JP3528757B2 - バンドパスフィルタ - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/08—Strip line resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
- H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
- H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
- H01P1/20381—Special shape resonators
-
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- H01P7/08—Strip line resonators
- H01P7/082—Microstripline resonators
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンドパスフィル
タに関し、例えばマイクロ波〜ミリ波帯における通信機
器に用いられるバンドパスフィルタに関する。
タに関し、例えばマイクロ波〜ミリ波帯における通信機
器に用いられるバンドパスフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、バンドパスフィルタとして、
ＬＣフィルタが広く用いられている。従来のＬＣフィル
タの等価回路を図１７に示す。
ＬＣフィルタが広く用いられている。従来のＬＣフィル
タの等価回路を図１７に示す。
【０００３】ＬＣフィルタは、第１，第２の共振器１０
１，１０２を有し、各共振器１０１，１０２は、コンデ
ンサＣ及びインダクタンスＬを並列に接続した構造を有
する。また、単一の電子部品として上記ＬＣフィルタを
構成するために、従来、積層コンデンサ及び積層インダ
クタを一体化した構造が用いられている。すなわち、図
１７に示す回路構成を実現するように、積層コンデンサ
部及び積層インダクタンス部からなる２個の共振器が、
１つの積層電子部品として構成されている。また、この
ＬＣフィルタでは、２個の共振器１０１，１０２が、結
合コンデンサＣ１により結合されている。
１，１０２を有し、各共振器１０１，１０２は、コンデ
ンサＣ及びインダクタンスＬを並列に接続した構造を有
する。また、単一の電子部品として上記ＬＣフィルタを
構成するために、従来、積層コンデンサ及び積層インダ
クタを一体化した構造が用いられている。すなわち、図
１７に示す回路構成を実現するように、積層コンデンサ
部及び積層インダクタンス部からなる２個の共振器が、
１つの積層電子部品として構成されている。また、この
ＬＣフィルタでは、２個の共振器１０１，１０２が、結
合コンデンサＣ１により結合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１７に示した回路構
成を有するＬＣフィルタを単一の部品として構成する場
合、多くの導体パターンと、導体パターン間を接続する
ビアホール電極とを形成しなければならない。従って、
所望とする特性を得るには、これらの多数の導体パター
ン及びビアホール電極を高精度に形成しなければならな
かった。
成を有するＬＣフィルタを単一の部品として構成する場
合、多くの導体パターンと、導体パターン間を接続する
ビアホール電極とを形成しなければならない。従って、
所望とする特性を得るには、これらの多数の導体パター
ン及びビアホール電極を高精度に形成しなければならな
かった。
【０００５】また、上記のように多数の電子部品素子を
形成する必要があるため、構造が複雑であり、小型化に
限界があった。さらに、一般にＬＣフィルタの共振周波
数ｆは、ｆ＝１／２π（ＬＣ）1/2 で表される。ここで
Ｌは共振器のインダクタンスを、Ｃは容量を示す。従っ
て、より高い周波数で用いられるＬＣフィルタを得よう
とすると、共振器の容量ＣとインダクタンスＬの積を小
さくする必要がある。すなわち、高周波化を図る場合、
共振器のインダクタンスＬ及び容量Ｃの製造誤差も小さ
くする必要がある。よって、高周波化を進めるにつれ
て、上記のような多数の導体パターンやビアホール電極
の精度をより一層高めねばならず、高周波化に限界があ
った。
形成する必要があるため、構造が複雑であり、小型化に
限界があった。さらに、一般にＬＣフィルタの共振周波
数ｆは、ｆ＝１／２π（ＬＣ）1/2 で表される。ここで
Ｌは共振器のインダクタンスを、Ｃは容量を示す。従っ
て、より高い周波数で用いられるＬＣフィルタを得よう
とすると、共振器の容量ＣとインダクタンスＬの積を小
さくする必要がある。すなわち、高周波化を図る場合、
共振器のインダクタンスＬ及び容量Ｃの製造誤差も小さ
くする必要がある。よって、高周波化を進めるにつれ
て、上記のような多数の導体パターンやビアホール電極
の精度をより一層高めねばならず、高周波化に限界があ
った。
【０００６】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、高周波化及び小型化を容易に図ることがで
き、さらに寸法精度の管理条件を緩和し得るバンドパス
フィルタを提供することにある。
を解消し、高周波化及び小型化を容易に図ることがで
き、さらに寸法精度の管理条件を緩和し得るバンドパス
フィルタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の広い局面によれ
ば、誘電体基板と、前記誘電体基板表面または誘電体基
板内部に形成された一枚の金属膜と、誘電体基板表面ま
たは内部に形成されておりかつ前記金属膜に誘電体基板
