JP2906857B2 - ストリップ線路デュアル・モード・フィルタ - Google Patents

ストリップ線路デュアル・モード・フィルタ

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JP2906857B2 JP24437492A JP24437492A JP2906857B2 JP 2906857 B2 JP2906857 B2 JP 2906857B2 JP 24437492 A JP24437492 A JP 24437492A JP 24437492 A JP24437492 A JP 24437492A JP 2906857 B2 JP2906857 B2 JP 2906857B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、UHF〜SHF帯にお
ける通信装置、計測機器に利用される小形、低コストの
ストリップ線路デュアル・モード・フィルタに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ストリップ線路フィルタは、通常放射損
失を少なくする為に一波長ストリップ線路リング共振器
等が用いられるが、損失は少なくても形状が大きいとい
う欠点を有していた。この一波長ストリップ線路リング
共振器フィルタの欠点を解決するため、一つの共振器に
二つの直交モードを励振するデュアル・モード・フィル
タも提案されているが実用化には至っていない。
【0003】以下に従来のストリップ線路デュアル・モ
ード・フィルタについて説明する。図7は、従来のスト
リップ線路デュアル・モード・フィルタの構成図であ
る。これはJ.A.Curtis(ジェー・エイ・カーチス)等に
より1991 IEEE InternationalMicrowave Symposium Dig
est,pp.443-446(N-1)(アイ・イー・イー・イー イン
ターナショナル マイクロウエーブ シンポジウム ダ
イジェスト)に発表されている。
【0004】図7において、201は一波長(電気長で
360゜)のストリップ線路リング共振器、202a,
202bは入出力容量、203a,203bは入出力線
路、204は先端開放のストリップ線路スタブである。
ストリップ線路リング共振器201上の入出力線路間は
電気長で90゜、先端開放のストリップ線路スタブ20
4と入出力線路203a,203bの中心まで電気長で
135゜になるように配置されている。
【0005】以上のように構成されたストリップ線路デ
ュアル・モード・フィルタについて、以下その動作につ
いて進行波の概念で定性的に説明する。まず入力線路2
03aより伝搬した進行波は入出力容量202aを介し
一波長ストリップ線路リング共振器に電界結合し、入力
線路近傍に強い電界を発生する。この電界は時計方向及
び反時計方向へ進行波として伝搬する。ここではまず反
時計方向回りの進行波を考える。この進行波は、90゜
位相変化をうけて出力線路近傍に達するがここでは電界
は最小となっているので出力線路203bには結合しな
い。これより更に135゜進むと先端開放のストリップ
線路スタブ204の位置に達する。ここでは線路に不連
続な部分が存在するため一部は反射波となり、残りは入
力線路近傍まで伝搬しギャップ容量202aを介して入
力線路203aに結合する。先端開放のストリップ線路
スタブ204での反射波は135゜後退して出力線路近
傍に達するが、往復270゜の位相差となっているため
ここでは電界は最大となり電界結合を生じ出力線路20
3bに進行波が伝搬する事になる。同様に時計方向回り
の進行波も先端開放のストリップ線路スタブ204での
反射波だけが出力線路203bに伝搬される。反射の大
きさは不連続部分が大きければ顕著であるから、先端開
放のストリップ線路スタブ204の線路長で伝搬する進
行波の大きさを制御できる。この動作を共振器としてみ
ると、この図7の構成の場合は共振器に二つの直交する
モードが存在し、その二つの共振モードの結合度は先端
開放のストリップ線路スタブ204の構造で制御できる
事を意味する。即ちデュアル・モード・フィルタとして
動作しており一つの共振器で2段のフィルタに対応する
機能を持っていると考える事ができ小型化に寄与する構
成であるといえる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、結合度、即ちフィルタとしての通過帯域幅が先
端開放のストリップ線路スタブのみで調整し通過帯域が
大きくとれないのでフィルタの適用領域が限られ多段フ
ィルタの構成が困難であるという課題を有していた。
【0007】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
もので、帯域が広く、多段フィルタの構成が容易なスト
