JP3549831B2 - 積層ノッチフィルタおよびそれを用いた携帯電話機 - Google Patents
積層ノッチフィルタおよびそれを用いた携帯電話機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3549831B2 JP3549831B2 JP2000348043A JP2000348043A JP3549831B2 JP 3549831 B2 JP3549831 B2 JP 3549831B2 JP 2000348043 A JP2000348043 A JP 2000348043A JP 2000348043 A JP2000348043 A JP 2000348043A JP 3549831 B2 JP3549831 B2 JP 3549831B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- notch filter
- coupling
- laminated
- resonators
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
- Transceivers (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信機などの高周波機器で使用するノッチフィルタ及びそれを用いた携帯電話機に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、積層ノッチフィルタは様々な無線機、特に、携帯電話機において使用されている。以下に図面を参照しながら、従来の積層ノッチフィルタの一例について説明する。
【0003】
図7は従来の積層ノッチフィルタの等価回路図を示すものである。図7において、ノッチフィルタは2つの入出力端子1と、2つの結合コンデンサ2と、2つの4分の1波長共振器3とを備える。各結合コンデンサ2の一端は4分の1波長共振器3の開放端の1つに接続されている。2つの結合コンデンサ2は略4分の1波長の長さを持つ段間結合線路4を介して縦続に接続されている。また、4分の1波長共振器3同士は互いに電磁界結合している(図中、電磁界結合Cが模式的に示されている。)
【0004】
以上のように構成された積層ノッチフィルタの動作を説明する。
まず、入出力端子1間は段間結合線路4で接続されているので、通常の周波数の信号は何ら影響を受けずに伝達される。すなわち、挿入損失はほとんど生じない。これに対し、結合コンデンサ2と4分の1波長共振器3が直列接続された回路が直列共振する特定の周波数(以下「共振周波数」という。)においては、入出力端子1を介して入力される信号はインピーダンスがほぼ零で接地されるため、ほとんど伝達されることはない。すなわち、共振周波数において減衰量が理想的には無限大となる(例えば、特開平10−178302号公報参照)。但し、これは共振器に同軸共振器を用いた場合やストリップライン共振器間の距離が十分離れた場合のように、各々の共振器間の電磁界結合Cが無視できる場合である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一般に段間結合線路4の長さは4分の1波長と短いため、共振器3間に電磁界結合Cが生じている。共振器3間の電磁界結合Cは、図8に示すようにその強さに応じてフィルタ減衰量の劣化を生じさせる(すなわち、結合量が大きくなるにしたがい減衰量は小さくなる)。このように、共振器間の電磁界結合Cが無視できないような構成では、減衰量の劣化が生じるので小型で良好な減衰特性を有するノッチフィルタを実現できないという問題点があった。
【0006】
本発明は上記問題点に鑑み、各々の共振器間の電磁界結合が無視できない場合でも良好な減衰特性を有する小型の積層ノッチフィルタ及びそれを用いた携帯電話機を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第1のノッチフィルタは、積層誘電体中に形成され、特定の減衰周波数の信号を減衰させて伝達するノッチフィルタであって、伝達信号を入出力する2つの端子と、それらの端子間に接続された線路と、一端が接地され他端が2つの第1の結合コンデンサを介して前記線路の各端と接続する2つの共振器と、前記2つの共振器と前記2つの第1の結合コンデンサの接続点間に結合された第2の結合コンデンサとを少なくとも備える。第2の結合コンデンサは、共振器間に生ずる電磁界結合を等価的に回路に見たてて得られる回路と並列回路を構成し、その並列回路の反共振により、2つの共振器間の電磁界結合をキャンセルする。
【0008】
好ましくは、第1のノッチフィルタにおいて、共振器間に生ずる電磁界結合を等価的に回路に見たてて得られる回路と第2の結合コンデンサとからなる並列回路の反共振周波数と、ノッチフィルタの減衰周波数とを一致させるようにする。
【0009】
本発明に係る第2のノッチフィルタは、積層誘電体中に形成され、特定の減衰周波数の信号を減衰させて伝達するノッチフィルタであって、伝達信号を入出力する2つの端子と、それらの端子間に接続された線路と、一端が接地され他端が第1の結合コンデンサを介して前記線路と接続され、高インピーダンス部と低インピーダンス部からなり、低インピーダンス部間の電磁界結合量を高インピーダンス部間の電磁界結合量で見かけ上キャンセルする2つのインピーダンス・ステップ型共振器とを備える。