の少なくとも一部の層を介して対向されているグラウン
ド電極と、金属膜の外周縁の第１，第２の部分に結合さ
れた入出力結合回路とを備え、前記入出力結合回路の結
合点を結ぶ仮想直線に対して略平行な方向に伝搬する第
１の共振モードと、前記仮想直線に対して略直交する方
向に伝搬する、前記第１の共振モードとは共振周波数が
異なる第２の共振モードとが発生するように、前記金属
膜の形状及び入出力結合回路の結合点の位置が選択され
ており、前記第１，第２の共振モードを結合するよう
に、少なくとも一方の共振モードの共振電界が強くなる
位置において、前記金属膜に突出部または凹部が形成さ
れていることを特徴とするバンドパスフィルタが提供さ
れる。
ば、誘電体基板と、前記誘電体基板表面または誘電体基
板内部に形成された一枚の金属膜と、誘電体基板表面ま
たは内部に形成されておりかつ前記金属膜に誘電体基板
の少なくとも一部の層を介して対向されているグラウン
ド電極と、金属膜の外周縁の第１，第２の部分に結合さ
れた入出力結合回路とを備え、前記入出力結合回路の結
合点を結ぶ仮想直線に対して略平行な方向に伝搬する第
１の共振モードと、前記仮想直線に対して略直交する方
向に伝搬する、前記第１の共振モードとは共振周波数が
異なる第２の共振モードとが発生するように、前記金属
膜の形状及び入出力結合回路の結合点の位置が選択され
ており、前記第１，第２の共振モードを結合するよう
に、少なくとも一方の共振モードの共振電界が強くなる
位置において、前記金属膜に突出部または凹部が形成さ
れていることを特徴とするバンドパスフィルタが提供さ
れる。
【０００８】本発明のバンドパスフィルタの特定の局面
では、前記金属膜が、長方形、菱形または三角形の平面
形状を有する。本発明のより限定的な局面では、前記金
属膜が長方形の平面形状を有し、該長方形の対向し合う
一対の辺に前記突出部または凹部が形成されている。
では、前記金属膜が、長方形、菱形または三角形の平面
形状を有する。本発明のより限定的な局面では、前記金
属膜が長方形の平面形状を有し、該長方形の対向し合う
一対の辺に前記突出部または凹部が形成されている。
【０００９】本発明の別の限定的な局面では、前記金属
膜が菱形の平面形状を有し、該菱形の１つの対角線の少
なくとも一方端側において前記突出部または凹部が形成
されている。
膜が菱形の平面形状を有し、該菱形の１つの対角線の少
なくとも一方端側において前記突出部または凹部が形成
されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
に係るバンドパスフィルタの具体的な実施例を説明する
ことにより、本発明を明らかにする。
に係るバンドパスフィルタの具体的な実施例を説明する
ことにより、本発明を明らかにする。
【００１１】本発明に係るバンドパスフィルタでは、誘
電体基板上または誘電体基板内部に一枚の金属膜が形成
されており、該金属膜の外周縁の第１，第２の部分に入
出力結合回路が結合されている。このような構造の共振
器では、金属膜の形状及び入出力結合回路の結合点の位
置により共振形態が定まる。これを図４〜図６を参照し
て説明する。
電体基板上または誘電体基板内部に一枚の金属膜が形成
されており、該金属膜の外周縁の第１，第２の部分に入
出力結合回路が結合されている。このような構造の共振
器では、金属膜の形状及び入出力結合回路の結合点の位
置により共振形態が定まる。これを図４〜図６を参照し
て説明する。
【００１２】本願発明者は、上記のような構造の共振器
として、図４に示すマイクロストリップ構造の共振器を
作製した。図４に示す共振器１では、誘電体基板２の上
面に金属膜３が形成されている。誘電体基板２の下面に
は、グラウンド電極が金属膜３と対向するように形成さ
れている。金属膜３は長方形の形状を有し、一対の短辺
３ａ，３ｂとギャップを隔てて、入出力結合回路５，６
が結合されている。入出力結合回路５，６は、誘電体基
板２の上面に形成された入出力容量形成用パターン５
ａ，６ａと、入出力容量形成用パターン５ａ，６ａに接
続されたマイクロストリップライン５ｂ，６ｂとを有す
る。
として、図４に示すマイクロストリップ構造の共振器を
作製した。図４に示す共振器１では、誘電体基板２の上
面に金属膜３が形成されている。誘電体基板２の下面に
は、グラウンド電極が金属膜３と対向するように形成さ
れている。金属膜３は長方形の形状を有し、一対の短辺
３ａ，３ｂとギャップを隔てて、入出力結合回路５，６
が結合されている。入出力結合回路５，６は、誘電体基
板２の上面に形成された入出力容量形成用パターン５
ａ，６ａと、入出力容量形成用パターン５ａ，６ａに接
続されたマイクロストリップライン５ｂ，６ｂとを有す
る。
【００１３】上記共振器１の周波数特性を図５に示す。
図５における実線は通過特性を、破線は反射特性を示
す。図５に示す通過特性から明らかなように、この共振
器１では、共振周波数が最も低い第１の共振Ａと、次に
共振周波数が低い第２の共振Ｂとが存在する。しかしな
がら、上記第１，第２の共振は結合しておらず、従って
バンドパスフィルタを構成することはできない。
図５における実線は通過特性を、破線は反射特性を示
す。図５に示す通過特性から明らかなように、この共振
器１では、共振周波数が最も低い第１の共振Ａと、次に
共振周波数が低い第２の共振Ｂとが存在する。しかしな
がら、上記第１，第２の共振は結合しておらず、従って
バンドパスフィルタを構成することはできない。
【００１４】図６は、図４に示した共振器１における第
１の共振Ａにおいて共振電界が強くなる部分を模式的に
示す。すなわち、矢印Ａ１，Ａ２で示す部分において、
共振電界が強くなる。言い換えれば、長方形の金属膜３
