JP4236667B2 - filter - Google Patents

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Description

本発明は、平衡端子を備えたフィルタに関する。   The present invention relates to a filter having a balanced terminal.

平衡端子を備えたフィルタとして、例えば不平衡入力−平衡出力型のバンドパスフィルタが知られている。このようなフィルタとして、バランを使用するものがある。バランは、不平衡信号(アンバランス信号)と平衡信号(バランス信号)とを相互変換するものである。携帯電話機等の無線通信機器では、フィルタとして小型化および薄型化への要求がある。
なお、不平衡信号を伝送する線路では、グランド電位に対する1本の信号線の電位により信号が伝送される。平衡信号を伝送する線路では、一対の信号線間の電位差により信号が伝送される。平衡信号は、一対の信号線間を伝送する各信号の位相が互いに180°異なり、かつ振幅がほぼ等しければ、一般にバランス特性に優れた状態といえる。
As a filter having a balanced terminal, for example, an unbalanced input-balanced output type bandpass filter is known. One such filter uses a balun. The balun mutually converts an unbalanced signal (unbalanced signal) and a balanced signal (balanced signal). In wireless communication devices such as cellular phones, there is a demand for a reduction in size and thickness as a filter.
Note that in a line that transmits an unbalanced signal, a signal is transmitted by the potential of one signal line with respect to the ground potential. In a line that transmits a balanced signal, a signal is transmitted by a potential difference between a pair of signal lines. A balanced signal can generally be said to be in a state of excellent balance characteristics if the phase of each signal transmitted between a pair of signal lines is 180 ° different from each other and the amplitudes are approximately equal.

図21は、バランの一般的な構造を示している。このバランは、1/2波長(λ/2)共振器101と、第1および第2の1/4波長共振器102,103とを備えている。1/2波長共振器101は、両端が開放(オープン)端とされ、一方の開放端に不平衡入力端子111が接続されている。第1および第2の1/4波長共振器102,103のそれぞれの短絡(ショート)端が、1/2波長共振器101の各開放端に対向するように1/2波長共振器101に対向して配置されている。第1および第2の1/4波長共振器102,103のそれぞれの開放端には、平衡出力端子112,113が接続され、一対の平衡出力端子が形成されている。   FIG. 21 shows the general structure of a balun. This balun includes a ½ wavelength (λ / 2) resonator 101 and first and second ¼ wavelength resonators 102 and 103. The half-wave resonator 101 has both ends open (open), and an unbalanced input terminal 111 is connected to one open end. The short-circuit ends of the first and second quarter-wave resonators 102 and 103 face the half-wave resonator 101 so that the open ends of the half-wave resonator 101 face each other. Are arranged. The balanced output terminals 112 and 113 are connected to the open ends of the first and second quarter-wave resonators 102 and 103, respectively, and a pair of balanced output terminals is formed.

この構造を有するバランとして、特許文献1および特許文献2に記載の積層型バラントランスがある。特許文献1および特許文献2では、各共振器をスパイラル状の導体の線路パターンで形成し、その導体の線路パターンを複数の誘電体基板上に形成して積層構造にすることで、小型化を図っている。また、特許文献3および特許文献4には、平衡出力型のバンドパスフィルタとして、1/2波長共振器を用いた積層型バンドパスフィルタが記載されている。
特開2002−190413号公報 特開2003−007537号公報 特開2005−045447号公報 特開2005−080248号公報
As a balun having this structure, there are stacked balun transformers described in Patent Document 1 and Patent Document 2. In Patent Document 1 and Patent Document 2, each resonator is formed by a spiral conductor line pattern, and the conductor line pattern is formed on a plurality of dielectric substrates to form a laminated structure, thereby reducing the size. I am trying. Patent Documents 3 and 4 describe a multilayer bandpass filter using a half-wave resonator as a balanced output type bandpass filter.
JP 2002-190413 A JP 2003-007537 A JP 2005-045447 A JP-A-2005-080248

しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載の積層型バラントランスでは、全体の大きさが1/2波長共振器の大きさ(動作周波数の1/2波長の大きさ)によって制限されてしまい、小型化が困難である。また特許文献1および特許文献2には、各共振器をスパイラル構造にすることも開示されているが、その場合には線路間の不要な結合や物理的な配置のバランスが理想状態から崩れる等の理由で、平衡出力したときの振幅バランスや位相バランスが崩れ、所望の特性が得られないという問題もある。特許文献3および特許文献4に記載の積層型バンドパスフィルタについても同様に、基本的に1/2波長共振器を用いているので、全体の大きさが1/2波長共振器の大きさによって制限されてしまい、小型化が困難である。
また、広帯域の周波数を使用するUWB(Ultra Wide Band)などに対応するためには、広帯域なバランス信号が必要になるが、従来の構造では入力側の共振器と出力側の共振器との結合が強く取れないため、広帯域化が困難である。
However, in the multilayer balun transformer described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the overall size is limited by the size of the 1/2 wavelength resonator (the size of 1/2 wavelength of the operating frequency), Miniaturization is difficult. Patent Documents 1 and 2 also disclose that each resonator has a spiral structure, but in that case, unnecessary coupling between lines and the balance of physical arrangement are lost from the ideal state. For this reason, there is a problem that the amplitude balance and the phase balance are lost when balanced output is performed, and desired characteristics cannot be obtained. Similarly, the multilayer bandpass filters described in Patent Document 3 and Patent Document 4 basically use a ½ wavelength resonator, so that the overall size depends on the size of the ½ wavelength resonator. It is limited and it is difficult to reduce the size.
Also, in order to cope with UWB (Ultra Wide Band) using a broadband frequency, a broadband balanced signal is required. However, in the conventional structure, coupling between an input-side resonator and an output-side resonator is required. Since it cannot be removed strongly, it is difficult to increase the bandwidth.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、小型化、特に省面積化しやすく、かつ平衡信号を広帯域でバランス特性に優れた状態で伝送することができるようにしたフィルタを提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a filter that is easy to reduce in size, particularly in area, and can transmit a balanced signal in a wide band with excellent balance characteristics. It is to provide.

本発明によるフィルタは、互いに対向するようにインターディジタル結合され、各1/4波長共振器がすべて同一方向に積層配置された複数組の一対の1/4波長共振器と、少なくとも1つの一対の1/4波長共振器に設けられ、一対の1/4波長共振器の一方に一方の端子が接続されると共に、一対の1/4波長共振器の他方に他方の端子が接続された一対の平衡端子とを備えたものである。
なお、本発明によるフィルタにおいて、「インターディジタル結合された一対の1/4波長共振器」とは、一方の1/4波長共振器の開放端と他方の1/4波長共振器の短絡端とが対向すると共に、一方の1/4波長共振器の短絡端と他方の1/4波長共振器の開放端とが対向するように配置されることで、互いに電磁結合された共振器のことをいう。
The filter according to the present invention includes a plurality of pairs of quarter-wave resonators that are interdigitally coupled so as to face each other and each quarter-wave resonator is laminated in the same direction, and at least one pair of quarter-wave resonators. A pair of quarter-wave resonators having one terminal connected to one of the pair of quarter-wave resonators and the other terminal connected to the other of the pair of quarter-wave resonators And a balanced terminal.
In the filter according to the present invention, “a pair of interdigitally coupled quarter-wave resonators” means an open end of one quarter-wave resonator and a short-circuited end of the other quarter-wave resonator. Are arranged so that the short-circuited end of one quarter-wave resonator and the open end of the other quarter-wave resonator are opposed to each other. Say.

ここで、本発明によるフィルタにおいて、各一対の1/4波長共振器は、インターディジタル結合していないときの各1/4波長共振器の単体での共振周波数をf0としたとき、単体での共振周波数f0よりも高い第1の共振周波数f1で共振する第1の共振モードと単体での共振周波数f0よりも低い第2の共振周波数f2で共振する第2の共振モードとを有し、かつ、隣り合う各一対の1/4波長共振器同士が第2の共振周波数f2で電磁結合されるように構成されているものである。また、各一対の1/4波長共振器が、第2の共振モードで互いに逆相に励振されるものである。
Here, in the filter according to the present invention, each pair of quarter wavelength resonators is a single unit when the resonance frequency of each of the quarter wavelength resonators when not interdigitally coupled is f 0. A first resonance mode that resonates at a first resonance frequency f 1 that is higher than the resonance frequency f 0 of the first resonance mode, and a second resonance mode that resonates at a second resonance frequency f 2 that is lower than the single resonance frequency f 0. And a pair of adjacent quarter wavelength resonators are electromagnetically coupled at the second resonance frequency f 2 . Each pair of quarter-wave resonators are excited in opposite phases in the second resonance mode.

