JP4150809B2 - Bandpass filter for GHz band - Google Patents

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Description

本発明は、数百MHz〜十数GHzの周波数領域で使用するGHz帯用バンドパスフィルタに関する。 The present invention relates to a band-pass filter for GHz band used in a frequency region of several hundred MHz to several tens of GHz.

今日、身近にある無線通信手段には、数百MHz〜十数GHzの周波数領域の電波が好んで使用されている。たとえば、携帯電話には800MHz(0.8GHz)帯または1.5GHz帯、PHSには1.9GHz帯、高速道路のETC(料金自動収受)装置には5.8GHz帯、無線PANには2.4GHz帯または5.2GHz帯、そしてDSRC(狭域通信)には5.8GHz帯というような帯域配分である。 Today, radio waves in the frequency range of several hundred MHz to several tens of GHz are favorably used for familiar wireless communication means. For example, an 800 MHz (0.8 GHz) band or 1.5 GHz band for a cellular phone, a 1.9 GHz band for a PHS, a 5.8 GHz band for an ETC (automatic toll collection) device on a highway, and 2. for a wireless PAN. The band allocation is 4 GHz band or 5.2 GHz band, and 5.8 GHz band for DSRC (narrow band communication).

これら周波数領域の電波は、いずれも自動車の運行に関連して利用されるか、またはその可能性が高いものであるから、同一のアンテナで受信し、デジタル処理をしてひとまとめに利用しようということが企てられている。そのような場合も、またそれぞれの周波数帯域の電波を単独に使用する場合も、高調波や反射波がもたらすノイズをカットしてデータを処理するためには、それぞれの帯域における所定の帯域幅の信号だけを通過させ、それ以外の信号をカットするバンドパスフィルタが必要である。 All of these frequency-domain radio waves are used in connection with the operation of automobiles or are highly likely to be received, so they are received by the same antenna, digitally processed and used together. Is being planned. Even in such a case, or when using radio waves of each frequency band alone, in order to process the data by cutting the noise caused by harmonics and reflected waves, it is necessary to have a predetermined bandwidth in each band. A band-pass filter that passes only the signal and cuts other signals is required.

出願人は、軟磁性物質の粉末をゴムまたはプラスチックのマトリクス中に分散させた電磁波シールド材を種々開発し、実用に供している。発明者は、この電磁波吸収シールド材を利用したローパス(ハイカット)フィルタを発明し、すでに開示した(特許文献1)。そのフィルタはチップ型であって、長方形の誘電体の表面に密着した状態で、導体からなる1本の信号ラインと少なくとも1本のGNDラインとが、ひとつの表面上に、または表裏に平行して走る構造を有し、その誘電体として、軟磁性物質の粉末を合成樹脂のマトリクス中に分散させてなる電磁波吸収体を使用したことを特徴とする。実施例の製品は、1GHz以上の高周波に対して、−5dBの挿入ロスを示す。
特開2002−171104
The applicant has developed and put to practical use various electromagnetic shielding materials in which a soft magnetic substance powder is dispersed in a rubber or plastic matrix. The inventor has invented and already disclosed a low-pass (high-cut) filter using the electromagnetic wave absorbing shield material (Patent Document 1). The filter is a chip type, and in contact with a rectangular dielectric surface, one signal line made of a conductor and at least one GND line are parallel on one surface or front and back. It is characterized in that an electromagnetic wave absorber in which a soft magnetic substance powder is dispersed in a synthetic resin matrix is used as the dielectric. The product of the example shows an insertion loss of −5 dB for a high frequency of 1 GHz or more.
JP 2002-171104 A

本発明の基本的な目的は、出願人が開示した上記のローパスフィルタに関する知見を利用して、数百MHz〜十数GHzの周波数領域で使用する、シャープなローカット−ハイカット特性を有するGHz帯用バンドパスフィルタを提供することにある。本発明の付加的な目的は、上記のGHz帯用バンドパスフィルタにおいて、通過帯域中に少なくとも一つのノッチを有するノッチ付きGHz帯用バンドパスフィルタを提供することにある。 The basic object of the present invention is for the GHz band having a sharp low-cut-high-cut characteristic, which is used in the frequency region of several hundred MHz to several tens of GHz, utilizing the knowledge of the above-described low-pass filter disclosed by the applicant. It is to provide a bandpass filter. An additional object of the present invention is to provide a notch GHz bandpass filter having at least one notch in the passband in the above bandpass filter for GHz band.

上記の基本的な目的を達成する本発明のGHz帯用バンドパスフィルタは、軟磁性金属の粉末をシート状のポリマー・マトリクス中に分散させてなる磁性損失シート(1)の表面に、導体のストリップからなり、直列方向に走る入力信号ライン(2)および出力信号ライン(3)を間隙を置いて配置し、両ラインの相対向する端部をキャパシタンス手段を介して接続し、上記シートの裏面にGNDライン(4)を設けた構成を有し、
キャパシタンス手段を、入力信号ライン(2)と出力信号ライン(3)の上に、絶縁体のフィルム(6)を介して、導体のストリップからなる中間ライン(7)を設けることにより形成し、この中間ライン(7)を、磁性損失シート上に存在する少なくとも1個の下方中間ライン(71a,・・・)と、これに絶縁性のフィルム(6)を挟んで対向する、下方中間ラインの数に1を加えた数の上方中間ライン(72a,72b,・・・)とから構成し、
中間ライン(7)により形成されるコンデンサの静電容量の値を選択してローカット特性を決定し、
入力信号ラインと上方中間ライン、上方中間ラインと下方中間ライン、および上方中間ラインと出力信号ラインが重なり合う部分の面積(同一幅の場合は長さ)を選択することにより、通過減衰量が最大となるノッチ周波数を決定し、このノッチ周波数と、上記シートを構成する軟磁性金属粉末の粒子形状およびマトリクス中の充填率、ならびにシートの形状および厚さなどの条件の組み合わせによる通過減衰量の周波数特性とにもとづいてハイカット特性を決定し、
上記ローカット特性およびハイカット特性を組み合わせることによって、バンドパスフィルタとしての通過帯域を決定したことを特徴とする。
[発明の効果]
The band-pass filter for GHz band of the present invention that achieves the above basic object is provided with a conductor on the surface of a magnetic loss sheet (1) in which soft magnetic metal powder is dispersed in a sheet-like polymer matrix. An input signal line (2) and an output signal line (3), which are formed of strips and run in series, are arranged with a gap therebetween, and opposite ends of both lines are connected via capacitance means, and the back surface of the sheet have a structure provided with the GND line (4) to,
Capacitance means is formed by providing an intermediate line (7) made of a conductor strip on the input signal line (2) and the output signal line (3) through an insulating film (6). The number of lower intermediate lines that are opposed to at least one lower intermediate line (71a,...) Existing on the magnetic loss sheet with the insulating film (6) interposed therebetween. And the number of upper intermediate lines (72a, 72b,...) Obtained by adding 1 to
Select the value of the capacitance of the capacitor formed by the intermediate line (7) to determine the low cut characteristics,
By selecting the area (length in the case of the same width) where the input signal line and the upper intermediate line, the upper intermediate line and the lower intermediate line, and the upper intermediate line and the output signal line overlap, the passing attenuation amount is maximized. The notch frequency is determined, and the frequency characteristics of the pass attenuation amount by a combination of the notch frequency, the particle shape of the soft magnetic metal powder constituting the sheet and the filling rate in the matrix, and the sheet shape and thickness, etc. Based on the above , determine the high cut characteristics,
By combining the low-cut characteristics and high-cut characteristic, and wherein the determining the passband of the bandpass filter.
[The invention's effect]