の一対の短辺３ａ，３ｂ近傍において共振電界が強くな
る。
１の共振Ａにおいて共振電界が強くなる部分を模式的に
示す。すなわち、矢印Ａ１，Ａ２で示す部分において、
共振電界が強くなる。言い換えれば、長方形の金属膜３
の一対の短辺３ａ，３ｂ近傍において共振電界が強くな
る。
【００１５】また、特に図示はしないが、第２の共振に
おいても、共振電界分布を調べたところ、金属膜３の一
対の長辺３ｃ，３ｄ近傍において共振電界が強くなるこ
とが確かめられた。
おいても、共振電界分布を調べたところ、金属膜３の一
対の長辺３ｃ，３ｄ近傍において共振電界が強くなるこ
とが確かめられた。
【００１６】なお、本明細書及び図面における共振電界
分布は、ヒューレットパッカード社製、電磁界シュミレ
ータＨＦＳＳを用いて求めた結果である。本願発明者
は、上記のように、第１，第２の共振において、共振電
界が強くなる部分が異なることに鑑み、該共振電界の分
布を制御すれば、第１，第２の共振を結合し、バンドパ
スフィルタを実現し得るのではないかと考え、本発明を
なすに至った。
分布は、ヒューレットパッカード社製、電磁界シュミレ
ータＨＦＳＳを用いて求めた結果である。本願発明者
は、上記のように、第１，第２の共振において、共振電
界が強くなる部分が異なることに鑑み、該共振電界の分
布を制御すれば、第１，第２の共振を結合し、バンドパ
スフィルタを実現し得るのではないかと考え、本発明を
なすに至った。
【００１７】図１は、本発明の第１の実施例に係るバン
ドパスフィルタの模式的平面図であり、図２はその斜視
図である。バンドパスフィルタ１１では、誘電体基板１
２の上面１２ａ上に、金属膜１３が形成されており、下
面１２ｂにグラウンド電極１４が形成されている。誘電
体基板１２を構成する材料としては、特に限定されるわ
けではないが、例えばフッ素樹脂、エポキシなどの適宜
の合成樹脂、あるいは酸化物セラミックなどを用いるこ
とができる。本実施例では、誘電体基板１２は、Ｍｇ，
Ｓｉ，Ａｌの酸化物により構成されている。
ドパスフィルタの模式的平面図であり、図２はその斜視
図である。バンドパスフィルタ１１では、誘電体基板１
２の上面１２ａ上に、金属膜１３が形成されており、下
面１２ｂにグラウンド電極１４が形成されている。誘電
体基板１２を構成する材料としては、特に限定されるわ
けではないが、例えばフッ素樹脂、エポキシなどの適宜
の合成樹脂、あるいは酸化物セラミックなどを用いるこ
とができる。本実施例では、誘電体基板１２は、Ｍｇ，
Ｓｉ，Ａｌの酸化物により構成されている。
【００１８】金属膜１３及びグラウンド電極１４は、適
宜の金属材料から構成することができ、本実施例では、
Ｃｕにより構成されている。また、金属膜１３では、図
４の場合とは異なり、金属膜１３の一対の長辺１３ｃ，
１３ｄから外側に突出した矩形の突出部１３ｅ，１３ｆ
が形成されている。
宜の金属材料から構成することができ、本実施例では、
Ｃｕにより構成されている。また、金属膜１３では、図
４の場合とは異なり、金属膜１３の一対の長辺１３ｃ，
１３ｄから外側に突出した矩形の突出部１３ｅ，１３ｆ
が形成されている。
【００１９】突出部１３ｅ，１３ｆは、金属膜１３と同
じ材料により構成されている。すなわち、金属膜１３を
形成する工程において、パターニングあるいは印刷等に
より同時に金属膜１３及び突出部１３ｅ，１３ｆを形成
することができる。
じ材料により構成されている。すなわち、金属膜１３を
形成する工程において、パターニングあるいは印刷等に
より同時に金属膜１３及び突出部１３ｅ，１３ｆを形成
することができる。
【００２０】誘電体基板１２の上面には、金属膜１３の
一対の短辺１３ａ，１３ｂとギャップを隔てて、入出力
結合回路１５，１６が構成されている。入出力結合回路
１５，１６は、短辺１３ａ，１３ｂとギャップを隔てて
誘電体基板１２の上面１２ａ上に形成された容量形成用
パターン１５ａ，１６ａと、容量形成用パターン１５
ａ，１６ａに接続される外部線路としてのマイクロスト
リップライン１５ｂ，１６ｂとを有する。
一対の短辺１３ａ，１３ｂとギャップを隔てて、入出力
結合回路１５，１６が構成されている。入出力結合回路
１５，１６は、短辺１３ａ，１３ｂとギャップを隔てて
誘電体基板１２の上面１２ａ上に形成された容量形成用
パターン１５ａ，１６ａと、容量形成用パターン１５
ａ，１６ａに接続される外部線路としてのマイクロスト
リップライン１５ｂ，１６ｂとを有する。
【００２１】本実施例のバンドパスフィルタ１では、上
記入出力結合回路１５，１６から電圧が金属膜１３に入
出力される。この場合、金属膜１３は、金属膜３（図
４）と同様の形状を有するため、第１，第２の共振が生
じるが、上記突出部１３ｅ，１３ｆの存在により、第２
の共振に際しての共振電界の強い部分の共振電界分布が
緩和され、第２の共振の共振周波数が低周波数側に移動
される。そのため、第１，第２の共振が結合し、バンド
パスフィルタとしての特性が得られる。
記入出力結合回路１５，１６から電圧が金属膜１３に入
出力される。この場合、金属膜１３は、金属膜３（図
４）と同様の形状を有するため、第１，第２の共振が生
じるが、上記突出部１３ｅ，１３ｆの存在により、第２
の共振に際しての共振電界の強い部分の共振電界分布が
緩和され、第２の共振の共振周波数が低周波数側に移動
される。そのため、第１，第２の共振が結合し、バンド
パスフィルタとしての特性が得られる。
【００２２】これを、具体的な実験例を参照して説明す
る。上記誘電体基板１２として、Ｍｇ，Ｓｉ，Ａｌを主
成分とする酸化物セラミック基板を用いた。金属膜１３
として、Ｃｕからなり、短辺１３ａ，１３ｂの長さが
１．３ｍｍ、長辺１３ｃ，１３ｄの長さが１．５ｍｍ、
突出部１３ｅ，１３ｆの長辺１３ｃ，１３ｄに沿う寸法
