JP3519245B2 - 高周波抑圧回路 - Google Patents
高周波抑圧回路Info
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Description
る周波数2f0 の高周波信号の抑圧に関する。特に、小
型の構成で、かつ周波数f0 の高周波信号に対して影響
を与えることなく高周波信号を抑圧することのできる高
周波抑圧回路に関する。
号(基本波)に影響を与えることなく、かつその2倍の
周波数2f0 をもつ高周波信号(二倍波)を抑圧する高
周波抑圧回路として、周波数f0 における電気長がπ/
2で、かつ一端を接地した高周波伝送線路からなる回路
が広く用いられている。このような回路を図2に示す。
力端子1と出力端子2とが高周波伝送線路3により接続
され、この高周波伝送線路3の1点と接地点との間に高
周波伝送線路7が接続される。高周波伝送線路7の周波
数f0 における電気長はπ/2である。
入力インピーダンスZは、その伝送損失を無視すると、 Z=j・Z0 ・tanθ と表される。ここで、Z0 は高周波伝送線路の特性イン
ピーダンス、θは電気長である。したがって、図2に示
した回路において、高周波伝送線路3から見た高周波伝
送線路7の基本波(周波数f0 )に対する入力インピー
ダンスZ(f0 )は、 Z(f0 )=j・Z0 ・tan(π/2)=∞ となり、入力端が開放されているのと等価となる。すな
わち、図2に示した回路では、基本波は高周波伝送線路
7の影響を受けずにそのまま出力される。一方、二倍波
の波長は基本波の波長の半分になるため、高周波伝送線
路7の電気長は基本波に対する電気長の二倍となる。し
たがって、高周波伝送線路3から見た高周波伝送線路7
の入力インピーダンスZ(2f0 )は、 Z(2f0 )=j・Z0 ・tan(2・π/2)=0 となる。すなわち、二倍波では、高周波伝送線路3から
見た高周波伝送線路7の入力端が短絡されているのと等
価となる。すなわち、二倍波は高周波伝送線路7により
全反射され、出力端2には出力されないことになる。
従来例では、基本波に対する電気長がπ/2の高周波伝
送線路を用いるため、集積化する際に回路が大型化する
欠点があった。
化が可能な高周波抑圧回路を提供することを目的とす
る。
は、入力端子と出力端子とを接続する第一の高周波伝送
線路と、この第一の高周波伝送線路上の1点と接地点と
の間に接続され、あらかじめ定められた周波数f0 に対
して開放状態、その2倍の周波数2f0 に対して短絡状
態となる回路手段とを備えた高周波抑圧回路において、
この回路手段は、一端が第一の高周波伝送線路上の1点
に接続され、特性インピーダンスがZ1、周波数f0 に
おける電気長がθ1 の第二の高周波伝送線路と、この第
二の高周波伝送線路の他端と接地点との間に接続され、
特性インピーダンスZ2 、周波数f0 における電気長が
θ2 の第三の高周波伝送線路と、第二の高周波伝送線路
と第三の高周波伝送線路との接続点と接地点との間に接
続された容量値がCのキャパシタとを含み、θ2 および
Cの値が、
は、0<θ2 <π/4なるθ2 が存在するために必要な
条件を示したものである。
波伝送線路およびキャパシタからなる回路の入力インピ
ーダンスZb は、周波数fにおいて、
周波伝送線路との接続点から見た、第二の高周波伝送線
路、第三の高周波伝送線路およびキャパシタからなる回
路の入力インピーダンスZinは、周波数fにおいて、
第二の高周波伝送線路との接続点から見た、第二の伝送
線路、第三の高周波伝送線路およびキャパシタからなる
回路の入力インピーダンスZin(f0 )は、
て、分子≠0、分母=0となるので、Zin(f0 )は無
限大、すなわち開放と等価であるから、この回路は基本
波に対して影響を与えることがない。
では、 θa =2θ1 、θb =2θ2 であり、
線路との接続点から見た、第二の伝送線路、第三の高周
波伝送線路およびキャパシタからなる回路の入力インピ
ーダンスZin(2f0 )は、
は0<θ1 <π/4、0<θ2 <π/4において正であ
るので、Zin(2f0 )=0、すなわち入力端が短絡さ
れているのと等価となる。したがって、二倍波である周
波数2f0 の高周波信号は出力されることがない。
インピーダンスをZ1 、第三の高周波伝送線路の特定イ
ンピーダンスをZ2 としたとき、第二の高周波伝送線路
の長さを
し、周波数f0 における電気長θ2 が上記の特定の値と
なる一端を接地した第三の高周波伝送線路、および第二
の高周波伝送線路と第三の高周波伝送線路との接続点に
上記の特定の容量値Cをもつ一端を接地したキャパシタ
を付加することによって、その高周波抑圧回路は基本波