本発明によるフィルタでは、各一対の1/4波長共振器が、インターディジタル結合された構成とされていることで、小型化が容易となる。特に、複数組の一対の1/4波長共振器における各1/4波長共振器がすべて同一方向に積層配置されていることで、省面積化しやすい。また、少なくとも1つの一対の1/4波長共振器に一対の平衡端子が接続され、各1/4波長共振器がすべて同一方向に積層配置されていることで、一対の1/4波長共振器間の結合を強くしやすく、広帯域な平衡信号がバランス特性に優れた状態で伝送される。
ここで、一対の1/4波長共振器をインターディジタル型で、かつ強く結合させると、物理的な1/4波長の長さで決まる共振周波数f0(インターディジタル結合させていないときの各1/4波長共振器単体での共振周波数)に対し周波数が高い第1の共振周波数f1で共振する第1の共振モードと、共振周波数f0よりも低い第2の共振周波数f2で共振する第2の共振モードとの2つのモードが現れ、共振周波数が2つに分離する。この場合において、物理的な長さに対応する共振周波数f0よりも周波数の低い第2の共振周波数f2を、フィルタとしての通過周波数(動作周波数)に設定することで、フィルタとしての通過周波数を共振周波数f0に設定した場合よりも小型化が図られる。例えば2.4GHz帯を通過周波数としたフィルタを設計する場合、物理的な長さを例えば8GHzに対応させた1/4波長共振器を用いることができる。これは、物理的な長さを2.4GHz帯に対応させた1/4波長共振器とした場合よりも小型のものとなる。また、周波数の低い第2の共振周波数f2で共振する第2の共振モードは、一対の1/4波長共振器で互いに逆相となる励振モードなので、バランス特性に優れたものとなる。
In the filter according to the present invention, each pair of quarter-wave resonators is configured to be interdigitally coupled, thereby facilitating downsizing. In particular, since the quarter wavelength resonators of the plurality of pairs of quarter wavelength resonators are all stacked in the same direction, the area can be easily reduced. In addition, a pair of balanced terminals are connected to at least one pair of quarter-wave resonators, and each quarter-wave resonator is laminated in the same direction, so that a pair of quarter-wave resonators. It is easy to strengthen the coupling between them, and a broadband balanced signal is transmitted with excellent balance characteristics.
Here, when the pair of quarter-wave resonators is interdigital type and strongly coupled, the resonance frequency f 0 determined by the length of the physical quarter-wavelength (one each when the interdigital coupling is not performed). The first resonance mode that resonates at a first resonance frequency f 1 that is higher than the resonance frequency f 1 , and the second resonance frequency f 2 that is lower than the resonance frequency f 0. Two modes, the second resonance mode, appear and the resonance frequency is separated into two. In this case, by setting the second resonance frequency f 2 having a frequency lower than the resonance frequency f 0 corresponding to the physical length to the pass frequency (operating frequency) as the filter, the pass frequency as the filter Can be made smaller than when the resonance frequency is set to the resonance frequency f 0 . For example, when designing a filter having a pass frequency in the 2.4 GHz band, a quarter wavelength resonator having a physical length corresponding to, for example, 8 GHz can be used. This is smaller than the case of a quarter wavelength resonator whose physical length corresponds to the 2.4 GHz band. Further, the second resonance mode resonating at the second resonance frequency f 2 having a low frequency is an excitation mode in which the pair of quarter-wave resonators are in opposite phases to each other, and thus has excellent balance characteristics.

本発明によるフィルタにおいて、複数のグランド層をさらに備えていても良い。そして、複数のグランド層が、少なくとも、一対の平衡端子が設けられた一対の1/4波長共振器を挟み込むような位置に形成されていても良い。また、一対の平衡端子が設けられた一対の1/4波長共振器は回転対称軸を有し、全体として回転対称な構造とされ、複数のグランド層は、回転対称軸に対して互いに回転対称となる位置において一対の1/4波長共振器を挟み込むように形成されていても良い。さらに、隣り合う一対の1/4波長共振器の間にグランド層を有し、そのグランド層に隣り合う一対の1/4波長共振器同士を結合するための結合窓が設けられていても良い。
この構成の場合には、隣り合う一対の1/4波長共振器がグランド層で仕切られる形となり、各一対の1/4波長共振器が設けられた部分をそれぞれ、回転対称な構造にしやすくなる。これにより、バランス特性がより優れた状態で平衡信号が伝送される。また、結合窓が設けられていることで、隣り合う一対の1/4波長共振器間の結合調整を行いやすい。
The filter according to the present invention may further include a plurality of ground layers. The plurality of ground layers may be formed at positions that sandwich at least a pair of quarter-wave resonators provided with a pair of balanced terminals. The pair of quarter-wave resonators provided with a pair of balanced terminals has a rotationally symmetric axis and has a rotationally symmetric structure as a whole, and the plurality of ground layers are rotationally symmetric with respect to the rotationally symmetric axis. It may be formed so as to sandwich the pair of quarter-wave resonators at the positions. Further, a ground layer may be provided between a pair of adjacent quarter wavelength resonators, and a coupling window for coupling a pair of adjacent quarter wavelength resonators to the ground layer may be provided. .
In the case of this configuration, a pair of adjacent quarter-wave resonators is partitioned by a ground layer, and each portion provided with each pair of quarter-wave resonators can easily have a rotationally symmetric structure. . As a result, a balanced signal is transmitted with a better balance characteristic. Further, since the coupling window is provided, it is easy to perform coupling adjustment between a pair of adjacent quarter wavelength resonators.

また、本発明によるフィルタにおいて、一対の1/4波長共振器が、回転対称軸を有し全体として回転対称な構造とされ、一対の平衡端子が、回転対称軸に対して互いに回転対称となる位置において一対の1/4波長共振器に接続されていることが好ましい。
この構成の場合には、バランス特性がより優れた状態で平衡信号が伝送される。
In the filter according to the present invention, the pair of quarter-wave resonators has a rotationally symmetric axis and has a rotationally symmetric structure as a whole, and the pair of balanced terminals are rotationally symmetric with respect to the rotationally symmetric axis. It is preferable to be connected to a pair of quarter-wave resonators at the position.
In the case of this configuration, a balanced signal is transmitted with a better balance characteristic.

また、本発明によるフィルタにおいて、一対の平衡端子が設けられていない他の一対の1/4波長共振器に設けられた不平衡端子をさらに備え、全体として不平衡入力−平衡出力型または平衡入力−不平衡出力型のフィルタが構成されていても良い。   Further, the filter according to the present invention further includes an unbalanced terminal provided in another pair of quarter-wave resonators not provided with a pair of balanced terminals, and as a whole unbalanced input-balanced output type or balanced input. -An unbalanced output type filter may be configured.

また、本発明によるフィルタにおいて、一対の平衡端子を2組備え、2組の一対の1/4波長共振器のそれぞれに、一対の平衡端子が設けられ、全体として平衡入力−平衡出力型のフィルタが構成されていても良い。   Further, in the filter according to the present invention, two pairs of balanced terminals are provided, and a pair of balanced terminals are provided in each of the two pairs of quarter-wave resonators. As a whole, a balanced input-balanced output type filter May be configured.

本発明のフィルタによれば、各一対の1/4波長共振器をインターディジタル結合し、かつ各1/4波長共振器をすべて同一方向に積層配置するようにしたので、小型化、省面積化が容易となる。また、少なくとも1つの一対の1/4波長共振器に一対の平衡端子を接続するようにしたので、平衡信号を伝送することができる。このとき、各1/4波長共振器をすべて同一方向に積層配置していることで、一対の1/4波長共振器間の結合を強くしやすく、広帯域な平衡信号をバランス特性に優れた状態で伝送することができる。これらにより、小型化、特に省面積化しやすく、かつ平衡信号を広帯域でバランス特性に優れた状態で伝送することができる。   According to the filter of the present invention, each pair of quarter-wave resonators is interdigitally coupled, and all the quarter-wave resonators are all stacked in the same direction, thereby reducing size and area. Becomes easy. In addition, since a pair of balanced terminals are connected to at least one pair of quarter-wave resonators, a balanced signal can be transmitted. At this time, all the quarter-wave resonators are all stacked in the same direction, so that the coupling between the pair of quarter-wave resonators can be easily strengthened, and a balanced signal over a wide band has excellent balance characteristics. Can be transmitted. As a result, it is possible to reduce the size, particularly to reduce the area, and to transmit a balanced signal in a wide band with excellent balance characteristics.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]

まず、本発明の第1の実施の形態に係るフィルタについて説明する。本実施の形態では、入力端側または出力端側の一方にのみ平衡端子を備えると共に、他方に不平衡端子を備えた不平衡入力−平衡出力型または平衡入力−不平衡出力型のフィルタを例に説明する。   First, the filter according to the first embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, an unbalanced input-balanced output type or balanced input-unbalanced output type filter having a balanced terminal only on one of the input end side or the output end side and an unbalanced terminal on the other side is taken as an example. Explained.

図1ならびに図2(A)および図2(B)は、本実施の形態に係るフィルタの一構成例を示している。なお、図2(A)は図1のA方向の側面(YZ面)から見た構造を示し、図2(B)は図1のB方向の側面(YX面)から見た構造を示している。また、図3は、このフィルタにおけるインターディジタル結合の構造を模式的に示している。このフィルタは、第1の共振器1と、第2の共振器2と、第1の共振器1に接続された不平衡端子3と、第2の共振器2に接続された一対の平衡端子4A,4Bとを備えている。このフィルタは例えば、不平衡端子3を入力端子とし一対の平衡端子4A,4Bを出力端子とすることで、全体として不平衡入力−平衡出力型のフィルタが構成される。または、不平衡端子3を出力端子とし一対の平衡端子4A,4Bを入力端子とすることで、全体として平衡入力−不平衡出力型のフィルタを構成しても良い。   1, 2 </ b> A, and 2 </ b> B show a configuration example of the filter according to this embodiment. 2A shows the structure viewed from the side surface (YZ plane) in the A direction in FIG. 1, and FIG. 2B shows the structure viewed from the side surface in the B direction (YX plane) in FIG. Yes. FIG. 3 schematically shows the structure of interdigital coupling in this filter. This filter includes a first resonator 1, a second resonator 2, an unbalanced terminal 3 connected to the first resonator 1, and a pair of balanced terminals connected to the second resonator 2. 4A, 4B. For example, this filter has an unbalanced input-balanced output type filter as a whole by using the unbalanced terminal 3 as an input terminal and a pair of balanced terminals 4A and 4B as output terminals. Alternatively, a balanced input-unbalanced output type filter may be configured as a whole by using the unbalanced terminal 3 as an output terminal and the pair of balanced terminals 4A and 4B as input terminals.