本発明のGHz帯用バンドパスフィルタは、軟磁性金属の粉末をシート状の合成樹脂マトリクス中に分散させてなるシートを基材とし、その表面に「入力信号ライン−キャパシタンス手段−出力信号ライン」を設け、裏面にGNDラインを設けるという簡単な構成により、数百MHzから十数GHzの周波数領域において所望の帯域の信号を通過させ、それ以外の高周波信号をカットする高周波バンドパス特性を有する。 The band-pass filter for GHz band of the present invention uses a sheet obtained by dispersing soft magnetic metal powder in a sheet-like synthetic resin matrix as a base material, and "input signal line-capacitance means-output signal line" on the surface thereof. And having a GND line on the back surface has a high-frequency bandpass characteristic that allows a signal in a desired band to pass in a frequency range of several hundred MHz to several tens of GHz and cuts other high-frequency signals.

一方、キャパシタンス手段として本発明の別の態様を採用した場合は、後記する実施態様に示すように、コンデンサに代えて、入力・出力信号ラインにまたがって重なり合う中間ラインを採用し、その重なり具合を選択することによって、上記のバンドパス性能に加えて、特定の周波数を減衰させるノッチ効果を得ることができる。従来、ワイドバンドなバンドパスフィルタやノッチフィルタは、さまざまなローパス回路やハイパス回路を多段に組み合わせることによって構成したり、パルス信号をなまらせることで回路的に解決したりするほかなかったが、本発明により、簡単な回路で所望のノッチフィルタを実現することができる。 On the other hand, when another aspect of the present invention is employed as the capacitance means, an intermediate line that overlaps the input / output signal lines is employed instead of the capacitor, as shown in the embodiments described later, and the degree of overlap is determined. By selecting, in addition to the above bandpass performance, a notch effect that attenuates a specific frequency can be obtained. In the past, wideband bandpass filters and notch filters could only be configured by combining various low-pass circuits and high-pass circuits in multiple stages, or they could be solved circuitically by smoothing pulse signals. According to the present invention, a desired notch filter can be realized with a simple circuit.

したがって本発明のGHz帯用の高周波バンドパスフィルタは、携帯電話や、カーナビおよびETCを含めて、前記した自動車関連の通信装置の統合に寄与するほか、さまざまな分野で、たとえばUWB伝送用にも、有用な装置になることが期待される。 Therefore, the high-frequency bandpass filter for GHz band according to the present invention contributes to the integration of the above-mentioned automobile-related communication devices including mobile phones, car navigation systems, and ETCs, and also in various fields, for example, for UWB transmission. It is expected to be a useful device.

本発明に従うGHz帯用バンドパスフィルタの、第一の原理的な態様は、図1および図2に示すように、軟磁性金属の粉末をシート状のポリマー・マトリクス中に分散させてなる磁性損失シート(1)の表面に、導体のストリップからなり、直列方向に走る入力信号ライン(2)および出力信号ライン(3)を間隙を置いて配置し、両ラインの相対向する端部をキャパシタンス手段を介して接続し、上記シートの裏面にGNDライン(4)を設けた構成を有する高周波バンドパスフィルタであって、キャパシタンス手段としてチップコンデンサ(5)を使用し、その静電容量の値を選択してローカット特性を決定し、かつ、入力信号ライン(2)および出力信号ライン(3)の、線路の長さ、幅、厚さおよび形状により定められるインピーダンスを選択するとともに、磁性損失シートを構成する軟磁性金属粉末の粒子形状およびマトリクス中の充填率、ならびにシートの形状および厚さにより定められる磁性損失特性を選択してハイカット特性を決定し、ローカット特性とハイカット特性とを組み合わせることによって通過帯域を決定したことを特徴とするバンドパスフィルタである。
Bandpass filter GHz band according to the present invention, the first principle embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic loss obtained by dispersing a powder of a soft magnetic metal in the sheet-like polymeric matrix On the surface of the sheet (1), an input signal line (2) and an output signal line (3), which are made of a strip of conductors and run in series, are arranged with a gap, and opposite ends of both lines are capacitance means. Is a high-frequency bandpass filter having a configuration in which a GND line (4) is provided on the back side of the sheet, using a chip capacitor (5) as a capacitance means, and selecting a capacitance value thereof And the impedance determined by the length, width, thickness and shape of the lines of the input signal line (2) and the output signal line (3). The high-cut characteristics are determined by selecting the magnetic loss characteristics determined by the particle shape and the filling rate in the matrix of the soft magnetic metal powder constituting the magnetic loss sheet and the sheet shape and thickness. This is a bandpass filter characterized in that the passband is determined by combining the characteristics and the high cut characteristics.

第二の原理的な態様は、図3および図4に示すように、軟磁性金属の粉末をシート状のポリマー・マトリクス中に分散させてなる磁性損失シート(1)の表面に、導体のストリップからなり、直列方向に走る入力信号ライン(2)および出力信号ライン(3)を間隙を置いて配置し、両ラインの相対向する端部を、キャパシタンス手段を介して接続し、磁性損失シート(1)の裏面にGNDライン(4)を設けた構成を有する高周波バンドパスフィルタであって、キャパシタンス手段を、入力信号ライン(2)および出力信号ライン(3)の上に、絶縁体のフィルム(6)を介して、いまひとつの導体のストリップからなる中間ライン(7)を、入力信号ラインおよび出力信号ラインの両方にまたがって重なり合うように設けて、入力信号ラインと中間ラインとの間、および出力信号ラインと中間ラインとの間で、それぞれ静電容量を生じさせることにより構成し、それら静電容量の値を選択してローカット特性を決定し、かつ、入力信号ライン(2)および出力信号ライン(3)の、線路の長さ、幅、厚さおよび形状により定められるインピーダンスを選択するとともに、磁性損失シートを構成する軟磁性金属粉末の粒子形状およびマトリクス中の充填率、ならびにシートの形状および厚さにより定められる磁性損失特性を選択してハイカット特性を決定し、ローカット特性とハイカット特性とを組み合わせることによって通過帯域を決定したことを特徴とするGHz帯用バンドパスフィルタである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the second principle mode is that a conductor strip is formed on the surface of a magnetic loss sheet (1) obtained by dispersing soft magnetic metal powder in a sheet-like polymer matrix. The input signal line (2) and the output signal line (3) that run in the series direction are arranged with a gap therebetween, and the opposite ends of both lines are connected via a capacitance means, and a magnetic loss sheet ( 1) A high-frequency bandpass filter having a configuration in which a GND line (4) is provided on the back surface of 1), wherein a capacitance means is placed on an input signal line (2) and an output signal line (3) with an insulator film ( 6), an intermediate line (7) consisting of another strip of conductor is provided so as to overlap both the input signal line and the output signal line. Between the output line and the intermediate line, and by generating capacitance between the output signal line and the intermediate line, selecting the value of the capacitance to determine the low-cut characteristics, and The input signal line (2) and the output signal line (3) are selected from impedances determined by the length, width, thickness and shape of the line, and the particle shape and matrix of the soft magnetic metal powder constituting the magnetic loss sheet filling factor in, as well as to determine the high-cut characteristic by selecting the magnetic loss characteristics defined by the shape and thickness of the sheet, and wherein the determining the passband by combining the low-cut characteristics and high-cut characteristic, GHz This is a band-pass filter for bands.

