JP4778011B2 - High frequency filter - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロストリップラインまたはストリップライン構造の共振パターンを持つ高周波フィルタに関する。   The present invention relates to a high frequency filter having a resonance pattern of a microstripline or stripline structure.

図13Aに、下記の特許文献1に記載された高周波フィルタの平面図を示し、図13Bに、図13Aの一点鎖線11B−11Bにおける断面図を示す。   FIG. 13A shows a plan view of the high-frequency filter described in Patent Document 1 below, and FIG. 13B shows a cross-sectional view taken along one-dot chain line 11B-11B in FIG. 13A.

誘電体基板101の主表面上に、共振パターン102、入力ポート103、及び出力ポート104が形成されている。共振パターン102の平面形状は円形である。入力ポート103及び出力ポート104は、それぞれ共振パターン102の外周上の、中心角90°をなす2つの点において、共振パターン102に電磁気的に結合している。誘電体基板101の裏面には、グランド膜105が形成されている。共振パターン102、グランド膜105、及び誘電体基板101は、マイクロストリップラインを構成する。   On the main surface of the dielectric substrate 101, a resonance pattern 102, an input port 103, and an output port 104 are formed. The planar shape of the resonance pattern 102 is circular. The input port 103 and the output port 104 are electromagnetically coupled to the resonance pattern 102 at two points on the outer periphery of the resonance pattern 102 that form a central angle of 90 °. A ground film 105 is formed on the back surface of the dielectric substrate 101. The resonance pattern 102, the ground film 105, and the dielectric substrate 101 constitute a microstrip line.

共振パターン102の上に、他の誘電体基板110が配置されている。誘電体基板110の表面上に、導体パターン111が形成されている。導体パターン111は、入力ポート103と共振パターン102との結合位置と、出力ポート104と共振パターン102との結合位置とを両端とする中心角270°の円弧の中心点と重なる位置に配置されている。導体パターン111の平面形状は例えば円形であり、その直径は、マイクロストリップラインを伝搬する高周波信号の実効波長の1/4以下である。   Another dielectric substrate 110 is disposed on the resonance pattern 102. A conductor pattern 111 is formed on the surface of the dielectric substrate 110. The conductor pattern 111 is disposed at a position that overlaps the center point of an arc having a central angle of 270 ° with the coupling position between the input port 103 and the resonance pattern 102 and the coupling position between the output port 104 and the resonance pattern 102 as both ends. Yes. The planar shape of the conductor pattern 111 is, for example, a circle, and its diameter is ¼ or less of the effective wavelength of the high-frequency signal propagating through the microstrip line.

導体パターン111が共振パターン102と電磁気的に結合することにより、共振パターン102の相互に直交する2つの電磁界モードの縮退が解かれて共振周波数が分離する。これにより、図13Aに示した高周波素子は、デュアルモードフィルタとして機能する。   When the conductor pattern 111 is electromagnetically coupled to the resonance pattern 102, the degeneration of the two electromagnetic field modes orthogonal to each other of the resonance pattern 102 is solved, and the resonance frequency is separated. Thereby, the high frequency device shown in FIG. 13A functions as a dual mode filter.

図13A及び図13Bに示したディスク型共振パターンは、ヘアピン型共振パターンやストレートライン型共振パターンに比べて、特定箇所への電流の集中が生じにくい。また、円形の外周の一部にノッチを設けたディスクパターンに比べても、特定箇所への電流の集中が生じにくい。このため、電力耐性が高く、送信用フィルタへの応用が期待される。   The disc-type resonance pattern shown in FIGS. 13A and 13B is less likely to cause current concentration at a specific location than the hairpin-type resonance pattern and the straight-line-type resonance pattern. Further, even when compared with a disk pattern in which a notch is provided on a part of a circular outer periphery, current concentration is less likely to occur at a specific location. For this reason, power tolerance is high and application to a transmission filter is expected.

特開2006−115416号公報JP 2006-115416 A

図13A及び図13Bに示した高周波フィルタでは、共振パターン102と、その上に配置される誘電体基板110との間に発生する空気ギャップ、共振パターン102と導体パターン111との位置ずれ等により、フィルタ特性が設計値からずれてしまう。   In the high frequency filter shown in FIGS. 13A and 13B, due to an air gap generated between the resonant pattern 102 and the dielectric substrate 110 disposed thereon, a positional deviation between the resonant pattern 102 and the conductor pattern 111, etc. Filter characteristics deviate from design values.

本発明の目的は、共振パターンの特定箇所への電流集中が生じにくく、かつ実際のフィルタ特性の、設計値からのずれが生じにくい高周波フィルタを提供することである。   An object of the present invention is to provide a high-frequency filter in which current concentration at a specific portion of a resonance pattern is unlikely to occur and an actual filter characteristic is unlikely to deviate from a design value.

本発明の一観点によると、
誘電体材料からなる基板と、
前記基板の主表面上に導電材料で形成された円形の平面形状を持つ第1の共振パターンと、
前記第1の共振パターンの中心を通過する第1の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第1の入力ポートと、
前記第1の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第1の出力ポートと、
前記第1の共振パターンの中心を通過し、前記第1の仮想直線と直交する第2の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第2の入力ポートと、
前記第2の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第2の出力ポートと、
前記第1の出力ポートに出力された高周波信号を前記第2の入力ポートまで伝搬させる第1のポート間導波路と
前記基板の前記主表面とは反対側の表面に形成されたグランド膜と
を有する高周波フィルタが提供される。
According to one aspect of the invention,
A substrate made of a dielectric material;
A first resonance pattern having a circular planar shape formed of a conductive material on the main surface of the substrate;
A first electromagnetically coupled to the first resonance pattern at one intersection of the first imaginary straight line passing through the center of the first resonance pattern and the outer periphery of the first resonance pattern An input port;
A first output port that electromagnetically couples to the first resonance pattern at the other intersection of the first imaginary straight line and the outer periphery of the first resonance pattern;
The first resonance at one intersection of a second imaginary line that passes through the center of the first resonance pattern and is orthogonal to the first imaginary line, and an outer peripheral line of the first resonance pattern. A second input port electromagnetically coupled to the pattern;
A second output port that electromagnetically couples to the first resonance pattern at the other intersection of the second imaginary straight line and the outer periphery of the first resonance pattern;
A first inter-port waveguide for propagating a high-frequency signal output to the first output port to the second input port ;
A high frequency filter having a ground film formed on a surface opposite to the main surface of the substrate is provided.

1枚の誘電体基板上に、共振パターン、入出力ポート、及びポート間導波路を形成することにより、複数のパターンの位置ずれに起因する共振周波数のずれを防止することができる。また、共振パターン等が基板の片面に形成されるため、製造効率が高く、特に共振器を多段化した場合に、より顕著な効果が期待される。さらに、円形の共振パターンを用いたため、耐電力性が高く、大電力入力時の非線形歪が抑制される。   By forming the resonance pattern, the input / output port, and the inter-port waveguide on one dielectric substrate, it is possible to prevent the shift of the resonance frequency due to the position shift of the plurality of patterns. Further, since the resonance pattern or the like is formed on one surface of the substrate, the manufacturing efficiency is high, and a more remarkable effect is expected particularly when the resonator is multistaged. Furthermore, since a circular resonance pattern is used, the power durability is high, and nonlinear distortion at the time of high power input is suppressed.

図1Aに、第1の実施例による高周波フィルタの断面図を示し、図1Bに、図1Aの一点鎖線1B−1Bにおける平断面図を示す。図1Bの一点鎖線1A−1Aにおける断面図が、図1Aに相当する。   FIG. 1A shows a cross-sectional view of the high-frequency filter according to the first embodiment, and FIG. 1B shows a flat cross-sectional view taken along one-dot chain line 1B-1B in FIG. A cross-sectional view taken along one-dot chain line 1A-1A in FIG. 1B corresponds to FIG. 1A.

主表面上に共振パターン21等が形成され、裏面にグランド膜27が形成された誘電体基板20が、パッケージ15の本体15Aの底面上に配置されている。グランド膜27がパッケージ本体15Aの底面に接触する。   A dielectric substrate 20 having a resonance pattern 21 and the like formed on the main surface and a ground film 27 formed on the back surface is disposed on the bottom surface of the main body 15A of the package 15. The ground film 27 contacts the bottom surface of the package body 15A.

パッケージ本体15Aは、上方が開口した直方体状の容器であり、開口部は、天板15Bで塞がれている。パッケージ本体15Aと天板15Bとにより、内部に閉じた空間を画定するパッケージ15が構成される。パッケージ15は、例えば、熱伝導性及び導電性に優れる無酸素銅で形成されている。なお、無酸素銅の他に、純アルミニウム、アルミニウム合金、銅合金等で形成してもよい。さらに、熱収縮率が誘電体基板20のそれに近いコバール、インバー、42アロイ等で形成してもよい。また、パッケージ15には、表面酸化による電気的な特性の劣化を防止するために、厚さ2μm程度の金めっきが施されている。   The package body 15A is a rectangular parallelepiped container having an upper opening, and the opening is closed with a top plate 15B. The package body 15A and the top plate 15B constitute a package 15 that defines a closed space inside. The package 15 is made of, for example, oxygen-free copper having excellent thermal conductivity and conductivity. In addition to oxygen-free copper, pure aluminum, an aluminum alloy, a copper alloy, or the like may be used. Further, it may be formed of Kovar, Invar, 42 alloy or the like having a thermal contraction rate close to that of the dielectric substrate 20. The package 15 is plated with gold having a thickness of about 2 μm in order to prevent deterioration of electrical characteristics due to surface oxidation.