第1の共振器1は、図3に模式的に示したように、互いにインターディジタル結合された一対の1/4波長共振器11,12で構成されている。一対の1/4波長共振器11,12はそれぞれ、一端が短絡端とされ、他端が開放端とされている。一対の1/4波長共振器11,12のうち、一方の1/4波長共振器11に不平衡端子3が接続されている。一対の1/4波長共振器11,12は、回転対称軸6を有し、全体的に回転対称な構造とされている。なお、不平衡端子3を一方の1/4波長共振器11(下層側)ではなく、他方の1/4波長共振器12(上層側)に設けても良い。   As schematically shown in FIG. 3, the first resonator 1 includes a pair of quarter-wave resonators 11 and 12 that are interdigitally coupled to each other. Each of the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 has a short-circuit end at one end and an open end at the other end. The unbalanced terminal 3 is connected to one quarter wavelength resonator 11 of the pair of quarter wavelength resonators 11 and 12. The pair of quarter-wave resonators 11 and 12 has a rotationally symmetric axis 6 and has a rotationally symmetric structure as a whole. The unbalanced terminal 3 may be provided not on one quarter wavelength resonator 11 (lower layer side) but on the other quarter wavelength resonator 12 (upper layer side).

第2の共振器2も、図3に模式的に示したように、互いにインターディジタル結合された他の一対の1/4波長共振器21,22で構成されている。一対の1/4波長共振器21,22のうち、一方の1/4波長共振器21には一方の平衡端子4Aが接続され、他方の1/4波長共振器22には他方の平衡端子4Bが接続されている。一対の1/4波長共振器21,22はそれぞれ、一端が短絡端とされ、他端が開放端とされている。一対の1/4波長共振器21,22は、回転対称軸5を有し、全体的に回転対称な構造とされている。一対の平衡端子4A,4Bは、回転対称軸5に対して互いに回転対称となる位置において、一対の1/4波長共振器21,22に接続されていることが好ましい。これにより、バランス特性に優れた状態にすることができる。   As schematically shown in FIG. 3, the second resonator 2 is also composed of another pair of quarter-wave resonators 21 and 22 that are interdigitally coupled to each other. Of the pair of quarter-wave resonators 21 and 22, one balanced terminal 4 </ b> A is connected to one quarter-wave resonator 21, and the other balanced terminal 4 </ b> B is connected to the other quarter-wave resonator 22. Is connected. Each of the pair of quarter-wave resonators 21 and 22 has a short-circuit end at one end and an open end at the other end. The pair of quarter-wave resonators 21 and 22 has a rotationally symmetric axis 5 and has a rotationally symmetric structure as a whole. The pair of balanced terminals 4A and 4B are preferably connected to the pair of quarter-wave resonators 21 and 22 at positions that are rotationally symmetric with respect to the rotational symmetry axis 5. Thereby, it can be set as the state excellent in the balance characteristic.

ここで、第1の共振器1と第2の共振器2は、図1に示したように上下方向に互いに隣接して所定間隔をあけて積層配置されている。より具体的には、第1の共振器1における一対の1/4波長共振器11,12と第2の共振器2における他の一対の1/4波長共振器21,22とが、すべて同一方向(上下方向)に所定間隔をあけて積層配置されている。   Here, as shown in FIG. 1, the first resonator 1 and the second resonator 2 are stacked and arranged adjacent to each other in the vertical direction at a predetermined interval. More specifically, the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 in the first resonator 1 and the other pair of quarter-wave resonators 21 and 22 in the second resonator 2 are all the same. Laminated and arranged at predetermined intervals in the direction (vertical direction).

一対の1/4波長共振器11,12は、後述するように、強いインターディジタル結合がなされていることで、第1の共振周波数f1で共振する第1の共振モードと第1の共振周波数f1よりも低い第2の共振周波数f2で共振する第2の共振モードとを有している。より詳しくは、インターディジタル結合していないときの各1/4波長共振器11,12の単体での共振周波数をf0としたとき、単体での共振周波数f0よりも高い第1の共振周波数f1で共振する第1の共振モードと単体での共振周波数f0よりも低い第2の共振周波数f2で共振する第2の共振モードとを有している。他の一対の1/4波長共振器21,22も同様に、2つの共振モードを有している。このフィルタは、第1の共振器1と第2の共振器2とが、周波数の低い第2の共振周波数f2で共振し、電磁結合するように構成されている。これにより、第2の共振周波数f2を通過帯域とした、不平衡入力−平衡出力型または平衡入力−不平衡出力型のバンドパスフィルタが構成されている。 As will be described later, the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 are strongly interdigitally coupled, so that the first resonance mode and the first resonance frequency that resonate at the first resonance frequency f 1 are used. and a second resonance mode that resonates at a second resonance frequency f 2 lower than f 1 . More specifically, the first resonant frequency higher than the single resonance frequency f 0 when the single resonance frequency of each of the quarter-wave resonators 11 and 12 when not interdigitally coupled is f 0. It has a first resonance mode that resonates at f 1 and a second resonance mode that resonates at a second resonance frequency f 2 that is lower than the single resonance frequency f 0 . Similarly, the other pair of quarter wavelength resonators 21 and 22 has two resonance modes. This filter is configured such that the first resonator 1 and the second resonator 2 resonate at a second resonance frequency f 2 having a low frequency and are electromagnetically coupled. As a result, an unbalanced input-balanced output type or balanced input-unbalanced output type bandpass filter having the second resonance frequency f 2 as a pass band is configured.

以上で説明したフィルタの主要な構成要素は、TEM線路により構成されている。TEM線路は、例えばストリップラインなどの導体パターンや誘電体基板内部に形成された貫通導体などで構成することができる。なお、TEM線路とは、電界および磁界が共に電磁波の進行方向に垂直な断面内にのみ存在する電磁波(TEM波)を伝送する伝送線路である。   The main components of the filter described above are constituted by TEM lines. The TEM line can be composed of a conductor pattern such as a strip line or a through conductor formed inside the dielectric substrate. The TEM line is a transmission line that transmits an electromagnetic wave (TEM wave) in which both an electric field and a magnetic field exist only in a cross section perpendicular to the traveling direction of the electromagnetic wave.

より具体的には、このフィルタは、図1に示したように、誘電体材料よりなる誘電体基板61を備え、その誘電体基板61を多層構造とした積層型のフィルタの構成とされている。誘電体基板61の内部には、導体の線路パターン(ストリップライン)が形成され、その内部の線路パターンにより、第1の共振器1と、第2の共振器2と、不平衡端子3と、一対の平衡端子4A,4Bとが形成されている。このような構造は、例えば、シート状の誘電体基板を複数用意し、各共振器および各端子部分をそのシート状の誘電体基板上に導体の線路パターンで形成して、そのシート状の誘電体基板を重ね合わせた積層構造にすることで実現できる。一対の1/4波長共振器21,22は、回転対称軸5を有し、全体的に回転対称な構造とされている。一対の平衡端子4A,4Bは、回転対称軸5に対して互いに回転対称な位置に接続されている。   More specifically, as shown in FIG. 1, this filter includes a dielectric substrate 61 made of a dielectric material, and the dielectric substrate 61 has a multi-layer structure. . A conductor line pattern (strip line) is formed inside the dielectric substrate 61, and the first resonator 1, the second resonator 2, the unbalanced terminal 3, A pair of balanced terminals 4A and 4B is formed. In such a structure, for example, a plurality of sheet-like dielectric substrates are prepared, each resonator and each terminal portion are formed on the sheet-like dielectric substrate with a conductor line pattern, and the sheet-like dielectric substrate is formed. This can be realized by a laminated structure in which body substrates are stacked. The pair of quarter-wave resonators 21 and 22 has a rotationally symmetric axis 5 and has a rotationally symmetric structure as a whole. The pair of balanced terminals 4 </ b> A and 4 </ b> B are connected to positions that are rotationally symmetric with respect to the rotationally symmetric axis 5.

図示しないが、誘電体基板61には一対の1/4波長共振器11,12と一対の1/4波長共振器21,22とにおける各短絡端を接地するための接地層が設けられている。接地層は例えば誘電体基板61の上面もしくは底面、または内部に設けることができる。この場合、例えば長手方向に対向する両側面に、各1/4波長共振器を接地層に接続するための接続用導体パターンを設け、その接続用導体パターンを介して各1/4波長共振器の各短絡端を接地層に導通させるなどすれば良い。また、各1/4波長共振器の各短絡端と接地層との間にスルーホールを形成し、そのスルーホールにより両者を導通させるなどしても良い。   Although not shown, the dielectric substrate 61 is provided with a ground layer for grounding each short-circuited end of the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 and the pair of quarter-wave resonators 21 and 22. . The ground layer can be provided, for example, on the upper surface or the bottom surface of the dielectric substrate 61 or inside. In this case, for example, a connection conductor pattern for connecting each quarter wavelength resonator to the ground layer is provided on both side surfaces facing in the longitudinal direction, and each quarter wavelength resonator is connected via the connection conductor pattern. For example, each short-circuit end may be connected to the ground layer. Further, a through hole may be formed between each short-circuited end of each quarter-wave resonator and the ground layer, and the two may be conducted through the through hole.

なお、図1に示した構成例では、不平衡端子3が一方の1/4波長共振器11の開放端側の端部に接続されているが、図4に示した他の構成例のように、端部ではなく、一方の1/4波長共振器11の途中(開放端と短絡端との間)に接続されていても良い。一対の平衡端子4A,4Bについても同様に、一対の1/4波長共振器21,22の開放端側の端部ではなく、途中に接続されていても良い。   In the configuration example shown in FIG. 1, the unbalanced terminal 3 is connected to the open end side end of one quarter wavelength resonator 11, but as in the other configuration example shown in FIG. In addition, instead of the end portion, it may be connected in the middle of one quarter wavelength resonator 11 (between the open end and the short-circuit end). Similarly, the pair of balanced terminals 4 </ b> A and 4 </ b> B may be connected in the middle of the pair of quarter-wave resonators 21 and 22 instead of the open ends.