本発明のGHz帯用バンドパスフィルタの、図3および図4に例示した態様においては、入力信号ライン(2)と中間ライン(7)とが重なり合う部分の長さ、および出力信号ライン(3)と中間ライン(7)とが重なり合う部分の長さを選択することにより、それぞれが形成するコンデンサの静電容量の値を調節することができる。コンデンサの静電容量は、いうまでもなく、重なり合う部分の面積と相互の距離によって定まるところ、図3において重なり合う部分は幅が同一であるから、面積は長さによって決定される。 In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 of the band-pass filter for GHz band of the present invention, the length of the portion where the input signal line (2) and the intermediate line (7) overlap, and the output signal line (3) By selecting the length of the portion where the intermediate line (7) overlaps, the capacitance value of the capacitor formed by each can be adjusted. Needless to say, the capacitance of the capacitor is determined by the area of the overlapping portion and the mutual distance. In FIG. 3, since the overlapping portions have the same width, the area is determined by the length.

ここで、中間ラインと入力・出力信号ラインとの間の距離は、絶縁体のフィルム(6)の厚さにより定まるから、一定の厚さを前提にすれば、結局、静電容量を左右するものは重なり合う部分の面積である。重なり合う部分の面積はまた、導体のストリップである入力・出力信号ラインと中間ラインとが、一定の同じ幅を有する場合には、もっぱらその重なり合う長さによって定まることも、容易に理解されよう。重なり合う部分の面積が同一であれば、静電容量は絶縁体の誘電率および厚さにより決定されることも当然であり、絶縁体の厚さの調節によるバンドパス特性の変更が可能であることも、同様に自明であろう。 Here, since the distance between the intermediate line and the input / output signal line is determined by the thickness of the insulating film (6), if a certain thickness is assumed, the capacitance will be influenced. The thing is the area of the overlapping part. It will be readily understood that the area of the overlapping portion is also determined solely by the overlapping length if the input and output signal lines, which are strips of conductors, and the intermediate line have a constant and constant width. If the area of the overlapping parts is the same, the capacitance is naturally determined by the dielectric constant and thickness of the insulator, and the bandpass characteristics can be changed by adjusting the thickness of the insulator. Will be obvious as well.

この場合、二つの重なり合う部分の面積を実質上同一にして、二つのコンデンサの静電容量が同一であるようにしてもよいし、異なる広さにして、二つのコンデンサの静電容量が異なるようにしてもよい。後記する実施例にみるとおり、静電容量の値の選択と、入力信号ラインおよび出力信号ラインのインピーダンスの選択とを組み合わせることにより、通過帯域、さらにはノッチフィルタ特性が決定される。 In this case, the two overlapping portions may have substantially the same area so that the capacitances of the two capacitors are the same, or the capacitances of the two capacitors are different from each other by having different sizes. It may be. As will be described later in the embodiment, the pass band and further the notch filter characteristic are determined by combining the selection of the capacitance value and the selection of the impedance of the input signal line and the output signal line.

上述の第二の態様について図3および図4に示した例は、中間ラインがひとつであって、入力信号ラインおよび出力信号ラインにまたがって存在しているが、この中間ラインそれ自体を、本発明で採用した回路の形態にした変更態様も可能である。より具体的に言えば、図8に例示するように、中間ライン(7)を、磁性損失シート上に存在する1個の下方中間ライン(72)と、これに絶縁体のフィルム(6)をはさんで対向する2個の上方中間ライン(71a,71b)との3個の導体片の組から構成した変更態様である。この説明から理解されるであろうが、中間ライン(7)は、2個の下方中間ラインと3個の上方中間ラインとから構成することもできる。実例を、後の実施例および図15に示す。
In the example shown in FIG. 3 and FIG. 4 for the second aspect described above, there is one intermediate line that extends over the input signal line and the output signal line. Variations in the form of circuits employed in the invention are also possible. More specifically, as illustrated in FIG. 8, the intermediate line (7) is replaced with one lower intermediate line (72) existing on the magnetic loss sheet, and an insulator film (6). This is a modified embodiment composed of a set of three conductor pieces with two upper intermediate lines (71a, 71b) facing each other. As will be understood from this description, the middle line (7) can also consist of two lower middle lines and three upper middle lines. Examples are shown in later examples and FIG.

本発明の高周波バンドパスフィルタは、前述したところからも理解されるように、ローカットを、キャパシタンス手段がもたらし、ハイカットを、入力信号ライン−中間ライン−出力信号ラインのインピーダンスと、軟磁性金属の粉末をシート状の合成樹脂マトリクス中に分散させてなる磁気損失シートの磁気損失とがもたらす。入力信号ライン−中間ライン−出力信号ラインのインピーダンスは、線路の長さ、幅、厚さおよび形状により定められ、磁性損失シート(1)の磁性損失特性は、主として合成樹脂マトリクス中に分散させた軟磁性金属の粉末の粒径と、マトリクス中の充填率とにより定められる。バンドパスフィルタがパスさせる帯域は、ハイカット特性およびローカット特性の合成されたものとなるから、設計は、それぞれについて行なう。 As can be understood from the above description, the high-frequency bandpass filter of the present invention provides low cut by the capacitance means, and high cut by the impedance of the input signal line-intermediate line-output signal line, and the soft magnetic metal powder. Is caused by the magnetic loss of the magnetic loss sheet formed by dispersing the resin in the sheet-like synthetic resin matrix. The impedance of the input signal line-intermediate line-output signal line is determined by the length, width, thickness and shape of the line, and the magnetic loss characteristics of the magnetic loss sheet (1) are mainly dispersed in the synthetic resin matrix. It is determined by the particle size of the soft magnetic metal powder and the filling rate in the matrix. The band to be passed by the band-pass filter is a combination of the high cut characteristic and the low cut characteristic, so the design is performed for each.

本発明の高周波バンドパスフィルタの特徴は、前述のように、パスさせる周波数領域の中で特定の周波数が減衰するノッチ効果を得ることができ、ノッチフィルタの通過減衰量が最大となるノッチ周波数は、やはり上述したように、中間ラインにおいて、絶縁物を隔てて重なり合う導体の長さを調節することによりコントロールすることができる。 As described above, the high-frequency bandpass filter according to the present invention can obtain a notch effect in which a specific frequency is attenuated in a frequency range to be passed, and the notch frequency at which the pass attenuation amount of the notch filter is maximum is As described above, it is possible to control the intermediate line by adjusting the length of the conductors that are overlapped with each other with the insulator therebetween.