誘電体基板20は、主表面に(100)結晶面が現れている酸化マグネシウム(MgO)で形成され、その厚さは0.5mmである。誘電体基板20の材料として、LaAlO、サファイア等の高誘電率、低損失の誘電体材料を用いてもよい。 The dielectric substrate 20 is made of magnesium oxide (MgO) having a (100) crystal plane appearing on the main surface, and its thickness is 0.5 mm. As a material of the dielectric substrate 20, a dielectric material having a high dielectric constant and low loss such as LaAlO 3 and sapphire may be used.

図1Bに示すように、誘電体基板20の主表面上に、共振パターン21、第1の入力ポート22、第1の出力ポート23、第2の入力ポート24、第2の出力ポート25、及びポート間導波路26が形成されている。上記誘電体基板20の上に5GHz帯のバンドパスフィルタを作製する場合の共振パターン21は、直径11mmの円形の平面形状を有する。このとき、共振パターン21内で共振する高周波信号の波長λrと、共振パターンdの直径dとの関係は、
d=(n/2)λr (nは自然数) ・・・(1)
となる。ここで、n=1のときの波長λrに相当する周波数を「基本共振周波数」と呼ぶこととする。すなわち、共振パターン21の基本共振周波数の信号は、その直径の2倍、すなわち22mmの波長を持つ。実際の共振波長は、マイクロストリップラインの実効誘電率と、電気的に測定された共振周波数とから求めることができる。なお、現実には、共振パターン21の縁からの電磁波の染み出し等により、共振する高周波信号の波長は、上述の式(1)で求めた共振波長λrからややずれる。
As shown in FIG. 1B, on the main surface of the dielectric substrate 20, a resonance pattern 21, a first input port 22, a first output port 23, a second input port 24, a second output port 25, and An inter-port waveguide 26 is formed. The resonance pattern 21 in the case of producing a 5 GHz band-pass filter on the dielectric substrate 20 has a circular planar shape with a diameter of 11 mm. At this time, the relationship between the wavelength λr of the high-frequency signal resonating in the resonance pattern 21 and the diameter d of the resonance pattern d is
d = (n / 2) λr (n is a natural number) (1)
It becomes. Here, a frequency corresponding to the wavelength λr when n = 1 is referred to as a “basic resonance frequency”. That is, the signal of the basic resonance frequency of the resonance pattern 21 has a wavelength twice that diameter, that is, 22 mm. The actual resonance wavelength can be determined from the effective dielectric constant of the microstrip line and the electrically measured resonance frequency. Actually, the wavelength of the resonating high-frequency signal is slightly deviated from the resonance wavelength λr obtained by the above equation (1) due to leakage of electromagnetic waves from the edge of the resonance pattern 21 or the like.

共振パターン21の中心を通過し、相互に直交する第1の仮想直線40及び第2の仮想直線41を定義する。共振パターン21の外周と、第1の仮想直線40との一方の交差箇所において、第1の入力ポート22が共振パターン21に電磁気的に結合し、他方の交差箇所において、第1の出力ポート23が共振パターン21に電磁気的に結合している。第1の入力ポート22及び第1の出力ポート23の各々の平面形状は、共振パターン21の外周に沿う曲率を持った三日月状であり、第1の仮想直線40に関して線対称である。   A first imaginary straight line 40 and a second imaginary straight line 41 that pass through the center of the resonance pattern 21 and are orthogonal to each other are defined. The first input port 22 is electromagnetically coupled to the resonance pattern 21 at one intersection of the outer periphery of the resonance pattern 21 and the first imaginary straight line 40, and the first output port 23 is coupled at the other intersection. Are electromagnetically coupled to the resonance pattern 21. The planar shape of each of the first input port 22 and the first output port 23 is a crescent shape having a curvature along the outer periphery of the resonance pattern 21, and is axisymmetric with respect to the first virtual straight line 40.

共振パターン21の外周と、第2の仮想直線41との一方の交差箇所において、第2の入力ポート24が共振パターン21に電磁気的に結合し、他方の交差箇所において、第2の出力ポート25が共振パターン21に電磁気的に結合している。第2の入力ポート24及び第2の出力ポート25の各々の平面形状は、共振パターン21の外周に沿う曲率を持った三日月状であり、第2の仮想直線41に関して線対称である。これらの入出力ポート22〜25の各々は、共振パターン21の縁から間隔25〜100μm隔てられて配置されている。   The second input port 24 is electromagnetically coupled to the resonance pattern 21 at one intersection of the outer periphery of the resonance pattern 21 and the second virtual straight line 41, and the second output port 25 is coupled at the other intersection. Are electromagnetically coupled to the resonance pattern 21. The planar shape of each of the second input port 24 and the second output port 25 is a crescent shape having a curvature along the outer periphery of the resonance pattern 21, and is axisymmetric with respect to the second virtual straight line 41. Each of these input / output ports 22 to 25 is disposed at a distance of 25 to 100 μm from the edge of the resonance pattern 21.

第1の入力ポート22に入力導波路31が接続されている。入力導波路31は、第1の仮想直線40に沿って配置される。第2の出力ポート25に出力導波路32が接続されている。出力導波路32は、第2の仮想直線41に沿って配置されている。ポート間導波路26が、第1の出力ポート23と第2の入力ポート24とを接続し、第1の出力ポート23に出力された高周波信号を、第2の入力ポート24まで伝搬させる。   An input waveguide 31 is connected to the first input port 22. The input waveguide 31 is disposed along the first virtual straight line 40. An output waveguide 32 is connected to the second output port 25. The output waveguide 32 is disposed along the second virtual straight line 41. The inter-port waveguide 26 connects the first output port 23 and the second input port 24, and propagates the high-frequency signal output to the first output port 23 to the second input port 24.

共振パターン21、入出力ポート22〜25、導波路31、32、ポート間導波路26、及びグランド膜27は、YBaCu6+x(以下、「YBCO」という。)で形成されており、その厚さは100〜500nmである。なお、これらの導電パターンは、YBCO以外に、液体窒素温度で超伝導状態を示す酸化物超伝導材料で形成してもよい。酸化物超伝導材料の例として、R−Ba−Cu−O系(RはNb、Ym、Sm、またはHo)材料、Bi−Sr−Ca−Cu−O系材料、Pb−Bi−Sr−Ca−Cu−O系材料、CuBaCaCu系材料(1.5<p<2.5、2.5<q<3.5、3.5<r<4.5)等が挙げられる。 The resonance pattern 21, the input / output ports 22 to 25, the waveguides 31 and 32, the inter-port waveguide 26, and the ground film 27 are formed of YBa 2 Cu 3 O 6 + x (hereinafter referred to as “YBCO”). Its thickness is 100-500 nm. In addition to YBCO, these conductive patterns may be formed of an oxide superconducting material that exhibits a superconducting state at a liquid nitrogen temperature. Examples of oxide superconducting materials include R-Ba-Cu-O-based (R is Nb, Ym, Sm, or Ho) material, Bi-Sr-Ca-Cu-O-based material, Pb-Bi-Sr-Ca. -cu-O-based material, CuBa p Ca q Cu r O x based material (1.5 <p <2.5,2.5 <q <3.5,3.5 <r <4.5) or the like Can be mentioned.

入力導波路31、出力導波路32、及びポート間導波路26の幅は、上述の誘電体基板20上に形成する場合は0.5mmであり、このときの導波路の特性インピーダンスは50Ωである。入力導波路31及び出力導波路32の各々の、共振パターン21から遠い方の端部近傍の表面上に、Cr膜、Pd膜、及びAu膜がこの順番に積層された電極が形成されている。   The widths of the input waveguide 31, the output waveguide 32, and the inter-port waveguide 26 are 0.5 mm when formed on the dielectric substrate 20, and the characteristic impedance of the waveguide at this time is 50Ω. . On the surface of each of the input waveguide 31 and the output waveguide 32 near the end far from the resonance pattern 21, an electrode in which a Cr film, a Pd film, and an Au film are stacked in this order is formed. .

YBCO膜は、例えばパルスレーザ蒸着法により形成することができる。誘電体基板20の主表面上の各YBCOパターンは、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。Cr膜、Pd膜、及びAu膜が積層された電極は、蒸着及びリフトオフ法を用いて形成することができる。   The YBCO film can be formed by, for example, a pulse laser deposition method. Each YBCO pattern on the main surface of dielectric substrate 20 can be formed using a normal photolithography technique. An electrode in which a Cr film, a Pd film, and an Au film are stacked can be formed by vapor deposition and a lift-off method.