次に、本実施の形態に係るフィルタの作用を説明する。
このフィルタでは、不平衡端子3から入力された不平衡信号が、入力端と出力端との間の各共振器の作用により、第2の共振周波数f2を通過帯域としてフィルタリングされ、平衡信号として一対の平衡端子4A,4Bから出力される。または、一対の平衡端子4A,4Bから入力された平衡信号が、各共振器の作用により第2の共振周波数f2を通過帯域としてフィルタリングされ、不平衡信号として不平衡端子3から出力される。ここで、このフィルタでは、第1の共振器1と第2の共振器2とが上下方向に互いに隣接して積層配置され、各1/4波長共振器がすべて同一方向(上下方向)に積層配置されていることで、第1の共振器1と第2の共振器2との間の結合を強くしやすく、かつ省面積化が図られている。図22は比較例のフィルタ構造を示している。図22において、図1に示したフィルタの構成部分に対応する部分には同一の符号を付している。図22に示した比較例のフィルタは、第1の共振器1と第2の共振器2とを平面方向に並列配置したものである。図22に示した比較例のフィルタ構造に比べて、本実施の形態に係るフィルタ構造では、平面方向の小型化が図られている。
Next, the operation of the filter according to the present embodiment will be described.
In this filter, the unbalanced signal input from the unbalanced terminal 3 is filtered with the second resonance frequency f 2 as a passband by the action of each resonator between the input end and the output end, and as a balanced signal. Output from the pair of balanced terminals 4A and 4B. Or, a pair of balanced terminals 4A, the balanced signal input from 4B, is filtered as the passband of the second resonant frequency f 2 by the action of each resonator is outputted from the unbalanced terminal 3 as an unbalanced signal. Here, in this filter, the first resonator 1 and the second resonator 2 are stacked adjacent to each other in the vertical direction, and each quarter wavelength resonator is stacked in the same direction (vertical direction). By being arranged, the coupling between the first resonator 1 and the second resonator 2 can be easily strengthened, and the area can be saved. FIG. 22 shows a filter structure of a comparative example. In FIG. 22, parts corresponding to the constituent parts of the filter shown in FIG. The filter of the comparative example shown in FIG. 22 is obtained by arranging the first resonator 1 and the second resonator 2 in parallel in the plane direction. Compared to the filter structure of the comparative example shown in FIG. 22, the filter structure according to the present embodiment is downsized in the planar direction.

また、このフィルタでは、インターディジタル結合した一対の1/4波長共振器における周波数の低い第2の共振周波数f2を通過帯域としていることで、従来のフィルタに比べて小型化が容易となり、平衡信号をバランス特性に優れた状態で伝送することができる。次に、このインターディジタル結合することにより得られる作用、効果について説明する。 Further, in this filter, the second resonant frequency f 2 having a low frequency in the pair of interdigitally coupled quarter-wave resonators is used as a pass band, so that the size of the filter can be easily reduced compared with the conventional filter. Signals can be transmitted with excellent balance characteristics. Next, functions and effects obtained by this interdigital combination will be described.

TEM線路からなる2つの共振器を結合させる手法として、一般にコムライン結合とインターディジタル結合との2種類を挙げることができる。このうち、インターディジタル結合は、非常に強い結合が得られることが知られている。インターディジタル結合とは、一方の共振器の開放端と他方の共振器の短絡端とが対向し、一方の共振器の短絡端と他方の共振器の開放端とが対向するように2つの共振器が対向配置された構造となる結合方法である。   As a method for coupling two resonators composed of TEM lines, there are generally two types of combline coupling and interdigital coupling. Of these, interdigital coupling is known to provide very strong coupling. Interdigital coupling means two resonances such that the open end of one resonator faces the short-circuited end of the other resonator, and the short-circuited end of one resonator faces the open-end of the other resonator. This is a coupling method that results in a structure in which containers are arranged opposite to each other.

インターディジタル結合した一対の1/4波長共振器11,12(および他の一対の1/4波長共振器21,22)では、共振状態を2つの固有な共振モードに分けることができる。図5は、一対の1/4波長共振器11,12(または他の一対の1/4波長共振器21,22)における第1の共振モードを示し、図6は、その第2の共振モードを示している。なお、図5および図6において、破線で示した曲線は、各共振器における電界Eの分布を示している。なお、以下では一対の1/4波長共振器11,12について説明するが、他の一対の1/4波長共振器21,22についても同様である。   In the pair of interdigitally coupled quarter-wave resonators 11 and 12 (and the other pair of quarter-wave resonators 21 and 22), the resonance state can be divided into two unique resonance modes. FIG. 5 shows a first resonance mode in the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 (or another pair of quarter-wave resonators 21 and 22), and FIG. 6 shows the second resonance mode. Is shown. In FIGS. 5 and 6, the curve indicated by the broken line indicates the distribution of the electric field E in each resonator. In the following, the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 will be described, but the same applies to the other pair of quarter-wave resonators 21 and 22.

第1の共振モードでは、一対の1/4波長共振器11,12のそれぞれにおいて開放端側から短絡端側に電流iが流れ、それぞれに流れる電流iの向きが逆方向となる。この第1の共振モードでは、一対の1/4波長共振器11,12で電磁波が同相に励振されている。   In the first resonance mode, in each of the pair of quarter-wave resonators 11 and 12, current i flows from the open end side to the short-circuit end side, and the direction of the current i flowing in each direction is opposite. In the first resonance mode, electromagnetic waves are excited in phase by the pair of quarter-wave resonators 11 and 12.

一方、第2の共振モードでは、一方の1/4波長共振器11では開放端側から短絡端側に電流iが流れると共に、他方の1/4波長共振器12では短絡端側から開放端側に電流iが流れ、それぞれに流れる電流iの向きが同方向となる。すなわち、この第2の共振モードでは、電界Eの分布を見ても分かるように、一対の1/4波長共振器11,12で電磁波が逆相に励振されている。この第2の共振モードでは、一対の1/4波長共振器11,12全体の物理的な回転対称軸6に対して互いに回転対称な位置で、電界Eの位相が180°異なる。   On the other hand, in the second resonance mode, the current i flows from the open end side to the short-circuit end side in one quarter-wave resonator 11 and the other quarter-wave resonator 12 from the short-circuit end side to the open end side. The current i flows through each of them, and the direction of the current i flowing through each of them is the same direction. That is, in this second resonance mode, as can be seen from the distribution of the electric field E, the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 excites electromagnetic waves in opposite phases. In this second resonance mode, the phase of the electric field E is 180 ° different at positions that are rotationally symmetric with respect to the physical rotational symmetry axis 6 of the entire pair of quarter-wave resonators 11 and 12.

ここで、回転対称構造の場合には、第1の共振モードの共振周波数は、以下の式(1A)のf1で表され、第2の共振モードの共振周波数は、以下の式(1B)のf2で表される。式(1A),(1B)において、cは光速、εrは実効比誘電率、lは共振器の長さを表す

Figure 0004236667
Here, in the case of the rotationally symmetric structure, the resonance frequency of the first resonance mode is represented by f 1 in the following equation (1A), and the resonance frequency of the second resonance mode is expressed by the following equation (1B). F 2 . In equations (1A) and (1B), c is the speed of light, ε r is the effective relative permittivity, and l is the length of the resonator.
Figure 0004236667

また、Zeは偶モードの特性インピーダンス、ZOは奇モードの特性インピーダンスを表す。左右対称型のカップリング伝送線路において、その伝送線路に伝搬する伝送モードは、偶モードと奇モードとの2種類の独立なモード(互いに干渉しない)に分解される。 Z e represents the characteristic impedance of the even mode, and Z O represents the characteristic impedance of the odd mode. In a symmetric coupling transmission line, the transmission mode propagating to the transmission line is decomposed into two independent modes (not interfering with each other) of an even mode and an odd mode.

図7(A)は、そのカップリング伝送線路の奇モードでの電界Eの分布を示し、図7(B)は偶モードでの電界Eの分布を示している。なお、図7(A),図7(B)において、外周部分はグランド層50、内部には左右対称の導体線路51,52が形成されている。図7(A),図7(B)では、カップリング伝送線路の伝送方向に直交する断面内での電界分布を示しており、信号の伝送方向は紙面に対して直交する方向である。   FIG. 7A shows the distribution of the electric field E in the odd mode of the coupling transmission line, and FIG. 7B shows the distribution of the electric field E in the even mode. 7A and 7B, a ground layer 50 is formed at the outer peripheral portion, and symmetrical conductor lines 51 and 52 are formed inside. 7A and 7B show the electric field distribution in a cross section orthogonal to the transmission direction of the coupling transmission line, and the signal transmission direction is a direction orthogonal to the paper surface.

図7(A)に示したように、奇モードでは、導体線路51,52の対称面に対して電界が垂直に交わり、対称面が仮想的な電気壁53Eとなる。図8(A)は、図7(A)と等価な伝送線路を示している。図8(A)に示したように、対称面を実際の電気壁53E(ゼロ電位の壁、グランド)に置き換えることで、1つの導体線路51だけの線路と等価な構造にすることができる。図8(A)に示した線路での特性インピーダンスが、上記式(1A),(1B)での奇モードの特性インピーダンスZOとなる。 As shown in FIG. 7A, in the odd mode, the electric field intersects perpendicularly with respect to the symmetry plane of the conductor lines 51 and 52, and the symmetry plane becomes a virtual electric wall 53E. FIG. 8A shows a transmission line equivalent to FIG. As shown in FIG. 8A, by replacing the symmetry plane with an actual electrical wall 53E (zero potential wall, ground), a structure equivalent to a line with only one conductor line 51 can be obtained. The characteristic impedance of the line shown in FIG. 8A becomes the odd-mode characteristic impedance Z O in the above equations (1A) and (1B).

