JP3022163B2 - マイクロ波フィルタ - Google Patents

マイクロ波フィルタ

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JP3022163B2
JP3022163B2 JP6120025A JP12002594A JP3022163B2 JP 3022163 B2 JP3022163 B2 JP 3022163B2 JP 6120025 A JP6120025 A JP 6120025A JP 12002594 A JP12002594 A JP 12002594A JP 3022163 B2 JP3022163 B2 JP 3022163B2
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波帯で使用
するフィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、図10は公開特許公報平3−1
78201に示された従来のマイクロ波フィルタの構成
図である。図において、1は誘電体基板、2はマイクロ
ストリップパターン、3は1/4波長共振回路、4は誘
電体を搭載するキャリア、P1は入力端子、P2は出力
端子である。
【0003】次に上記構成のマイクロ波フィルタの動作
の概略について、図10(a)の構成及び図10(b)
の特性図を利用して説明する。誘電体基板1上にマイク
ロストリップパターン2が配線されており、1/4波長
共振回路3が複数段接続配線されている。誘電体基板1
はキャリア4の上部に配置されている。入力端子P1よ
り入力されたマイクロ波信号は、マイクロストリップパ
ターン2における1/4波長共振回路3により周波数選
択され図10(b)のような透過特性を持って出力端子
P2に取り出される。
【0004】特開平2−159102ではフィルタをケ
ースで覆っているが、その構成としてケースの壁面幅を
小さくして導波管モードを遮断し、フィルタの阻止特性
を向上しようとしている。更に、特開平2−21520
2ではフィルタを2つ縦続接続してケースで覆う構成と
し、アイソレーションを向上しようとしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロ波フィ
ルタは上記のように構成されているので、1/4波長共
振回路の共振周波数のn倍、例えば3倍の周波数にてス
プリアスを生じ、さらに入出力端子間のアイソレーショ
ンが充分にとれないため、帯域外の阻止特性を劣化させ
るという課題があった。他の先行例も、スプリアスを生
じるという欠点は解決されていない。
【0006】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、広帯域に渡って良好な帯域外阻
止特性を持つ小型のマイクロ波フィルタを得ることを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
波フィルタは、誘電体基板上に設けたマイクロストリッ
プパターンで形成されるフィルタにおいて、フィルタの
共振周波数のスプリアス周波数とほぼ一致する共振特性
の導波管モードを持つ筐体幅で誘電体基板を覆う筐体
と、マイクロストリップパターンまたは上記誘電体基板
を覆う筐体に交わる角度の導波管モード励振針とを備え
た。
【0008】または、誘電体基板上に設けたマイクロス
トリップパターンで形成されるフィルタにおいて、フィ
ルタの共振周波数の複数のスプリアス周波数に対して、
対応して各周波数にほぼ一致する共振特性の導波管モー
ドを持つ複数の筐体幅で上記誘電体基板を覆う筐体を備
えた。
【0009】また更に、筐体内側に、抵抗体または電波
吸収体を設けた。
【0010】また更に、フィルタはバンドパスフィルタ
とし、筐体は単一筐体でバンドパスフィルタの共振波長
のスプリアス波長において導波管モードで共振するよう
にした。
【0011】また更に、フィルタは低域通過フィルタと
し、筐体は上記低域通過フィルタのカットオフ波長のス
プリアス波長において導波管モードで共振するようにし
た。
【0012】また更に、フィルタの共振周波数のスプリ
アス波長と等価な波長の導波管モードを持つようリッジ
と筐体幅を設定した。
【0013】または、誘電体基板に設けたマイクロスト
リップパターンでフィルタが形成され、このフィルタに