の長さが１．０ｍｍ、該長さと直交する幅方向寸法すな
わち突出長が０．２ｍｍであり、膜厚が４μｍの寸法の
ものを形成した。入出力容量形成用パターン１５ａ，１
６ａは、短辺１３ａ，１３ｂから８０μｍの大きさのギ
ャップを隔てて、かつ短辺１３ａ，１３ｂと４００μｍ
の長さの範囲にわたり対向されるように形成した。
る。上記誘電体基板１２として、Ｍｇ，Ｓｉ，Ａｌを主
成分とする酸化物セラミック基板を用いた。金属膜１３
として、Ｃｕからなり、短辺１３ａ，１３ｂの長さが
１．３ｍｍ、長辺１３ｃ，１３ｄの長さが１．５ｍｍ、
突出部１３ｅ，１３ｆの長辺１３ｃ，１３ｄに沿う寸法
の長さが１．０ｍｍ、該長さと直交する幅方向寸法すな
わち突出長が０．２ｍｍであり、膜厚が４μｍの寸法の
ものを形成した。入出力容量形成用パターン１５ａ，１
６ａは、短辺１３ａ，１３ｂから８０μｍの大きさのギ
ャップを隔てて、かつ短辺１３ａ，１３ｂと４００μｍ
の長さの範囲にわたり対向されるように形成した。
【００２３】なお、グラウンド電極１４については、誘
電体基板１２の下面の全面に形成した。上記バンドパス
フィルタ１の周波数特性を図３に示す。
電体基板１２の下面の全面に形成した。上記バンドパス
フィルタ１の周波数特性を図３に示す。
【００２４】図３において実線Ｃ及び破線Ｄは、それぞ
れ、本実施例のバンドパスフィルタの通過特性及び反射
特性を示す。比較のために、図６に示した共振器１の通
過特性及び反射特性を、細い実線Ａ及び細い破線Ｂで示
す。なお、実線Ａ及び破線Ｂで示す共振器１は、上記突
出部１３ｅ，１３ｆが設けられなかったことを除いて
は、上記実施例と同様にして構成されている。
れ、本実施例のバンドパスフィルタの通過特性及び反射
特性を示す。比較のために、図６に示した共振器１の通
過特性及び反射特性を、細い実線Ａ及び細い破線Ｂで示
す。なお、実線Ａ及び破線Ｂで示す共振器１は、上記突
出部１３ｅ，１３ｆが設けられなかったことを除いて
は、上記実施例と同様にして構成されている。
【００２５】図３から明らかなように、本実施例のバン
ドパスフィルタ１１では、第１，第２の共振が結合し、
バンドパスフィルタとしての特性の得られることがわか
る。すなわち、第２の共振において共振電界が強くなる
位置に突出部１３ｅ，１３ｆを形成することにより、第
２の共振に際しての共振電界分布が変化し、その結果、
第２の共振の共振周波数が低周波数側に移動し、第１の
共振と結合したため、上記のような特性が得られたこと
がわかる。
ドパスフィルタ１１では、第１，第２の共振が結合し、
バンドパスフィルタとしての特性の得られることがわか
る。すなわち、第２の共振において共振電界が強くなる
位置に突出部１３ｅ，１３ｆを形成することにより、第
２の共振に際しての共振電界分布が変化し、その結果、
第２の共振の共振周波数が低周波数側に移動し、第１の
共振と結合したため、上記のような特性が得られたこと
がわかる。
【００２６】（第１の実施例の変形例）第１の実施例の
バンドパスフィルタ１では、突出部１３ｅ，１３ｆの形
成により、第２の共振の共振周波数を変化させて、第２
の共振が第１の共振と結合されていた。しかしながら、
本発明においては、突出部に代えて、凹部を設けること
により、第１，第２の共振を結合させてもよい。
バンドパスフィルタ１では、突出部１３ｅ，１３ｆの形
成により、第２の共振の共振周波数を変化させて、第２
の共振が第１の共振と結合されていた。しかしながら、
本発明においては、突出部に代えて、凹部を設けること
により、第１，第２の共振を結合させてもよい。
【００２７】図７は、第１の実施例のこのような変形例
のバンドパスフィルタを示す模式的平面図である。この
変形例のバンドパスフィルタ１８では、金属膜１３に、
突出部は設けられておらず、その代わりに、短辺１３
ａ，１３ｂに凹部１３ｇ，１３ｈが形成されている。
のバンドパスフィルタを示す模式的平面図である。この
変形例のバンドパスフィルタ１８では、金属膜１３に、
突出部は設けられておらず、その代わりに、短辺１３
ａ，１３ｂに凹部１３ｇ，１３ｈが形成されている。
【００２８】本実施例では、短辺１３ａ，１３ｂ側に凹
部１３ｇ，１３ｈが形成されていることにより、第１の
共振モードの共振電界が強くなる部分において上記凹部
１３ｇ，１３ｈの影響により第１の共振電界が強められ
る。そのため、第１の共振の共振周波数が高くなり、第
２の共振と第１の共振とが結合する。すなわち、上記凹
部１３ｇ，１３ｈは、第１，第２の共振が結合してバン
ドパスフィルタとしての特性が得られるように、その寸
法が定められている。
部１３ｇ，１３ｈが形成されていることにより、第１の
共振モードの共振電界が強くなる部分において上記凹部
１３ｇ，１３ｈの影響により第１の共振電界が強められ
る。そのため、第１の共振の共振周波数が高くなり、第
２の共振と第１の共振とが結合する。すなわち、上記凹
部１３ｇ，１３ｈは、第１，第２の共振が結合してバン
ドパスフィルタとしての特性が得られるように、その寸
法が定められている。
【００２９】本変形例のバンドパスフィルタ１８の周波
数特性を図８に示す。図８の実線Ｅ及び破線Ｆが、本変
形例のバンドパスフィルタ１８の通過特性及び反射特性
を示す。比較のために、図６に示した共振器１の通過特
性及び反射特性を実線Ａ及び破線Ｂで示す。
数特性を図８に示す。図８の実線Ｅ及び破線Ｆが、本変
形例のバンドパスフィルタ１８の通過特性及び反射特性
を示す。比較のために、図６に示した共振器１の通過特
性及び反射特性を実線Ａ及び破線Ｂで示す。
【００３０】図８から明らかなように、本変形例におい
ても、第１の実施例と同様に、第１，第２の共振が結合
し、バンドパスフィルタとしての特性の得られることが
