JP2861975B2 - 平面型フィルタ素子 - Google Patents

平面型フィルタ素子

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JP2861975B2 JP8291766A JP29176696A JP2861975B2 JP 2861975 B2 JP2861975 B2 JP 2861975B2 JP 8291766 A JP8291766 A JP 8291766A JP 29176696 A JP29176696 A JP 29176696A JP 2861975 B2 JP2861975 B2 JP 2861975B2
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玄一 都築
研志 斎藤
祥樹 上野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体基板の表面
に複数の共振素子が形成されてなる平面型のフィルタ素
子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の平面型フィルタ素子の構成を図9
に示す。誘電体基板1上に複数の共振素子2が多段に形
成されている。その左端には電気信号を入力するための
入力線2aが形成され、右端には電気信号を取り出すた
めの出力線2bが形成されている。入力線2a、出力線
2bには、Au等の金属電極により構成された入力端子
3、出力端子4がそれぞれ設けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した複数の共振素
子2は、図9中のx軸方向に形成されるが、その共振素
子2の段数が少ないと、フィルタ素子の通過特性が図1
0(a)に示すようになり、スカート特性が低くなる。
この場合、図10(b)に示す理想的な通過特性を得る
ためには、共振素子2の段数を多くする必要がある。
【0004】しかしながら、共振素子2の段数を多くす
ると、複数の共振素子2の形成パターンが図9のx軸方
向に長くなり、1軸方向に長くなってフィルタ素子をコ
ンパクトに構成することができなくなるという問題があ
る。本発明は上記問題に鑑みたもので、複数の共振素子
を1軸方向にのみ長くすることなく、共振素子の段数を
多くしてフィルタ特性を良好にすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1、2に記載の発明においては、複数の共振
素子(2)を第1、第2の共振素子群(20、21)に
分け、第1の共振素子群(20)と第2の共振素子群
(21)とを結合用給電線(2c、2c、2c)に
よって電磁界結合するようにし、さらに第1、第2の共
振素子群(20、21)をy軸方向に対向して配置した
ことを特徴としている。
【0006】従って、複数の共振素子(2)を第1、第
2の共振素子群(20、21)に分けるとともに、第
1、第2の共振素子群(20、21)をy軸方向、すな
わち共振素子(2)の長手方向に対向して配置すること
によって、複数の共振素子を1軸方向にのみ長くするこ
となく、共振素子の段数を多くしてフィルタ特性を良好
にすることができる。なお、1つの誘電体基板上に複数
の共振素子を形成する場合、通常、超伝導材等の導体を
成膜してそれをパターニング形成するが、従来のものの
ようにy軸方向に比べx軸方向だけを長くして共振素子
2を形成すると、x軸方向の長さ分だけ成膜面積が必要
となるため成膜面積が大きくなるが、本発明によれば、
複数の共振素子を複数列に分離しているから、成膜面積
を小さくすることができる。
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る平面型フィル
タ素子を分布定数型フィルタ素子に適用した種々の実施
形態について説明する。 (第1実施形態)図1に、本発明の第1実施形態を示す
分布定数型フィルタ素子の構成を示す。(a)は平面
図、(b)は斜視図である。
【0012】図において、誘電体基板1上には、超伝導
材で構成された複数の共振素子2が形成されている。こ
れら複数の共振素子2は、平面的に対向配置された第1
列の共振素子群20と第2列の共振素子群21に分離さ
れており、第1列の共振素子群20と第2列の共振素子