軟磁性金属の粉末としては、センダスト、Fe、Fe−Si合金、Fe−Ni合金、Fe−Co合金、Fe−Cr合金、Fe−Cr−Al合金、およびFe−Cr−Si合金から選んだ金属の、平均粒子径が30μm以下の粉末をえらぶとよい。平均粒子径が30μmより大きい粉末は、シートが高い透磁率を示さないから、ハイカット特性を得る上で不利である。上記のような小さい平均粒子径を有する金属粉末は、金属溶湯のアトマイジングと、それに続いて必要であれば実施する分級によって、製造することができる。 As a soft magnetic metal powder, a metal selected from Sendust, Fe, Fe-Si alloy, Fe-Ni alloy, Fe-Co alloy, Fe-Cr alloy, Fe-Cr-Al alloy, and Fe-Cr-Si alloy It is preferable to select a powder having an average particle diameter of 30 μm or less. A powder having an average particle size larger than 30 μm is disadvantageous in obtaining high cut characteristics because the sheet does not exhibit high magnetic permeability. The metal powder having a small average particle diameter as described above can be produced by atomizing a molten metal and subsequently performing classification if necessary.

上記の磁性損失シートのマトリクスとなる合成樹脂としては、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド、エポキシ樹脂、および液晶ポリマー(LCP)から選んだものが好適である。そのほか、射出成形や押出成形により成形できる広い範囲の、熱可塑性または熱硬化性の合成樹脂が使用できる。その例を挙げれば、ナイロン、ポリエチレン、ポリプレピレン、フェノール樹脂などである。シート状体の形成は、上記の軟磁性金属の粉末と合成樹脂との混練物を射出成形し、所定の長さのシート状体とする方法が有利である。 As the synthetic resin used as the matrix of the magnetic loss sheet, those selected from nylon, polyphenylene sulfide, epoxy resin, and liquid crystal polymer (LCP) are preferable. In addition, a wide range of thermoplastic or thermosetting synthetic resins that can be molded by injection molding or extrusion molding can be used. Examples thereof include nylon, polyethylene, polypropylene, and phenol resin. The sheet-like body is advantageously formed by injection molding the kneaded product of the soft magnetic metal powder and the synthetic resin into a sheet-like body having a predetermined length.

別法としては、硬化性の液状ポリマー中に軟磁性体粉末を分散させたのち、ポリマー液を硬化させることにより、前記のシートを形成することもできる。 Alternatively, the sheet can be formed by dispersing a soft magnetic powder in a curable liquid polymer and then curing the polymer liquid.

前述のように、本発明の高周波バンドパスフィルタのハイカット特性にとって重要な磁気損失シートの特性は、磁気損失シートの透磁率および誘電率が定めるものであり、それらを左右するものは、分散した軟磁性金属の粉末の粒径と充填率、それにシートの厚さである。一般的にいって、同じ充填率においては、粒径が小さい方が、カットする周波数がより高い側にあり、同じ粒径であれば、充填率が高い方が、より低い周波数をカットする傾向がある。 As described above, the characteristics of the magnetic loss sheet that are important for the high-cut characteristics of the high-frequency bandpass filter of the present invention are determined by the magnetic permeability and the dielectric constant of the magnetic loss sheet. It is the particle size and filling rate of the magnetic metal powder, and the sheet thickness. Generally speaking, at the same filling rate, the smaller the particle size, the higher the cutting frequency, and the same particle size, the higher the filling rate, the lower the tendency to cut the frequency There is.

磁性損失シート中の軟磁性金属粉末の充填率は、使用すべきシートの厚さを左右する因子でもある。シートの厚さは、薄くなるほど、カットされる周波数が高い側に移る。そのほかの因子としては、軟磁性金属の粉末の扁平度が挙げられるが、高周波側では、扁平な粉末はあまり適切でない。 The filling rate of the soft magnetic metal powder in the magnetic loss sheet is a factor that determines the thickness of the sheet to be used. The thinner the sheet thickness, the higher the cut frequency. Other factors include the flatness of the soft magnetic metal powder, but the flat powder is not very suitable on the high frequency side.

ハイカットの行われる周波数に関しては、入力信号ライン−中間ライン−出力信号ラインのインピーダンスが影響し、とりわけ、ラインの長さが大きな影響を与えることがわかった。ラインがより短いものほど、カットされる周波数は高い側にある。本発明の実施に当たっては、以上に述べたような諸因子を勘案して、GHz帯用バンドパスフィルタの設計に当たるべきである。 It has been found that the input signal line-intermediate line-output signal line impedance has an influence on the frequency at which the high cut is performed, and in particular, the length of the line has a great influence. The shorter the line, the higher the cut frequency. In practicing the present invention, the band-pass filter for the GHz band should be designed in consideration of the factors as described above.

ハイカット特性は各因子の量的なものを数式化して表すことが困難で、経験的に定めなければならない場合が多いが、後記する実施例を参照して、必要により若干の実験を補うことにより、当業者は、実現しようとする高周波バンドパスフィルタのハイカット特性を任意にコントロールすることが可能なはずである。いずれにしても、軟磁性金属の粉末を含有する磁性損失シートを利用したローパスフィルタは、図5に示すような周波数特性を有する。 The high-cut characteristics are difficult to express numerically for each factor, and often have to be determined empirically, but by supplementing some experiments as necessary with reference to the examples described later. Those skilled in the art should be able to arbitrarily control the high-cut characteristics of the high-frequency bandpass filter to be realized. In any case, the low-pass filter using the magnetic loss sheet containing the soft magnetic metal powder has frequency characteristics as shown in FIG.

本発明の高周波バンドパスフィルタの入力・出力信号ラインを形成するには、フレキシブル基板のエッチング(パターニング)、導電性インキのパターン印刷、金属のメッキまたはスパッタリングなど、さまざまな手法が採用できる。中間ラインを設ける場合も同様である。もちろん、入力・出力信号ラインの形成と中間ラインの形成とを、異なる手法により行なうことは支障ない。信号ラインの厚さは、回路に許容される抵抗値や、回路の信頼性なども考慮して定めなければならず、製造作業の容易さの点で、数十μmの厚さの箔を使用することもあり得るが、性能上は数μmあれば足りる。それゆえ、同一規格のものを大量に製造する段階に至れば、量産に適した製造法を選択し、その製造法にとって有利な厚さを決定すればよい。 In order to form the input / output signal lines of the high-frequency bandpass filter of the present invention, various methods such as etching (patterning) of a flexible substrate, pattern printing of conductive ink, metal plating or sputtering can be employed. The same applies when an intermediate line is provided. Of course, there is no problem in forming the input / output signal lines and the intermediate lines by different methods. The thickness of the signal line must be determined in consideration of the resistance value allowed for the circuit and the reliability of the circuit, and a foil with a thickness of several tens of μm is used in terms of ease of manufacturing work. Although there is a possibility of several μm in terms of performance. Therefore, when the mass production of the same standard is reached, a production method suitable for mass production may be selected and a thickness advantageous for the production method may be determined.