【0010】
好ましくは、第2のノッチフィルタにおいて、インピーダンス・ステップ型共振器における低インピーダンス部間の電磁界結合及び高インピーダンス部間の電磁界結合を等価的に回路に見たてたときのその回路の反共振周波数と、積層ノッチフィルタの減衰周波数とを一致させるように前記インピーダンス・ステップ型共振器の制御を行なう。
【0012】
本発明に係る携帯電話機は上記の積層ノッチフィルタを使用する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層ノッチフィルタ及び携帯電話機について添付の図面を参照しながら説明する。
【0014】
(実施の形態1)
図1(a)は本発明に係る積層ノッチフィルタの等価回路を示す図である。図1(a)において、積層ノッチフィルタは、2つの入出力端子1、2つの結合コンデンサ2、2つの4分の1波長共振器3、段間結合線路4及び段間結合コンデンサ5を有する。2つの共振器3間には電磁界結合Cが生じている。
【0015】
入出力端子1は、段間結合線路4中を伝達させる信号を入力または出力するための端子である。入出力端子1間に接続された段間結合線路4の両端には結合コンデンサ2を介して4分の1波長共振器(以下「共振器」という。)3がそれぞれ接続されている。さらに、共振器3と結合コンデンサ2の接続点間は段間結合コンデンサ5により結合されている。共振器3において結合コンデンサ2が接続されていない側の端はグランドに接続(接地)されている。
【0016】
本実施形態の積層ノッチフィルタは低温燒結セラミック積層体中に形成されたものである。図2に積層ノッチフィルタの積層構造を示す。積層ノッチフィルタは同図に示すような5層構造を有している。すなわち、積層ノッチフィルタは、低温燒結セラミックからなる誘電体シート9と、シールド電極10が形成された誘電体シートと、線路14と段間結合コンデンサ15が形成された誘電体シートと、4分の1波長共振器13が形成された誘電体シートと、シールド電極10が形成された誘電体シートとが積層されて形成される。積層ノッチフィルタはさらに入出力電極11やグランド電極17を備える。ここで、入出力電極11、線路14、段間結合コンデンサ15は各々図1(a)に示す入出力端子1、段間結合線路4段間結合コンデンサ5に対応する。なお、他の実施形態において説明するノッチフィルタについても本実施形態と同様に積層誘電体中に形成される。
【0017】
以上のように構成された積層ノッチフィルタの動作を説明する。
ここで、図1(a)において段間結合線路4を取り去った回路は、例えば、特許公報第2606044号に示されるバンドパス型の誘電体フィルタと同じ回路構成となる。この公報には、バンドパスフィルタにおいて、段間結合コンデンサによる電界結合と共振器間の電磁界結合とを組み合わせることによって通過帯域近傍に減衰極を形成する技術が開示されている。つまり、π型等価回路の直列枝が反共振をしてインピーダンスが無限大になることにより減衰極を発生させることができる。
【0018】
本実施形態のノッチフィルタは、上記の反共振を利用し、共振器3間の本来の電磁界結合Cを見かけ上キャンセルするという発想から生まれたものである。すなわち、π型等価回路の直列枝の反共振周波数とノッチフィルタの減衰周波数とを一致させることにより、共振器3間の電磁界結合Cがあっても、大きな減衰量を得ることができるというものである。ここで、π型等価回路の直列枝の反共振周波数は、段間結合コンデンサ5と、共振器3間の電磁界結合Cを回路に見たてたときの回路とによる並列回路の反共振周波数に等しい。ノッチフィルタの減衰周波数は共振器3により定まる。
【0019】
共振器3間の電磁界結合Cは、積層ノッチフィルタを小型にし、共振器間の距離が近づくほど強くなるので、本構成の積層ノッチフィルタは携帯電話の小型化に非常に有効である。
【0020】
図3に本実施形態の積層ノッチフィルタの周波数特性を示す。同図において、曲線Aは共振器3間を結合する結合コンデンサ5を備えた本実施形態の積層ノッチフィルタの周波数特性を示し、曲線Bは結合コンデンサ5を備えていない従来の積層ノッチフィルタの周波数特性を示す。この図に示すように、本実施形態による積層ノッチフィルタによれば、電磁界結合の影響を受けることなく、減衰特性の改善が見られる。
【0021】
以上のように本実施形態によれば、低温焼結セラミック積層体の中に形成された互いに電磁界結合した複数の4分の1波長共振器と、結合コンデンサと、段間結合線路とからノッチフィルタを構成し、4分の1波長共振器間を段間結合コンデンサで電気的に接続することにより、小型で高減衰量を有する積層ノッチフィルタを実現することができる。
【0022】
なお、上記説明では2段のノッチフィルタについて説明したが、複数段の線路に対して上記ノッチフィルタを適用するためには、図1の(b)に示すような態様で適用すればよい(以下の実施形態において同じ)。
【0023】
(実施の形態2)
本発明に係る積層ノッチフィルタの第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0024】