パッケージ本体15Aの側壁に、同軸の入力コネクタ35及び出力コネクタ36が取り付けられている。入力コネクタ35の中心導体が、直径25μmのAu線により入力導波路31の端部の電極に接続され、出力コネクタ36の中心導体が、直径25μmのAu線により出力導波路32の端部の電極に接続されている。Au線の代わりに、AuリボンやAl線を用いてもよい。   Coaxial input connectors 35 and output connectors 36 are attached to the side wall of the package body 15A. The center conductor of the input connector 35 is connected to the electrode at the end of the input waveguide 31 by an Au wire having a diameter of 25 μm, and the center conductor of the output connector 36 is the electrode at the end of the output waveguide 32 by an Au wire having a diameter of 25 μm. It is connected to the. An Au ribbon or Al wire may be used instead of the Au wire.

図2Aに、第1の実施例による高周波フィルタの透過特性(SパラメータのS21の周波数依存性)のシミュレーション結果を示す。シミュレーションは、ソネット社製の電磁界シミュレータを用いて行った。横軸は、周波数を単位「GHz」で表し、縦軸は、S21の大きさを単位「dB」で表す。なお、比較のために、図2Bに示した共振パターンを持つ高周波フィルタ(比較例)の透過特性を破線で示す。比較例による高周波フィルタにおいては、円形の共振パターン21aを挟んで相互に対向する位置に、入力ポート22a及び出力ポート25aが配置されている。   FIG. 2A shows a simulation result of the transmission characteristic (frequency dependence of S parameter of S21) of the high frequency filter according to the first embodiment. The simulation was performed using an electromagnetic simulator made by Sonnet. The horizontal axis represents the frequency in the unit “GHz”, and the vertical axis represents the magnitude of S21 in the unit “dB”. For comparison, the transmission characteristics of the high frequency filter (comparative example) having the resonance pattern shown in FIG. In the high frequency filter according to the comparative example, the input port 22a and the output port 25a are arranged at positions facing each other across the circular resonance pattern 21a.

図2Aに示すように、第1の実施例による高周波フィルタのS21は、周波数約5GHzにおいて最大値を示す。実施例の構成とすることにより、図2Bに示した比較例の高周波フィルタに比べて、急峻な周波数遮断特性が得られる。特に、第1の実施例の場合には、遮断周波数よりも外側の周波数域に減衰極が現れており、急峻な周波数遮断特性が得られていることがわかる。   As shown in FIG. 2A, S21 of the high frequency filter according to the first embodiment shows a maximum value at a frequency of about 5 GHz. By adopting the configuration of the embodiment, a steeper frequency cutoff characteristic can be obtained as compared with the high-frequency filter of the comparative example shown in FIG. 2B. In particular, in the case of the first embodiment, an attenuation pole appears in the frequency region outside the cutoff frequency, and it can be seen that a steep frequency cutoff characteristic is obtained.

図3に、第1の実施例による高周波フィルタのSパラメータの実測結果を示す。誘電体基板20として、(100)結晶面が現れた厚さ0.5mmのMgO基板を用い、誘電体基板20の主表面上の各パターン、及びグランド膜27をYBCOで形成し、その厚さを500nmとした。共振パターン21の直径は11mmとし、入出力ポート22〜25の各々と共振パターン21の縁との間隔を25μmとした。ポート間導波路26の長さは12.1mmとした。この長さは、第1の出力ポート23の、共振パターン21に対向する縁から、ポート間導波路26の中心を経由して、第2の入力ポート24の、共振パターン21に対向する縁に至るまでの経路の長さを意味する。この高周波フィルタを温度65Kまで冷却してYBCO膜を超伝導状態にし、Sパラメータの測定を行った。   FIG. 3 shows an actual measurement result of the S parameter of the high frequency filter according to the first embodiment. As the dielectric substrate 20, an MgO substrate having a thickness of (100) crystal plane and having a thickness of 0.5 mm is used, and each pattern on the main surface of the dielectric substrate 20 and the ground film 27 are formed by YBCO. Was 500 nm. The diameter of the resonance pattern 21 was 11 mm, and the distance between each of the input / output ports 22 to 25 and the edge of the resonance pattern 21 was 25 μm. The length of the inter-port waveguide 26 was 12.1 mm. This length extends from the edge of the first output port 23 facing the resonance pattern 21 to the edge of the second input port 24 facing the resonance pattern 21 via the center of the inter-port waveguide 26. It means the length of the route to reach. This high-frequency filter was cooled to a temperature of 65K, the YBCO film was brought into a superconducting state, and S parameters were measured.

図3の横軸は周波数を単位「GHz」で表し、縦軸はSパラメータの大きさを単位「dB」で表す。グラフ中の実線はS21、すなわち透過特性を示し、破線はS11、すなわち反射特性を示す。図2Aに示したシミュレーショ結果と同等の、急峻な周波数遮断特性を持つことがわかる。   The horizontal axis in FIG. 3 represents the frequency in the unit “GHz”, and the vertical axis represents the magnitude of the S parameter in the unit “dB”. A solid line in the graph indicates S21, that is, a transmission characteristic, and a broken line indicates S11, that is, a reflection characteristic. It can be seen that there is a steep frequency cutoff characteristic equivalent to the simulation result shown in FIG. 2A.

第1の実施例においては、図13A及び図13Bに示した従来の高周波フィルタとは異なり、複数の誘電体基板を必要としない。このため、複数の誘電体基板の位置ずれ等に起因してフィルタ特性が設計値からずれることがない。   Unlike the conventional high frequency filter shown in FIGS. 13A and 13B, the first embodiment does not require a plurality of dielectric substrates. For this reason, the filter characteristic does not deviate from the design value due to the positional deviation of the plurality of dielectric substrates.

図4に、入出力ポート22〜25の各々と、共振パターン21の縁との間隔を75μmとしたときの、ポート間導波路26の長さの異なる3種類の高周波フィルタのSパラメータのシミュレーション結果を示す。横軸は周波数を単位「GHz」で表し、縦軸はSパラメータの大きさを単位「dB」で表す。グラフ中の一点鎖線、実線、及び破線は、それぞれポート間導波路26の長さを11.3mm、12.0mm、及び12.5mmとした高周波フィルタのSパラメータを示す。なお、図4には、S11とS21とを示している。   FIG. 4 shows simulation results of S parameters of three types of high-frequency filters having different lengths of the inter-port waveguide 26 when the distance between each of the input / output ports 22 to 25 and the edge of the resonance pattern 21 is 75 μm. Indicates. The horizontal axis represents the frequency in the unit “GHz”, and the vertical axis represents the size of the S parameter in the unit “dB”. A one-dot chain line, a solid line, and a broken line in the graph indicate S parameters of the high-frequency filter in which the length of the inter-port waveguide 26 is 11.3 mm, 12.0 mm, and 12.5 mm, respectively. FIG. 4 shows S11 and S21.

厚さ0.5mmのMgO基板上に形成した幅0.5mmの導波路における実効誘電率は6.50である。従って、この導波路を伝播する5GHzの高周波信号の波長は23.5mmになる。従って、長さが11.3mm、12.0mm、及び12.5mmのポート間導波路26の線路長は、それぞれ高周波信号の線路内波長の0.48倍、0.51倍、及び0.53倍になる。導波路の線路長を、その導波路を伝播するある特定の周波数の信号の線路内波長で正規化した長さを「電気的線路長」と呼ぶこととする。   An effective dielectric constant of a waveguide having a width of 0.5 mm formed on a MgO substrate having a thickness of 0.5 mm is 6.50. Therefore, the wavelength of the high frequency signal of 5 GHz propagating through this waveguide is 23.5 mm. Accordingly, the line lengths of the inter-port waveguides 26 having the lengths of 11.3 mm, 12.0 mm, and 12.5 mm are 0.48 times, 0.51 times, and 0.53 times the in-line wavelength of the high-frequency signal, respectively. Double. The length obtained by normalizing the line length of the waveguide with the in-line wavelength of a signal having a specific frequency propagating through the waveguide is referred to as “electric line length”.

いずれの高周波フィルタにおいても、周波数5GHz近傍においてS21が最大値を示しており、その両側にそれぞれ減衰極が現れている。S11パラメータは、周波数5GHz近傍において2つの急峻な極小値を示している。これは、共振パターン21内にデュアルモードの共振が発生していることを示している。この2つの極小値の間隔は、ポート間導波路26の電気的線路長が長くなるに従って拡がっている。また、S21の通過帯域幅は、ポート間導波路26の電気的線路長が長くなるに従って拡がっている。これは、ポート間導波路26の電気的線路長が長くなるに従って、デュアルモードの結合が強くなることを意味している。   In any high frequency filter, S21 shows the maximum value in the vicinity of the frequency of 5 GHz, and attenuation poles appear on both sides thereof. The S11 parameter shows two steep minimum values near the frequency of 5 GHz. This indicates that dual mode resonance occurs in the resonance pattern 21. The distance between the two minimum values increases as the electrical line length of the inter-port waveguide 26 increases. In addition, the passband width of S21 increases as the electrical line length of the inter-port waveguide 26 increases. This means that the dual mode coupling becomes stronger as the electrical line length of the inter-port waveguide 26 becomes longer.