一方、偶モードでは、図7(B)に示したように導体線路51,52の対称面に対して電界が平衡になり、磁界が対称面に対して垂直に交わる。偶モードでは、対称面が仮想的な磁気壁53Hとなる。図8(B)は、図7(B)と等価な伝送線路を示している。図8(B)に示したように、対称面を実際の磁気壁53H(インピーダンス無限大の壁)に置き換えることで、1つの導体線路51だけの線路と等価な構造にすることができる。図8(B)に示した線路での特性インピーダンスが、上記式(1A),(1B)での偶モードの特性インピーダンスZeとなる。 On the other hand, in the even mode, as shown in FIG. 7B, the electric field is balanced with respect to the symmetry plane of the conductor lines 51 and 52, and the magnetic field intersects perpendicularly with respect to the symmetry plane. In the even mode, the plane of symmetry is a virtual magnetic wall 53H. FIG. 8B shows a transmission line equivalent to FIG. As shown in FIG. 8B, by replacing the symmetry plane with an actual magnetic wall 53H (an infinite impedance wall), a structure equivalent to a line with only one conductor line 51 can be obtained. The characteristic impedance of the line shown in FIG. 8B becomes the characteristic impedance Z e of the even mode in the above formulas (1A) and (1B).

ここで、一般的に伝送線路の特性インピーダンスZは、信号ラインの単位長さ当たりのグランドに対する容量Cと、信号ラインの単位長さ当たりのインダクタンス成分Lとの比で表現される。すなわち、
Z=√(L/C) ……(2)
なお、√は、(L/C)全体の平方根を取ることを示す。
Here, the characteristic impedance Z of the transmission line is generally expressed as a ratio of the capacitance C to the ground per unit length of the signal line and the inductance component L per unit length of the signal line. That is,
Z = √ (L / C) (2)
In addition, √ indicates that the square root of the whole (L / C) is taken.

奇モードでの特性インピーダンスZOは、図8(A)の線路構造から、対称面がグランド(電気壁53E)となりグランドに対する容量Cが大きくなるので、(2)式から、ZOの値が小さくなる。一方、偶モードでの特性インピーダンスZeは、図8(B)の線路構造から、対称面が磁気壁53Hとなるので容量Cが小さくなり、(2)式から、Zeの値が大きくなる。 The characteristic impedance Z O in the odd mode, the line structure of FIG. 8 (A), since the plane of symmetry capacitance C is increased with respect to the ground (electric wall 53E) becomes ground, (2) from the equation the value of Z O Get smaller. On the other hand, the characteristic impedance Z e of the even mode, the line structure of FIG. 8 (B), since the symmetrical plane becomes a magnetic wall 53H capacitance C is reduced from (2), the value of Z e is increased .

このことを踏まえてインターディジタル結合した一対の1/4波長共振器11,12の共振モードの共振周波数である式(1A),(1B)を検討する。アークタンジェントの関数は単調増加の関数であるので、式(1A),(1B)においてtan-1に係る部分が大きくなればなるほど共振周波数は大きくなるし、小さくなればなるほど共振周波数は小さくなる。すなわち、奇モードでの特性インピーダンスZOの値が小さくなり、偶モードでの特性インピーダンスZeの値が大きくなって、それらの差が大きくなればなるほど、式(1A)から第1の共振モードの共振周波数f1は大きくなり、式(1B)から第2の共振モードの共振周波数f2は小さくなる。 Based on this, the equations (1A) and (1B), which are resonance frequencies of the resonance modes of the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 that are interdigitally coupled, will be examined. Since the arctangent function is a monotonically increasing function, the resonance frequency increases as the portion related to tan −1 in formulas (1A) and (1B) increases, and the resonance frequency decreases as it decreases. That is, as the value of the characteristic impedance Z O in the odd mode decreases, the value of the characteristic impedance Z e in the even mode increases, and the difference between them increases, the first resonance mode from the equation (1A) The resonance frequency f 1 of the second resonance mode increases, and the resonance frequency f 2 of the second resonance mode decreases from the equation (1B).

従って、結合する伝送路の対称面の比率を大きくしてやれば、第1の共振周波数f1と第2の共振周波数f2は、図9に示したように互いに離れていくことになる。なお、図9は、インターディジタル結合された一対の1/4波長共振器11,12における共振周波数の分布状態を示している。第1の共振周波数f1と第2の共振周波数f2の中間の共振周波数f0は、線路の物理的な長さによって決まる1/4波長で共振した場合の周波数(インターディジタル結合していないときの各1/4波長共振器単体での共振周波数)となる。ここで、伝送路の対称面の比率を大きくするということは、(2)式から奇モードでの容量Cを大きくすることに対応する。容量Cを大きくすることは、線路の結合の度合いを強くすることに対応する。従って、インターディジタル結合された一対の1/4波長共振器11,12において、共振器間の結合を強くすればするほど、第1の共振周波数f1と第2の共振周波数f2とが大きく分離していくことになる。 Therefore, if the ratio of the symmetry planes of the coupled transmission lines is increased, the first resonance frequency f 1 and the second resonance frequency f 2 are separated from each other as shown in FIG. FIG. 9 shows a distribution state of resonance frequencies in the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 that are interdigitally coupled. The resonance frequency f 0 intermediate between the first resonance frequency f 1 and the second resonance frequency f 2 is a frequency when resonance occurs at a quarter wavelength determined by the physical length of the line (no interdigital coupling). Resonance frequency of each quarter wavelength resonator alone). Here, increasing the ratio of the symmetry plane of the transmission path corresponds to increasing the capacity C in the odd mode from the equation (2). Increasing the capacitance C corresponds to increasing the degree of coupling of the lines. Accordingly, in the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 that are interdigitally coupled, the stronger the coupling between the resonators, the larger the first resonance frequency f 1 and the second resonance frequency f 2 are. Will be separated.

一対の1/4波長共振器11,12をインターディジタル型で、かつ強く結合させることにより、以下の利点がある。強く結合させることで、物理的な1/4波長の長さで決まる共振周波数f0が2つに分離する。すなわち、共振周波数f0よりも高い第1の共振周波数f1で共振する第1の共振モードと、共振周波数f0よりも低い第2の共振周波数f2で共振する第2の共振モードとの2つのモードが現れる。
この場合において、周波数の低い第2の共振周波数f2を、フィルタとしての通過周波数(動作周波数)に設定することで、第1の利点としてまず、フィルタとしての通過周波数を共振周波数f0に設定した場合よりも小型化することができる。例えば2.4GHz帯を通過周波数としたフィルタを設計する場合、物理的な長さを例えば8GHzに対応させた1/4波長共振器を用いることができる。これは、物理的な長さを2.4GHz帯に対応させた1/4波長共振器とした場合よりも小型のものとなる。
The following advantages can be obtained by strongly coupling the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 to the interdigital type. By strong coupling, the resonance frequency f 0 determined by the length of the physical quarter wavelength is separated into two. That is, between the first resonance mode that resonates at first resonant frequency f 1 is higher than the resonance frequency f 0, and a second resonance mode that resonates at the resonance frequency f 0 the second resonance frequency f 2 lower than Two modes appear.
In this case, by setting the second resonance frequency f 2 having a low frequency as a pass frequency (operating frequency) as a filter, as a first advantage, the pass frequency as a filter is first set to the resonance frequency f 0 . It can be made smaller than the case. For example, when designing a filter having a pass frequency in the 2.4 GHz band, a quarter wavelength resonator having a physical length corresponding to, for example, 8 GHz can be used. This is smaller than the case of a quarter wavelength resonator whose physical length corresponds to the 2.4 GHz band.

また、第2の利点として、平衡端子を結合させた場合に優れたバランス特性が得られる(本実施の形態では他の一対の1/4波長共振器21,22に一対の平衡端子4A,4Bが接続されている)。図5および図6を参照して説明したように、インターディジタル結合された一対の1/4波長共振器11,12では、第1の共振モードでは同相に励振され、第2の共振モードでは逆相に励振されている。従って、一対の1/4波長共振器11,12をインターディジタル型に強く結合させて第1の共振周波数f1を十分に高く設定し、第2の共振周波数f2とは十分に分離させることで、フィルタ通過周波数(=第2の共振周波数f2)に対しては同相成分を励振させずに逆相成分だけにすることができる。これによりバランス特性を良好なものとすることができる。この観点から、第1の共振周波数f1は、入力信号の周波数帯域よりも十分に高いことが好ましい。例えば、第1の共振周波数f1が第2の共振周波数f2に対し3倍を超える程度であることが好ましい。すなわち、
1>3f2
の条件を満たすことが好ましい。
周波数の低い第2の共振周波数f2をフィルタとしての通過周波数に設定する場合、入力信号の周波数帯域が第1の共振周波数f1に重なると周波数特性が悪化する。第1の共振周波数f1を入力信号の周波数帯域よりも高く設定することで、これが防止される。
As a second advantage, excellent balance characteristics can be obtained when balanced terminals are coupled (in this embodiment, a pair of balanced terminals 4A and 4B are connected to another pair of quarter-wave resonators 21 and 22). Is connected). As described with reference to FIGS. 5 and 6, the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 that are interdigitally coupled are excited in phase in the first resonance mode and reversed in the second resonance mode. Excited by the phase. Accordingly, the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 are strongly coupled to the interdigital type so that the first resonance frequency f 1 is set sufficiently high and sufficiently separated from the second resonance frequency f 2. Thus, the in-phase component can be made only to the anti-phase component without exciting the in-phase component with respect to the filter passing frequency (= second resonance frequency f 2 ). Thereby, the balance characteristic can be made favorable. From this viewpoint, it is preferable that the first resonance frequency f 1 is sufficiently higher than the frequency band of the input signal. For example, it is preferable that the first resonance frequency f 1 is more than three times the second resonance frequency f 2 . That is,
f 1 > 3f 2
It is preferable to satisfy the following condition.
When the second resonance frequency f 2 having a low frequency is set as a pass frequency as a filter, the frequency characteristics deteriorate when the frequency band of the input signal overlaps the first resonance frequency f 1 . This is prevented by setting the first resonance frequency f 1 higher than the frequency band of the input signal.

