JP3023945B2 - 高周波フィルタ - Google Patents

高周波フィルタ

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JP3023945B2
JP3023945B2 JP5287512A JP28751293A JP3023945B2 JP 3023945 B2 JP3023945 B2 JP 3023945B2 JP 5287512 A JP5287512 A JP 5287512A JP 28751293 A JP28751293 A JP 28751293A JP 3023945 B2 JP3023945 B2 JP 3023945B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は高周波フィルタに関
し、特に誘電体基板が用いられ複数の共振器を有する平
面型の分布定数フィルタであって、たとえばバンドパス
フィルタなどとして用いられる高周波フィルタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】図9はこの発明の背景となる従来の高周
波フィルタの一例を示す平面図であり、図10はその側
面図である。この高周波フィルタ1は比誘電率がたとえ
ば10〜20の誘電体基板2を含む。誘電体基板2の一
方主面の全面には、アース電極3が形成される。また、
誘電体基板2の他方主面には、2つの直線状のパターン
電極4aおよび4bが、アース電極3に対向するように
形成される。この場合、パターン電極4aおよび4b
は、電磁界的に結合するように、所定の間隔S1を隔て
て平行に形成される。これらのパターン電極4aおよび
4bの一端は、誘電体基板2の一端面を介して、アース
電極3に接続される。そして、誘電体基板2,アース電
極3および一方のパターン電極4aで1つのλ/4共振
器が構成され、誘電体基板2,アース電極3および他方
のパターン電極4bで別のλ/4共振器が構成される。
また、入出力電極5aおよび5bが、パターン電極4a
および4bのそれぞれの中間部から誘電体基板2の両側
部に延びて形成される。したがって、この高周波フィル
タ1は、コムライン型フィルタとして構成される。
【0003】図11はこの発明の背景となる従来の高周
波フィルタの他の例を示す平面図である。図11に示す
従来例は、図9および図10に示す従来例と比べて、パ
ターン電極4aおよび4bの互いに異なった側の端がア
ース電極3に接続されている。したがって、図11に示
す高周波フィルタ1は、インタディジタル型フィルタと
して構成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図9ないし図11に示
す高周波フィルタ1では、近年の要求に沿った小型化
を、2つの共振器のパターン電極4aおよび4bの長さ
L1などを短縮するために誘電体基板2の高誘電率化で
対応しようとすると、2つの共振器間の電磁界の干渉効
果が強くなってしまう。すなわち、誘電体基板2を高誘
電率化すれば、2つの共振器のパターン電極4aおよび
4b間の電磁界結合が強くなりすぎてしまう。そのた
め、高周波フィルタの選択特性などの周波数特性が劣化
してしまう。このような周波数特性の劣化を補正するた
めには、2つの共振器のパターン電極4aおよび4b間
の間隔S1を広げる再設計などが必要となる。そして、
2つの共振器のパターン電極4aおよび4b間の間隔S
1を広げると、高周波フィルタが小型化に反して大型化
してしまう。
【0005】また、図9ないし図11に示す高周波フィ
ルタ1では、入出力電極5aおよび5bをパターン電極
4aおよび4bのそれぞれの中間部から直接的に引き出
すことによって外部回路との入出力インピーダンスの整
合をとる構成であるため、電磁界の干渉効果による2つ
の共振器間の結合量の変化に合わせて、パターン電極4
aおよび4bの短絡端(アース電極3への接続端)から
入出力電極5aおよび5bまでの距離D1や入出力電極
5aおよび5bの幅寸法Tを調整しなければならないな
ど設計を複雑かつ困難にしていた。
【0006】さらに、図9ないし図11に示す高周波フ
ィルタ1では、上述のようにして入出力インピーダンス
の整合をとっても、外部回路のインピーダンスが変動す
ると、周波数特性が変化しやすいといった問題点も有し
ていた。
【0007】それゆえこの発明の主たる目的は、小型化
が可能な高周波フィルタを容易な設計で提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、高誘電率を
有する誘電体基板と、誘電体基板の一方主面に形成され
るアース電極と、アース電極に対向するように誘電体基
板の他方主面である同一面上に形成される複数のパター
ン電極と、パターン電極の先端部にコンデンサを介して
接続される入出力電極とを含み、複数のパターン電極
は、それらの一端側部分の端がアース電極に接続される
とともに、それらの一端側部分が誘電体基板の同一端部
から互いに間隔を隔てて平行に延びて形成され、それら
の他端側部分が互いに交差しないようにかつ直交する方
向に延びて形成される、高周波フィルタである。
【0009】
【作用】誘電体基板,アース電極および複数のパターン
電極で、複数の共振器が構成される。また、複数のパタ
ーン電極は、それらの一端側部分が互いに間隔を隔てて
平行に形成されるため、それらの一端側部分で電磁界的
に結合するが、それらの他端側部分が互いに直交する方