GHz帯用バンドパスフィルタのコンデンサとして図1および図2に示したものは、チップ型積層セラミックコンデンサである。さまざまな容量や耐圧の既製品が市販されているから、任意に選択使用することができる。コンデンサを含む回路のローカット特性は、ハイカット特性にくらべて、数式化が容易である。いま、本発明の高周波バンドパスフィルタにおけるローカット成分の等価回路として図6を考えると、減衰A(ω)を表す式は下記の式1のとおりとなり、これは図7に示す形の曲線である。
[式1]
A(ω)=Vout/Vin=R/{(1/jωC)+R}=jωRC/(1+jωRC)
The capacitor shown in FIGS. 1 and 2 is a chip-type multilayer ceramic capacitor as a capacitor of the band-pass filter for GHz band. Since off-the-shelf products with various capacities and pressure resistances are commercially available, they can be arbitrarily selected and used. The low cut characteristic of a circuit including a capacitor is easier to formulate than the high cut characteristic. Now, considering FIG. 6 as an equivalent circuit of the low-cut component in the high-frequency bandpass filter of the present invention, the expression representing the attenuation A (ω) is as shown in the following expression 1, which is a curve of the form shown in FIG. .
[Formula 1]
A (ω) = Vout / Vin = R / {(1 / jωC) + R} = jωRC / (1 + jωRC)

いま、−3dBの減衰、すなわち20log10{A(ω)}=−3dBを得ようとすると、A(ω)=√(1/2)となり、上記の式から、
ωRC=2πfcRC=1
を得る。fc=1GHz(1000MHz)、R=50Ω
とすると、C≒3pFとなる。
Now, to obtain -3 dB attenuation, that is, 20 log 10 {A (ω)} =-3 dB, A (ω) = √ (1/2).
ωRC = 2πf c RC = 1
Get. f c = 1 GHz (1000 MHz), R = 50Ω
Then, C≈3 pF.

図3および図4に示した態様、すなわち中間ラインを有するGHz帯用高周波バンドパスフィルタは、前述のように、中間ライン(7)と入力信号ライン(2)との重ね合わせの長さ、および中間ライン(7)と出力信号ライン(3)との重ね合わせの長さにより、特性が左右され、特定の周波数において減衰の度合いが大きくなり、ノッチフィルタとしての性能を示す。発明者らは、後記する参考例および実施例にみるとおり、ノッチ周波数f(GHz)にラインの重ね合わせ長さL(mm)がどのように影響するかを調べて、実験的に関係式を導き出した。それらのデータを参考にし、必要により多少の実験を加えれば、所望の周波数特性をもったGHz帯用バンドパス・ノッチ−フィルタを実現することができるであろう。
参考例1]
3 and 4, that is, the high-frequency bandpass filter for the GHz band having an intermediate line, as described above, the length of the overlap between the intermediate line (7) and the input signal line (2), and The characteristics are influenced by the overlap length of the intermediate line (7) and the output signal line (3), and the degree of attenuation is increased at a specific frequency, and the performance as a notch filter is exhibited. The inventors investigated how the line overlap length L (mm) affects the notch frequency f (GHz), as shown in the reference examples and examples described later, and experimentally obtained a relational expression. Derived. By referring to these data and adding some experiments as necessary, a bandpass notch filter for the GHz band having a desired frequency characteristic can be realized.
[ Reference Example 1]

軟磁性金属の粉末として、Feの粉末であって平均粒径が1.6μmのものを使用した。マトリクス材料としては、液晶ポリマーを選んだ。粉末の充填率が容積にして10%となるように配合して混練し、ダイスから押し出して、厚さ1mmの磁性損失シート(1)を得た。その裏面に圧延銅箔(厚さ35μm)を接着してGNDライン(4)となるライニングを設け、全体を幅20mm、長さ50mmの短冊状に切断した。一方、表面には、同じ圧延銅箔の幅2.0mm、長さ24mmのリボンを2本、それぞれ両端から中央に向かって配置して接着し、入力信号ライン(2)および出力信号ライン(3)とした。中央の間隙部にまたがって、チップコンデンサ(5)(チップ型積層セラミックタイプ、松下電器製)を導電性接着材で接着させることにより、図1に示した構成のGHz帯用バンドパスフィルタを製作した。 As the soft magnetic metal powder, Fe powder having an average particle diameter of 1.6 μm was used. A liquid crystal polymer was selected as the matrix material. The powder was filled and kneaded so that the filling rate was 10% by volume, and extruded from a die to obtain a magnetic loss sheet (1) having a thickness of 1 mm. A rolled copper foil (thickness 35 μm) was bonded to the back surface to provide a lining to be a GND line (4), and the whole was cut into strips having a width of 20 mm and a length of 50 mm. On the other hand, on the surface, two ribbons of the same rolled copper foil with a width of 2.0 mm and a length of 24 mm are disposed and bonded from both ends toward the center, and the input signal line (2) and the output signal line (3 ). A bandpass filter for the GHz band with the configuration shown in FIG. 1 is manufactured by bonding a chip capacitor (5) (chip type multilayer ceramic type, manufactured by Matsushita Electric) with a conductive adhesive across the central gap. did.

この高周波バンドパスフィルタを対象に、「ネットワークアナライザー」(日本HP社製)を使用して、0.1GHz(100MHz)から10GHzに至る周波数領域にわたる挿入ロスを測定し、図9のグラフを得た。このグラフによれば、製作した高周波バンドパスフィルタは、1GHz以下および3.3GHzを超える信号に対して−3dB以上の減衰を与えるから、ほぼ1〜3GHzの帯域を通過させることを目的とする高周波バンドパスフィルタとして有用である。
参考例2]
Using this “high frequency bandpass filter”, the insertion loss over the frequency range from 0.1 GHz (100 MHz) to 10 GHz was measured using a “network analyzer” (manufactured by Japan HP), and the graph of FIG. 9 was obtained. . According to this graph, the manufactured high-frequency bandpass filter gives an attenuation of -3 dB or more to a signal of 1 GHz or less and 3.3 GHz or more, and therefore a high frequency intended to pass a band of approximately 1 to 3 GHz. It is useful as a bandpass filter.
[ Reference Example 2]

参考例1で製造した銅箔ライニングすなわちGNDライン(4)付きの、幅20mm、長さ50mmのシートを、安定のために、厚さ5mmのリン青銅板上に接着して固定した。その長手方向ほぼ中心に、フレキシブル基板(絶縁体である厚さ25μmのポリイミドフィルム+厚さ35μmの銅箔)からエッチングして得た基板を貼り付け、厚さ35μm×幅1.5mmの銅のリボンが2本、それらの両端が1.0mmの距離を保って存在するようにして、入力信号ライン(2)と出力信号ライン(3)とを形成した。その上に、絶縁体(6)となる厚さ25μmのポリイミドテープの両面に粘着剤を適用した両面接着テープを貼り、さらに幅1.5mmの銅箔製の中間ライン(7)を接着して、図3および図4に示した態様のGHz帯域用バンドパスフィルタを製造した。
The copper foil lining produced in Reference Example 1, that is, a sheet with a GND line (4) and having a width of 20 mm and a length of 50 mm was fixed on a phosphor bronze plate having a thickness of 5 mm for stability. A substrate obtained by etching from a flexible substrate (25 μm thick polyimide film + 35 μm thick copper foil, which is an insulator) is attached to the center in the longitudinal direction, and a copper film having a thickness of 35 μm × width 1.5 mm is attached. The input signal line (2) and the output signal line (3) were formed so that two ribbons existed at both ends with a distance of 1.0 mm. A double-sided adhesive tape with adhesive applied to both sides of a 25 μm-thick polyimide tape to be the insulator (6) is attached to it, and an intermediate line (7) made of copper foil with a width of 1.5 mm is further adhered. A band-pass filter for the GHz band having the mode shown in FIGS. 3 and 4 was manufactured.

