JP4649385B2 - 帯域通過フィルタの設計方法および帯域通過フィルタ - Google Patents
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Description
図1は、帯域通過フィルタの回路図(等価回路)である。なお、この実施形態では、帯域通過フィルタとして、6段楕円関数型フィルタを採用している。図1に示すように、6段楕円関数型フィルタ1は、6段の共振器(共振素子)3(31、32、33、34、35、36)から構成されており、この図1では、各共振器3の境界を点線で示している。なお、6段の共振器3を総括してまたは任意の1つを指す場合、共振器3、それぞれの共振器3を指す場合、各共振器3と記し、個別に指す場合には、第1共振器31、第2共振器32、第3共振器33、第4共振器34、第5共振器35、第6共振器36と記す。
ここで、無負荷Q値の数値例を図5に示す。図5は無負荷Q値の数値例、No1からNo16までについて示した図である。この図5において、6段楕円関数型フィルタ1の無負荷Q値の算術平均を5000一定として、各共振器3の無負荷Q値を変えた場合の中心周波数での挿入損失L1と、帯域端での挿入損失L2と、これらの差分L2−L1、すなわち、帯域内振幅偏差とを示している。
t(f,Q1,Q2,・・・,Q6)=2/(A+B+C+D)
ただし、fは周波数、Q1,Q2,・・・,Q6は各共振器3の無負荷Q値である。
L(f,Q1,Q2,・・・,Q6)=−20×log|t(f,Q1,Q2,・・・,Q6)|
TL(Q1,Q2,・・・,Q6)=∫697.15 702.85L(f,Q1,Q2,・・・,Q6)df
このように、総和挿入損失TLが最小になるように、変数Q1,Q2,・・・,Q6の値を求めればよい。
また、帯域通過フィルタのフィルタ型式についても、楕円関数型以外にも、バターワース型、チェビシェフ型等が挙げられ、限定されるものではない。
3 共振器
Claims (3)
- 型式が同種類のN個(N:2以上の整数)の共振器で構成される帯域通過フィルタの設計方法であって、
前記N個の共振器の無負荷Qを設定するために、
前記N個の共振器が同一としたときに共振器の外形寸法より定まる無負荷Q値であるQ0を各共振器に与え、
前記各共振器が同一としたときに与えた無負荷Q値を、設定するN個の無負荷Q値の算術平均がQ0に等しくなる条件の下に、前記フィルタ内の共振器毎に変えて設定し、
前記無負荷Q値を変えた共振器で構成されたフィルタ毎に、当該フィルタにおいて信号を通過させる所要の帯域全体の伝送損失として、中心周波数での挿入損失と帯域端での挿入損失との差分を示す帯域内振幅偏差を計算し、
前記計算した帯域内振幅偏差が、各共振器に無負荷Q値を等しく与えた帯域通過フィルタの帯域内振幅偏差よりも小さく、かつ、計算した全フィルタのうち最小となるフィルタを選択し、前記選択したフィルタを構成する各共振器に設定されている無負荷Q値を、前記設定するN個の無負荷Q値として決定することを特徴とする帯域通過フィルタの設計方法。 - 型式が同種類のN個(N:2以上の整数)の共振器で構成される帯域通過フィルタの設計方法であって、
前記N個の共振器の無負荷Qを設定するために、
前記N個の共振器が同一としたときに共振器の外形寸法より定まる無負荷Q値であるQ0を各共振器に与えたときに、共振器毎に、信号を通過させる所要の帯域幅内の周波数に応じた電界強度を示す帯域内相対電界強度をそれぞれ計算しておいて、
設定するN個の無負荷Q値の算術平均がQ0に等しくなる条件の下に、各共振器における相対電界強度の2乗の値と無負荷Q値の逆数の積から求まる導体損の挿入損失の総和に当たる総和挿入損失を計算し、当該総和挿入損失を最小にするように無負荷Q値を配分することを特徴とする帯域通過フィルタの設計方法。 - 型式が同種類のN個(N:2以上の整数)の共振器で構成される帯域通過フィルタであって、
前記N個の共振器が同一としたときに共振器の外形寸法より定まる無負荷Q値であるQ0 を各共振器に与えたときに共振器毎にそれぞれ計算される、信号を通過させる所要の帯域幅内の周波数に応じた電界強度を示す帯域内相対電界強度と前記各共振器に設定された各々の無負荷Q値について
設定されたN個の無負荷Q値の算術平均がQ0に等しく、かつ各共振器の帯域内における相対電界強度の偏差が最も大きい共振器に最大の無負荷Q値が、次に相対電界強度の偏差が大きい共振器に次に大きい無負荷Q値が、相対電界強度の偏差が最も小さい共振器に最小の無負荷Q値が設定されており、
当該フィルタにおいて前記帯域全体の伝送損失として計算される、中心周波数での挿入損失と帯域端での挿入損失との差分を示す帯域内振幅偏差が、各共振器に無負荷Q値を等しく与えた帯域通過フィルタの帯域内振幅偏差よりも小さく設定されていることを特徴とする帯域通過フィルタ。
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