図4は本実施形態の積層ノッチフィルタの等価回路図である。図4に示すように、本実施形態の積層ノッチフィルタは、図7に示す積層ノッチフィルタにおいて4分の1波長共振器3の代わりにインピーダンス・ステップ型共振器(Stepped Impedance Resonator、以下「SIR型共振器」という。)7を用いている。
【0025】
SIR型共振器7は低インピーダンス部7aと高インピーダンス部7bとからなる。2つのSIR型共振器7において、低インピーダンス部7a間及び高インピーダンス部7b間には電磁界結合C1、C2がある。電磁界結合C1、C2の結合量は低インピーダンス部7a及び高インピーダンス部7bそれぞれのインピーダンスを制御することにより適宜調整することができる。
【0026】
以上のように構成された積層ノッチフィルタについて、以下その動作を説明する。
【0027】
図4に示す回路において、段間結合線路4を取り去った回路は、例えば、特開平7−312503号公報に開示されたバンドパス型の誘電体フィルタと同じ回路であると考えることができる。当該公報には、バンドパスフィルタにおいてSIR型共振器を用いることにより低インピーダンス部間の電磁界結合量と高インピーダンス部間の電磁界結合量を独立に制御し、通過帯域近傍に減衰極を形成する技術が開示されている。
【0028】
そこで、本実施形態のノッチフィルタは、上記技術をノッチフィルタに利用し、さらに、SIR型共振器7の低インピーダンス部7a間の電磁界結合C1の結合量と高インピーダンス部7b間の電磁界結合C2の結合量とを独立に制御することにより、π型等価回路の直列枝の反共振周波数とノッチフィルタの減衰周波数とを一致させるようにする。これにより、実施の形態1の場合と同様、共振器7間の電磁界結合を見かけ上キャンセルすることができ、共振器7間の電磁界結合があっても、大きな減衰量を実現する。ここで、π型等価回路の直列枝の反共振周波数は、SIR型共振器7における低インピーダンス部7a間の電磁界結合C1及び高インピーダンス部7b間の電磁界結合C2を等価的に回路に見たてたときの回路の反共振周波数に等しい。
【0029】
以上のように、低温焼結セラミック積層体の中に形成された互いに電磁界結合した複数のインピーダンス・ステップ型共振器(SIR)と、結合コンデンサと、段間結合線路とからノッチフィルタを構成し、インピーダンス・ステップ型共振器(SIR)の低インピーダンス部間の電磁界結合量と高インピーダンス部間の電磁界結合量を独立に制御することにより、小型で高減衰量を有する積層ノッチフィルタを実現することができる。
【0030】
(参考例)
以下、本発明に係る積層ノッチフィルタの参考例について図面を参照しながら説明する。
【0031】
図5は本発明の参考例の形態の積層ノッチフィルタの等価回路図である。図5に示すノッチフィルタは、基本的に実施の形態1のノッチフィルタ(図1参照)と同様の構成を有しているが、段間結合線路4の代わりに短経路長段間結合線路8を用いている点、段間結合コンデンサ5を有していない点が実施の形態1のものと異なる。短経路長段間結合線路8は、その線路長が8分の1波長より短い伝送線路である。
【0032】
通常、ノッチフィルタ回路では、段間結合線路として約4分の1波長の長さの伝送線路を用いる。段間結合線路長を4分の1波長からずらすことによって、見かけ上、共振器3間に結合C3を生じる。そこで、本実施形態では、段間結合線路長を4分の1波長からずらすことによって見かけ上生じる共振器間結合C3により、共振器3間の電磁界結合により生じる本来の結合C4をキャンセルするようにしたものである。特に、結合線路長が8分の1波長より短い場合に、このキャンセル効果は大きくなる。したがって、線路長が8分の1波長より短い短経路長段間結合線路8を用いることにより、共振器3間の電磁界結合Cにより劣化する減衰量を回復することができる。
【0033】
以上のように、低温焼結セラミック積層体の中に形成された互いに電磁界結合した複数の4分の1波長共振器と、結合コンデンサと、8分の1波長より短い短経路長段間結合線路とからノッチフィルタを構成し、短経路長段間結合線路を介して4分の1波長共振器間の電磁界結合を等価的に相殺することにより、小型で高減衰量を有する積層ノッチフィルタを実現することができる。なお、本参考例のノッチフィルタにおいても実施の形態1に示したように段間結合コンデンサを設けてもよい。
【0034】
(実施の形態3)
上記の実施形態において説明したノッチフィルタは、種々の電子機器において利用可能であり、例えば、携帯電話機に利用できる。ノッチフィルタは携帯電話機内部で発生したり、外部から飛び込んでくる不要な妨害信号だけを抑圧し、必要な信号はほとんど損失なしに伝達させ、必要に応じて携帯電話機の種々の部分で使用され得る。図6に携帯電話機における利用形態の一例を示す。同図は、上記実施形態のいずれかのノッチフィルタを利用した携帯電話機の一部の構成を示した図である。
【0035】
図6において、アンテナ31で受信された信号は、ローノイズアンプ43で増幅された後、積層ノッチフィルタ45で不要な周波数成分が減衰されてダウンコンバータ47に入力される。ダウンコンバータ47では発振器49の周波数により所望の周波数に変換され、その後、復調等の処理が行なわれ音声信号に変換される。一方、送信時は、アップコンバータ39は発振器39の周波数により定まる送信周波数と、その前段の回路から与えられる変調信号とによって送信信号を発生する。この送信信号は積層ノッチフィルタ37で不要な周波数成分が除去され、パワーアンプ35で増幅され、共用器33を介してアンテナ35から送信される。