わかる。なお、突出部や凹部は、対向し合う一対の辺の
一方のみに形成されてもよい。
ても、第１の実施例と同様に、第１，第２の共振が結合
し、バンドパスフィルタとしての特性の得られることが
わかる。なお、突出部や凹部は、対向し合う一対の辺の
一方のみに形成されてもよい。
【００３１】（第２の実施例）第１の実施例及び図７に
示した変形例では、長方形の金属膜が用いられていた。
しかしながら、本発明では、金属膜の形状については特
に限定されず、長方形だけでなく、菱形、三角形、楕円
などを含む任意の形状とすることができる。第２の実施
例では、金属膜が菱形の平面形状を有する。
示した変形例では、長方形の金属膜が用いられていた。
しかしながら、本発明では、金属膜の形状については特
に限定されず、長方形だけでなく、菱形、三角形、楕円
などを含む任意の形状とすることができる。第２の実施
例では、金属膜が菱形の平面形状を有する。
【００３２】図９は、第２の実施例のバンドパスフィル
タ２１の模式的平面図である。バンドパスフィルタ２１
では、菱形の金属膜２３が用いられている。そして、金
属膜２３の短い方の対角線の一端側に突出部２３ａが形
成されている。突出部２３ａは、辺２３ｂ，２３ｃとで
挟まれたコーナー部分を跨ぐように、辺２３ｂ，２３ｃ
の一部から菱形形状の外側に延ばされている。
タ２１の模式的平面図である。バンドパスフィルタ２１
では、菱形の金属膜２３が用いられている。そして、金
属膜２３の短い方の対角線の一端側に突出部２３ａが形
成されている。突出部２３ａは、辺２３ｂ，２３ｃとで
挟まれたコーナー部分を跨ぐように、辺２３ｂ，２３ｃ
の一部から菱形形状の外側に延ばされている。
【００３３】上記金属膜２３及び突出部２３ａは、同じ
金属材料から、パターニングにより、あるいは印刷等に
より同時にかつ連ねられて形成されている。金属膜２３
の短い方の対角線の他方側端部近傍には、入出力容量形
成用パターン２５ａ，２６ａが形成されている。入出力
容量形成用パターン２５ａ，２６ａは、金属膜２３が菱
形であるため、辺２３ｄ，２３ｅと平行に延びる端縁２
５ａ1 ，２６ａ1 を有する。その他の点については、第
１の実施例のバンドパスフィルタ１と同様に構成されて
いるので、同一部分については、同一の参照番号を付す
ることにより、その説明を省略する。
金属材料から、パターニングにより、あるいは印刷等に
より同時にかつ連ねられて形成されている。金属膜２３
の短い方の対角線の他方側端部近傍には、入出力容量形
成用パターン２５ａ，２６ａが形成されている。入出力
容量形成用パターン２５ａ，２６ａは、金属膜２３が菱
形であるため、辺２３ｄ，２３ｅと平行に延びる端縁２
５ａ1 ，２６ａ1 を有する。その他の点については、第
１の実施例のバンドパスフィルタ１と同様に構成されて
いるので、同一部分については、同一の参照番号を付す
ることにより、その説明を省略する。
【００３４】第２の実施例において、第１，第２の共振
が突出部２３ａの存在により結合されてバンドパスフィ
ルタの特性が得られることを、図１０〜図１４を参照し
て説明する。
が突出部２３ａの存在により結合されてバンドパスフィ
ルタの特性が得られることを、図１０〜図１４を参照し
て説明する。
【００３５】図１１は、上記突出部が設けられていない
ことを除いては、第２の実施例と同様にして構成された
共振器２２を模式的に示す平面図である。この共振器２
２の周波数特性を図１２に示す。なお、誘電体基板１２
は、第１の実施例の場合と同様にＭｇ，Ｓｉ，Ａｌの酸
化物を主成分とするセラミックスからなるものを用い
た。また、入出力容量形成用パターン及びグラウンド電
極並びに金属膜２３を形成する材料についても第１の実
施例と同様とした。金属膜２３の平面形状は、短い方の
対角線の寸法が２．０ｍｍ、長い方の対角線の寸法が
２．４ｍｍとした。また、入出力容量形成用パターン２
５ａ，２６ａの辺２５ｄ，２５ｅと対向されている部分
の長さは０．４ｍｍ、辺２３ｄ，２３ｅと対向されてい
るギャップの幅は８０μｍとした。
ことを除いては、第２の実施例と同様にして構成された
共振器２２を模式的に示す平面図である。この共振器２
２の周波数特性を図１２に示す。なお、誘電体基板１２
は、第１の実施例の場合と同様にＭｇ，Ｓｉ，Ａｌの酸
化物を主成分とするセラミックスからなるものを用い
た。また、入出力容量形成用パターン及びグラウンド電
極並びに金属膜２３を形成する材料についても第１の実
施例と同様とした。金属膜２３の平面形状は、短い方の
対角線の寸法が２．０ｍｍ、長い方の対角線の寸法が
２．４ｍｍとした。また、入出力容量形成用パターン２
５ａ，２６ａの辺２５ｄ，２５ｅと対向されている部分
の長さは０．４ｍｍ、辺２３ｄ，２３ｅと対向されてい
るギャップの幅は８０μｍとした。
【００３６】上記共振器２２の周波数特性を図１２に示
す。実線Ａ２が通過特性を、破線Ｂ２が反射特性を示
す。図１２から明らかなように、第１の共振Ｇ及び第２
の共振Ｈが存在しているが、第１，第２の共振が結合し
ていないことがわかる。
す。実線Ａ２が通過特性を、破線Ｂ２が反射特性を示
す。図１２から明らかなように、第１の共振Ｇ及び第２
の共振Ｈが存在しているが、第１，第２の共振が結合し
ていないことがわかる。
【００３７】上記第１の共振Ｇ及び第２の共振Ｈにおけ
る共振電界分布を調べたところ、第１の共振Ｇでは、図
１３に示すように、菱形の金属膜２３の長い方の対角線
の両側において共振電界が強く現れた。また、第２の共
振Ｈでは、図１４に示すように、短い方の対角線の両端
近傍において、共振電界が強くなる部分Ｈが現れた。
る共振電界分布を調べたところ、第１の共振Ｇでは、図
１３に示すように、菱形の金属膜２３の長い方の対角線