リップ線路デュアル・モード・フィルタを提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のストリップ線路デュアル・モード・フィルタ
は、ストリップ線路ループ共振器を構成するストリップ
線路にスタブ等の不連続部分を設けない一様線路で構成
するとともに平行結合部を有し、その線路間隔あるいは
帰還容量により通過帯域幅が制御できるようにしたもの
である。
【0009】
【作用】この構成によって互いに結合しない直交した2
つのモードで共振器を励振できるため、1個および複数
個のストリップ線路ループ共振器を用いたデュアル・モ
ード・フィルタが実現できる。また帰還容量によっても
結合度の制御が容易にできるので、形状が限定された場
合でも通過帯域幅を制御できる。
【0010】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0011】図1において、101は一波長のストリッ
プ線路ループ共振器、102a、102bは入出力容量
で、当該入出力容量102a、102bはストリップ線
路ループ共振器101における電気長で90゜離れた位
置に配置され、平行線路上で対称の位置A、Bで接続さ
れている。すなわち、ストリップ線路ループ共振器10
1は、互いに対向するXの部分が平行結合線路部を構成
し、全体形状はY−Y線に対して線対称となっている。
103a、103bは入出力線路である。なお、ストリ
ップ線路ループ共振器101は、図2に示すような矩形
のストリップ線路ループ共振器104でも可能である。
【0012】以上のように構成されたストリップ線路デ
ュアルモードフィルタについてその動作を説明する。
【0013】まず、入力線路103aを伝搬してきた進
行波は、入力容量102aを介し、ストリップ線路ルー
プ共振器101内と結合する。ストリップ線路ループ共
振器101に伝搬した信号は、右回りと左回りに分配さ
れるが、端子Bに達したとき電気長で90゜或いは27
0゜進んだ位置にあり電界が最小になるので出力線路1
03bへは、直接出力されることはない。しかし、スト
リップ線路ループ共振器101は線路幅W、線路間隔S
の平行結合線路を有した構成なので電磁界結合をしてお
り、その電磁界結合により端子Bの位置で電界が最大と
なるモードが右回り、左回りでそれぞれ生じ、ストリッ
プ線路デュアル・モード・フィルタとして動作する。
【0014】本実施例によるストリップ線路デュアルモ
ードフィルタの周波数特性を図3に示す。図3は、誘電
率、線路幅W/Hが一定の場合を回路解析した結果で周
波数に対する通過特性を示している。
【0015】この図3から明らかなように、本実施例に
よるストリップ線路デュアルモードフィルタは線路間隔
S/Hにより、通過帯域幅が中心周波数で規格化した比
帯域幅で0.02〜0.1程度の範囲で制御できる点で
優れた効果が得られる。
【0016】以上のように本実施例によれば、平行結合
線路を有する一波長のループ共振器において電気長で9
0゜離れた位置にあり平行結合線路に平行な中心線に対
して対称の位置に入出力端子を設けることにより、デュ
アル・モード・フィルタとして動作させることができ高
性能で生産性の高いデュアル・モード・フィルタを実現
できる。
【0017】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
【0018】図3において、101は一波長のストリッ
プ線路ループ共振器、102a、102bは入出力容
量、103a、103bは入出力線路である。入出力容
量102a、102bは、電気長で90゜離れた位置に
配置され平行線路上で対称の位置にある端子A,Bに接
続されている。以上は図1の構成と同様なものである。
図1の構成と異なる点は端子A,Bから電気長でそれぞ
れ90゜離れた位置に端子C,Dを設け、帰還容量10
5を接続している点である。
【0019】以上のように構成されたストリップ線路デ
ュアル・モード・フィルタについて、以下その動作を説
明する。
【0020】図1による第1の実施例と同様に、入力線
路103aを伝搬してきた進行波は、入力容量102a
を介し、ストリップ線路ループ共振器101内と結合す
る。ストリップ線路ループ共振器101に伝搬した信号
は、右回りと左回りに分配されるが、端子Bに達したと
き電気長で90゜或いは270゜進んだ位置にあり電界
が最小になるので、出力線路103bへは直接出力され
ることはない。しかし、ストリップ線路ループ共振器1
01は線路幅W、線路間隔Sの平行結合線路を有した構
成なので電磁界結合をしており、その電磁界結合の影響
で端子Bの位置で電界が最大となるモードが右回り、左
回りそれぞれ生じ、デュアルモードフィルタとして動作
する。さらに端子Cでは電界が最大になるために帰還容
量105と結合し端子Dに信号が伝搬し、電気長で18