中間ライン(7)は、上記1.0mmの間隙を挟んで両側に均等の長さに、すなわち、中間ラインと入力信号ラインとの間の静電容量と、中間ラインと出力信号ラインとの間の静電容量とが等しくなるようにし、その重ね合わせの片側の長さを、12.5mmから2.5mm刻みに変化させ、45mmまで増加させたものを用意した。 The intermediate line (7) has an equal length on both sides with the gap of 1.0 mm, that is, between the intermediate line and the input signal line, and between the intermediate line and the output signal line. The length of one side of the superposition was changed from 12.5 mm to 2.5 mm increments to increase it to 45 mm.

試作したGHz帯域用バンドパスフィルタについて、0.1〜10GHzの範囲にわたり、挿入ロスS21(dB)を測定した。そのグラフにおいて、透過係数の、低い周波数側から数えてピークが落ち目になる最初の位置(以下「First Frequency(第一周波数)」という)の、周波数および挿入ロスと片側重ね長さとの関係をプロットして、図10に示すグラフを得た。ライン全体の重ね長さは、片側の重ね長さの2倍であり、このライン重ね長さと第一周波数との関係をプロットして、図11に示すグラフを得た。このグラフから、前述のノッチ周波数f[GHz]とライン重ね長さL[mm]との関係式として、つぎの式2を得た。
[式2]
f[GHz]=75×1/(k×L[mm])
(ここでkは、シートの金属粉末充填率、粒径、材質等で、厳密には、複素比透磁率および複素比誘電率で定まる係数。この実施例のシートでは、k=0.354である。)
The insertion loss S21 (dB) was measured over the range of 0.1 to 10 GHz for the prototype bandpass filter for GHz band. In the graph, plot the relationship between the frequency and insertion loss and the one-sided overlap length at the first position where the peak of the transmission coefficient starts from the lower frequency side (hereinafter referred to as “First Frequency”). Thus, the graph shown in FIG. 10 was obtained. The overlap length of the entire line is twice the overlap length on one side, and the relationship between the line overlap length and the first frequency is plotted to obtain the graph shown in FIG. From this graph, the following expression 2 was obtained as a relational expression between the notch frequency f [GHz] and the line overlap length L [mm].
[Formula 2]
f [GHz] = 75 × 1 / (k × L [mm])
(Here, k is a coefficient determined by the metal powder filling rate, the particle size, the material, etc. of the sheet, strictly speaking, the complex relative permeability and the complex relative permittivity. In the sheet of this embodiment, k = 0.354. is there.)

試作バンドパスフィルタのうち、重ね長さが10mm、30mm、50mm、70mmおよび90mmのものについて透過係数の周波数特性をグラフにすると、図12に示すとおりであって、重ね長さに応じて、それぞれ表1に示す周波数において減衰が著しくなる、ノッチ効果が認められた。   Of the prototype bandpass filters, the frequency characteristics of the transmission coefficient for graphs with overlapping lengths of 10 mm, 30 mm, 50 mm, 70 mm and 90 mm are as shown in FIG. A notch effect in which the attenuation becomes significant at the frequencies shown in Table 1 was observed.

表 1

Figure 0004150809
参考例3]
Table 1
Figure 0004150809
[ Reference Example 3]

参考例2において、中間ライン(7)が入力信号ライン(2)と重なりあう長さを4mmと一定にし、一方、中間ライン(7)が出力信号ライン(3)と重なりあう長さを、15mmから5mm刻みに変化させ、85mmまで増加させたものを用意した。
In Reference Example 2, the length that the intermediate line (7) overlaps with the input signal line (2) is kept constant at 4 mm, while the length that the intermediate line (7) overlaps with the output signal line (3) is 15 mm. From 5mm to 5mm, it was increased to 85mm.

ここでも、試作したGHz帯域用バンドパスフィルタについて、0.1〜10GHzの範囲にわたり、透過係数S21(dB)を測定した。そのグラフにおける第一周波数と透過係数との関係をプロットして、図13に示すグラフを得た。試作バンドパスフィルタのうち、片側重ね長さが10mm、30mm、50mm、70mmおよび85mmのものについて透過係数の周波数特性をグラフにすると、図14に示すとおりであって、変化させた片側の長さに応じて、それぞれ表2に示す周波数において減衰が著しくなる、ノッチ効果が認められた。   Here, the transmission coefficient S21 (dB) was measured over the range of 0.1 to 10 GHz for the prototype bandpass filter for the GHz band. The relationship between the first frequency and the transmission coefficient in the graph was plotted, and the graph shown in FIG. 13 was obtained. Of the prototype bandpass filters, the frequency characteristics of the transmission coefficient for graphs with one-side overlap lengths of 10 mm, 30 mm, 50 mm, 70 mm, and 85 mm are as shown in FIG. In response to this, a notch effect was observed, in which the attenuation became significant at the frequencies shown in Table 2, respectively.

表 2

Figure 0004150809
[実施例]
Table 2
Figure 0004150809
[Example]

参考例2で使用したフレキシブル基板(厚さ25μmのポリイミドフィルム+厚さ35μmの銅箔)のエッチングにより、厚さ35μm×幅1.0mmで、それぞれの長さが図15に示したとおりの、4枚の銅のリボンを、それぞれの端の間隔が、やはり図15に示すとおりであるものを用意した。銅のリボンの両端の2枚が、それぞれ入力信号ライン(2)および出力信号ライン(3)であり、それらの中間にある2枚が下方中間ラインである。同様なフレキシブル基板のエッチングにより、上記と同じ厚さおよび幅をもち、それぞれの長さがやはり図15に示したとおりの、3枚の銅のリボンを、それぞれの端の間隔が、やはり図15に示すとおりであるものを用意した。これらの銅のリボンが、上方中間ラインになる。
By etching the flexible substrate used in Reference Example 2 (copper foil of a polyimide film + the thickness 35 [mu] m thick 25 [mu] m), a thickness of 35 [mu] m × width 1.0 mm, in as respective lengths shown in FIG. 15, Four copper ribbons were prepared in which the distance between the ends was as shown in FIG. Two sheets at both ends of the copper ribbon are respectively an input signal line (2) and an output signal line (3), and two sheets in the middle thereof are lower intermediate lines. By etching the same flexible substrate, three copper ribbons having the same thickness and width as described above, each having the same length as shown in FIG. The thing which is shown in is prepared. These copper ribbons become the upper middle line.