ポート間導波路26の電気的線路長による通過帯域の変化は、共振間結合係数kで説明できる。デュアルモードの共振が発生しているときの2つの異なる共振周波数をそれぞれfl及びfh(fl<fh)とすると、共振間結合係数kは次式で表される。   The change in the pass band due to the electrical line length of the inter-port waveguide 26 can be explained by the inter-resonance coupling coefficient k. Assuming that two different resonance frequencies when dual mode resonance occurs are fl and fh (fl <fh), the inter-resonance coupling coefficient k is expressed by the following equation.

k=(fh−fl)/(fh+fl) ・・・(2)
図5に、ポート間導波路26の長さを変化させたときの共振間結合係数kの変化を示す。図5の横軸はポート間導波路26の長さを単位「mm」で表し、縦軸は共振間結合係数kを表す。図5の上側の横軸に、周波数5GHzの高周波信号の線路内波長23.5mmで正規化したポート間導波路26の電気的線路長を示す。
k = (fh 2 −fl 2 ) / (fh 2 + fl 2 ) (2)
FIG. 5 shows changes in the inter-resonance coupling coefficient k when the length of the inter-port waveguide 26 is changed. The horizontal axis in FIG. 5 represents the length of the inter-port waveguide 26 in the unit “mm”, and the vertical axis represents the inter-resonance coupling coefficient k. The horizontal axis on the upper side of FIG. 5 shows the electrical line length of the inter-port waveguide 26 normalized with an in-line wavelength of 23.5 mm of a high frequency signal having a frequency of 5 GHz.

ポート間導波路26の線路長が約11.3mm(周波数5GHzの高周波信号の線路内波長で正規化した電気的線路長が約0.48)のときに共振間結合係数kが0になり、帯域幅が最も狭くなる。ポート間導波路26を長くすると、共振間結合係数kは増大する。図5に示したグラフから、ポート間導波路26の線路長を、周波数5GHzの高周波信号の線路内波長の56%以下の範囲で変化させることにより、通過帯域幅を調整することが可能になることがわかる。なお、通過帯域幅を調整することが可能な線路長の範囲の下限値は、共振間結合係数kが0となる長さにすればよい。   The inter-resonance coupling coefficient k becomes 0 when the line length of the inter-port waveguide 26 is about 11.3 mm (the electric line length normalized by the in-line wavelength of the high-frequency signal having a frequency of 5 GHz is about 0.48). Bandwidth is the narrowest. When the inter-port waveguide 26 is lengthened, the inter-resonance coupling coefficient k increases. From the graph shown in FIG. 5, it is possible to adjust the passband width by changing the line length of the inter-port waveguide 26 within a range of 56% or less of the in-line wavelength of the high-frequency signal having a frequency of 5 GHz. I understand that. Note that the lower limit value of the line length range in which the passband width can be adjusted may be a length at which the inter-resonance coupling coefficient k is zero.

ポート間導波路26の電気的線路長は、その幾何学的な長さ及び幅、第1の出力ポート23と共振パターン21との間隔、第2の入力ポート24と共振パターン21との間隔、及びポート間導波路26の周囲の空間の誘電率等に依存する。従って、これらのパラメータを変化させることによって、ポート間導波路26の電気的線路長を変化させることができる。   The electrical line length of the inter-port waveguide 26 is the geometric length and width, the distance between the first output port 23 and the resonance pattern 21, the distance between the second input port 24 and the resonance pattern 21, And the dielectric constant of the space around the inter-port waveguide 26. Therefore, by changing these parameters, the electrical line length of the inter-port waveguide 26 can be changed.

図6Aに、ポート間導波路26の電気的線路長を、基本共振周波数に相当する線路内波長とほぼ等しくした場合の誘電体基板20の主表面上のパターンを示す。   FIG. 6A shows a pattern on the main surface of the dielectric substrate 20 in the case where the electrical line length of the inter-port waveguide 26 is substantially equal to the in-line wavelength corresponding to the fundamental resonance frequency.

図6Bに、ポート間導波路26の線路長を20.5mm〜24.5mmの範囲内で変化させたときの高周波フィルタの透過特性(S21の周波数依存性)のシミュレーション結果を示す。横軸は周波数を単位「GHz」で表し、縦軸はS21の大きさを単位「dB」で表す。周波数5GHz近傍でS21が極大値を示しており、デュアルモードの発振が生じていることが確認できる。ただし、図4に示した場合と異なり、極大値を示す周波数の両側に減衰極が見られない。   FIG. 6B shows a simulation result of the transmission characteristics (frequency dependence of S21) of the high-frequency filter when the line length of the inter-port waveguide 26 is changed within a range of 20.5 mm to 24.5 mm. The horizontal axis represents the frequency in the unit “GHz”, and the vertical axis represents the size of S21 in the unit “dB”. S21 shows the maximum value in the vicinity of the frequency of 5 GHz, and it can be confirmed that oscillation in the dual mode occurs. However, unlike the case shown in FIG. 4, no attenuation poles are observed on both sides of the frequency indicating the maximum value.

ポート間導波路26の線路長が20.5mmから24.5mmまでの範囲内において、線路長が長くなるに従って、透過帯域が低周波側へシフトしている。透過特性は、ポート間導波路26の線路長が、基本共振周波数に相当する線路内波長の0.9倍〜1.1倍の範囲内で、同様の傾向を示す。このように、ポート間導波路26の線路長を、基本共振周波数に相当する線路内波長の0.9倍〜1.1倍の範囲内で変化させることにより、透過帯域をシフトさせることが可能である。   In the range of the line length of the inter-port waveguide 26 from 20.5 mm to 24.5 mm, the transmission band shifts to the low frequency side as the line length increases. The transmission characteristics show the same tendency when the line length of the inter-port waveguide 26 is in the range of 0.9 to 1.1 times the in-line wavelength corresponding to the fundamental resonance frequency. In this way, the transmission band can be shifted by changing the line length of the inter-port waveguide 26 within a range of 0.9 to 1.1 times the in-line wavelength corresponding to the fundamental resonance frequency. It is.

図7Aに、第2の実施例による高周波フィルタの誘電体基板上の導電パターンを示す。第1の実施例による高周波フィルタは、1つの共振パターン21を有する1段構成であったが、第2の実施例による高周波フィルタは、2段構成になっている。第1段目の導電パターンは、図1A及び図1Bに示した第1の実施例の高周波フィルタの導電パターンと同一である。第2段目の導電パターンは、第1段目の導電パターンの鏡像を回転させたものと等しい。第2段目の導電パターンの共振パターン21A、第3の入力ポート22A、第3の出力ポート23A、第4の入力ポート24A、第4の出力ポート25A、及びポート間導波路26Aが、それぞれ第1の実施例による高周波フィルタの共振パターン21、第1の入力ポート22、第1の出力ポート23、第2の入力ポート24、第2の出力ポート25、及びポート間導波路26に対応する。   FIG. 7A shows a conductive pattern on a dielectric substrate of the high frequency filter according to the second embodiment. The high-frequency filter according to the first embodiment has a one-stage configuration having one resonance pattern 21, but the high-frequency filter according to the second embodiment has a two-stage configuration. The first-stage conductive pattern is the same as the conductive pattern of the high-frequency filter of the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B. The second-stage conductive pattern is equivalent to a rotated mirror image of the first-stage conductive pattern. The resonance pattern 21A, the third input port 22A, the third output port 23A, the fourth input port 24A, the fourth output port 25A, and the inter-port waveguide 26A of the second-stage conductive pattern are respectively This corresponds to the resonance pattern 21, the first input port 22, the first output port 23, the second input port 24, the second output port 25, and the inter-port waveguide 26 of the high-frequency filter according to one embodiment.

上述のように、第2段目の導電パターンが第1段目の導電パターンの鏡像に等しい。このため、誘電体基板20の主表面に向かってみたとき、第1段目の共振パターン21の中心を基準として、第1の出力ポート23から第2の入力ポート24へ向かう回転の向き(図7Aにおいて反時計回り)と、第2段目の共振パターン21Aの中心を基準として、第3の出力ポート23Aから第4の入力ポート24Aへ向かう回転の向き(図7Aにおいて時計回り)とが反対になる。   As described above, the second-stage conductive pattern is equal to the mirror image of the first-stage conductive pattern. Therefore, when viewed toward the main surface of the dielectric substrate 20, the direction of rotation from the first output port 23 to the second input port 24 with reference to the center of the first-stage resonance pattern 21 (see FIG. 7A) and the direction of rotation from the third output port 23A to the fourth input port 24A (clockwise in FIG. 7A) with respect to the center of the second-stage resonance pattern 21A as a reference. become.

ステージ間導波路50が、第1段目の第2の出力ポート25と、第2段目の第3の入力ポート22Aとを接続する。ステージ間導波路50の線路長は、基本共振周波数に相当する線路内波長の3/8倍である。   The interstage waveguide 50 connects the second output port 25 of the first stage and the third input port 22A of the second stage. The line length of the interstage waveguide 50 is 3/8 times the in-line wavelength corresponding to the fundamental resonance frequency.