に対して影響を与えることなく二倍波を抑圧することが
できる。本発明によれば、高周波伝送線路の電気長が短
縮され、高周波抑圧回路の小型化が可能になる。
示す図であり、高周波抑圧回路の構成を示す。この高周
波抑圧回路は、入力端子1と出力端子2とを接続する第
一の高周波伝送線路3と、この第一の高周波伝送線路3
上の1点と接地点との間に接続され、あらかじめ定めら
れた周波数f0 に対して開放状態、その2倍の周波数2
f0 に対して短絡状態となる回路手段とを備え、この回
路手段には、一端が高周波伝送線路3上の1点に接続さ
れ、特性インピーダンスがZ1 、周波数f0 における電
気長がθ1 の第二の高周波伝送線路4と、この高周波伝
送線路4の他端と接地点との間に接続され、特性インピ
ーダンスZ2 、周波数f0 における電気長がθ2の第三
の高周波伝送線路6と、高周波伝送線路4、5の接続点
と接地点との間に接続された容量値がCのキャパシタ5
とを備える。ここで、θ1 、Z1 およびZ2 は数11に
示した条件式を満たしており、そのとき、θ2 (0<θ
2 <π/4)およびCの値は数1で表される値である。
波伝送線路3、4の接続点から見た高周波伝送線路4、
6およびキャパシタからなる回路の入力インピーダンス
Zinは、周波数fにおいて、
ンピーダンスZin(f0)は、f=f0 およびθa =θ
1 、θb =θ2 を上式に代入すれば∞となり、入力端が
開放されているのと等価となる。したがって、周波数f
0 である高周波信号は、この回路によってはまったく影
響を受けずに出力端子2に出力される。一方、二倍波す
なわち周波数f=2f0 における入力インピーダンスZ
in(2f0)は、f=2f0 およびθa =2θ1 、θb
=2θ2 を上式に代入すればZin(2f0 )=0とな
り、入力端が短絡されているのと等価となる。したがっ
て、周波数2f0 である高周波信号は、出力端子2に出
力されることがない。
波10GHzに対する通過特性のシミュレーション結果
を示す。このシュミレーションでは、高周波伝送線路4
の周波数10GHzに対する電気長θ1 は10度と短縮
化し、またその特性インピーダンスZ1 は40Ωとし
た。また、高周波伝送線路6の特性インピーダンスZ2
は60Ωとした。ここで、θ1 、Z1 およびZ2 は数1
1の条件式を満たしており、そのとき、キャパシタ5の
容量値Cおよび高周波伝送線路6の周波数10GHzに
対する電気長θ2 は、数1により求まる値の近似値とし
て、それぞれ0.72pF、18.5度とした。図3よ
り明らかなように、この高周波抑圧回路は、二倍波の2
0GHzにおいては通過利得−50dB程度と十分な抑
圧効果が得られ、かつ基本波10GHzにおいては通過
利得はほぼ0dBであり、基本波に対して影響を与えな
いことがわかる。
示し、図5は同じく基本波付近を拡大して示す。図4か
ら、二倍波を25dB以上抑圧できる帯域は1.5GH
z程度(19.3GHz〜20.8GHz)であり、2
5dB以上抑圧された二倍波帯域に対する基本波帯域の
通過損失は、図5に示したように0.1dB以下と小さ
い。すなわち、この高周波抑圧回路は周波数特性をもっ
ている。このため、高周波伝送線路4および6の特性イ
ンピーダンスや電気長、キャパシタ5の容量値、あるい
はその容量値を求める式に用いる各変数などに対する誤
差が数%程度あったとしても、この高周波抑圧回路の特
性、すなわち二倍波を抑圧するとともに基本波に対して
は影響を与えないという特性に影響はない。
の実施形態の高周波抑圧回路は、高周波伝送線路6の一
端が直接に接地されるのではなく、大きな容量値をもつ
キャパシタ8を介して接地されたことが第一の実施形態
と異なる。高周波伝送線路に直列に大きな容量値(高周
波信号周波数においてインピーダンスの絶対値が数Ω以
下であるような容量値)をもつキャパシタを接続した場
合、キャパシタのインピーダンスが小さいため、高周波
信号は影響をほとんど受けない。したがって、この実施
形態の高周波抑圧回路でも、図1に示した実施形態と同
様の効果が得られる。
特性のシミュレーション結果を示す。このシミュレーシ
ョンでは、高周波伝送線路4の周波数10GHzに対す
る電気長θ1 は10度、その特性インピーダンスZ1 は
40Ω、高周波伝送線路6の特性インピーダンスZ2 は
60Ω、キャパシタ5の容量値C0.72pF、高周波
伝送線路6の周波数10GHzに対する電気長θ2 は1
8.5度と、図1に示した高周波抑圧回路に対するシミ
ュレーションと同じ値を用いた。また、キャパシタ8の
容量値は10pFとした。10GHzにおける10pF
のキャパシタのインピーダンスの絶対値は1.6Ωと小
さく、図7から明らかなように、二倍波の20GHzに
おいては十分な抑圧効果が得られ、かつ基本波10GH
zにおいては通過利得がほぼ0dBであり、基本波に対
して影響を与えないことがわかる。
圧回路は、短い高周波伝送線路を用いて、基本波に影響
を与えることなく二倍波を抑圧することができる。した
がって、回路の小型化が可能となる効果がある。
す図。
ュレーション結果を示す図。
示す図。
示す図。
す図。
ュレーション結果を示す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 入力端子と出力端子とを接続する第一の
高周波伝送線路と、この第一の高周波伝送線路上の1点
と接地点との間に接続され、あらかじめ定められた周波
数f0 の信号に実質的に影響を与えることなく、その2
倍の周波数2f0 の信号を抑圧する回路手段とを備えた
高周波抑圧回路において、 前記回路手段は、 一端が前記第一の高周波伝送線路上の前記1点に接続さ
れ、特性インピーダンスがZ1 、周波数f0 における電
気長がθ1の第二の高周波伝送線路と、 この前記第二の高周波伝送線路の他端と接地点にとの間
に接続され、特性インピーダンスZ2 、周波数f0 にお
ける電気長がθ2の第三の高周波伝送線路と、 前記第二の高周波伝送線路と前記第三の高周波伝送線路
との接続点と接地点との間に接続された容量値がCのキ
ャパシタとを含み、 前記θ2 および前記Cの値が、 θ2 =tan-1(αβ−(α2 β2 −3)1/2 ) C=〔1/(2πf0 ・Z2 )〕〔(1/tanθ2)
−βtanθ1〕 ただし、 α=(1+3tan2θ1 )/2tanθ1 β=Z2 /Z1 であり、 0<θ1 <π/4 かつ αβ>2 であり、 前記第一の高周波伝送線路上の前記1点から見た前記回
路手段の入力インピーダンスが、前記あらかじめ定めら
れた周波数f 0 に対して開放状態、その2倍の周波数2
f 0 に対して短絡状態となる ことを特徴とする高周波抑
圧回路。 - 【請求項2】 前記回路手段は、前記第三の高周波伝送
線路の前記第二の高周波伝送線路との接続端とは別の端
と接地端との間に、前記回路手段の入力インピーダンス
に実質的に影響を与えない程度の大きな容量値をもつキ
ャパシタをさらに含み、 この大きな容量をもつキャパシタのインピーダンスを含
めた前記回路手段の入力インピーダンスが、前記第一の
高周波伝送線路上の前記1点から見て、前記あらかじめ
定められた周波数f 0 に対して開放状態、その2倍の周
波数2f 0 に対して短絡状態となる請求項1記載の高周
波抑圧回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18685697A JP3519245B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 高周波抑圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18685697A JP3519245B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 高周波抑圧回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1131903A JPH1131903A (ja) | 1999-02-02 |
JP3519245B2 true JP3519245B2 (ja) | 2004-04-12 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18685697A Expired - Fee Related JP3519245B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 高周波抑圧回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3519245B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12021288B2 (en) | 2020-12-17 | 2024-06-25 | Fujikura Ltd. | Filter circuit |
-
1997
- 1997-07-11 JP JP18685697A patent/JP3519245B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH1131903A (ja) | 1999-02-02 |
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