より所定の透過特性を持ったマイクロ波信号が取り出さ
れるマイクロ波フィルタにおいて、誘電体基板上にフィ
ルタを覆う筐体を設け、この筐体内で発生する導波管モ
ードによる共振がフィルタの通過帯域外のスプリアス周
波数で発生するよう筐体の幅を設定してフィルタの高調
波の透過量を減衰させた。
【0014】
【作用】この発明によるマイクロ波フィルタは、フィル
タを覆う筐体によりフィルタのスプリアス周波数で導波
管モードの共振が発生して見かけの減衰が増大する。こ
の結果、フィルタ全体の透過特性は透過周波数帯以外で
は減衰が大きい、スプリアスが生じない特性となる更
に、導波管モード励振針により、安定した導波管モード
の共振が生じ、フィルタの透過特性が安定する。
【0015】または、導波管モードの共振は、複数の周
波数帯で生じる。
【0016】また、導波管モードの共振は、抵抗体、吸
収体により弱められてブロードになる。
【0017】また、導波管モードの共振は、単一筐体で
も透過周波数帯以外では損失が大きいバンドパス特性と
なる。
【0018】また、導波管モードの共振は、低域通過フ
ィルタに対してもカットオフ周波数帯以上では損失が大
きいローパス特性となる。
【0019】また、導波管モードの共振は、筐体の幅と
リッジとの合成値による等価な周波数で共振する。
【0020】また、導波管モードの共振は、フィルタの
通過帯域外のスプリアス周波数で発生する。
【0021】
【実施例】実施例1. 以下、本発明の第1の実施例を図について説明する。図
1はその構成図であり、図において1は誘電体基板、2
はマイクロストリップパターン、3は1/4波長共振回
路、4はキャリア、5はケース、6は導波管モード励振
針であり、P1は入力端子、P2は出力端子である。ケ
ース5は、マイクロストリップパターン2を被うように
配置されており、導波管モード励振針6は、ケース5の
内側の側壁から誘電体基板1上のマイクロストリップパ
ターン2の上部に、線路を横切るように設けられてい
る。本構成で重要なことは、マイクロストリップパター
ンを覆うケース(筐体)の幅がフィルタのスプリアス周
波数で導波管モードの共振が生じるような寸法に設定さ
れていることである。
【0022】次に動作について説明する。入力端子P1
より入力されたマイクロ波信号は、マイクロストリップ
パターン2における1/4波長共振回路3により、図2
(a)のようなフィルタ透過特性で周波数選択され、ス
プリアスが生じる。一方、誘電体基板1とケース5によ
って囲まれた領域に図1の側面図に示すような電界分布
を生じ、導波管モードが発生する。導波管モード励振針
6によりこのモードは安定に発生する。この導波管モー
ドの波長はケース5の幅Wによって決定され(1)式で
表す波長(λg reso)、周波数(freso)において図2
(a)のような共振を生ずる。 λg reso=2W・√(εeff ) freso=c/λg reso (1) (εeff :実効誘電率、c:光速)
【0023】この導波管モードの共振周波数を、フィル
タの通過周波数のn倍高調波の周波数に一致するように
選んでおけば、n倍高調波の透過エネルギーは、導波管
モード共振周波数(freso)においてケース5内に閉じ
こめられ、大きな減衰が得られる。したがって、マイク
ロ波フィルタのn倍高調波の透過量が減衰され、図2
(b)のような減衰周波数特性をもって、出力端子P2
に取り出される。つまり、マイクロ波フィルタの通過中
心周波数(fo )に対して freso=n・fo (2) (但し、nは整数)として(2)式のようにケース5の
幅Wを選ぶことにより、フィルタの通過周波数のn倍高
調波を減衰させることができ、広帯域に渡って良好な帯
域外阻止特性を得ることが可能となる。更に導波管モー
ド励振針6は非常に細く、またマイクロストリップパタ
ーンの上方に線路に直交するように設けられているた
め、線路に大きな影響を与えることなく、導波管モード
を安定に励振できる。
【0024】実施例2. 前述の実施例1は、通過帯域が比較的狭帯域のマイクロ
波フィルタにおいて良好な特性を得るための実施例であ
るが、通過帯域が広帯域のマイクロ波フィルタにおい
て、同様の特性を得るための実施例を図3に示す。構成
は実施例1とほぼ同様であるが、フィルタの通過周波数
帯域が広帯域の場合には、n倍高調波も広帯域となるた