の両側において共振電界が強く現れた。また、第２の共
振Ｈでは、図１４に示すように、短い方の対角線の両端
近傍において、共振電界が強くなる部分Ｈが現れた。
【００３８】従って、第１の実施例の場合と同様に、一
方の対角線の少なくとも一端側において、突出部または
凹部を設ければ、該突出部または凹部が設けられた側の
共振の共振電界を制御することができ、それによって第
１，第２の共振を結合し得ることがわかる。
方の対角線の少なくとも一端側において、突出部または
凹部を設ければ、該突出部または凹部が設けられた側の
共振の共振電界を制御することができ、それによって第
１，第２の共振を結合し得ることがわかる。
【００３９】第２の実施例では、このような知見の下
に、図９に示した突出部２３ａが形成されている。すな
わち、突出部２３ａは、短い方の対角線の一端側に設け
られており、それによって、短い側の対角線方向に伝搬
する共振、すなわち第２の共振Ｈの共振電界を弱めるよ
うに作用する。従って、第２の共振の共振周波数が低下
し、第１の共振と第２の共振とが結合する。言い換えれ
ば、突出部２３ａは、第２の共振の共振周波数を低下さ
せて第１の共振と結合するように、その寸法及び幅が狭
められている。
に、図９に示した突出部２３ａが形成されている。すな
わち、突出部２３ａは、短い方の対角線の一端側に設け
られており、それによって、短い側の対角線方向に伝搬
する共振、すなわち第２の共振Ｈの共振電界を弱めるよ
うに作用する。従って、第２の共振の共振周波数が低下
し、第１の共振と第２の共振とが結合する。言い換えれ
ば、突出部２３ａは、第２の共振の共振周波数を低下さ
せて第１の共振と結合するように、その寸法及び幅が狭
められている。
【００４０】図１０に、第２の実施例のバンドパスフィ
ルタ２１の周波数特性を示す。図１０において、実線Ｉ
が通過特性を、破線Ｊが反射特性を示す。比較のため
に、図１２に示した共振器２２の通過特性及び反射特性
を、それぞれ、実線Ａ２及び破線Ｂ２で併せて示す。
ルタ２１の周波数特性を示す。図１０において、実線Ｉ
が通過特性を、破線Ｊが反射特性を示す。比較のため
に、図１２に示した共振器２２の通過特性及び反射特性
を、それぞれ、実線Ａ２及び破線Ｂ２で併せて示す。
【００４１】図１０から明らかなように、第２の実施例
によれば、菱形の金属膜２３において生じていた第１，
第２の共振が結合されて、バンドパスフィルタとしての
特性の得られることがわかる。なお、突出部は短い方向
の対角線の両端部分に設けられていてもよい。
によれば、菱形の金属膜２３において生じていた第１，
第２の共振が結合されて、バンドパスフィルタとしての
特性の得られることがわかる。なお、突出部は短い方向
の対角線の両端部分に設けられていてもよい。
【００４２】（第２の実施例の変形例）第２の実施例で
は、菱形の金属膜２３の短い方の対角線の一端側に突出
部２３ａが設けられていたが、第２の実施例において
も、突出部に代えて凹部を形成してもよい。
は、菱形の金属膜２３の短い方の対角線の一端側に突出
部２３ａが設けられていたが、第２の実施例において
も、突出部に代えて凹部を形成してもよい。
【００４３】図１５は第２の実施例のこのような変形例
を示し、ここでは菱形の金属膜２３の長い方の対角線の
両端に凹部２３ｇ，２３ｈが形成されている。凹部２３
ｇ，２３ｈとして、凹部２３ｇ，２３ｈの高さが０．３
ｍｍ、底部の長さが０．６ｍｍの矩形の凹部を形成し、
かつ上記突出部２３ａを設けなかったことを除いては、
第２の実施例と同様にしてバンドパスフィルタ２５を作
製した。
を示し、ここでは菱形の金属膜２３の長い方の対角線の
両端に凹部２３ｇ，２３ｈが形成されている。凹部２３
ｇ，２３ｈとして、凹部２３ｇ，２３ｈの高さが０．３
ｍｍ、底部の長さが０．６ｍｍの矩形の凹部を形成し、
かつ上記突出部２３ａを設けなかったことを除いては、
第２の実施例と同様にしてバンドパスフィルタ２５を作
製した。
【００４４】このバンドパスフィルタ２５の周波数特性
を図１６に示す。図１６の実線Ｋが通過特性を、破線Ｌ
が反射特性を示す。比較のために、凹部及び突出部が設
けられていない図１１に示した共振器２２の周波数特性
（図１２に示されている周波数特性）を併せて図１６に
示す。
を図１６に示す。図１６の実線Ｋが通過特性を、破線Ｌ
が反射特性を示す。比較のために、凹部及び突出部が設
けられていない図１１に示した共振器２２の周波数特性
（図１２に示されている周波数特性）を併せて図１６に
示す。
【００４５】図１６から明らかなように、本変形例のバ
ンドパスフィルタにおいても、上記凹部２３ｇ，２３ｈ
の形成により、第１，第２の共振が結合されて、バンド
パスフィルタとしての特性の得られることがわかる。
ンドパスフィルタにおいても、上記凹部２３ｇ，２３ｈ
の形成により、第１，第２の共振が結合されて、バンド
パスフィルタとしての特性の得られることがわかる。
【００４６】なお、凹部２３ｇ，２３ｈは一方のみが設
けられていてもよい。なお、第１，第２の実施例及び各
実施例の変形例では、誘電体基板の上面に金属膜が、下
面にグラウンド電極が形成されていたが、本発明におい
ては、金属膜は誘電体基板の内部に形成されていてもよ
く、グラウンド電極についても誘電体基板内部に形成さ
れていてもよい。要するに、金属膜とグラウンド電極と
が誘電体基板の少なくとも一部の層を介して対向されて
いる限り、金属膜及びグラウンド電極の形成位置は特に
限定されない。
けられていてもよい。なお、第１，第２の実施例及び各
実施例の変形例では、誘電体基板の上面に金属膜が、下
面にグラウンド電極が形成されていたが、本発明におい
ては、金属膜は誘電体基板の内部に形成されていてもよ
く、グラウンド電極についても誘電体基板内部に形成さ