0゜離れた位置にある端子Bと結合し信号が出力され
る。
【0021】以上のように、第1の実施例に帰還容量1
05を接続することにより、2つの励振条件が存在し、
線路間隔、線路幅が固定された場合でも帰還容量105
を制御することにより通過帯域幅を制御できるものであ
る。
【0022】本実施例によるストリップ線路デュアルモ
ードフィルタの周波数特性を図5に示す。図5は、誘電
率、線路幅W/H、線路間隔S/Hが一定の場合を回路
解析した結果で周波数に対する通過特性を示している。
【0023】(実施例3)以下本発明の第3の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
【0024】図6においては、第1の実施例の構成を段
間結合容量106a,b、段間接続線路107で縦続に
接続した構成である。ここでは、第1の実施例の縦続接
続した場合を実施例としたが、第2の実施例を縦続接続
しても良いことは言うまでもない。
【0025】本実施例のように、第1の実施例或いは第
2の実施例を縦続接続することにより、容易に多段のス
トリップ線路デュアル・モード・フィルタが実現でき
る。
【0026】また実施例1〜3では、ストリップ線路デ
ュアル・モード・フィルタとして示してきたが、使用す
る線路は、マイクロストリップ線路、或いはトリプレー
ト構造などのように積層構造にして内部に取り込んだ線
路によって構成されてもよい。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明は、電気長で90゜
離れた位置に配置した入出力容量を接続する端子を有す
る一波長のストリップ線路ループ共振器に平行結合部分
を有することにより、直交する共振モードを利用でき、
線路間隔を制御する事により通過帯域幅を制御でき、更
に線路間隔が決められた場合には帰還容量でも通過帯域
幅を制御できる高性能で広帯域な優れたストリップ線路
デュアル・モード・フィルタを実現できるものである。
また、構成が単純なため、低コストで生産性の高いスト
リップ線路デュアル・モード・フィルタが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるストリップ線路
デュアル・モード・フィルタの平面図
【図2】同実施例におけるストリップ線路デュアル・モ
ード・フィルタの他の要部平面図
【図3】同実施例におけるストリップ線路デュアル・モ
ード・フィルタの周波数特性を示す特性図
【図4】本発明の第2の実施例におけるストリップ線路
デュアル・モード・フィルタの平面図
【図5】同実施例におけるストリップ線路デュアル・モ
ード・フィルタの周波数特性を示す特性図
【図6】本発明の第3の実施例におけるストリップ線路
デュアル・モード・フィルタの平面図
【図7】従来のストリップ線路デュアル・モード・フィ
ルタの平面図
【符号の説明】
101、104 一波長のストリップ線路ループ共振器 102a、102b 入出力容量 103a、103b 入出力線路 105 帰還容量 106 段間結合容量 107 段間接続線路

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行結合線路を有し、線路の電気長が略
    360゜で線路幅が一様なストリップ線路一波長ループ
    共振器に対し、入出力容量を接続する2つの端子を電気
    長で90゜離れた位置に設け、かつ当該端子が前記平行
    結合線路に平行な中心線に対して対称の位置にあること
    を特徴とするストリップ線路デュアル・モード・フィル
    タ。
  2. 【請求項2】 平行結合線路を有し、線路の電気長が略
    360゜で線路幅が一様なストリップ線路一波長ループ
    共振器に対し、入出力容量を接続する2つの端子を電気
    長で90゜離れた位置に設け、かつ当該端子が前記平行
    結合線路に平行な中心線に対して対称の位置に設けると
    ともに、前記平行結合線路上の2つの端子からそれぞれ
    電気長で90゜離れた当該平行結合線路上の位置にさら
    に2つの端子を設け、当該端子に容量を接続したこと
    を特徴とするストリップ線路デュアル・モード・フィル
    タ。
  3. 【請求項3】 平行結合線路を有し、線路の電気長が略
    360゜で線路幅が一様なストリップ線路一波長ループ
    共振器の形状が矩形であることを特徴とする請求項1、
    若しくは2記載のストリップ線路デュアル・モード・フ
    ィルタ。
  4. 【請求項4】 請求項1、2、若しくは3記載のストリ
    ップ線路デュアル・モード・フィルタを複数個縦続に接
    続したことを特徴とするストリップ線路デュアル・モー
    ド・フィルタ。
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