【0036】
以上のように携帯電話機において本発明のノッチフィルタを使用することにより、小型で高性能な携帯電話機を実現することができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、小型で高減衰量を有する積層ノッチフィルタを実現することができる。また、本発明に係るノッチフィルタを用いることにより、小型で高性能な携帯電話機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施の形態1における積層ノッチフィルタの等価回路図、及び、(b)実施の形態1における積層ノッチフィルタを複数段の線路に適用する際の態様を示した図。
【図2】本発明に係るノッチフィルタの積層構造を説明した図。
【図3】本発明の実施の形態1におけるノッチフィルタの周波数伝達特性を示す図。
【図4】本発明の実施の形態2における積層ノッチフィルタの等価回路図。
【図5】本発明の参考例における積層ノッチフィルタの等価回路図。
【図6】本発明に係る積層ノッチフィルタの携帯電話機における利用の態様を示した図。
【図7】従来の積層ノッチフィルタの等価回路図。
【図8】従来の積層ノッチフィルタの周波数伝達特性を示す図。
【符号の説明】
1 入出力端子
2 結合コンデンサ
3 4分の1波長共振器
4 段間結合線路
5 段間結合コンデンサ
7 インピーダンス・ステップ型共振器(Stepped Impedance Resonator)
7a 低インピーダンス部
7b 高インピーダンス部
8 短経路長段間結合線路
C、C1〜C3 電磁界結合
Claims (5)
- 積層誘電体中に形成され、特定の減衰周波数の信号を減衰させて伝達するノッチフィルタにおいて、
伝達信号を入出力する2つの端子と、
それらの端子間に接続された線路と、
一端が接地され他端が2つの第1の結合コンデンサを介して前記線路の各端と接続する2つの共振器と、
前記2つの共振器と前記2つの第1の結合コンデンサの接続点間に結合された第2の結合コンデンサとを少なくとも備え、
該第2の結合コンデンサは、前記共振器間に生ずる電磁界結合を等価的に回路に見たてて得られる回路と並列回路を構成し、その並列回路の反共振により、前記2つの共振器間の電磁界結合をキャンセルする
ことを特徴とする積層ノッチフィルタ。 - 前記共振器間に生ずる電磁界結合を等価的に回路に見たてて得られる回路と前記第2の結合コンデンサとからなる並列回路の反共振周波数と、ノッチフィルタの減衰周波数とを一致させたことを特徴とする請求項1記載の積層ノッチフィルタ。
- 積層誘電体中に形成され、特定の減衰周波数の信号を減衰させて伝達するノッチフィルタにおいて、
伝達信号を入出力する2つの端子と、
それらの端子間に接続された線路と、
一端が接地され他端が第1の結合コンデンサを介して前記線路と接続され、高インピーダンス部と低インピーダンス部からなり、低インピーダンス部間の電磁界結合量を高インピーダンス部間の電磁界結合量で見かけ上キャンセルする2つのインピーダンス・ステップ型共振器と
を備えることを特徴とする積層ノッチフィルタ。 - 前記インピーダンス・ステップ型共振器における低インピーダンス部間の電磁界結合及び高インピーダンス部間の電磁界結合を等価的に回路に見たてたときのその回路の反共振周波数と、積層ノッチフィルタの減衰周波数とを一致させるように前記インピーダンス・ステップ型共振器の制御を行なうことを特徴とする請求項3記載の積層ノッチフィルタ。
- 請求項1ないし4のいずれか1つに記載の積層ノッチフィルタを用いた携帯電話機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000348043A JP3549831B2 (ja) | 1999-11-29 | 2000-11-15 | 積層ノッチフィルタおよびそれを用いた携帯電話機 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33711499 | 1999-11-29 | ||
JP11-337114 | 1999-11-29 | ||
JP2000348043A JP3549831B2 (ja) | 1999-11-29 | 2000-11-15 | 積層ノッチフィルタおよびそれを用いた携帯電話機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001223503A JP2001223503A (ja) | 2001-08-17 |