図7Bに比較例による高周波フィルタの誘電体基板上の導電パターンを示す。第2の実施例では、第2段目の導電パターンが第1段目の導電パターンの鏡像を回転させたものと一致したが、比較例では、第1段目の導電パターン自体を回転させたものに一致する。第2段目の導電パターンの共振パターン21B、第3の入力ポート22B、第3の出力ポート23B、第4の入力ポート24B、第4の出力ポート25B、及びポート間導波路26Bが、それぞれ第1の実施例による高周波フィルタの共振パターン21、第1の入力ポート22、第1の出力ポート23、第2の入力ポート24、第2の出力ポート25、及びポート間導波路26に対応する。   FIG. 7B shows a conductive pattern on the dielectric substrate of the high-frequency filter according to the comparative example. In the second embodiment, the second-stage conductive pattern coincided with the mirror image of the first-stage conductive pattern, but in the comparative example, the first-stage conductive pattern itself was rotated. Match the one. The resonance pattern 21B, the third input port 22B, the third output port 23B, the fourth input port 24B, the fourth output port 25B, and the inter-port waveguide 26B of the second-stage conductive pattern are respectively This corresponds to the resonance pattern 21, the first input port 22, the first output port 23, the second input port 24, the second output port 25, and the inter-port waveguide 26 of the high-frequency filter according to one embodiment.

第2段目の導電パターンが、第1段目の導電パターン自体を回転させたものと一致するため、誘電体基板20の主表面に向かってみたとき、第1段目の共振パターン21の中心を基準として、第1の出力ポート23から第2の入力ポート24へ向かう回転の向き(図7Bにおいて時計回り)と、第2段目の共振パターン21Bの中心を基準として、第3の出力ポート23Bから第4の入力ポート24Bへ向かう回転の向き(図7Bにおいて時計回り)とが同一である。   Since the second-stage conductive pattern coincides with the rotation of the first-stage conductive pattern itself, when viewed toward the main surface of the dielectric substrate 20, the center of the first-stage resonance pattern 21 is obtained. With reference to the rotation direction (clockwise in FIG. 7B) from the first output port 23 to the second input port 24 and the center of the second-stage resonance pattern 21B as a reference. The direction of rotation from 23B to the fourth input port 24B (clockwise in FIG. 7B) is the same.

ステージ間導波路50が、第1段目の第2の出力ポート25と、第2段目の第3の入力ポート22Bとを接続する。ステージ間導波路50の線路長は、基本共振周波数に相当する線路内波長の3/8倍である。   The interstage waveguide 50 connects the second output port 25 of the first stage and the third input port 22B of the second stage. The line length of the interstage waveguide 50 is 3/8 times the in-line wavelength corresponding to the fundamental resonance frequency.

図8に、第2の実施例及び比較例による高周波フィルタの透過特性(S21の周波数依存性)のシミュレーション結果を示す。横軸は周波数を単位「GHz」で表し、縦軸はS21の大きさを単位「dB」で表す。図中の実線が、図7Aに示した第2の実施例による高周波フィルタのS21を示し、破線が、図7Bに示した比較例による高周波フィルタのS21を示す。いずれの場合にも、周波数約5GHzを中心とする透過帯域を持つバンドパスフィルタ特性を示している。   FIG. 8 shows the simulation results of the transmission characteristics (frequency dependence of S21) of the high-frequency filter according to the second embodiment and the comparative example. The horizontal axis represents the frequency in the unit “GHz”, and the vertical axis represents the size of S21 in the unit “dB”. The solid line in the figure shows S21 of the high-frequency filter according to the second embodiment shown in FIG. 7A, and the broken line shows S21 of the high-frequency filter according to the comparative example shown in FIG. 7B. In either case, band-pass filter characteristics having a transmission band centered at a frequency of about 5 GHz are shown.

第2の実施例の場合には、透過帯域の両側において、それぞれ2つずつ減衰極が現れている。これに対し、比較例の場合には、減衰極は現れていない。第2の実施例のように、第1段目の導電パターンと第2段目の導電パターンとを鏡像の関係にすることにより、周波数遮断特性をより急峻にすることができる。このように、第2の実施例による高周波フィルタと比較例による高周波フィルタとの透過特性が異なる挙動を示すのは、1段目及び2段目の共振パターンからその上方に放射される電磁波同士が、相互に影響し合うためと考えられる。   In the case of the second embodiment, two attenuation poles appear on both sides of the transmission band. On the other hand, the attenuation pole does not appear in the comparative example. As in the second embodiment, the frequency cutoff characteristic can be made steeper by making the first-stage conductive pattern and the second-stage conductive pattern have a mirror image relationship. As described above, the transmission characteristics of the high-frequency filter according to the second embodiment and the high-frequency filter according to the comparative example show different behavior because the electromagnetic waves radiated upward from the first-stage and second-stage resonance patterns are different from each other. It is thought that it influences each other.

図9に、第2の実施例による高周波フィルタのステージ間導波路50の線路長を基本共振周波数に相当する線路内波長と等しくした場合、線路内波長の3/8倍とした場合、及び線路内波長の1/2倍とした場合の透過特性(S21の周波数依存性)を示す。横軸は周波数を単位「GHz」で表し、縦軸はS21の大きさを単位「dB」で表す。図中の細線、太線、及び破線が、それぞれステージ間導波路50の電気的線路長を基本共振周波数に相当する線路内波長と等しくした場合、線路内波長の3/8倍とした場合、及び線路内波長の1/2倍とした場合のS21パラメータのシミュレーション結果を示す。   FIG. 9 shows a case where the line length of the interstage waveguide 50 of the high-frequency filter according to the second embodiment is made equal to the in-line wavelength corresponding to the fundamental resonance frequency, 3/8 times the in-line wavelength, and the line The transmission characteristics (frequency dependence of S21) when the inner wavelength is ½ times are shown. The horizontal axis represents the frequency in the unit “GHz”, and the vertical axis represents the size of S21 in the unit “dB”. When the electrical line length of the interstage waveguide 50 is equal to the in-line wavelength corresponding to the fundamental resonance frequency, the thin line, the thick line, and the broken line in the figure are each 3/8 times the in-line wavelength, and The simulation result of the S21 parameter when the wavelength in the line is ½ times is shown.

ステージ間導波路50の電気的線路長を線路内波長と等しくした場合には、透過帯域の低周波側に、共振ピークpが現れている。ステージ間導波路50の電気的線路長を線路内波長の1/2倍にした場合には、透過帯域の高周波側に、共振ピークpが現れている。これに対し、ステージ間導波路50の電気的線路長を線路内波長の3/8倍にした場合には、良好なバンドパスフィルタ特性が得られている。 When the electrical line length of the interstage waveguide 50 is made equal to the in-line wavelength, a resonance peak p L appears on the low frequency side of the transmission band. In the case where the electrical line length of the stage between the waveguides 50 to 1/2 of the line in the wavelength, the high-frequency side of the transmission band, the resonance peak p H has appeared. On the other hand, when the electrical line length of the interstage waveguide 50 is 3/8 times the in-line wavelength, good bandpass filter characteristics are obtained.

この評価結果からわかるように、ステージ間導波路50の電気的線路長を基本共振周波数に相当する線路内波長の3/8倍にすることが好ましい。   As can be seen from this evaluation result, it is preferable to set the electrical line length of the interstage waveguide 50 to 3/8 times the in-line wavelength corresponding to the fundamental resonance frequency.

上記第2の実施例では、2段で高周波フィルタを構成したが、3段以上の複数段構成を採用してもよい。この場合、周波数遮断特性を急峻にするために、奇数段目の導電パターンと、偶数段目の導電パターンとが、相互に鏡像の関係になるようにすることが好ましい。   In the second embodiment, the high-frequency filter is configured with two stages, but a multi-stage configuration with three or more stages may be employed. In this case, in order to make the frequency cutoff characteristic steep, it is preferable that the odd-numbered conductive patterns and the even-numbered conductive patterns have a mirror image relationship with each other.

上記第1及び第2の実施例では、入出力ポートの平面形状を三日月状としたが、共振パターンと電磁気的に結合し得る他の形状としてもよい。   In the first and second embodiments described above, the planar shape of the input / output port is a crescent shape, but may be other shapes that can be electromagnetically coupled to the resonance pattern.

図10に、第3の実施例による高周波フィルタの主要部の断面図を示す。第1及び第2の実施例では、導電パターンの片側にのみグランド膜27を配置したマイクロストリップ線路により高周波フォルタを構成した。第3の実施例では、導電パターンの両側にグランド膜を配置したストリップ線路により高周波フィルタを構成する。   FIG. 10 shows a cross-sectional view of the main part of the high-frequency filter according to the third embodiment. In the first and second embodiments, the high frequency filter is configured by a microstrip line in which the ground film 27 is disposed only on one side of the conductive pattern. In the third embodiment, the high-frequency filter is configured by a strip line in which ground films are arranged on both sides of the conductive pattern.

誘電体基板20、その主表面上の導電パターン21、22、23等、その裏面上のグランド膜27の構成は、第1の実施例の高周波フィルタの構成と同一である。誘電体基板20の主表面上に、導電パターン21、22、23等を覆うように、誘電体膜60が配置されている。この誘電体膜60の表面上に、上側のグランド膜61が形成されている。   The configuration of the dielectric substrate 20, the conductive patterns 21, 22, 23 on the main surface, and the ground film 27 on the back surface thereof are the same as the configuration of the high frequency filter of the first embodiment. A dielectric film 60 is disposed on the main surface of the dielectric substrate 20 so as to cover the conductive patterns 21, 22, 23 and the like. An upper ground film 61 is formed on the surface of the dielectric film 60.