れていてもよい。要するに、金属膜とグラウンド電極と
が誘電体基板の少なくとも一部の層を介して対向されて
いる限り、金属膜及びグラウンド電極の形成位置は特に
限定されない。
【００４７】また、本発明に係るバンドパスフィルタ
は、トリプレート構造など、適宜の構造とすることがで
きる。
は、トリプレート構造など、適宜の構造とすることがで
きる。
【００４８】
【発明の効果】本発明に係るバンドパスフィルタによれ
ば、一枚の金属膜の形状及び入出力結合回路の結合位置
を選択し、上記突出部または凹部を金属膜に設けるだけ
で、第１，第２の共振モードを結合させることができ、
所望とする周波数域で通過帯域を構成し得るバンドパス
フィルタを提供することができる。従って、高周波域で
使用し得るバンドパスフィルタの構造の簡略化を図るこ
とができ、かつ製造に際しての寸法精度管理を容易とす
ることができる。よって、高周波域で求められているバ
ンドパスフィルタを安価にかつ容易に提供することが可
能となる。
ば、一枚の金属膜の形状及び入出力結合回路の結合位置
を選択し、上記突出部または凹部を金属膜に設けるだけ
で、第１，第２の共振モードを結合させることができ、
所望とする周波数域で通過帯域を構成し得るバンドパス
フィルタを提供することができる。従って、高周波域で
使用し得るバンドパスフィルタの構造の簡略化を図るこ
とができ、かつ製造に際しての寸法精度管理を容易とす
ることができる。よって、高周波域で求められているバ
ンドパスフィルタを安価にかつ容易に提供することが可
能となる。
【００４９】本発明においては、上記金属膜の形状は特
に限定されず、長方形、菱形または三角形などの任意の
形状とすることができ、従って、様々な形状の金属膜を
有するバンドパスフィルタを構成することができる。
に限定されず、長方形、菱形または三角形などの任意の
形状とすることができ、従って、様々な形状の金属膜を
有するバンドパスフィルタを構成することができる。
【００５０】本発明において、上記金属膜の平面形状が
長方形であり、該長方形の対向し合う一対の辺に突出部
または凹部を設ける場合、該一対の辺とは異なる対の辺
側に入出力結合回路を構成することができ、小型であ
り、バンドパスフィルタの小型化を容易に図ることがで
きる。
長方形であり、該長方形の対向し合う一対の辺に突出部
または凹部を設ける場合、該一対の辺とは異なる対の辺
側に入出力結合回路を構成することができ、小型であ
り、バンドパスフィルタの小型化を容易に図ることがで
きる。
【００５１】上記金属膜が菱形の平面形状を有し、該菱
形の一方の対角線の少なくとも一方側に突出部または凹
部が形成されている場合には、該突出部または凹部が形
成されている側とは反対側の対角線の一端側に入出力結
合回路を構成することができ、バンドパスフィルタの小
型化を容易に図ることができる。
形の一方の対角線の少なくとも一方側に突出部または凹
部が形成されている場合には、該突出部または凹部が形
成されている側とは反対側の対角線の一端側に入出力結
合回路を構成することができ、バンドパスフィルタの小
型化を容易に図ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係るバンドパスフィル
タを模式的に示す平面図。
タを模式的に示す平面図。
【図２】第１の実施例のバンドパスフィルタを示す斜視
図。
図。
【図３】第１の実施例及び比較のために用意した共振器
の周波数特性を示す図。
の周波数特性を示す図。
【図４】比較のために用意した共振器の模式的平面図。
【図５】図４に示した共振器の周波数特性を示す図。
【図６】図４に示した共振器における第２の共振の際の
共振電界が強く現れる部分を説明するための模式的平面
図。
共振電界が強く現れる部分を説明するための模式的平面
図。
【図７】第１の実施例の変形例のバンドパスフィルタを
示す模式的平面図。
示す模式的平面図。
【図８】図７に示した変形例のバンドパスフィルタ及び
比較のために用意した共振器の周波数特性を示す図。
比較のために用意した共振器の周波数特性を示す図。
【図９】本発明の第２の実施例に係るバンドパスフィル
タの模式的平面図。
タの模式的平面図。
【図１０】第２の実施例のバンドパスフィルタ及び比較
のために用意した共振器の周波数特性を示す図。
のために用意した共振器の周波数特性を示す図。
【図１１】第２の実施例の比較のために用意した共振器
を示す模式的平面図。
を示す模式的平面図。
【図１２】図１１に示した共振器の周波数特性を示す
図。
図。
【図１３】図１１に示した共振器において、第１の共振
の際の共振電界が強く現れる部分を説明するための模式
的平面図。
の際の共振電界が強く現れる部分を説明するための模式
的平面図。
【図１４】図１１に示した共振器において、第２の共振
の際の共振電界が強く現れる部分を説明するための模式
的平面図。
の際の共振電界が強く現れる部分を説明するための模式
的平面図。
【図１５】第２の実施例の変形例に係るバンドパスフィ
ルタを示す模式的平面図。
ルタを示す模式的平面図。
【図１６】図１５に示した変形例のバンドパスフィルタ
及び図１１に示した共振器の周波数特性を示す図。
及び図１１に示した共振器の周波数特性を示す図。
【図１７】従来のＬＣフィルタの回路構成を示す図。
１１…バンドパスフィルタ
１２…誘電体基板
１２ａ…上面
１２ｂ…下面
１３…金属膜
１３ａ，１３ｂ…端辺
１３ｃ，１３ｄ…長辺
１３ｅ，１３ｆ…突出部
１３ｇ，１３ｈ…凹部
１４…グラウンド電極
１５，１６…入出力結合回路
１８…バンドパスフィルタ
２１…バンドパスフィルタ
２３…金属膜
２３ａ…突出部
２３ｇ，２３ｈ…凹部