群21は、結合用給電線2cを介して電磁界結合されて
いる。
【0013】また、誘電体基板1上には、第1列の共振
素子群20に電気信号を入力するための入力線2aおよ
び第2列の共振素子群21から電気信号を取り出すため
の出力線2bが設けられており、入力線2a、出力線2
bには入力端子3、出力端子4が設けられている。入力
端子3、出力端子4ともAu等の金属電極により構成さ
れている。
【0014】このような構成により、入力端子3から入
力された電気信号は、第1列の共振素子群20、結合用
給電線2c、第2列の共振素子群21を介して出力端子
4から取り出され、所望のフィルタ特性を得ることがで
きる。なお、誘電体基板1の裏面には超伝導材で構成さ
れたグランドプレーン5が形成されている。また、この
図1に示すフィルタ素子は、図示しないケース内に取り
付けられている。
【0015】本実施形態においては、複数の共振素子2
を2列に分離しているため、成膜面積を従来のもののよ
うに大きくすることなく、共振素子2の段数を増やし
て、理想的な通過特性を得るようにすることができる。
ここで、複数の共振素子2を2列に分離した場合、第1
列の共振素子群20と第2列の共振素子群21との間で
不要な電磁界結合が生じ、本来の特性が得られない可能
性がある。また、入力端子3と出力端子4が同じ側(図
の左側)になるため、入力端子3から出力端子4に電波
が直接入ってしまう可能性もある。
【0016】そこで、本実施形態においては、第1列の
共振素子群20と第2列の共振素子群21との間に遮断
部材6を設けて、それらの間の不要な電磁界結合を遮断
するようにしている。この遮断部材6としては、金属材
料で構成した導電部材、あるいは誘電体基板の表面に金
属が形成された導電部材を用いることができる。また、
この導電部材は、図示しない接地用の端子を有して、接
地されている。
【0017】図2に、遮断部材6の取り付け状態を示
す。誘電体基板1にはスリット1aが設けられており、
角状の遮断部材6をスリット1aに挿入することにより
遮断部材6が誘電体基板1に取り付けられる。なお、遮
断部材6の挿入により、遮断部材6とグランドプレーン
5が接触するようにすれば、遮断部材6に接地用の端子
を設けなくてよい。 (第2実施形態)第1実施形態においては、遮断部材6
の両側に入力端子3と出力端子4を近接して配置するも
のを示したが、本実施形態では、図3に示すように、入
力端子3と出力端子4を、入力線2aおよび出力線2b
上で互いに最も離れた位置に形成している。
【0018】このような配置とすることにより、入力端
子3から出力端子4への電波の影響を一層低減すること
ができる。 (第3実施形態)第1実施形態では、遮断部材6として
金属材料を用いて構成するものを示したが、この場合、
第1列の共振素子群20と第2列の共振素子群21から
の電波により金属材料にうず電流が発生し、ジュール損
の問題が生じる。
【0019】そこで、本実施形態では、超伝導材を用い
て遮断部材6を構成し、うず電流によるジュール損の問
題をなくすようにしている。具体的には、図4に示すよ
うに、遮断部材6として、誘電体基板6aの両面(第1
列の共振素子群20と第2列の共振素子群21側の面)
に、超伝導材で構成した遮断面6bが形成されたものを
用いる。
【0020】この図4に示す遮断部材6は、誘電体基板
1の両面に超伝導膜を形成した状態で、誘電体基板1の
端部を切断し、それを加工して得ることができる。な
お、本実施形態においても、図4に示す遮断部材6を誘
電体基板1のスリット1aに挿入したとき、超伝導材で
構成した遮断面6bとグランドプレーン5とが接触する
ようにすれば、超伝導材で構成した遮断面6bを接地す
ることができる。 (第4実施形態)第1実施形態においては、1つの誘電
体基板1上に第1列、第2列の共振素子群20、21を
形成するものを示したが、第1列の共振素子群20と第
2列の共振素子群21を別々の誘電体基板上に形成する
ようにしてもよい。
【0021】この場合の構成を図5に示す。第1の誘電
体基板11上に第1列の共振素子群20が形成され、第
2の誘電体基板12上に第2列の共振素子群21が形成
されている。また、結合用給電線2cは、第1、第2の
結合用給電線2c1 、2c2 に分離されている。第1、
