JP4758942B2 - デュアルバンド共振器およびデュアルバンドフィルタ - Google Patents
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Description
1つは、図14に示したような外見上1つの形状で、2つの周波数で共振するデュアルバンド共振器が用いられ、それらが入出力ポートと結合され、さらにいくつか連なることによってフィルタを構成するものである(例えば、非特許文献1を参照)。このフィルタでは、入出力線路と結合する両端のデュアルバンド共振器は、2つの帯域両方で所望の周波数および帯域幅となる満足するように結合部の構造および寸法を決定する必要がある。
S. Sun, L. Zhu, "Novel Design of Microstrip Bandpass Filters with a Controllable Dual-Passband Response: Description and Implimentation," IEICE Trans. Electron., vol. E89-C, no. 2, pp. 197-202, February 2006. X. Guan, Z. Ma, P. Cai, Y. Kobayashi, T. Anada, and G. Hagiwara, "Synthesizing Microstrip Dual-Band Bandpass Filters Using Frequency Transformation and Circuit Conversion Technique," IEICE Trans. Electron., vol. E89-C, no. 4, pp. 495-502, April 2006.
信号入出力線は、信号を入出力する。第1共振部は、一端が上記信号入出力線に接続され他端が開放端である。第2共振部は、一端が地導体に接続され他端が開放端である。接続線路は、上記信号入出力線と上記第1共振部との接続点と上記第2共振部上の所定の一点との間を接続するあらかじめ定められた長さの線路である。
図1は第1実施形態の共振器の構成例である。なお、図の塗られている部分に導体が存在し、色が無く、塗られている部分に囲まれている部分が導体下面の誘電体基板がむき出しになっている部分を示している。以後、この説明は全ての図に適用される。
共振器100は、信号入出力線101、第1共振部102、第2共振部103、及び第1接続線路104を備え、両側に地導体105を配したコプレーナ平面回路内に構成される。
図2は第1実施形態の共振器の変形例である。
図1の構成では、第2共振部103は折り曲げられて配置されることにより、直線形状の第1共振部102と比較して長くなっているが、図2では逆に第1共振部102が折り曲げられて配置されることにより、直線形状の第2共振部103と比較して長くなっている。このように第1共振部と第2共振部の長短を逆にしても、どちらの共振部の方が高い(又は低い)周波数で共振するかが逆になるだけで、その他の作用効果については同様であることから、実装時の事情に応じていずれの構成をとっても構わない。
図3は第2実施形態の共振器の構成例である。
共振器200は、信号入出力線101、第1共振部202、第2共振部203、及び第1接続線路104から構成される。信号入出力線101、第1接続線路104は先に説明した第1実施形態にて適用されるものと同様である。よって、図3の中で図1と同一の名称・機能を有する部分については同一参照番号を付け、説明は省略する。その他の図面についても同様とする。
なお、本実施形態でも第1実施形態の変形例で説明したように、第1共振部と第2共振部の長さはいずれが長くても構わない。
図4は第3実施形態の共振器の構成例である。
共振器300は、信号入出力線101、第1共振部302、第2共振部303、及び第1接続線路104から構成される。信号入出力線101、第1接続線路104は先に説明した第1実施形態にて適用されるものと同様である。
共振部をメアンダ構造とすることで、ある外形寸法において、より長い共振器を収容できるため、共振器の小型化が可能となる。
なお、本実施形態でも第1実施形態の変形例で説明したように、第1共振部と第2共振部の長さはいずれが長くても構わない。
図5は第4実施形態の共振器の構成例である。
共振器400は、信号入出力線101、第1共振部402、第2共振部403、及び第1接続線路104から構成される。信号入出力線101、第1接続線路104は先に説明した第1実施形態にて適用されるものと同様である。
共振部を折り返しスパイラル構造とすることで、第3実施形態と同様、ある外形寸法において、より長い共振器を収容できるため、共振器の小型化が可能となる。
なお、本実施形態でも第1実施形態の変形例で説明したように、第1共振部と第2共振部の長さはいずれが長くても構わない。