向に延びて形成されるため、それらの他端側部分では電
磁界的にほとんど結合しない。そのため、複数の共振器
は、互いに電磁界の干渉効果を受けにくくなる。
【0010】
【発明の効果】この発明によれば、高周波フィルタにお
いて、高誘電率を有する誘電体基板が用いられるので、
複数のパターン電極の長さを短縮することができ、しか
も、複数の共振器が互いに電磁界の干渉効果を受けにく
くなるので、複数の共振器パターン電極間の間隔を狭め
ることができる。そのため、高周波フィルタの小型化が
可能となる。
【0011】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。
【0012】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す平面図であ
り、図2はその側面図であり、図3は図1の線III−
IIIにおける断面図である。この高周波フィルタ10
は、たとえば矩形板状の誘電体基板12を含む。この誘
電体基板12としては、比誘電率がたとえば50以上の
高誘電率を有するものが用いられる。
【0013】誘電体基板12の一方主面の全面には、ア
ース電極14が形成される。なお、アース電極14は、
誘電体基板12の一端面の全面および他方主面の端部に
も形成される。
【0014】誘電体基板12の他方主面には、2つのパ
ターン電極16aおよび16bが形成される。一方のパ
ターン電極16aは、アース電極14から縦方向に直線
的に延びる一端側部分18aと、その一端側部分18a
からたとえば45度の角度をもって直線的に外側方向へ
延びる他端側部分20aとを有する。同様に、他方のパ
ターン電極16bは、アース電極14から縦方向に直線
的に延びる一端側部分18bと、その一端側部分18b
からたとえば45度の角度をもって直線的に外側方向へ
延びる他端側部分20bとを有する。したがって、2つ
のパターン電極16aおよび16bにおいて、一端側部
分18aおよび18bは互いに間隔S2を隔てて平行に
形成され、他端側部分20aおよび20bは互いに直交
する方向に延びて形成される。そのため、2つのパター
ン電極16aおよび16bは、それらの一端側部分18
aおよび18bで電磁界的に結合し、それらの他端側部
分20aおよび20bでは電磁界的にほとんど結合しな
い。
【0015】さらに、誘電体基板12の他方主面には、
パターン電極16aおよび16bの先端部(開放端部)
22aおよび22bの近傍に、2つの入出力電極24a
および24bが形成される。
【0016】また、パターン電極16aおよび16bの
先端部22aおよび22bと入出力電極24aおよび2
4bとの間には、コンデンサ26aおよび26bがそれ
ぞれ形成される。一方のコンデンサ26aは、特に、図
3に示すように、パターン電極16aの先端部22a
と、その先端部22aなどの上に形成される誘電体層2
8aと、入出力電極24aから誘電体層28a上に延び
る電極30aとで構成される。同様に、他方のコンデン
サ26bは、パターン電極16bの先端部22bと、そ
の先端部22bなどの上に形成される誘電体層28b
と、入出力電極24bから誘電体層28b上に延びる電
極30bとで構成される。
【0017】したがって、この高周波フィルタ10は、
図4に示す等価回路を有する。
【0018】この高周波フィルタ10では、誘電体基板
12,アース電極14および一方のパターン電極16a
で1つのλ/4共振器が構成され、誘電体基板12,ア
ース電極14および他方のパターン電極16bで別のλ
/4共振器が構成される。
【0019】また、この高周波フィルタ10では、2つ
のパターン電極16aおよび16bは、それらの一端側
部分18aおよび18bが互いに間隔S2を隔てて平行
に形成されるため、それらの一端側部分18aおよび1
8bで電磁界的に結合する。しかし、2つのパターン電
極16aおよび16bは、それらの他端側部分20aお
よび20bが互いに直交する方向に延びて形成されるた
め、それらの他端側部分20aおよび20bで電磁界的
にほとんど結合しない。そのため、2つの共振器は、互
いに電磁界の干渉効果を受けにくくなる。
【0020】上述のように、この高周波フィルタ10で
は、高誘電率を有する誘電体基板12が用いられるの
で、2つのパターン電極16aおよび16bの長さを従
来例における長さに比べて短縮することができ、しか
も、2つの共振器が互いに電磁界の干渉効果を受けにく
くなるので、2つの共振器の2つのパターン電極16a
および16b間の間隔S2を従来例における間隔S1に
比べて狭めることができる。そのため、この高周波フィ
ルタ10では、従来例に比べて小型化が可能である。
【0021】また、この高周波フィルタ10では、2つ
の共振器のパターン電極16aおよび16bの短絡端に
近い一端側部分18aおよび18bのみで2つの共振器
が電磁界結合を主として結合し、2つの共振器が互いに
電磁界の干渉効果を受けにくいため、高誘電率を有する
誘電体基板12を使用しているにもかかわらず、設計の
複雑化や困難化が少なく、比較的容易に設計できる。
【0022】さらに、この高周波フィルタ10では、入
出力電極24aおよび24bがコンデンサ26aおよび
26bを介して2つの共振器のパターン電極16aおよ
び16bに接続されるので、たとえば百数十オーム程度
の比較的高い入出力インピーダンスをもたせることがで
きる。そのため、この高周波フィルタ10では、通常は
公称50オームである外部回路のインピーダンスの変動