第2の結合用給電線2c1 、2c2 の端部には、Au等
の金属電極30、31がそれぞれ形成されており、その
間がAuワイヤ32によるボンディングにて電気的に接
続されている。
【0022】また、第1、第2の誘電体基板11、12
の間には、第1、第3実施形態で示したのと同様の遮断
部材6が設けられている。なお、この実施形態では、第
1、第2の誘電体基板11、12、および遮断部材6
が、図示しないケースにそれぞれ取り付け固定されてい
る。この実施形態においても、入力端子3から入力され
た電気信号は、第1列の共振素子群20、第1の結合用
給電線2c1 、Auワイヤ32、第2の結合用給電線2
2 、および第2列の共振素子群21を介して出力端子
4から取り出され、所望のフィルタ特性を得ることがで
きる。
【0023】また、本実施形態においては、複数の共振
素子2を2つの誘電体基板11、12に分離して形成し
ているから、1つの誘電体基板における共振素子形成の
ための成膜面積を小さくすることができる。なお、図に
おいて、第1、第2の結合用給電線2c1 、2c2 に設
けられた三角の超伝導パターン2dは、インピーダンス
調整を行うためのスタブである。 (第5実施形態)第4実施形態においては、ワイヤボン
ディングを用いて第1、第2の結合用給電線2c1 、2
2 を電気的に接続するものを示したが、本実施形態で
は、ワイヤボンディングに代えて超伝導線を用いるよう
にしている。
【0024】この場合の構成を図6に示す。(a)は平
面図、(b)はそのA−A断面図である。誘電体基板3
3上に超伝導線34が形成され、その両端がAu等の金
属35を介して第1、第2の結合用給電線2c1 、2c
2 に接続されている。 (第6実施形態)第5実施形態においては、第1、第2
の結合用給電線2c1 、2c2 を超伝導線34により接
続するようにしたものを示したが、それらを1つの結合
用給電線で構成するようにすることもできる。
【0025】この場合の構成を図7に示す。本実施形態
においては、図7(a)に示すように、誘電体基板36
上に結合用給電線2cが形成され、誘電体基板36が誘
電体基板11、12に取り付けられている。この場合、
図7(b)の部分平面図に示すように、誘電体基板36
と第1、第2の誘電体基板11、12は、バンプ37を
用いて位置決め固定されている。 (第7実施形態)上述した種々の実施形態においては、
遮断部材6を設けて、第1列、第2列の共振素子群2
0、21間の電磁界結合を遮断するものを示したが、そ
の電磁界結合は距離の2乗に比例して減衰するので、図
8に示すように、第1列の共振素子群20と第2列の共
振素子群21との間の距離を大きくとり、また、入力端
子3と出力端子4を第2実施形態で示したように入力線
2aおよび出力線2b上で互いに最も離れた位置に形成
すれば、遮断部材6を設けなくても、第1列、第2列の
共振素子群20、21間の電磁界結合および入力端子3
から出力端子4への電波の影響をほとんど受けることが
ないようにすることができる。
【0026】なお、上述した種々の実施形態において、
複数の共振素子2を2列に分離したものを示したが、そ
れよりも多くの複数列に分離してもよい。また、上述し
た種々の実施形態は、それ単独でも、あるいは必要に応
じて実施形態同志を組み合わせて構成することもでき、
さらに本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更が可
能である。
【0027】さらに、本発明は分布定数型フィルタに限
らず集中定数型フィルタ素子にも適用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示すフィルタ素子の構
成を示す図である。
【図2】図1に示す構成において、遮断部材6を誘電体
基板1に取り付ける状態を示す図である。
【図3】本発明の第2実施形態を示すフィルタ素子の構
成を示す図である。
【図4】本発明の第3実施形態における遮断部材6の構
成を示す図である。
【図5】本発明の第4実施形態を示すフィルタ素子の構
成を示す図である。
【図6】本発明の第5実施形態を示すフィルタ素子の構
成を示す図である。
【図7】本発明の第6実施形態における結合用給電線の
構成を示す図である。
【図8】本発明の第7実施形態を示すフィルタ素子の構
成を示す図である。