図6は第5実施形態の共振器の構成例である。
共振器500は、信号入出力線101、第1共振部102、第2共振部103、第1接続線路104、第3共振部501、及び第2接続線路502から構成される。信号入出力線101、第1共振部102、第2共振部103、及び第1接続線路104は先に説明した第1実施形態にて適用されるものと同様である。なお、第1共振部の形状は、信号入出力線の長手方向の中心軸を対称軸として対称な形状であれば、図6のような長方形でもステップインピーダンス構造やその他の形状でもよく、また、第2共振部の形状には、第1〜第4実施形態で説明したいずれの形状を適用してもよい。
図7に示す構造は、第1共振部の開放端をステップインピーダンス構造とし、第2、第3共振部は開放端をステップインピーダンス構造とするとともに中間部をスパイラル構造としたものである。経路長BCはL0の長さを調整することにより変化することができ、経路長ABCは更にW0の長さを調整することにより変化することができる。
従って、L0、W0を変化させることにより外部結合量Qea、Qebを共に調整できる。なお、外部結合量Qea、Qebが大きいほど通過帯域は狭くなり、小さいほど通過帯域は広くなる。
このシミュレーションではパラメータをL0、W0の長さとして定義したが、経路BCもしくは経路ABCの長さを変更させることができれば、パラメータはどのように定義しても構わない。
図9は第6実施形態の共振器の構成例である。
共振器600は、信号入出力線101、第1共振部102、第2共振部103、第1接続線路104、及びビアホール601を備え、ビアホール601以外は先に説明した第1実施形態にて適用されるものと同様である。
ビアホール601は、基板表面に形成される第2共振部103と基板裏面に形成される地導体602との電気的導通を確保するために基板に形成される貫通穴である。
なお、第2〜第5実施形態についても、同様にマイクロストリップ構造により構成することが可能である。
第1〜第6実施形態のいずれか、若しくはそれらを組み合わせた構造を有する共振器を両端に配して多段化することにより、デュアルバンドフィルタを構成することができる。
Claims (10)
- 電気長が互いに異なることにより異なる周波数で共振する2つの共振部を有する共振器であって、
信号を入出力する信号入出力線と、
一端が上記信号入出力線に接続され、他端が開放されている第1共振部と、
一端が地導体に接続され、他端が開放されている第2共振部と、
上記信号入出力線と上記第1共振部との接続点と、上記第2共振部の所定の一点との間を接続する、あらかじめ定められた長さの第1接続線路と、
を備える共振器。 - 請求項1に記載の共振器において、
上記第1共振部または上記第2共振部の少なくともいずれか一方の開放端の線路幅が、他端の線路幅と比べて幅広になっているステップインピーダンス構造であることを特徴とする共振器。 - 請求項1または2のいずれかに記載の共振器において、
上記第1共振部または上記第2共振部のうち少なくともいずれか一方が、メアンダ構造であることを特徴とする共振器。 - 請求項1または2のいずれかに記載の共振器において、
上記第1共振部または上記第2共振部のうち少なくともいずれか一方がスパイラル構造であることを特徴とする共振器。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の共振器において、
上記信号入出力線の長手方向の中心軸を対称軸として、
上記対称軸を挟んで上記第2共振部と対称な位置・形状に配された第3共振部と、
上記対称軸を挟んで上記第1線路と対称な位置・形状に配された第2接続線路と、
を更に備えることを特徴とする共振器。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の共振器は、
上記第1共振部と上記第2共振部とが同時に誘導的に励振されることを特徴とする共振器。 - 請求項5に記載の共振器は、
上記第1共振部と上記第2共振部と上記第3共振部とが同時に誘導的に励振されることを特徴とする共振器。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の共振器は、
両側に地導体を配したコプレーナ平面回路内に構成されていることを特徴とする共振器。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の共振器は、
地導体を基板の裏面に配したマイクロストリップ構造により構成されることを特徴とする共振器。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の共振器を備えることを特徴とするデュアルバンドフィルタ。
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