に対して、周波数特性の劣化が小さい。
【0023】また、この高周波フィルタ10では、誘電
体基板12の他方主面側アース電極14の他端から45
度おりまげ部までの距離L2やパターン電極16aおよ
び16bの一端側部分18aおよび18b間の間隔S2
を適当に変化させることができ、共振器のλ/4長をほ
とんど変えることなく入出力電極24aおよび24bの
位置寸法D2をある程度変化させることができるといっ
た設計の自由度を有する。これは、この高周波フィルタ
をプリント基板等に取り付ける場合などにおける取り扱
い性を容易にできることとなる。
【0024】図5は図1に示す実施例の変形例を示す平
面図であり、図6は図5の線VI−VIにおける断面図
である。図5および図6に示す実施例では、図1に示す
実施例と比べて、特に、パターン電極16aおよび16
bの先端部22aおよび22bと入出力電極24aおよ
び24bとの間に接続されるコンデンサ26aおよび2
6bとして、チップコンデンサがそれぞれ用いられる。
【0025】図7は図1に示す実施例の他の変形例を示
す平面図であり、図8は図7の線VIII−VIIIに
おける断面図である。図7および図8に示す実施例で
は、図1に示す実施例と比べて、パターン電極16aお
よび16bの先端部22aおよび22bと入出力電極2
4aおよび24bとが接近して形成され、パターン電極
16aおよび16bの先端部22aおよび22bと入出
力電極24aおよび24bとの間に接続されるコンデン
サ26aおよび26bの容量として、それらの間のギャ
ップ容量が用いられる。
【0026】なお、上述の各実施例では、パターン電極
16aおよび16bにおいて、一端側部分18aおよび
18bから45度の角度をもって他端側部分20aおよ
び20bがそれぞれ形成されているが、これらの他端側
部分20aおよび20bは、互いに直交する方向に延び
て形成されればよく、他の角度をもって形成されてもよ
い。たとえば、一方の角度が40度で他方の角度が50
度であってもよい。
【0027】また、上述の各実施例では2つのパターン
電極すなわち2つのλ/4共振器を有するが、この発明
では、3つのパターン電極ないしλ/4共振器を有する
高周波フィルタにも適用され得る。この場合、接近する
2つのパターン電極間において他端側部分(開放端側部
分)がほぼ直交する方向に延びるように、それらのパタ
ーン電極を形成すればよい。
【0028】なお上述の各実施例では一端をアース電極
に接続したλ/4共振器による例を述べたが、本発明は
一端を開放したλ/2共振器などにも適用できる事は当
業者には明らかであろう。
【0029】さらに、上述の各実施例では1枚の誘電体
基板が用いられているが、この発明は複数の誘電体層な
どを積層して一体化した積層型の高周波フィルタにも適
用され得る。この場合、パターン電極間の結合が強くな
るので、この発明は特に有用なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す平面図である。
【図2】図1に示す実施例の側面図である。
【図3】図1の線III−IIIにおける断面図であ
る。
【図4】図1に示す実施例の等価回路図である。
【図5】図1に示す実施例の変形例を示す平面図であ
る。
【図6】図5の線VI−VIにおける断面図である。
【図7】図1に示す実施例の他の変形例を示す平面図で
ある。
【図8】図7の線VIII−VIIIにおける断面図で
ある。
【図9】この発明の背景となる従来の高周波フィルタの
一例を示す平面図である。
【図10】図9に示す高周波フィルタの側面図である。
【図11】この発明の背景となる従来の高周波フィルタ
の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
10 高周波フィルタ 12 誘電体基板 14 アース電極 16a,16b パターン電極 18a,18b 一端側部分 20a,20b 他端側部分 22a,22b 先端部 24a,24b 入出力電極 26a,26b コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−1304(JP,A) 特開 平5−335805(JP,A) 特開 平5−283907(JP,A) 特開 平5−55810(JP,A) 特開 平6−37505(JP,A) 米国特許4074214(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 1/203 H01P 1/205

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高誘電率を有する誘電体基板、 前記誘電体基板の一方主面に形成されるアース電極、 前記アース電極に対向するように前記誘電体基板の他方
    主面である同一面上に形成される複数のパターン電極、
    および前記パターン電極の先端部にコンデンサを介して
    接続される入出力電極を含み、 前記複数のパターン電極は、それらの一端側部分の端が
    前記アース電極に接続されるとともに、それらの一端側
    部分が前記誘電体基板の同一端部から互いに間隔を隔て
    て平行に延びて形成され、それらの他端側部分が互いに
    交差しないようにかつ直交する方向に延びて形成され
    る、高周波フィルタ。
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