を示すグラフである。 図において、10は帯域阻止形フィルタ、14は入力端子と
しての同軸コネクタ、18は非可逆回路素子としてのサー
キュレータ、20,22および24は帯域通過フィルタ、30は
誘電体同軸共振器、44は能動回路としての増幅回路、58
は出力端子としての同軸コネクタを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 敏夫 京都府長岡京市天神2丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 昭47−28844(JP,A) 特開 昭55−34580(JP,A) 特開 昭63−110801(JP,A) 特開 昭63−142701(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所望の周波数帯域がその減衰域にある帯域
    阻止形フィルタであって、 入力端子、 その第1の端子が前記入力端子に接続される非可逆回路
    素子、 共振器を有し、前記第1の端子を入力側としたとき出力
    側となる前記非可逆回路素子の第2の端子にその入力端
    が接続され、その通過域が前記減衰域にある帯域通過フ
    ィルタ、 前記帯域通過フィルタの前記共振器に結合され、前記帯
    域通過フィルタの動作域にて負性抵抗となる能動回路、
    および 前記第2の端子を入力側としたとき出力側となる前記非
    可逆回路素子の第3の端子に接続される出力端子を含
    み、 前記帯域通過フィルタの出力端は、無負荷状態である、
    帯域阻止形フィルタ。
  2. 【請求項2】複数の前記帯域通過フィルタを含む、特許
    請求の範囲第1項記載の帯域阻止形フィルタ。
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