やはり参考例2と同様に、参考例1で製造した銅箔ライニングシート(幅20mm、長さ50mm、GNDライン付き)を厚さ5mmのリン青銅板上に接着して固定したものを基材として使用し、その上に、まず、上記4枚の銅のリボンを有するエッチングシートを、その長手方向ほぼ中心に貼り付け、その上に、絶縁体(6)となる厚さ25μmのポリイミドテープの両面に粘着剤を適用した両面接着テープを貼った。ついで、上記3枚の銅のリボンを有するエッチングシートを貼った。図15において、「X」部分の重ね合わせ部分、すなわち入力信号ライン(2)と中間ラインの端にある上方中間ライン(71)との重ね合わせ部分の長さを、12.45mm、12.85mmまたは13.25mmと変化させた。
In still the same manner as in Reference Example 2, the copper foil lining sheet prepared in Reference Example 1 (width 20 mm, length 50 mm, GND with lines) those fixed by adhering on the phosphor bronze plate having a thickness of 5mm as substrate First, an etching sheet having the above four copper ribbons is attached to the substantially center in the longitudinal direction, and both sides of a polyimide tape having a thickness of 25 μm to be an insulator (6) are used. A double-sided adhesive tape to which an adhesive was applied was pasted. Then, the etching sheet having the three copper ribbons was pasted. In FIG. 15, the length of the overlapping portion of the “X” portion, that is, the overlapping portion of the input signal line (2) and the upper intermediate line (71) at the end of the intermediate line is 12.45 mm and 12.85 mm. Or it was changed to 13.25 mm.

上記のようにして製造したGHz帯域用バンドパスフィルタについて、参考例1〜3と同様に、0.1〜10GHzの範囲にわたり、透過係数S21[dB]を測定した。そのうちで、Xが12.45mm、12.85mmおよび13.25mmである3種の場合について、Xの値[mm]とノッチ効果が生じる周波数[GHz]との関係は、表3に示すとおりである。
For band-pass filter for GHz bands produced in the manner described above, in the same manner as in Reference Examples 1 to 3, over the range of 0.1~10GHz, it was measured transmission coefficient S21 [dB]. Among them, for three cases where X is 12.45 mm, 12.85 mm and 13.25 mm, the relationship between the value of X [mm] and the frequency [GHz] at which the notch effect occurs is as shown in Table 3. is there.

Figure 0004150809
Figure 0004150809

X=12.45mmの場合のS21の周波数特性のグラフを、図16に示す。このバンドパスフィルタは、「5GHzノッチ付き3〜10GHz帯用バンドパスフィルタ」ということができる。このグラフを、UWB(Ultra Wide Band)EIRP(Equivalent Isotropically Radiated Power)放射レベルの規制値をグラフ化したものと重ねると、図17のようになる。このグラフから、実施例のGHz帯域用バンドパスフィルタを使用すれば、上記の規制をクリヤできることが明らかである。
A graph of the frequency characteristics of S21 in the case of X = 12.45 mm is shown in FIG. This bandpass filter can be referred to as a “bandpass filter for 3 to 10 GHz band with a 5 GHz notch”. When this graph is overlaid with a graph of regulation values of UWB (Ultra Wide Band) EIRP (Equivalent Isotropically Radiated Power) radiation levels, FIG. 17 is obtained. From this graph, it is clear that the above restriction can be cleared by using the bandpass filter for the GHz band of the embodiment.

本発明の基礎をなす、GHz帯用バンドパスフィルタのひとつの参考例を示す平面図。The top view which shows one reference example of the band pass filter for GHz band which makes the foundation of this invention. 図1のGHz帯用バンドパスフィルタのI−I方向の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the II band direction of the bandpass filter for GHz bands of FIG. 本発明の基礎をなす、GHz帯用バンドパスフィルタのいまひとつの参考例を示す平面図。The top view which shows another reference example of the band pass filter for GHz band which forms the foundation of this invention. 図3のGHz帯用バンドパスフィルタのII−II方向の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the II-II direction of the bandpass filter for GHz bands of FIG. 軟磁性金属の粉末をポリマー・マトリクス中に分散させてなる磁性損失シートを利用した、ローパスフィルタの周波数特性を示すグラフ。The graph which shows the frequency characteristic of a low-pass filter using the magnetic loss sheet | seat which disperse | distributes the soft magnetic metal powder in a polymer matrix. コンデンサを使用したハイパスフィルタの等価回路を示す図。The figure which shows the equivalent circuit of the high pass filter which uses a capacitor | condenser. 図6の回路が信号に与える減衰の周波数特性を示すグラフ。The graph which shows the frequency characteristic of the attenuation | damping which the circuit of FIG. 6 gives to a signal. 図3のGHz帯用バンドパスフィルタの変更態様を示す、図2および図4と同様な縦断面図。The longitudinal cross-sectional view similar to FIG. 2 and FIG. 4 which shows the change aspect of the bandpass filter for GHz bands of FIG. 本発明の参考例1で製造したGHz帯用バンドパスフィルタについて測定した透過係数の周波数特性を示すグラフ。The graph which shows the frequency characteristic of the transmission coefficient measured about the bandpass filter for GHz bands manufactured by the reference example 1 of this invention. 本発明の参考例2で製造したGHz帯用バンドパスフィルタについて測定して得たデータにもとづく、第一周波数と挿入ロスとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between a 1st frequency and insertion loss based on the data obtained by measuring about the bandpass filter for GHz bands manufactured by the reference example 2 of this invention. 本発明の参考例2において、ライン重ね長さと第一周波数との関係式を導き出したグラフ。In the reference example 2 of this invention, the graph which derived the relational expression of line overlap length and a 1st frequency. 本発明の参考例2で製造したGHz帯用バンドパスフィルタについて測定した、挿入ロスの周波数特性を示すグラフ。The graph which shows the frequency characteristic of the insertion loss measured about the bandpass filter for GHz bands manufactured by the reference example 2 of this invention. 本発明の参考例3で製造したGHz帯用バンドパスフィルタについて測定して得たデータにもとづく、第一周波数と挿入ロスとの関係を示す、図10と同様なグラフ。The graph similar to FIG. 10 which shows the relationship between a 1st frequency and insertion loss based on the data obtained by measuring about the bandpass filter for GHz bands manufactured by the reference example 3 of this invention. 本発明の参考例3で製造したGHz帯用バンドパスフィルタについて測定した、挿入ロスの周波数特性を示す、図12と同様なグラフ。The graph similar to FIG. 12 which shows the frequency characteristic of the insertion loss measured about the bandpass filter for GHz bands manufactured by the reference example 3 of this invention. 本発明の実施例で製造したGHz帯用バンドパスフィルタにおける入力信号ライン、出力信号ラインおよび中間ラインの重ね合わせの長さを示す概念図。The conceptual diagram which shows the overlap length of the input signal line, the output signal line, and the intermediate | middle line in the bandpass filter for GHz bands manufactured in the Example of this invention. 本発明の実施例で製造したGHz帯用バンドパスフィルタの挿入ロスの周波数特性を示す、図9,12および14と同様なグラフ。The graph similar to FIG.9,12 and 14 which shows the frequency characteristic of the insertion loss of the bandpass filter for GHz bands manufactured in the Example of this invention. 図16のグラフとUWB(Ultra Wide Band)EIRP(Equivalent Isotropically Radiated Power)放射レベルの規格とを重ねて示したグラフ。FIG. 17 is a graph in which the graph of FIG. 16 is superimposed on the UWB (Ultra Wide Band) EIRP (Equivalent Isotropically Radiated Power) radiation level standard.