２５…バンドパスフィルタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 萬代 治文
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株
式会社村田製作所内
(56)参考文献 特開 平10−173405（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−130005（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/20 - 1/219
H01P 7/00 - 7/10
Claims (4)
- 【請求項１】 誘電体基板と、 前記誘電体基板表面または誘電体基板内部に形成された
一枚の金属膜と、 前記誘電体基板表面または内部に形成されておりかつ前
記金属膜に誘電体基板の少なくとも一部の層を介して対
向されているグラウンド電極と、 前記金属膜の外周縁の第１，第２の部分に結合された入
出力結合回路とを備え、 前記入出力結合回路の結合点を結ぶ仮想直線に対して略
平行な方向に伝搬する第１の共振モードと、前記仮想直
線に対して略直交する方向に伝搬する、前記第１の共振
モードとは共振周波数が異なる第２の共振モードとが発
生するように、前記金属膜の形状及び入出力結合回路の
結合点の位置が選択されており、 前記第１，第２の共振モードを結合するように、少なく
とも一方の共振モードの共振電界が強くなる位置におい
て、前記金属膜に突出部または凹部が形成されているこ
とを特徴とする、バンドパスフィルタ。 - 【請求項２】 前記金属膜が、長方形、菱形または三角
形の平面形状を有する、請求項１に記載のバンドパスフ
ィルタ。 - 【請求項３】 前記金属膜が長方形の平面形状を有し、
該長方形の対向し合う一対の辺に前記突出部または凹部
が形成されている、請求項２に記載のバンドパスフィル
タ。 - 【請求項４】 前記金属膜が菱形の平面形状を有し、該
菱形の１つの対角線の少なくとも一方端側において前記
突出部または凹部が形成されている、請求項２に記載の
バンドパスフィルタ。
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|---|---|---|---|
| JP2000151759A JP3528757B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | バンドパスフィルタ |
| EP01110467A EP1174943B1 (en) | 2000-05-23 | 2001-04-27 | Dual mode band-pass filter |
| DE60119234T DE60119234T2 (de) | 2000-05-23 | 2001-04-27 | Dualmode Bandpassfilter |
| US09/855,304 US6608537B2 (en) | 2000-05-23 | 2001-05-15 | Band-pass filter |
| KR10-2001-0027948A KR100397731B1 (ko) | 2000-05-23 | 2001-05-22 | 대역필터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151759A JP3528757B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | バンドパスフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001332910A JP2001332910A (ja) | 2001-11-30 |
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Family
ID=18657262
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000151759A Expired - Fee Related JP3528757B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | バンドパスフィルタ |
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|---|---|
| US (1) | US6608537B2 (ja) |
| EP (1) | EP1174943B1 (ja) |
| JP (1) | JP3528757B2 (ja) |
| KR (1) | KR100397731B1 (ja) |
| DE (1) | DE60119234T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| US7142836B2 (en) * | 2003-12-01 | 2006-11-28 | Alpha Networks Inc. | Microwave filter distributed on circuit board of wireless communication product |
| TWI318047B (en) * | 2006-08-04 | 2009-12-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Band-pass filter |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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