JP3549831B2 true JP3549831B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=26575676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000348043A Expired - Fee Related JP3549831B2 (ja) | 1999-11-29 | 2000-11-15 | 積層ノッチフィルタおよびそれを用いた携帯電話機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3549831B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005064779A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Hitachi Metals Ltd | ハイパスフィルタおよびこれを用いたマルチバンドアンテナスイッチ回路、マルチバンドアンテナスイッチ積層モジュール、並びに通信装置 |
JP6773200B2 (ja) * | 2019-11-28 | 2020-10-21 | 株式会社村田製作所 | ハイパスフィルタ |
-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000348043A patent/JP3549831B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001223503A (ja) | 2001-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6982612B2 (en) | Duplexer and communication apparatus with a matching circuit including a trap circuit for harmonic suppression | |
US7800461B2 (en) | Antenna branching filter | |
US6150898A (en) | Low-pass filter with directional coupler and cellular phone | |
US6765540B2 (en) | Tunable antenna matching circuit | |
US7777592B2 (en) | Antenna sharing device and portable telephone | |
US6903631B2 (en) | SAW filter and electronic device including SAW filter | |
JP3458720B2 (ja) | フィルタ装置、デュプレクサ及び通信機装置 | |
JP2002185262A (ja) | 電力増幅器 | |
EP1104041B1 (en) | Laminated notch filter and cellular phone using it | |
JPH10290108A (ja) | 方向性結合器 | |
JPH11186819A (ja) | 帯域阻止フィルタ及びデュプレクサ | |
CN101867349B (zh) | 射频功率放大器 | |
WO2002054591A1 (fr) | Filtre passe-bas haute frequence | |
JP3549831B2 (ja) | 積層ノッチフィルタおよびそれを用いた携帯電話機 | |
JPH09232909A (ja) | 分波器 | |
JP2005286893A (ja) | 通過帯域平坦度補償回路およびフィルタ | |
JP3467959B2 (ja) | 方向性結合器付き低域通過フィルタおよび携帯電話機 | |
JP4240611B2 (ja) | 分波器 | |
JP6406482B1 (ja) | トラップフィルタおよびフィルタ回路 | |
KR20050080798A (ko) | 적층형 유전체 필터 | |
JP2003258509A (ja) | 非可逆回路素子および通信装置 | |
JPH1056304A (ja) | 分波器 | |
JP2003133903A (ja) | 弾性表面波分波器 | |
Jiuling et al. | SAW antenna duplexer for trunking communication | |
JP2002185208A (ja) | 帯域阻止型フィルタとそれを用いた無線装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040128 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040413 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040421 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080430 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110430 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120430 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140430 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |