JP3275538B2 - 超伝導端結合フィルタ - Google Patents
超伝導端結合フィルタInfo
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- JP3275538B2 JP3275538B2 JP12844994A JP12844994A JP3275538B2 JP 3275538 B2 JP3275538 B2 JP 3275538B2 JP 12844994 A JP12844994 A JP 12844994A JP 12844994 A JP12844994 A JP 12844994A JP 3275538 B2 JP3275538 B2 JP 3275538B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超伝導端結合フィルタに
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報の高度化、汎用化、多様化に
伴い、光通信回線、衛星通信回線を基幹回線とし、自動
車、航空機、船舶あるいは人などの移動体に通信端末を
装備したパーソナル通信が大幅に普及しつつある。この
ため、高周波領域の通信帯域が不足し、通信帯域の高周
波化、チャネル数の増加が図られつつある。
伴い、光通信回線、衛星通信回線を基幹回線とし、自動
車、航空機、船舶あるいは人などの移動体に通信端末を
装備したパーソナル通信が大幅に普及しつつある。この
ため、高周波領域の通信帯域が不足し、通信帯域の高周
波化、チャネル数の増加が図られつつある。
【０００３】通常、パーソナル通信に拘わらず、無線通
信ネットワークには、中央局、基地局、中継局などの階
層構成が取られているが、これらの送受信装置には、多
くのフィルタが使用されている。現在、マイクロ波、ミ
リ波帯のフィルタとして、誘電体フィルタ、導波管フィ
ルタが用いられているが、今後の通信チャネル需要に伴
い、より一層狭帯域で小型、低損失なフィルタが切望さ
れる。このようなフィルタの候補として、ストリップ線
路で構成するフィルタが有望である。
信ネットワークには、中央局、基地局、中継局などの階
層構成が取られているが、これらの送受信装置には、多
くのフィルタが使用されている。現在、マイクロ波、ミ
リ波帯のフィルタとして、誘電体フィルタ、導波管フィ
ルタが用いられているが、今後の通信チャネル需要に伴
い、より一層狭帯域で小型、低損失なフィルタが切望さ
れる。このようなフィルタの候補として、ストリップ線
路で構成するフィルタが有望である。
【０００４】図７〜図１０にストリップ線路で構成する
高周波フィルタの概略を示す。図中、１は給電線、２は
半波長共振器、３は半波長共振器２間あるいは給電線１
と半波長共振器２間の電気的な結合領域、４はグランド
プレーン、５は円盤形状の共振器である。
高周波フィルタの概略を示す。図中、１は給電線、２は
半波長共振器、３は半波長共振器２間あるいは給電線１
と半波長共振器２間の電気的な結合領域、４はグランド
プレーン、５は円盤形状の共振器である。
【０００５】フィルタの結合方式には、図７に示す側面
結合方式と、図８に示す半波長共振器２を一直線上に配
列した端結合方式の２通りの結合方式がある。一般に
は、共振器のＱ値が高くとれることなどから、側面結合
方式が多く用いられる。一方、端結合方式は、フィルタ
の全体寸法を小さくすることができ、小型のフィルタに
適している半面、通常の線形共振器ではそれほど高いＱ
値がえられないという欠点を有している。
結合方式と、図８に示す半波長共振器２を一直線上に配
列した端結合方式の２通りの結合方式がある。一般に
は、共振器のＱ値が高くとれることなどから、側面結合
方式が多く用いられる。一方、端結合方式は、フィルタ
の全体寸法を小さくすることができ、小型のフィルタに
適している半面、通常の線形共振器ではそれほど高いＱ
値がえられないという欠点を有している。
【０００６】かかる欠点を除去すべく従来よりＱ値を改
善する構造が提案されており、その一例として、図９に
示す円盤形状の共振器５を基本とするディスクフィルタ
が挙げられる。また、Ｑ値を改善する材料的な提案とし
て、超伝導体の利用が考えられる。従来の金属系超伝導
フィルタでは、動作温度が１０Ｋ程度であったため、通
常の通信装置への適用は事実上不可能であったが、臨界
温度が液体窒素温度（７７Ｋ）を越える酸化物超伝導体
の出現により、超伝導フィルタの適用可能性が高まり、
実際、米国では衛星回線の中継局用として検討されてい
る。すなわち、超伝導体でディスクフィルタを構成すれ
ば将来の高性能小型フィルタとして有望である。
善する構造が提案されており、その一例として、図９に
示す円盤形状の共振器５を基本とするディスクフィルタ
が挙げられる。また、Ｑ値を改善する材料的な提案とし
て、超伝導体の利用が考えられる。従来の金属系超伝導
フィルタでは、動作温度が１０Ｋ程度であったため、通
常の通信装置への適用は事実上不可能であったが、臨界
温度が液体窒素温度（７７Ｋ）を越える酸化物超伝導体
の出現により、超伝導フィルタの適用可能性が高まり、
実際、米国では衛星回線の中継局用として検討されてい
る。すなわち、超伝導体でディスクフィルタを構成すれ
ば将来の高性能小型フィルタとして有望である。
【０００７】ディスクフィルタは上述した利点を有する
が、超伝導円盤共振器は、Ｑ値が高いにも拘わらず、給
電線１とそれに隣接する超伝導円盤共振器との結合が弱
いという欠点がある。この欠点の実質的な影響は、図１
１の３極ディスクフィルタの通過特性の一例に示すよう
に、フィルタの通過帯域に発生する大きな（図１１では
約７ｄＢに及ぶ）リプルである。
が、超伝導円盤共振器は、Ｑ値が高いにも拘わらず、給
電線１とそれに隣接する超伝導円盤共振器との結合が弱
いという欠点がある。この欠点の実質的な影響は、図１
１の３極ディスクフィルタの通過特性の一例に示すよう
に、フィルタの通過帯域に発生する大きな（図１１では
約７ｄＢに及ぶ）リプルである。
【０００８】このように、端結合方式の超伝導フィルタ
は、全体寸法を小さくする上で有利であり、さらに共振
器を円盤形状とすることで扱えるパワーも改善される
が、共振器のＱ値が高い割に、給電線１との結合が弱い
という問題がある。
は、全体寸法を小さくする上で有利であり、さらに共振
器を円盤形状とすることで扱えるパワーも改善される
が、共振器のＱ値が高い割に、給電線１との結合が弱い
という問題がある。
【０００９】この問題を解決するために、電子情報通信
学会技報ＳＣＥ９３−５３（1993年12月）に示す超伝導
端結合フィルタが提案されている。この超伝導端結合フ
ィルタは、図１０に示すように、複数個（図では３個）
の円盤形状の超伝導共振器６と給電線１とを有してお
り、該給電線１の一部を最も近接した超伝導共振器６の
内部に指状に差し込んで結合部１ａを構成したものであ
る。
学会技報ＳＣＥ９３−５３（1993年12月）に示す超伝導
端結合フィルタが提案されている。この超伝導端結合フ
ィルタは、図１０に示すように、複数個（図では３個）
の円盤形状の超伝導共振器６と給電線１とを有してお
り、該給電線１の一部を最も近接した超伝導共振器６の
内部に指状に差し込んで結合部１ａを構成したものであ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き超伝導端結
合フィルタでは、結合部１ａの長さが小さい場合には十
分なリプル改善効果が得られず、長すぎる場合にはフィ
ルタ特性（例えば通過帯域特性）が劣化する。
合フィルタでは、結合部１ａの長さが小さい場合には十
分なリプル改善効果が得られず、長すぎる場合にはフィ
ルタ特性（例えば通過帯域特性）が劣化する。
【００１１】例えば、図１及び図２に示すように、結合
部１ａの長さｌ0 を超伝導共振器６の長さｌ1 の１．５
パーセント程度に構成した超伝導端結合フィルタではリ
プル改善が不十分であり、逆にこの長さｌ0 を３０パー
セント程度に構成した超伝導端結合フィルタでは通過帯
域幅が劣化する。前者の特性を図１２に、また後者の特
性を図１３にそれぞれ示す。
部１ａの長さｌ0 を超伝導共振器６の長さｌ1 の１．５
パーセント程度に構成した超伝導端結合フィルタではリ
プル改善が不十分であり、逆にこの長さｌ0 を３０パー
セント程度に構成した超伝導端結合フィルタでは通過帯
域幅が劣化する。前者の特性を図１２に、また後者の特
性を図１３にそれぞれ示す。
【００１２】したがって、上述の如き超伝導端結合フィ
ルタでは、結合部１ａの長さｌ0 を限定する必要があ
る。
ルタでは、結合部１ａの長さｌ0 を限定する必要があ
る。
【００１３】本発明は、上記従来技術に鑑み、良好なリ
プル特性及び通過帯域特性を有する超伝導端結合フィル
タを提供することを目的とする。
プル特性及び通過帯域特性を有する超伝導端結合フィル
タを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、複数個の超伝導共振器と超伝導あるいは常
伝導金属薄膜からなる給電線とから構成され、該給電線
の一部を最も近接した前記超伝導共振器の内部に指状に
差し込んだ結合部を有する超伝導端結合フィルタにおい
て、該給電線の差し込み長さである結合部の長さが超伝
導共振器の長さの５パーセント以上、１０パーセント以
下であることを特徴とする。
明の構成は、複数個の超伝導共振器と超伝導あるいは常
伝導金属薄膜からなる給電線とから構成され、該給電線
の一部を最も近接した前記超伝導共振器の内部に指状に
差し込んだ結合部を有する超伝導端結合フィルタにおい
て、該給電線の差し込み長さである結合部の長さが超伝
導共振器の長さの５パーセント以上、１０パーセント以
下であることを特徴とする。
【００１５】
【作用】上記構成の本発明によれば、超伝導フィルタと
して機能するばかりでなく、指状に差し込んだ結合部の
長さを最適に選定してあるのでリプル特性及び通過帯域
特性も良好なものが得られる。
して機能するばかりでなく、指状に差し込んだ結合部の
長さを最適に選定してあるのでリプル特性及び通過帯域
特性も良好なものが得られる。
【００１６】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
【００１７】図１及び図２において、１は給電線、１ａ
は結合部、６は超伝導共振器である。
は結合部、６は超伝導共振器である。
【００１８】給電線１は、超伝導或いは常伝導金属薄膜
から構成される。本実施例では、給電線１の幅は０．１
６ｍｍ（５０オーム線路）である。円盤状の超伝導共振
器６は複数個設けられ、本実施例の場合は３個設けられ
ている。これらの超伝導共振器６は、一直線状に配列し
た、いわゆる端結合方式が採用される。超伝導共振器６
は直径７ｍｍである。
から構成される。本実施例では、給電線１の幅は０．１
６ｍｍ（５０オーム線路）である。円盤状の超伝導共振
器６は複数個設けられ、本実施例の場合は３個設けられ
ている。これらの超伝導共振器６は、一直線状に配列し
た、いわゆる端結合方式が採用される。超伝導共振器６
は直径７ｍｍである。
【００１９】給電線１、超伝導共振器６が形成される基
板としては、例えば、酸化マグネシウム結晶の（１０
０）面が用いられる。基板の厚さは０．５ｍｍである。
給電線１、超伝導共振器６は、本実施例では、臨界温度
９０ＫのＥｕＢａＣｕＯ酸化物超伝導薄膜で形成し、上
下にグランドプレーン（図示せず）を配置したストリッ
プライン構造となっている。
板としては、例えば、酸化マグネシウム結晶の（１０
０）面が用いられる。基板の厚さは０．５ｍｍである。
給電線１、超伝導共振器６は、本実施例では、臨界温度
９０ＫのＥｕＢａＣｕＯ酸化物超伝導薄膜で形成し、上
下にグランドプレーン（図示せず）を配置したストリッ
プライン構造となっている。
【００２０】更に、本実施例では、給電線１とこれと最
も近接した超伝導共振器６とを強く結合するため、その
間に結合部１ａを設けている。この結合部１ａは、給電
線１に最も近接した超伝導共振器６の一部を長方形状に
除去し、その除去部に給電線１の一部を差し込んだもの
であり、結合部１ａの長さｌ0 が超伝導共振器６の長さ
ｌ1 の５パーセント以上、１０パーセント以下に形成し
てある。
も近接した超伝導共振器６とを強く結合するため、その
間に結合部１ａを設けている。この結合部１ａは、給電
線１に最も近接した超伝導共振器６の一部を長方形状に
除去し、その除去部に給電線１の一部を差し込んだもの
であり、結合部１ａの長さｌ0 が超伝導共振器６の長さ
ｌ1 の５パーセント以上、１０パーセント以下に形成し
てある。
【００２１】図３〜図５は本実施例に係る超伝導端結合
フィルタの特性である。各特性における長さｌ0 は、長
さｌ1 の５パーセント（図３の場合）、７．５パーセン
ト（図４の場合）、１０パーセント（図５の場合）であ
る。また、図６はリプル量と通過帯域幅とを前記長さｌ
0 ，ｌ1 の比率に対してプロットした特性である。
フィルタの特性である。各特性における長さｌ0 は、長
さｌ1 の５パーセント（図３の場合）、７．５パーセン
ト（図４の場合）、１０パーセント（図５の場合）であ
る。また、図６はリプル量と通過帯域幅とを前記長さｌ
0 ，ｌ1 の比率に対してプロットした特性である。
【００２２】これらの図３〜図６を参照すれば、長さｌ
0 が長さｌ1 の５パーセント以上では、リプルが１ｄＢ
にも満たない量であり、実用上十分なフィルタ特性を有
することが分かる。一方、長さｌ0 が長さｌ1 の１０パ
ーセントを越えると通過帯域幅の減少が顕著となり、フ
ィルタ特性が劣化する。即ち、給電線１の一部を最も近
接した超伝導共振器６の内部に指状に差し込んだ超伝導
端結合フィルタでは、十分なリプル改善効果があり、か
つ、通過帯域幅などのフィルタ特性の劣化がない、指状
に差し込む長さの最適範囲は、給電線１の指状に差し込
む長さである結合部１ａの長さｌ0 と超伝導共振器６の
長さｌ1 との比率で、５パーセント以上、１０パーセン
ト以下である。
0 が長さｌ1 の５パーセント以上では、リプルが１ｄＢ
にも満たない量であり、実用上十分なフィルタ特性を有
することが分かる。一方、長さｌ0 が長さｌ1 の１０パ
ーセントを越えると通過帯域幅の減少が顕著となり、フ
ィルタ特性が劣化する。即ち、給電線１の一部を最も近
接した超伝導共振器６の内部に指状に差し込んだ超伝導
端結合フィルタでは、十分なリプル改善効果があり、か
つ、通過帯域幅などのフィルタ特性の劣化がない、指状
に差し込む長さの最適範囲は、給電線１の指状に差し込
む長さである結合部１ａの長さｌ0 と超伝導共振器６の
長さｌ1 との比率で、５パーセント以上、１０パーセン
ト以下である。
【００２３】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて説明した様に、
本発明によれば複数個の超伝導共振器と超伝導あるいは
常伝導金属薄膜からなる給電線とから構成され、該給電
線の一部を最も近接した前記超伝導共振器の内部に指状
に差し込んだ超伝導端結合フィルタにおいては、該給電
線の差し込み長さが超伝導共振器の長さの５パーセント
以上、１０パーセント以下であればリプル特性が改善さ
れ、通過帯域幅が劣化しないという優れた特性が得られ
る。
本発明によれば複数個の超伝導共振器と超伝導あるいは
常伝導金属薄膜からなる給電線とから構成され、該給電
線の一部を最も近接した前記超伝導共振器の内部に指状
に差し込んだ超伝導端結合フィルタにおいては、該給電
線の差し込み長さが超伝導共振器の長さの５パーセント
以上、１０パーセント以下であればリプル特性が改善さ
れ、通過帯域幅が劣化しないという優れた特性が得られ
る。
【図１】本発明の実施例を示す平面図。
【図２】図１の部分的な拡大図。
【図３】上記実施例において（ｌ0 ／ｌ1 ）が５パーセ
ントのときの透過特性を示す特性図。
ントのときの透過特性を示す特性図。
【図４】上記実施例において（ｌ0 ／ｌ1 ）が７．５パ
ーセントのときの透過特性を示す特性図。
ーセントのときの透過特性を示す特性図。
【図５】上記実施例において（ｌ0 ／ｌ1 ）が１０パー
セントのときの透過特性を示す特性図。
セントのときの透過特性を示す特性図。
【図６】上記実施例におけるリプル量の特性を示す特性
図。
図。
【図７】従来技術に係る側結合フィルタを示す構成図。
【図８】従来技術に係る端結合フィルタを示す構成図。
【図９】従来技術に係るディスクフィルタを示す構成
図。
図。
【図１０】給電線の差し込み構造をもつ上記実施例と同
種のディスクフィルタを示す構成図。
種のディスクフィルタを示す構成図。
【図１１】図９に示すディスクフィルタの透過特性を示
す特性図。
す特性図。
【図１２】図１及び図２に示す超伝導端結合フィルタに
おける長さｌ0 及びｌ1 の比が１．５パーセント程度の
場合の透過特性を示す特性図。
おける長さｌ0 及びｌ1 の比が１．５パーセント程度の
場合の透過特性を示す特性図。
【図１３】図１及び図２に示す超伝導端結合フィルタに
おける長さｌ0 及びｌ1 の比が３０パーセント程度の場
合の透過特性を示す特性図。
おける長さｌ0 及びｌ1 の比が３０パーセント程度の場
合の透過特性を示す特性図。
１ 給電線 １ａ 結合部 ６ 超伝導共振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−147501（ＪＰ，Ａ) 永井、等，超伝導薄膜によるディスク 共振器とディスクフィルタ，電子情報通 信学会技術研究報告，ＳＣＥ93−53 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 1/203 ZAA ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 複数個の超伝導共振器と超伝導あるいは
常伝導金属薄膜からなる給電線とから構成され、該給電
線の一部を最も近接した前記超伝導共振器の内部に指状
に差し込んだ結合部を有する超伝導端結合フィルタにお
いて、該給電線の差し込み長さである結合部の長さが超
伝導共振器の長さの５パーセント以上、１０パーセント
以下であることを特徴とする超伝導端結合フィルタ。 - 【請求項２】 超伝導共振器は円盤形状の共振器である
ことを特徴とする［請求項１］に記載の超伝導端結合フ
ィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12844994A JP3275538B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 超伝導端結合フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12844994A JP3275538B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 超伝導端結合フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07336105A JPH07336105A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3275538B2 true JP3275538B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=14984995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12844994A Expired - Fee Related JP3275538B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 超伝導端結合フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3275538B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4711988B2 (ja) * | 2007-03-15 | 2011-06-29 | 富士通株式会社 | 超伝導ディスク共振器、その作製方法、および誘電率異方性の評価方法 |
| JP5029519B2 (ja) | 2008-07-08 | 2012-09-19 | 富士通株式会社 | フィルタ |
-
1994
- 1994-06-10 JP JP12844994A patent/JP3275538B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 永井、等，超伝導薄膜によるディスク共振器とディスクフィルタ，電子情報通信学会技術研究報告，ＳＣＥ９３−５３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07336105A (ja) | 1995-12-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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