さらに、第3の利点として、導体損失を少なくすることができる。図10(A),図10(B)は、インターディジタル結合された一対の1/4波長共振器11,12における磁界Hの分布を模式的に示している。なお、図10(A),図10(B)では、図6に示した一対の1/4波長共振器11,12における第2の共振モードでの電流iの流れる方向に直交する断面内での磁界分布を示している。電流iの流れる方向は紙面に対して直交する方向である。第2の共振モードでは、図10(A)に示したように、一対の1/4波長共振器11,12において、断面内で同一方向に(例えば反時計回りに)、磁界Hが分布する。この場合、強くインターディジタル結合させると(共振器同士を近づけると)、図10(B)に示したように、一対の1/4波長共振器11,12を仮想的に1つの導体とみなした状態と同等の磁界分布となる。すなわち、仮想的に導体厚が厚くなるので、導体損失が少なくなる。   Furthermore, as a third advantage, conductor loss can be reduced. FIGS. 10A and 10B schematically show the distribution of the magnetic field H in the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 that are interdigitally coupled. 10A and 10B, in the cross section orthogonal to the direction in which the current i flows in the second resonance mode in the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 shown in FIG. The magnetic field distribution is shown. The direction in which the current i flows is a direction orthogonal to the paper surface. In the second resonance mode, as shown in FIG. 10A, the magnetic field H is distributed in the same direction within the cross section (for example, counterclockwise) in the pair of quarter-wave resonators 11 and 12. . In this case, when strongly interdigitally coupled (when the resonators are brought close to each other), as shown in FIG. 10B, the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 are virtually regarded as one conductor. Magnetic field distribution equivalent to the state. That is, since the conductor thickness is virtually increased, the conductor loss is reduced.

以上説明したように、本実施の形態に係るフィルタによれば、一対の1/4波長共振器11,12および他の一対の1/4波長共振器21,22をそれぞれ、インターディジタル結合した構成にしたので、小型化が容易となる。また、他の一対の1/4波長共振器21,22に一対の平衡端子4A,4Bを接続するようにしたので、平衡信号をバランス特性に優れた状態で伝送することができる。さらに、第1の共振器1と第2の共振器2とを互いに隣接して積層配置し、各1/4波長共振器をすべて同一方向(上下方向)に積層配置するようにしたので、第1の共振器1と第2の共振器2との間の結合を強くしやすく広帯域な平衡信号の伝送が可能となり、かつ省面積化を図りやすくなる。これらにより、小型化、特に省面積化しやすく、かつ平衡信号を広帯域でバランス特性に優れた状態で伝送することができる。さらに、導体損失の少ない信号伝送を行うことができる。   As described above, according to the filter according to the present embodiment, the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 and the other pair of quarter-wave resonators 21 and 22 are interdigitally coupled. Therefore, downsizing becomes easy. In addition, since the pair of balanced terminals 4A and 4B are connected to the other pair of quarter-wave resonators 21 and 22, the balanced signal can be transmitted with excellent balance characteristics. Further, the first resonator 1 and the second resonator 2 are stacked adjacent to each other, and all the quarter wavelength resonators are stacked in the same direction (vertical direction). The coupling between the first resonator 1 and the second resonator 2 is easily strengthened, and a broadband balanced signal can be transmitted, and the area can be easily reduced. As a result, it is possible to reduce the size, particularly to reduce the area, and to transmit a balanced signal in a wide band with excellent balance characteristics. Furthermore, signal transmission with less conductor loss can be performed.

図11は、図1に示したフィルタの損失特性(Sパラメータ特性)を示している。符号S21を付した曲線は一方の平衡端子4Aから出力される信号の通過損失特性を示し、符号S31を付した曲線は他方の平衡端子4Bから出力される信号の通過損失特性を示している。符号S11を付した曲線は不平衡端子3から見た反射損失特性を示す。図示したように、このフィルタでは、4GHz〜7GHz帯付近を通過帯域とした良好なバンドパスフィルタが実現できている。特に、一対の平衡端子4A,4Bの減衰損失特性が互いにほぼ等しく、振幅バランスに優れたバンドパスフィルタが実現できている。   FIG. 11 shows loss characteristics (S parameter characteristics) of the filter shown in FIG. A curve denoted by reference numeral S21 represents a passage loss characteristic of a signal output from one balanced terminal 4A, and a curve denoted by reference numeral S31 represents a passage loss characteristic of a signal output from the other balanced terminal 4B. A curve denoted by reference numeral S11 indicates a reflection loss characteristic viewed from the unbalanced terminal 3. As shown in the figure, this filter realizes a good bandpass filter having a pass band in the vicinity of the 4 GHz to 7 GHz band. In particular, the band-pass filter excellent in amplitude balance can be realized because the attenuation loss characteristics of the pair of balanced terminals 4A and 4B are substantially equal to each other.

図12は、図1に示したフィルタの平衡信号の位相バランス特性を示している。また、図13は平衡信号の振幅バランス特性を示している。図12から分かるように、このフィルタでは、通過帯域において平衡出力信号間の位相が互いにほぼ180°異なり、位相バランスに優れている。また図13から分かるように、振幅バランスにも優れている。
[第2の実施の形態]
FIG. 12 shows the phase balance characteristics of the balanced signal of the filter shown in FIG. FIG. 13 shows the amplitude balance characteristic of the balanced signal. As can be seen from FIG. 12, in this filter, the phases of the balanced output signals differ from each other by approximately 180 ° in the pass band, and the phase balance is excellent. As can be seen from FIG. 13, the amplitude balance is also excellent.
[Second Embodiment]

次に、本発明の第2の実施の形態に係るフィルタについて説明する。なお、上記第1の実施の形態に係るフィルタと実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。図14および図15は、本実施の形態に係るフィルタの一構成例を示している。本実施の形態に係るフィルタは、一対の平衡端子4A,4Bが設けられた第1の共振器1を挟み込むような位置にグランド層70,71が形成されているものである。グランド層70は、第1の共振器1に対して上層側に設けられている。グランド層71は、第1の共振器1と第2の共振器2との間、すなわち、一対の1/4波長共振器11,12と他の一対の1/4波長共振器21,22との間に配置されている。グランド層70,71を備えている点を除いて、上記第1の実施の形態に係るフィルタと構造的には同様である。なお、第2の共振器2の下層側にもグランド層が設けられていても良い。   Next, a filter according to a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component substantially the same as the filter which concerns on the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably. 14 and 15 show a configuration example of the filter according to the present embodiment. In the filter according to the present embodiment, ground layers 70 and 71 are formed at positions that sandwich the first resonator 1 provided with a pair of balanced terminals 4A and 4B. The ground layer 70 is provided on the upper layer side with respect to the first resonator 1. The ground layer 71 is disposed between the first resonator 1 and the second resonator 2, that is, a pair of quarter-wave resonators 11 and 12 and another pair of quarter-wave resonators 21 and 22. It is arranged between. The filter is structurally similar to the filter according to the first embodiment except that the ground layers 70 and 71 are provided. A ground layer may also be provided on the lower layer side of the second resonator 2.

中間層にあるグランド層71の一部、例えば中央部には結合窓(開口部)71Aが設けられている。結合窓71Aの平面内の位置は、上下の隣接する1/4波長共振器12,21が設けられている位置に対応する位置であることが好ましい。また、グランド層71の上下方向(積層方向)の位置は、一方の1/4波長共振器21およびグランド層71間の間隔d1と、他方の1/4波長共振器22および上層側のグランド層70間の間隔d2とが、同じ(d1=d2)となるような位置に設けられていることが好ましい。これにより、上層側のグランド層70と中間のグランド層71との間において、一対の1/4波長共振器21,22が、各層間の誘電体部分も含めて理想的な回転対称構造に近くなる。このように物理的に回転対称な構造とされた一対の1/4波長共振器21,22に、一対の平衡端子4A,4Bが接続されることで、よりバランス特性に優れたフィルタを実現できる。   A coupling window (opening) 71A is provided in a part of the ground layer 71 in the intermediate layer, for example, in the center. The position in the plane of the coupling window 71A is preferably a position corresponding to the position where the upper and lower adjacent quarter-wave resonators 12 and 21 are provided. In addition, the position of the ground layer 71 in the vertical direction (stacking direction) is the distance d1 between the ¼ wavelength resonator 21 and the ground layer 71, the other ¼ wavelength resonator 22, and the ground layer on the upper layer side. It is preferable that the distance d2 between 70 is provided at the same position (d1 = d2). As a result, between the ground layer 70 on the upper layer side and the intermediate ground layer 71, the pair of quarter-wave resonators 21 and 22 are close to an ideal rotationally symmetric structure including dielectric portions between the layers. Become. By connecting the pair of balanced terminals 4A and 4B to the pair of quarter-wave resonators 21 and 22 having a physically rotationally symmetric structure in this way, a filter with better balance characteristics can be realized. .