このように、ストリップ線路構造としても、第1の実施例のマイクロストリップ線路構造の高周波フィルタと同様の効果が得られる。また、内層導電パターン21、22、23等を、第2の実施例による高周波フィルタのように複数段構成としてもよい。   As described above, the strip line structure can achieve the same effect as the high frequency filter of the microstrip line structure of the first embodiment. Further, the inner layer conductive patterns 21, 22, 23, etc. may have a plurality of stages as in the high frequency filter according to the second embodiment.

図11Aに、第4の実施例による高周波フィルタの断面図を示す。図11Bに、図11Aの一点鎖線11B−11Bにおける平断面図を示す。図11Bの一点鎖線11A−11Aにおける断面図が、図11Aに相当する。以下、図1A及び図1Bに示した第1の実施例による高周波フィルタとの相違点に着目して説明し、構成が同一の部分については重複説明を省略する。   FIG. 11A shows a cross-sectional view of the high-frequency filter according to the fourth embodiment. FIG. 11B is a plan sectional view taken along one-dot chain line 11B-11B in FIG. 11A. A cross-sectional view taken along one-dot chain line 11A-11A in FIG. 11B corresponds to FIG. 11A. Hereinafter, description will be made by paying attention to different points from the high-frequency filter according to the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, and redundant description of parts having the same configuration will be omitted.

誘電体基板20の上方に、第1の誘電体部材70及び第2の誘電体部材71が配置されている。第1の誘電体部材70は、共振パターン21と第1の出力ポート23との結合部の近傍に配置され、第2の誘電体部材71は、共振パターン21と第2の入力ポート24との結合部の近傍に配置されている。ここで、「近傍」とは、共振パターン21と入出力ポート23、24との結合部に発生する電磁界の影響の及ぶ範囲と定義することができる。   A first dielectric member 70 and a second dielectric member 71 are disposed above the dielectric substrate 20. The first dielectric member 70 is disposed in the vicinity of the coupling portion between the resonance pattern 21 and the first output port 23, and the second dielectric member 71 is formed between the resonance pattern 21 and the second input port 24. It is arranged in the vicinity of the coupling part. Here, “near” can be defined as a range affected by an electromagnetic field generated at the coupling portion between the resonance pattern 21 and the input / output ports 23 and 24.

第1の誘電体部材70は、第1の支持部材72によりパッケージ15に支持されている。第1の支持部材72は、第1の誘電体部材70を昇降させることができる。すなわち、第1の誘電体部材70と基板20との間隔を変化させることができる。第1の誘電体部材70を最も下降させた状態では、第1の誘電体部材70が、共振パターン21及び第1の出力ポート23に接触する。   The first dielectric member 70 is supported on the package 15 by the first support member 72. The first support member 72 can raise and lower the first dielectric member 70. That is, the distance between the first dielectric member 70 and the substrate 20 can be changed. In the state where the first dielectric member 70 is lowered most, the first dielectric member 70 contacts the resonance pattern 21 and the first output port 23.

第1の支持部材72には、例えばパッケージ15の天板15Bに形成された貫通孔に螺号するネジを用いることができる。ネジを回転させることにより、第1の誘電体部材70を昇降させることができる。なお、第1の支持部材72に、外部からの駆動信号によって対象物を並進移動させるリニアアクチュエータを用いてもよい。   As the first support member 72, for example, a screw that is screwed into a through-hole formed in the top plate 15B of the package 15 can be used. By rotating the screw, the first dielectric member 70 can be moved up and down. The first support member 72 may be a linear actuator that translates an object by a drive signal from the outside.

第2の誘電体部材71は、第1の誘電体部材70と同様に、第2の支持部材73によりパッケージ15に昇降可能に支持されている。   Similar to the first dielectric member 70, the second dielectric member 71 is supported by the second support member 73 so as to be movable up and down.

第1の誘電体部材70及び第2の誘電体部材71を昇降させると、共振パターン21と第1の出力ポート23との間の静電容量、及び共振パターン21と第2の入力ポート24との間の静電容量が変化する。これにより、高周波フィルタの透過特性及び反射特性が変化する。   When the first dielectric member 70 and the second dielectric member 71 are raised and lowered, the capacitance between the resonance pattern 21 and the first output port 23, and the resonance pattern 21 and the second input port 24. The capacitance during the change. Thereby, the transmission characteristics and reflection characteristics of the high-frequency filter change.

図12に、第4の実施例による高周波フィルタのSパラメータの周波数依存性を示す。図12の実線が、第1の誘電体部材70及び第2の誘電体部材71を配置しない場合のSパラメータを示し、破線が、第1の誘電体部材70を、共振パターン21及び第1の出力ポート23に接触させ、かつ第2の誘電体部材71を、共振パターン21及び第2の入力ポート24に接触させた状態のSパラメータのシミュレーション結果を示す。第1の誘電体部材70及び第2の誘電体部材71として、厚さ0.5mm、直径2mmの円板状に加工したMgOを用いた。   FIG. 12 shows the frequency dependence of the S parameter of the high frequency filter according to the fourth embodiment. The solid line in FIG. 12 shows the S parameter when the first dielectric member 70 and the second dielectric member 71 are not arranged, and the broken line shows the first dielectric member 70 with the resonance pattern 21 and the first dielectric member 70. The simulation result of the S parameter in a state where the second dielectric member 71 is brought into contact with the output port 23 and the second dielectric member 71 is brought into contact with the resonance pattern 21 and the second input port 24 is shown. As the first dielectric member 70 and the second dielectric member 71, MgO processed into a disk shape having a thickness of 0.5 mm and a diameter of 2 mm was used.

第1の誘電体部材70及び第2の誘電体部材71を配置すると、透過帯域幅が広くなることがわかる。このとき、中心周波数はほとんど変化しない。第1の誘電体部材70と基板20との間、及び第2の誘電体部材71と基板20との間に、間隙を設けると、透過帯域幅は、図12に示した誘電体部材を配置した場合と配置しない場合との中間の大きさになる。間隙を変化させることにより、透過帯域幅を変化させることができる。   When the first dielectric member 70 and the second dielectric member 71 are arranged, it can be seen that the transmission bandwidth is widened. At this time, the center frequency hardly changes. When a gap is provided between the first dielectric member 70 and the substrate 20 and between the second dielectric member 71 and the substrate 20, the transmission bandwidth is arranged as shown in FIG. The size is intermediate between the case where it is placed and the case where it is not placed. By changing the gap, the transmission bandwidth can be changed.

透過帯域幅の制御性を高めるために、第1の誘電体部材70及び第2の誘電体部材71を、電磁界の強い領域に配置することが好ましい。例えば、平面視において、共振パターン21と第1の出力ポート23との間の間隙と重なるように第1の誘電体部材70を配置することが好ましい。第2の誘電体部材71は、平面視において、共振パターン21と第2の入力ポート24との間の間隙と重なるように配置することが好ましい。   In order to improve the controllability of the transmission bandwidth, it is preferable to arrange the first dielectric member 70 and the second dielectric member 71 in a region where the electromagnetic field is strong. For example, it is preferable to arrange the first dielectric member 70 so as to overlap with the gap between the resonance pattern 21 and the first output port 23 in plan view. The second dielectric member 71 is preferably arranged so as to overlap the gap between the resonance pattern 21 and the second input port 24 in plan view.

また、第1の誘電体部材70と基板20との間隔、及び第2の誘電体部材71と基板20との間隔が10mm以下になるように、第1の誘電体部材70及び第2の誘電体部材71を配置することができるような構成とすることが好ましい。   Further, the first dielectric member 70 and the second dielectric member 70 are set so that the distance between the first dielectric member 70 and the substrate 20 and the distance between the second dielectric member 71 and the substrate 20 are 10 mm or less. It is preferable that the body member 71 be arranged.

第4の実施例では、第1の誘電体部材70及び第2の誘電体部材71を円板状としたが、他の幾何学的形状、例えば、円柱状、立方体、直方体等としてもよい。   In the fourth embodiment, the first dielectric member 70 and the second dielectric member 71 are disk-shaped, but other geometric shapes such as a cylindrical shape, a cube, a rectangular parallelepiped, and the like may be used.

また、上記第4の実施例では、第1の誘電体部材70及び第2の誘電体部材71にMgOを用いたが、他の誘電体材料を用いてもよい。なお、透過帯域幅の制御性を高め、かつ損失を小さくするために、誘電率が高く、かつ誘電損の小さな材料を選択することが好ましい。このような材料として、MgO以外に、例えば、SrTiO、TiO、Al等が挙げられる。また、第1の誘電体部材70と第1の支持部材72とを、1つの誘電体材料から一体成型してもよい。同様に、第2の誘電体部材71と第2の支持部材73とを、1つの誘電体材料から一体成型してもよい。 In the fourth embodiment, MgO is used for the first dielectric member 70 and the second dielectric member 71, but other dielectric materials may be used. In order to improve controllability of the transmission bandwidth and reduce loss, it is preferable to select a material having a high dielectric constant and a small dielectric loss. Examples of such a material include SrTiO 3 , TiO 2 , and Al 2 O 3 other than MgO. Further, the first dielectric member 70 and the first support member 72 may be integrally formed from one dielectric material. Similarly, the second dielectric member 71 and the second support member 73 may be integrally formed from one dielectric material.