符号の説明Explanation of symbols

1 磁気損失シート
2 入力信号ライン
3 出力信号ライン
4 GNDライン
5 チップコンデンサ
6 絶縁体のフィルム
7 中間ライン
71(71a,71b,71c) 上方中間ライン
72(72a,72b) 下方中間ライン
X 入力信号ラインと上方中間ラインとが重なり合う部分
1 Magnetic Loss Sheet 2 Input Signal Line 3 Output Signal Line 4 GND Line 5 Chip Capacitor 6 Insulator Film 7 Middle Line 71 (71a, 71b, 71c) Upper Middle Line 72 (72a, 72b) Lower Middle Line X Input Signal Line Where the upper middle line overlaps

Claims (6)

軟磁性金属の粉末をシート状のポリマー・マトリクス中に分散させてなる磁性損失シート(1)の表面に、導体のストリップからなり、直列方向に走る入力信号ライン(2)および出力信号ライン(3)を間隙を置いて配置し、両ラインの相対向する端部をキャパシタンス手段を介して接続し、上記シートの裏面にGNDライン(4)を設けた構成を有し、
キャパシタンス手段を、入力信号ライン(2)と出力信号ライン(3)の上に、絶縁体のフィルム(6)を介して、導体のストリップからなる中間ライン(7)を設けることにより形成し、この中間ライン(7)を、磁性損失シート上に存在する少なくとも1個の下方中間ライン(71a,・・・)と、これに絶縁性のフィルム(6)を挟んで対向する、下方中間ラインの数に1を加えた数の上方中間ライン(72a,72b,・・・)とから構成し、
中間ライン(7)により形成されるコンデンサの静電容量の値を選択してローカット特性を決定し、
入力信号ラインと上方中間ライン、上方中間ラインと下方中間ライン、および上方中間ラインと出力信号ラインが重なり合う部分の面積(同一幅の場合は長さ)を選択することにより、通過減衰量が最大となるノッチ周波数を決定し、このノッチ周波数と、上記シートを構成する軟磁性金属粉末の粒子形状およびマトリクス中の充填率、ならびにシートの形状および厚さなどの条件の組み合わせによる通過減衰量の周波数特性とにもとづいてハイカット特性を決定し、
上記ローカット特性およびハイカット特性を組み合わせることによって、バンドパスフィルタとしての通過帯域を決定したことを特徴とするGHz帯用バンドパスフィルタ。
An input signal line (2) and an output signal line (3 ) which are made of a conductor strip and run in series on the surface of a magnetic loss sheet (1) obtained by dispersing soft magnetic metal powder in a sheet-like polymer matrix. ) was placed with a gap, the ends facing each other of both lines are connected via the capacitance means, have a structure in which a GND line (4) on the back surface of the sheet,
Capacitance means is formed by providing an intermediate line (7) made of a conductor strip on the input signal line (2) and the output signal line (3) through an insulating film (6). The number of lower intermediate lines that are opposed to at least one lower intermediate line (71a,...) Existing on the magnetic loss sheet with the insulating film (6) interposed therebetween. And the number of upper intermediate lines (72a, 72b,...) Obtained by adding 1 to
Select the value of the capacitance of the capacitor formed by the intermediate line (7) to determine the low cut characteristics,
By selecting the area (length in the case of the same width) where the input signal line and the upper intermediate line, the upper intermediate line and the lower intermediate line, and the upper intermediate line and the output signal line overlap, the passing attenuation amount is maximized. The notch frequency is determined, and the frequency characteristics of the pass attenuation amount by a combination of the notch frequency, the particle shape of the soft magnetic metal powder constituting the sheet and the filling rate in the matrix, and the sheet shape and thickness, etc. Based on the above , determine the high cut characteristics,
A band-pass filter for a GHz band , wherein a pass band as a band-pass filter is determined by combining the low-cut characteristic and the high-cut characteristic.
入力信号ラインと上方中間ライン、上方中間ラインと下方中間ライン、および上方中間ラインと出力信号ラインが重なり合う部分のうちの少なくとも一部の面積を選択することにより、バンドパス帯域中において通過減衰量が最大となるノッチ周波数を設定し、バンドパス帯域内の特定の周波数に対するノッチフィルタ特性を有する請求項1のGHz帯用バンドパスフィルタ。By selecting the area of at least a part of the overlapping portion of the input signal line and the upper intermediate line, the upper intermediate line and the lower intermediate line, and the upper intermediate line and the output signal line, the passing attenuation amount in the band pass band can be reduced. 2. The bandpass filter for GHz band according to claim 1, wherein a notch frequency that is maximum is set and has a notch filter characteristic for a specific frequency within the bandpass band. 軟磁性金属の粉末として、センダスト、Fe、Fe−Si合金、Fe−Ni合金、Fe−Co合金、Fe−Cr合金、Fe−Cr−Al合金およびFe−Cr−Si合金から選んだ金属の、平均粒子径が30μm以下の粉末を使用したことを特徴とする請求項1または2のGHz帯用バンドパスフィルタ。 As a soft magnetic metal powder, a metal selected from Sendust, Fe, Fe-Si alloy, Fe-Ni alloy, Fe-Co alloy, Fe-Cr alloy, Fe-Cr-Al alloy and Fe-Cr-Si alloy, The bandpass filter for GHz band according to claim 1 or 2 , wherein powder having an average particle diameter of 30 µm or less is used. 磁性損失シート(1)が、マトリクスとなる合成樹脂として、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド、エポキシ樹脂および液晶ポリマー(LCP)から選んだものを使用し、軟磁性金属の粉末との混合物を射出成形することにより、所定の長さのシート状に成形したものであることを特徴とする請求項1または2のGHz帯用バンドパスフィルタ。 By using a resin selected from nylon, polyphenylene sulfide, epoxy resin and liquid crystal polymer (LCP) as a synthetic resin for the magnetic loss sheet (1) as a matrix, and injection molding a mixture with a soft magnetic metal powder , claim 1 or bandpass filter 2 GHz band, characterized in that is obtained by forming a predetermined length of the sheet. 磁性損失シート(1)が、硬化性のポリマー液中に軟磁性体粉末を分散させたのち、ポリマー液を硬化させることにより形成されたものであることを特徴とする請求項1または2のGHz帯用バンドパスフィルタ。 The GHz according to claim 1 or 2 , wherein the magnetic loss sheet (1) is formed by dispersing a soft magnetic powder in a curable polymer liquid and then curing the polymer liquid. Bandpass filter for bands. 信号ラインの形成を、フレキシブル基板のエッチング、導電性インキのパターン印刷、金属のメッキまたはスパッタリングにより行なったことを特徴とする請求項1または2のGHz帯用バンドパスフィルタ。 3. The bandpass filter for GHz band according to claim 1 or 2 , wherein the signal line is formed by etching a flexible substrate, pattern printing with conductive ink, metal plating or sputtering.
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