め、ケースの幅を多段に構成する。以下に2段の場合の
実施例について説明する。ケースの幅をW1,W2とな
るように、階段状に側壁を構成すると、 freso 1=c/2W1・√(εeff ) (3) freso 2=c/2W2・√(εeff ) (4) (εeff :実効誘電率、c:光速)
【0025】(3)式、(4)式の周波数freso 1、
reso 2において実施例1と同様な導波管モード共振
を生ずる。マイクロ波フィルタの通過中心周波数
(fo )に対して、 (freso 1+freso 2)/2=n・fo (5) として、(5)式のようにケース5の幅W1,W2を選
ぶことにより、図4(a)の共振特性が得られ、フィル
タ全体としては図4(b)に示すように、フィルタの通
過周波数のn倍高調波を減衰させることができ、広帯域
に渡って良好な帯域外阻止特性を得ることが可能とな
る。ケース幅の階段状の段数を増やすことにより更に広
帯域化が可能である。さらに図3(b)の構成をとるこ
ともでき、同様な特性が得られる。
【0026】実施例3. 前述の実施例1において、マイクロ波フィルタを構成す
るマイクロストリップパターン2の幅が小さく、誘電体
基板1の幅が小さい場合には、図5に示すように、ケー
ス5の内側にリッジ7を設ける。こうすると、導波管モ
ードに対して、次の(6)式のように、等価管内波長
(λg )が長くなるため、W寸法を小さくしても、同一
の導波管モード共振周波数を得ることが可能となる。こ
の際のW寸法(W’)は、リッジによる等価管内波長の
増分をΔλr とすると(7)式のように表される。 λg ’=λg +Δλr (6) (Δλr :リッジによる等価管内波長の増分) W’=W・λg /(λg +Δλr ) (7) このようにマイクロ波フィルタを小型に構成できる。
【0027】実施例4. 前述の実施例1において、導波管モードの共振が鋭敏過
ぎる場合には、図6に示すように、ケース5の内側に抵
抗板または吸収体8を設ける。こうすることで共振のQ
を下げ、より広帯域に渡って、フィルタの通過周波数の
n倍高調波を減衰させることができ、良好な帯域外阻止
特性を得ることが可能となる。この場合の特性図を図7
に示す。
【0028】実施例5. 前述の実施例1では、フィルタが帯域通過フィルタの場
合を示したが、図8に示す構成の、低域通過フィルタに
おいても、同様な効果が得られる。この際には、低域通
過フィルタのカットオフ周波数(fc )に対して(8)
式のように導波管モードの freso=n・fc (8) 共振周波数となるように寸法Wを選択する。図9(a)
は上記構成でのフィルタ単体の通過特性と導波管モード
の共振特性を示し、図9(b)は全体としてのフィルタ
特性を示す。
【0029】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、マイ
クロ波フィルタにおいて、フィルタの通過周波数のn倍
高調波の周波数と、導波管モード共振周波数が一致する
ような幅を持ったケースを設けたので、n倍高調波を減
衰させ、良好な帯域外阻止特定を得る効果がある。導波
管モード励振針を設けることにより、導波管モードを安
定に励振させ、帯域特性が安定になる効果がある。
【0030】また、ケースの幅を多段にし、階段上に側
壁を構成したケースを設けたので、さらに広帯域に渡っ
て、n倍高調波を減衰させ、良好な帯域外阻止特性を得
る効果がある。
【0031】また、ケースの内側に抵抗板、または吸収
体を設けたので、導波管モード共振のQを下げて、より
安定してn倍高調波を減衰させ、良好な帯域外阻止特性
を得る効果がある。
【0032】また、単一の筐体でバンドパスフィルタを
覆うようにしたので、マイクロ波フィルタを小型で簡易
に構成できる効果がある。
【0033】また、低域通過フィルタにおいても、カッ
トオフ周波数のn倍高調波を減衰させ、良好な帯域外阻
止特性を得る効果がある。
【0034】また、ケースの内側にリッジを設けたの
で、導波管モード共振周波数を変えることなくケース幅
を小さくでき、マイクロ波フィルタを小型に構成できる
効果がある。
【0035】また、導波管モードによる共振がフィルタ
の通過帯域外のスプリアス周波数で発生するので、高調
波の透過量を減衰させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1のマイクロ波フィルタを