誘電体部材を、共振パターン21と第1の入力ポート22との結合部、及び共振パターン21と第2の出力ポート25との結合部の近傍に配置すると、透過帯域幅はほとんど変化せず、透過特性の急峻性が変化する。従って、透過帯域幅を制御するためには、誘電体部材を、共振パターン21と第1の出力ポート23との結合部の近傍、及び共振パターン21と第2の入力ポート24との結合部の近傍の少なくとも一方に配置することが好ましい。   When the dielectric member is disposed in the vicinity of the coupling portion between the resonance pattern 21 and the first input port 22 and the coupling portion between the resonance pattern 21 and the second output port 25, the transmission bandwidth hardly changes. The steepness of transmission characteristics changes. Therefore, in order to control the transmission bandwidth, the dielectric member is placed near the coupling portion between the resonance pattern 21 and the first output port 23 and at the coupling portion between the resonance pattern 21 and the second input port 24. It is preferable to arrange in at least one of the vicinity.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

上記第1〜第4の実施例に基づき、下記の付記に示された発明を開示する。   Based on the first to fourth embodiments, the invention disclosed in the following supplementary notes is disclosed.

(付記1)
誘電体材料からなる基板と、
前記基板の主表面上に導電材料で形成された円形の平面形状を持つ第1の共振パターンと、
前記第1の共振パターンの中心を通過する第1の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第1の入力ポートと、
前記第1の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第1の出力ポートと、
前記第1の共振パターンの中心を通過し、前記第1の仮想直線と直交する第2の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第2の入力ポートと、
前記第2の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第2の出力ポートと、
前記第1の出力ポートに出力された高周波信号を前記第2の入力ポートまで伝搬させる第1のポート間導波路と
を有する高周波フィルタ。
(Appendix 1)
A substrate made of a dielectric material;
A first resonance pattern having a circular planar shape formed of a conductive material on the main surface of the substrate;
A first electromagnetically coupled to the first resonance pattern at one intersection of the first imaginary straight line passing through the center of the first resonance pattern and the outer periphery of the first resonance pattern An input port;
A first output port that electromagnetically couples to the first resonance pattern at the other intersection of the first imaginary straight line and the outer periphery of the first resonance pattern;
The first resonance at one intersection of a second imaginary line that passes through the center of the first resonance pattern and is orthogonal to the first imaginary line, and an outer peripheral line of the first resonance pattern. A second input port electromagnetically coupled to the pattern;
A second output port that electromagnetically couples to the first resonance pattern at the other intersection of the second imaginary straight line and the outer periphery of the first resonance pattern;
A high-frequency filter having a first inter-port waveguide that propagates a high-frequency signal output to the first output port to the second input port.

(付記2)
前記第1のポート間導波路の線路長が、前記第1の共振パターンの基本共振周波数に相当する線路内波長の56%以下である付記1に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 2)
The high frequency filter according to appendix 1, wherein a line length of the first inter-port waveguide is 56% or less of an in-line wavelength corresponding to a fundamental resonance frequency of the first resonance pattern.

(付記3)
前記第1のポート間導波路の線路長が、前記第1の共振パターンの基本共振周波数に相当する線路内波長の90%〜110%の範囲内である付記1に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 3)
The high frequency filter according to appendix 1, wherein a line length of the first inter-port waveguide is in a range of 90% to 110% of an in-line wavelength corresponding to a fundamental resonance frequency of the first resonance pattern.

(付記4)
前記第1の入力ポート、第1の出力ポート、第2の入力ポート、第2の出力ポート、及びポート間導波路が、前記基板の主表面上に形成された導電材料からなる導電パターンで構成されている付記1乃至3のいずれか1項に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 4)
The first input port, the first output port, the second input port, the second output port, and the inter-port waveguide are configured by a conductive pattern made of a conductive material formed on the main surface of the substrate. 4. The high frequency filter according to any one of supplementary notes 1 to 3.

(付記5)
前記第1の共振パターン、第1の入力ポート、第1の出力ポート、第2の入力ポート、第2の出力ポート、及び第1のポート間導波路が、液体窒素温度で超伝導を示す超伝導材料で形成されている付記4に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 5)
The first resonance pattern, the first input port, the first output port, the second input port, the second output port, and the first inter-port waveguide exhibit superconductivity at a liquid nitrogen temperature. The high frequency filter according to appendix 4, which is formed of a conductive material.

(付記6)
さらに、前記基板の前記主表面とは反対側の裏面上に形成されたグランド膜を有する付記1乃至5のいずれか1項に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 6)
The high frequency filter according to any one of appendices 1 to 5, further comprising a ground film formed on a back surface opposite to the main surface of the substrate.

(付記7)
さらに、
前記基板の主表面上に導電材料で形成されており、平面形状が前記第1の共振パターンと同一である第2の共振パターンと、
前記第2の共振パターンの中心を通過する第3の仮想直線と、前記第2の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第2の共振パターンと電磁気的に結合する第3の入力ポートと、
前記第3の仮想直線と、前記第2の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第2の共振パターンと電磁気的に結合する第3の出力ポートと、
前記第2の共振パターンの中心を通過し、前記第3の仮想直線と直交する第4の仮想直線と、前記第2の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第2の共振パターンと電磁気的に結合する第4の入力ポートと、
前記第4の仮想直線と、前記第2の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第2の共振パターンと電磁気的に結合する第4の出力ポートと、
前記第3の出力ポートに出力された高周波信号を前記第4の入力ポートまで伝搬させる第2のポート間導波路と、
前記第2の出力ポートに出力された高周波信号を前記第3の入力ポートまで伝搬させるステージ間導波路と
を有する付記1乃至6のいずれか1項に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 7)
further,
A second resonance pattern formed of a conductive material on the main surface of the substrate and having a planar shape identical to the first resonance pattern;
A third imaginary line coupled electromagnetically to the second resonance pattern at one intersection of a third imaginary straight line passing through the center of the second resonance pattern and an outer peripheral line of the second resonance pattern; An input port;
A third output port that electromagnetically couples to the second resonance pattern at the other intersection of the third imaginary straight line and the outer periphery of the second resonance pattern;
The second resonance at one intersection of the fourth imaginary line passing through the center of the second resonance pattern and orthogonal to the third imaginary line and the outer peripheral line of the second resonance pattern. A fourth input port electromagnetically coupled to the pattern;
A fourth output port that electromagnetically couples to the second resonance pattern at the other intersection of the fourth imaginary straight line and the outer periphery of the second resonance pattern;
A second inter-port waveguide that propagates the high-frequency signal output to the third output port to the fourth input port;
The high frequency filter according to any one of supplementary notes 1 to 6, further comprising: an interstage waveguide that propagates a high frequency signal output to the second output port to the third input port.

(付記8)
前記ステージ間導波路の線路長が、前記第1の共振パターンの基本共振周波数に相当する線路内波長の3/8倍である付記7に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 8)
The high frequency filter according to appendix 7, wherein the line length of the interstage waveguide is 3/8 times the in-line wavelength corresponding to the fundamental resonance frequency of the first resonance pattern.

(付記9)
前記基板の主表面に向かってみたとき、前記第1の共振パターンの中心を基準として、前記第1の出力ポートから前記第2の入力ポートへ向かう回転の向きと、前記第2の共振パターンの中心を基準として、前記第3の出力ポートから前記第4の入力ポートへ向かう回転の向きとが逆向きである付記7または8に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 9)
When viewed from the main surface of the substrate, the rotation direction from the first output port to the second input port with respect to the center of the first resonance pattern, and the second resonance pattern The high frequency filter according to appendix 7 or 8, wherein a rotation direction from the third output port to the fourth input port is reverse with respect to the center.

(付記10)
さらに、
前記基板を収容し、電気的にシールドするパッケージと、
前記パッケージに取り付けられ、前記基板上の入出力ポートのうち最も前段の入力ポートに接続された同軸入力コネクタと、
前記パッケージに取り付けられ、前記基板上の入出力ポートのうち最も後段の出力ポートに接続された同軸出力コネクタと
を有する付記1乃至9のいずれか1項に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 10)
further,
A package that houses and electrically shields the substrate;
A coaxial input connector attached to the package and connected to the input port at the frontmost stage among the input / output ports on the substrate;
10. The high frequency filter according to any one of appendices 1 to 9, further comprising: a coaxial output connector attached to the package and connected to an output port at a rearmost stage among input / output ports on the substrate.

(付記11)
さらに、
前記第1の共振パターンと前記第1の出力ポートとの結合箇所、及び前記第1の共振パターンと前記第2の入力ポートとの結合箇所の少なくとも一方に発生する電磁界の影響の及ぶ範囲内に配置された誘電体部材と、
前記基板と前記誘電体部材との間隔が変化できるように前記誘電体部材を支持する支持部材と
を有する付記1乃至10のいずれか1項に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 11)
further,
Within the range affected by the electromagnetic field generated at at least one of the coupling location between the first resonance pattern and the first output port and the coupling location between the first resonance pattern and the second input port. A dielectric member disposed in
The high frequency filter according to any one of appendices 1 to 10, further comprising a support member that supports the dielectric member so that a distance between the substrate and the dielectric member can be changed.

(付記12)
前記支持部材が、前記誘電体部材を前記基板に対して昇降させるアクチュエータを含む付記11に記載の高周波フィルタ。
(Appendix 12)
The high frequency filter according to appendix 11, wherein the support member includes an actuator for moving the dielectric member up and down relative to the substrate.