【図9】従来のフィルタ素子の構成を示す図である。
【図10】フィルタ素子の特性を示す図である。
【符号の説明】
1…誘電体基板、2…共振素子、2a…入力線、2b…
出力線、3…入力端子、4…出力端子、5…グランドプ
レーン、6…遮断部材、20…第1列の共振素子群、2
1…第2列の共振素子群。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 祥樹 愛知県日進市米野木町南山500番地1 株式会社 移動体通信先端技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−19301(JP,A) 特開 昭62−193302(JP,A) 特開 平2−215202(JP,A) 特開 平6−13786(JP,A) 特開 平4−363078(JP,A) 特開 平1−305702(JP,A) 特開 昭57−98986(JP,A) ソ連国特許発明1385165(SU,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01P 1/203

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の誘電体基板(11)と、 前記第1の誘電体基板(11)の表面に形成され、長手
    方向をy軸方向とする複数の共振素子(2)がx軸方向
    に並んで構成された第1の共振素子群(20)と、 前記第1の誘電体基板(11)の表面に形成された第1
    の結合用給電線(2c )と、 第2の誘電体基板(12)と、 前記第2の誘電体基板(12)の表面に形成され、長手
    方向をy軸方向とする複数の共振素予(2)がx軸方向
    に並んで構成された第2の共振素子群(21)と、 前記第2の誘電体基板(12)の表面に形成された第2
    の結合用給電線(2c )と、 前記第1の結合用給電線(2c )と前記第2の結合用
    給電線(2c )とを電気的に接続する接続手段(3
    2、33〜35)とを備え、 前記第1の共振素子群(20)と前記第2の共振素子群
    (21)がy軸方向に対向して配置されてなる平面型フ
    ィルタ素子であって、 前記第1、第2の共振素子群(20、21)における前
    記複数の共振素子(2)および前記第1、第2の結合用
    給電線(2c 、2c )が超伝導材で構成されてお
    り、 前記接続手段(33〜35)は、第3の誘電体基板(3
    3)と、この第3の誘電体基板(33)の表面に形成さ
    れた超伝導線(34)と、この超伝導線(34)と前記
    第1、第2の結合用給電線(2c 、2c )のそれぞ
    れ間に介在して両者を接続する金属(35)から構成さ
    れている ことを特徴とする平面型フィルタ素子。
  2. 【請求項2】 第1の誘電体基板(11)と、 前記第1の誘電体基板(11)の表面に形成され、長手
    方向をy軸方向とする複数の共振素子(2)がx軸方向
    に並んで構成された第1の共振素予群(20)と、 第2の誘電体基板(12)と、 前記第2の誘電体基板(12)の表面に形成され、長手
    方向をy軸方向とする複数の共振素子(2)がx軸方向
    に並んで構成された第2の共振素子群(21)と、 表面に結合用給電線(2c)が形成され、この結合用給
    電線(2c)を介して前記第1の共振素子群(20)と
    前記第2の共振素子群(21)とが電磁界結合されるよ
    うに、前記第1、第2の誘電体基板(11、12)の上
    に固定された第3の誘電体基板(36)とを備え、 前記第1の共振素子群(20)と前記第2の共振素子群
    (21)がy軸方向に対向して配置されてなる平面型フ
    ィルタ素子であって、 前記第1、第2の共振素子群(20、21)における前
    記複数の共振素子(2)および前記結合用給電線(2
    c)が超伝導材で構成されており、 前記第3の誘電体基板(36)が前記第1、第2の誘電
    体基板(11、12)の上にバンプ(37)によって位
    置決め固定されている ことを特徴とする平面型フィルタ
    素子。
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