また、中間のグランド層71において、結合窓71Aを設ける位置や大きさおよび形状を変えることで、第1の共振器1と第2の共振器2との間の結合度合いを変えて、共振器間の結合調整を行うことができる。例えば結合窓71Aの大きさが大きいほど、結合の度合いを強くすることができる。結合窓71Aの形状は図示した矩形形状に限らず、多角形状でも良いし、楕円などの曲線状の形状であっても構わない。要は、第1の共振器1と第2の共振器2とが結合できるように中間のグランド層71が形成されていない領域が形成されていれば良い。また各グランド層70,71の形状も図示した矩形形状に限らず、多角形状でも良いし、楕円などの曲線状の形状でも良い。さらに図示のように平面内において全体的にグランド層70,71が設けられている必要はなく、平面内において部分的に形成されていても良い。要は、一対の平衡端子4A、4Bが接続された一対の1/4波長共振器21、22の回転対称軸5に対して回転対称な構造にグランド層70,71が形成されていれば良い。
[第3の実施の形態]
Further, by changing the position, size and shape of the coupling window 71A in the intermediate ground layer 71, the degree of coupling between the first resonator 1 and the second resonator 2 is changed, and the resonator Coordination adjustments can be made. For example, the larger the size of the coupling window 71A, the stronger the degree of coupling. The shape of the coupling window 71A is not limited to the illustrated rectangular shape, and may be a polygonal shape or a curved shape such as an ellipse. The point is that a region where the intermediate ground layer 71 is not formed may be formed so that the first resonator 1 and the second resonator 2 can be coupled. The shapes of the ground layers 70 and 71 are not limited to the illustrated rectangular shape, and may be a polygonal shape or a curved shape such as an ellipse. Further, as shown in the drawing, the ground layers 70 and 71 need not be provided entirely in the plane, and may be partially formed in the plane. In short, the ground layers 70 and 71 may be formed in a rotationally symmetric structure with respect to the rotational symmetry axis 5 of the pair of quarter-wave resonators 21 and 22 to which the pair of balanced terminals 4A and 4B are connected. .
[Third Embodiment]

次に、本発明の第3の実施の形態に係るフィルタについて説明する。なお、上記第1および第2の実施の形態に係るフィルタと同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。上記第1および第2の実施の形態では、一対の1/4波長共振器11,12と他の一対の1/4波長共振器21,22との2組の一対の1/4波長共振器を所定間隔をあけて積層配置した構成について説明したが、一対の1/4波長共振器を3組以上積層配置した構成にすることも可能である。積層する一対の1/4波長共振器の数が多いほど、各1/4波長共振器の物理的な長さをより短く設計することができ、より小型化が可能となる。   Next, a filter according to a third embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the filter which concerns on the said 1st and 2nd embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably. In the first and second embodiments, two pairs of quarter-wave resonators, ie, a pair of quarter-wave resonators 11 and 12 and another pair of quarter-wave resonators 21 and 22. However, a configuration in which three or more pairs of quarter-wave resonators are stacked and arranged is also possible. As the number of the pair of quarter wavelength resonators to be stacked increases, the physical length of each quarter wavelength resonator can be designed to be shorter, and the size can be further reduced.

図16は、本実施の形態に係るフィルタの第1の構成例を示している。上記第1の実施の形態に係るフィルタの構成に対して、第1の共振器1と第2の共振器2との間に、中間段の共振器30を所定間隔をあけて設けたものである。中間段の共振器30も、第1の共振器1と第2の共振器2と同様、互いにインターディジタル結合された一対の1/4波長共振器31,32で構成されている。そして、その中間段の共振器30も含めて、第1の共振器1と第2の共振器2とが第2の共振周波数f2で共振し、互いに電磁結合されている。このフィルタでは、下層側から順に、一対の1/4波長共振器11,12と一対の1/4波長共振器31,32と一対の1/4波長共振器21,22との3組の一対の1/4波長共振器が、すべて同一方向(上下方向)に所定間隔をあけて積層配置されていることで、2組の一対の1/4波長共振器を積層配置した構成に比べて、より小型化が可能となる。 FIG. 16 shows a first configuration example of the filter according to the present embodiment. In contrast to the configuration of the filter according to the first embodiment, an intermediate stage resonator 30 is provided between the first resonator 1 and the second resonator 2 with a predetermined interval. is there. Similarly to the first resonator 1 and the second resonator 2, the intermediate-stage resonator 30 also includes a pair of quarter-wave resonators 31 and 32 that are interdigitally coupled to each other. The first resonator 1 and the second resonator 2 including the intermediate-stage resonator 30 resonate at the second resonance frequency f 2 and are electromagnetically coupled to each other. In this filter, three pairs of a pair of quarter-wave resonators 11 and 12, a pair of quarter-wave resonators 31 and 32, and a pair of quarter-wave resonators 21 and 22 are sequentially arranged from the lower layer side. The quarter-wave resonators are all stacked in the same direction (vertical direction) with a predetermined interval, so that compared to a configuration in which two pairs of quarter-wave resonators are stacked, Further downsizing is possible.

図17および図18は、本実施の形態に係るフィルタの第2の構成例を示している。この第2の構成例は、図16に示した第1の構成例と上記第2の実施の形態の構成とを組み合わせた構造を有している。この第2の構成例は、グランド層70,71,72が追加された点を除いて図16に示した第1の構成例と同様である。グランド層70は、第1の共振器1に対して上層側に設けられている。なお、図18では、上層のグランド層70の図示を省略している。グランド層71,72は中間層に設けられている。すなわち、第1の共振器1と中間段の共振器30との間(一対の1/4波長共振器11,12と一対の1/4波長共振器31,32との間)にグランド層72が配置されると共に、中間段の共振器30と第2の共振器2との間(一対の1/4波長共振器31,32と一対の1/4波長共振器21,22との間)にグランド層71が配置されている。グランド層71,72には、結合窓(開口部)71A,72Aが設けられている。上記第2の実施の形態と同様、グランド層71,72において、結合窓71A,72Aを設ける位置や大きさおよび形状を変えることで、隣り合う共振器間の結合調整を行うことができる。結合窓71A,72Aの形状は図示した矩形形状に限らず、多角形状でも良いし、楕円などの曲線状の形状であっても構わない。
[その他の実施の形態]
17 and 18 show a second configuration example of the filter according to the present embodiment. This second configuration example has a structure in which the first configuration example shown in FIG. 16 is combined with the configuration of the second embodiment. This second configuration example is the same as the first configuration example shown in FIG. 16 except that ground layers 70, 71, and 72 are added. The ground layer 70 is provided on the upper layer side with respect to the first resonator 1. In FIG. 18, the upper ground layer 70 is not shown. The ground layers 71 and 72 are provided in the intermediate layer. That is, the ground layer 72 is provided between the first resonator 1 and the intermediate-stage resonator 30 (between the pair of quarter-wave resonators 11 and 12 and the pair of quarter-wave resonators 31 and 32). Between the resonator 30 in the intermediate stage and the second resonator 2 (between the pair of quarter-wave resonators 31 and 32 and the pair of quarter-wave resonators 21 and 22). A ground layer 71 is disposed on the surface. The ground layers 71 and 72 are provided with coupling windows (openings) 71A and 72A. As in the second embodiment, the coupling between adjacent resonators can be adjusted by changing the position, size and shape of the coupling windows 71A and 72A in the ground layers 71 and 72. The shape of the coupling windows 71A and 72A is not limited to the rectangular shape shown in the figure, and may be a polygonal shape or a curved shape such as an ellipse.
[Other embodiments]

本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、上記各実施の形態では、不平衡入力−平衡出力型または平衡入力−不平衡出力型のフィルタを例に説明したが、本発明は、入力端または出力端の少なくとも一方に平衡端子を備えたフィルタに適用可能である。すなわち、入出力端双方を平衡端子にした平衡入力−平衡出力型のフィルタにも適用可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, in each of the above embodiments, an unbalanced input-balanced output type or balanced input-unbalanced output type filter has been described as an example. However, the present invention includes a balanced terminal at at least one of the input end and the output end. Applicable to other filters. That is, the present invention can be applied to a balanced input-balanced output type filter in which both input and output terminals are balanced terminals.

図19および図20は、平衡入力−平衡出力型のフィルタの構成例を示している。図19は、このフィルタにおけるインターディジタル結合の構造を模式的に示している。この平衡入力−平衡出力型フィルタは、第1の共振器1と、第2の共振器2と、第1の共振器1に接続された一対の平衡端子3A,3Bと、第2の共振器2に接続された一対の平衡端子4A,4Bとを備えている。このフィルタは、第1の共振器1に一対の平衡端子3A,3Bが接続されている点を除いて、図1に示した上記第1の実施の形態に係るフィルタと同様の構成となっている。   19 and 20 show configuration examples of balanced input-balanced output type filters. FIG. 19 schematically shows the structure of interdigital coupling in this filter. The balanced input-balanced output type filter includes a first resonator 1, a second resonator 2, a pair of balanced terminals 3A and 3B connected to the first resonator 1, and a second resonator. 2 and a pair of balanced terminals 4A and 4B. This filter has the same configuration as the filter according to the first embodiment shown in FIG. 1 except that a pair of balanced terminals 3A and 3B are connected to the first resonator 1. Yes.