示す構成図である。
【図2】 実施例1のマイクロ波フィルタの特性図であ
る。
【図3】 この発明の実施例2のマイクロ波フィルタを
示す構成図である。
【図4】 実施例2のマイクロ波フィルタの特性図であ
る。
【図5】 この発明の実施例3のマイクロ波フィルタを
示す構成図である。
【図6】 この発明の実施例4のマイクロ波フィルタを
示す構成図である。
【図7】 実施例4のマイクロ波フィルタの特性図であ
る。
【図8】 この発明の実施例5のマイクロ波フィルタを
示す構成図である。
【図9】 実施例5のマイクロ波フィルタの特性図であ
る。
【図10】 従来のマイクロ波フィルタの構成図と特性
図である。
【符号の説明】
1 誘電体基板、2 マイクロストリップパターン、3
1/4波長共振回路、4 キャリア、5 ケース(筐
体)、6 導波管モード励振針、7 リッジ、8 抵抗
板(吸収体)、P1 入力端子、P2 出力端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−202507(JP,A) 特開 平2−113602(JP,A) 特開 昭62−237802(JP,A) 特開 昭49−34259(JP,A) 特開 昭63−87801(JP,A) 実開 昭61−151404(JP,U) 特公 昭41−21691(JP,B1) 米国特許5164358(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 1/203 H01P 1/209 H01P 1/212 WPI(DIALOG)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体基板上に設けたマイクロストリッ
    プパターンで形成されるフィルタにおいて、 上記フィルタの共振周波数のスプリアス周波数にほぼ一
    致する共振特性の導波管モードを持つ筐体幅で上記誘電
    体基板を覆う筐体と、 上記マイクロストリップパターンまたは上記誘電体基板
    を覆う筐体に交わる角度の導波管モード励振針とを備え
    ことを特徴とするマイクロ波フィルタ。
  2. 【請求項2】 誘電体基板上に設けたマイクロストリッ
    プパターンで形成されるフィルタにおいて、 上記フィルタの共振周波数の複数のスプリアス周波数に
    対して、対応して各周波数にほぼ一致する共振特性の導
    波管モードを持つ複数の筐体幅で上記誘電体基板を覆う
    筐体を備えた ことを特徴とするマイクロ波フィルタ。
  3. 【請求項3】 筐体内側に、抵抗体または電波吸収体を
    設けたことを特徴とする請求項1または請求項2記載
    マイクロ波フィルタ。
  4. 【請求項4】 フィルタはバンドパスフィルタとし、筐
    体は単一筐体で上記バンドパスフィルタの共振波長のス
    プリアス波長において導波管モードで共振するようにし
    たことを特徴とする請求項1または請求項2記載のマイ
    クロ波フィルタ。
  5. 【請求項5】 フィルタは低域通過フィルタとし、筐体
    は上記低域通過フィルタのカットオフ波長のスプリアス
    波長において導波管モードで共振するようにしたことを
    特徴とする請求項1または請求項2記載のマイクロ波フ
    ィルタ。
  6. 【請求項6】 フィルタの共振周波数のスプリアス波長
    と等価な波長の共振特性を持つ導波管モードとなるよう
    リッジと筐体幅を設定したことを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2記載のマイクロ波フィルタ。
  7. 【請求項7】 誘電体基板に設けたマイクロストリップ
    パターンでフィルタが形成され、該フィルタにより所定
    の透過特性を持ったマイクロ波信号が取り出されるマイ
    クロ波フィルタにおいて、 上記誘電体基板上に上記フィルタを覆う筐体を設け、該
    筐体内で発生する導波管モードによる共振が上記フィル
    タの通過帯域外のスプリアス周波数で発生するよう上記
    筐体の幅を設定して上記フィルタの高調波の透過量を減
    衰させたことを特徴とするマイクロ波フィルタ。
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