このフィルタも上記第1の実施の形態に係るフィルタと同様、第1の共振器1と第2の共振器2とが、インターディジタル結合された共振器における周波数の低い第2の共振周波数f2で共振し、電磁結合するように構成されている。これにより、第2の共振周波数f2を通過帯域とした、平衡入力−平衡出力型のバンドパスフィルタが構成されている。なお、この平衡入力−平衡出力型のフィルタについても、上記第2の実施の形態と同様の構成、すなわち、一対の1/4波長共振器11,12と他の一対の1/4波長共振器21,22との間にグランド層71を備えた構成にすることも可能である。また、上記第3の実施の形態と同様、一対の1/4波長共振器を3組以上積層配置した構成にすることも可能である。 Similarly to the filter according to the first embodiment, this filter also has a second resonance frequency f 2 having a low frequency in a resonator in which the first resonator 1 and the second resonator 2 are interdigitally coupled. And is configured to be electromagnetically coupled. As a result, a balanced input-balanced output type band-pass filter having the second resonance frequency f 2 as a pass band is configured. The balanced input-balanced output type filter also has the same configuration as that of the second embodiment, that is, a pair of quarter-wave resonators 11 and 12 and another pair of quarter-wave resonators. A configuration in which a ground layer 71 is provided between the two layers 21 and 22 is also possible. Further, similarly to the third embodiment, it is possible to adopt a configuration in which three or more pairs of quarter-wave resonators are stacked.

本発明の第1の実施の形態に係るフィルタの一構成例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of 1 composition of a filter concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係るフィルタの一構成例を示す第1の側面図(A)および第2の側面図(B)である。It is the 1st side view (A) and the 2nd side view (B) which show the example of 1 composition of the filter concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係るフィルタにおけるインターディジタル結合の構造を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the interdigital coupling in the filter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るフィルタの他の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other structural example of the filter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. インターディジタル結合された一対の1/4波長共振器の第1の共振モードを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st resonance mode of a pair of 1/4 wavelength resonator by which the interdigital coupling was carried out. インターディジタル結合された一対の1/4波長共振器の第2の共振モードを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd resonance mode of a pair of 1/4 wavelength resonator by which the interdigital coupling was carried out. 左右対称型のカップリング伝送線路の伝送モードについての説明図であり、(A)は奇モードでの電界分布を示し、(B)は偶モードでの電界分布を示す説明図である。It is explanatory drawing about the transmission mode of a left-right symmetric coupling transmission line, (A) shows the electric field distribution in odd mode, (B) is explanatory drawing which shows the electric field distribution in even mode. 左右対称型のカップリング伝送線路と等価な伝送線路の構造についての説明図であり、(A)はその等価な伝送線路における奇モードを示し、(B)は偶モードを示す説明図である。It is explanatory drawing about the structure of a transmission line equivalent to a left-right symmetric coupling transmission line, (A) shows the odd mode in the equivalent transmission line, (B) is explanatory drawing which shows the even mode. インターディジタル結合された一対の1/4波長共振器における共振周波数の分布状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the distribution state of the resonant frequency in a pair of 1/4 wavelength resonator by which the interdigital coupling was carried out. インターディジタル結合された一対の1/4波長共振器における磁界分布を示す第1の説明図(A)および第2の説明図(B)である。It is the 1st explanatory view (A) and the 2nd explanatory view (B) which show magnetic field distribution in a pair of quarter wavelength resonators by which interdigital combination was carried out. 本発明の第1の実施の形態に係るフィルタの損失特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the loss characteristic of the filter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るフィルタの位相特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the phase characteristic of the filter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るフィルタの振幅特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the amplitude characteristic of the filter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るフィルタの一構成例を示す側面図である。It is a side view showing an example of 1 composition of a filter concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るフィルタの一構成例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the example of 1 structure of the filter which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係るフィルタの第1の構成例を示す側面図である。It is a side view which shows the 1st structural example of the filter which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係るフィルタの第2の構成例を示す側面図である。It is a side view which shows the 2nd structural example of the filter which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図17に示した第2の構成例に係るフィルタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the filter which concerns on the 2nd structural example shown in FIG. 本発明のその他の実施の形態に係るフィルタにおけるインターディジタル結合の構造を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the interdigital coupling in the filter which concerns on other embodiment of this invention. 本発明のその他の実施の形態に係るフィルタの一構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one structural example of the filter which concerns on other embodiment of this invention. 従来のバランの基本構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic structure of the conventional balun. 本発明の第1の実施の形態に係るフィルタに対する比較例の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the comparative example with respect to the filter which concerns on the 1st Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…第1の共振器、2…第2の共振器、3…不平衡端子、3A,3B,4A,4B…平衡端子、5,6…回転対称軸、11,12,21,22…1/4波長共振器、71,72…グランド層、71A,72A…結合窓。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st resonator, 2 ... 2nd resonator, 3 ... Unbalanced terminal, 3A, 3B, 4A, 4B ... Balanced terminal, 5, 6 ... Axis of rotation, 11, 12, 21, 22, ... 1 / 4 wavelength resonator, 71, 72 ... ground layer, 71A, 72A ... coupling window.

Claims (7)

互いに対向するようにインターディジタル結合され、各1/4波長共振器がすべて同一方向に積層配置された複数組の一対の1/4波長共振器と、
少なくとも1つの前記一対の1/4波長共振器に設けられ、前記一対の1/4波長共振器の一方に一方の端子が接続されると共に、前記一対の1/4波長共振器の他方に他方の端子が接続された一対の平衡端子と
を備え、
前記各一対の1/4波長共振器は、インターディジタル結合していないときの前記各1/4波長共振器の単体での共振周波数をf0としたとき、前記単体での共振周波数f0よりも高い第1の共振周波数f1で共振する第1の共振モードと前記単体での共振周波数f0よりも低い第2の共振周波数f2で共振する第2の共振モードとを有し、
かつ、隣り合う前記各一対の1/4波長共振器同士が前記第2の共振周波数f2で電磁結合され
前記各一対の1/4波長共振器が、前記第2の共振モードで互いに逆相に励振されるものである
ことを特徴とするフィルタ。
A plurality of pairs of quarter-wave resonators that are interdigitally coupled so as to face each other and each quarter-wave resonator is laminated in the same direction;
Provided in at least one pair of quarter-wave resonators, one terminal is connected to one of the pair of quarter-wave resonators, and the other to the other of the pair of quarter-wave resonators And a pair of balanced terminals connected to
Each pair of quarter-wave resonator, when the resonance frequency of the alone of each quarter-wave resonators when no interdigital coupling as f 0, than the resonance frequency f 0 in the single A first resonance mode that resonates at a higher first resonance frequency f 1 and a second resonance mode that resonates at a second resonance frequency f 2 lower than the resonance frequency f 0 of the single unit,
And each pair of adjacent quarter-wave resonators is electromagnetically coupled at the second resonance frequency f 2 ,
The filter, wherein each of the pair of quarter-wave resonators is excited in mutually opposite phases in the second resonance mode .
複数のグランド層をさらに備え、
前記複数のグランド層は、少なくとも、前記一対の平衡端子が設けられた前記一対の1/4波長共振器を挟み込むような位置に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ。
A plurality of ground layers;
2. The filter according to claim 1, wherein the plurality of ground layers are formed at positions that sandwich at least the pair of quarter-wave resonators provided with the pair of balanced terminals.
前記一対の平衡端子が設けられた前記一対の1/4波長共振器は回転対称軸を有し、全体として回転対称な構造とされ、
前記複数のグランド層は、前記回転対称軸に対して互いに回転対称となる位置において前記一対の1/4波長共振器を挟み込むように形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載のフィルタ。
The pair of quarter-wave resonators provided with the pair of balanced terminals has a rotationally symmetric axis, and has a rotationally symmetric structure as a whole.
3. The filter according to claim 2, wherein the plurality of ground layers are formed so as to sandwich the pair of quarter-wave resonators at positions that are rotationally symmetric with respect to the rotational symmetry axis. .
隣り合う前記一対の1/4波長共振器の間に前記グランド層を有し、そのグランド層に前記隣り合う前記一対の1/4波長共振器同士を結合するための結合窓が設けられている
ことを特徴とする請求項2または3に記載のフィルタ。
The ground layer is provided between the pair of adjacent quarter wavelength resonators, and a coupling window for coupling the pair of adjacent quarter wavelength resonators to each other is provided in the ground layer. The filter according to claim 2 or 3, wherein
前記一対の1/4波長共振器は、回転対称軸を有し全体として回転対称な構造とされ、
前記一対の平衡端子が、前記回転対称軸に対して互いに回転対称となる位置において前記一対の1/4波長共振器に接続されている
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のフィルタ。
The pair of quarter-wave resonators has a rotationally symmetric axis and a rotationally symmetric structure as a whole.
The pair of balanced terminals are connected to the pair of quarter-wave resonators at positions that are rotationally symmetric with respect to the rotational symmetry axis. The filter described in.
前記一対の平衡端子が設けられていない他の一対の1/4波長共振器に設けられた不平衡端子をさらに備え、全体として不平衡入力−平衡出力型または平衡入力−不平衡出力型のフィルタが構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のフィルタ。
The filter further comprises an unbalanced terminal provided in another pair of quarter-wave resonators not provided with the pair of balanced terminals, and is an unbalanced input-balanced output type or balanced input-unbalanced output type filter as a whole. The filter according to any one of claims 1 to 5, wherein the filter is configured.
前記一対の平衡端子を2組備え、2組の前記一対の1/4波長共振器のそれぞれに、前記一対の平衡端子が設けられ、全体として平衡入力−平衡出力型のフィルタが構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のフィルタ。
Two pairs of balanced terminals are provided, and the pair of balanced terminals are provided in each of the two pairs of quarter-wave resonators, and a balanced input-balanced output type filter is configured as a whole. The filter according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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