(1A)は第1の実施例による高周波フィルタの断面図であり、(1B)は、その平断面図である。(1A) is a sectional view of the high-frequency filter according to the first embodiment, and (1B) is a plan sectional view thereof. (2A)は、第1の実施例及び比較例による高周波フィルタの透過特性のシミュレーション結果を示すグラフであり、(2B)は、比較例による高周波フィルタの導電パターンを示す平面図である。(2A) is a graph showing the simulation results of the transmission characteristics of the high-frequency filter according to the first embodiment and the comparative example, and (2B) is a plan view showing the conductive pattern of the high-frequency filter according to the comparative example. 第1の実施例による高周波フィルタの透過特性及び反射特性の実測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the actual measurement result of the transmission characteristic and reflection characteristic of the high frequency filter by a 1st Example. 第1の実施例による高周波フィルタのポート間導波路の電気的線路長を異ならせた複数の試料の透過及び反射特性のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the permeation | transmission and reflection characteristic of the some sample which varied the electrical line length of the waveguide between the ports of the high frequency filter by a 1st Example. ポート間導波路の長さと、共振間結合係数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the length of the waveguide between ports, and the coupling coefficient between resonance. (6A)は、第1の実施例の高周波フィルタのポート間導波路の電気的線路長をほぼ基本共振波長とした場合の導電パターンを示す平面図であり、(6B)は、ポート間導波路の電気的線路長を異ならせた複数の試料の透過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。(6A) is a plan view showing a conductive pattern when the electrical line length of the inter-port waveguide of the high-frequency filter of the first embodiment is substantially the fundamental resonance wavelength, and (6B) is an inter-port waveguide. It is a graph which shows the simulation result of the permeation | transmission characteristic of the some sample which varied the electrical line length of. (7A)は、第2の実施例による高周波フォルタの導電パターンを示す平面図であり、(7B)は、比較例による高周波フォルタの導電パターンを示す平面図である。(7A) is a plan view showing the conductive pattern of the high-frequency filter according to the second embodiment, and (7B) is a plan view showing the conductive pattern of the high-frequency filter according to the comparative example. 第2の実施例及び比較例による高周波フィルタの透過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the permeation | transmission characteristic of the high frequency filter by a 2nd Example and a comparative example. 第2の実施例による高周波フィルタのステージ間導波路の電気的線路長を異ならせた複数の試料の透過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the permeation | transmission characteristic of the some sample which varied the electrical line length of the waveguide between the stages of the high frequency filter by a 2nd Example. 第3の実施例による高周波フィルタの主要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the high frequency filter by a 3rd Example. (11A)は第4の実施例による高周波フィルタの断面図であり、(11B)は、その平断面図である。(11A) is a sectional view of the high-frequency filter according to the fourth embodiment, and (11B) is a plan sectional view thereof. 第4の実施例による高周波フィルタのSパラメータの周波数依存性のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the frequency dependence of the S parameter of the high frequency filter by a 4th example. (13A)は、従来の高周波フィルタの導電パターンの平面図であり、(13B)は、従来の高周波フィルタの主要部の断面図である。(13A) is a plan view of a conductive pattern of a conventional high-frequency filter, and (13B) is a cross-sectional view of a main part of the conventional high-frequency filter.

符号の説明Explanation of symbols

15 パッケージ
20 誘電体基板
21 共振パターン
22 第1の入力ポート
23 第1の出力ポート
24 第2の入力ポート
25 第2の出力ポート
26 ポート間導波路
27 グランド膜
31 入力導波路
32 出力導波路
35 入力コネクタ
36 出力コネクタ
40 第1の仮想直線
41 第2の仮想直線
50 ステージ間導波路
60 誘電体膜
61 上側グランド膜
70 第1の誘電体部材
71 第2の誘電体部材
72 第1の支持部材
73 第2の支持部材
15 Package 20 Dielectric Substrate 21 Resonant Pattern 22 First Input Port 23 First Output Port 24 Second Input Port 25 Second Output Port 26 Interport Waveguide 27 Ground Film 31 Input Waveguide 32 Output Waveguide 35 Input connector 36 Output connector 40 First virtual straight line 41 Second virtual straight line 50 Interstage waveguide 60 Dielectric film 61 Upper ground film 70 First dielectric member 71 Second dielectric member 72 First support member 73 Second support member

Claims (10)

誘電体材料からなる基板と、
前記基板の主表面上に導電材料で形成された円形の平面形状を持つ第1の共振パターンと、
前記第1の共振パターンの中心を通過する第1の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第1の入力ポートと、
前記第1の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第1の出力ポートと、
前記第1の共振パターンの中心を通過し、前記第1の仮想直線と直交する第2の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第2の入力ポートと、
前記第2の仮想直線と、前記第1の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第1の共振パターンと電磁気的に結合する第2の出力ポートと、
前記第1の出力ポートに出力された高周波信号を前記第2の入力ポートまで伝搬させる第1のポート間導波路と
前記基板の前記主表面とは反対側の表面に形成されたグランド膜と
を有する高周波フィルタ。
A substrate made of a dielectric material;
A first resonance pattern having a circular planar shape formed of a conductive material on the main surface of the substrate;
A first electromagnetically coupled to the first resonance pattern at one intersection of the first imaginary straight line passing through the center of the first resonance pattern and the outer periphery of the first resonance pattern An input port;
A first output port that electromagnetically couples to the first resonance pattern at the other intersection of the first imaginary straight line and the outer periphery of the first resonance pattern;
The first resonance at one intersection of a second imaginary line that passes through the center of the first resonance pattern and is orthogonal to the first imaginary line, and an outer peripheral line of the first resonance pattern. A second input port electromagnetically coupled to the pattern;
A second output port that electromagnetically couples to the first resonance pattern at the other intersection of the second imaginary straight line and the outer periphery of the first resonance pattern;
A first inter-port waveguide for propagating a high-frequency signal output to the first output port to the second input port ;
A high-frequency filter having a ground film formed on a surface of the substrate opposite to the main surface .
前記第1のポート間導波路の線路長が、前記第1の共振パターンの基本共振周波数に相当する線路内波長の56%以下である請求項1に記載の高周波フィルタ。   2. The high-frequency filter according to claim 1, wherein a line length of the first inter-port waveguide is 56% or less of an in-line wavelength corresponding to a fundamental resonance frequency of the first resonance pattern. 前記第1のポート間導波路の線路長が、前記第1の共振パターンの基本共振周波数に相当する線路内波長の90%〜110%の範囲内である請求項1に記載の高周波フィルタ。   2. The high-frequency filter according to claim 1, wherein a line length of the first inter-port waveguide is in a range of 90% to 110% of an in-line wavelength corresponding to a fundamental resonance frequency of the first resonance pattern. 前記第1の入力ポート、第1の出力ポート、第2の入力ポート、第2の出力ポート、及びポート間導波路が、前記基板の主表面上に形成された導電材料からなる導電パターンで構成されている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の高周波フィルタ。   The first input port, the first output port, the second input port, the second output port, and the inter-port waveguide are configured by a conductive pattern made of a conductive material formed on the main surface of the substrate. The high frequency filter according to claim 1, wherein the high frequency filter is provided. さらに、
前記基板の主表面上に導電材料で形成されており、平面形状が前記第1の共振パターンと同一である第2の共振パターンと、
前記第2の共振パターンの中心を通過する第3の仮想直線と、前記第2の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第2の共振パターンと電磁気的に結合する第3の入力ポートと、
前記第3の仮想直線と、前記第2の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第2の共振パターンと電磁気的に結合する第3の出力ポートと、
前記第2の共振パターンの中心を通過し、前記第3の仮想直線と直交する第4の仮想直線と、前記第2の共振パターンの外周線との一方の交差箇所において、該第2の共振パターンと電磁気的に結合する第4の入力ポートと、
前記第4の仮想直線と、前記第2の共振パターンの外周線との他方の交差箇所において、該第2の共振パターンと電磁気的に結合する第4の出力ポートと、
前記第3の出力ポートに出力された高周波信号を前記第4の入力ポートまで伝搬させる第2のポート間導波路と、
前記第2の出力ポートに出力された高周波信号を前記第3の入力ポートまで伝搬させるステージ間導波路と
を有する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高周波フィルタ。
further,
A second resonance pattern formed of a conductive material on the main surface of the substrate and having a planar shape identical to the first resonance pattern;
A third imaginary line coupled electromagnetically to the second resonance pattern at one intersection of a third imaginary straight line passing through the center of the second resonance pattern and an outer peripheral line of the second resonance pattern; An input port;
A third output port that electromagnetically couples to the second resonance pattern at the other intersection of the third imaginary straight line and the outer periphery of the second resonance pattern;
The second resonance at one intersection of the fourth imaginary line passing through the center of the second resonance pattern and orthogonal to the third imaginary line and the outer peripheral line of the second resonance pattern. A fourth input port electromagnetically coupled to the pattern;
A fourth output port that electromagnetically couples to the second resonance pattern at the other intersection of the fourth imaginary straight line and the outer periphery of the second resonance pattern;
A second inter-port waveguide that propagates the high-frequency signal output to the third output port to the fourth input port;
5. The high-frequency filter according to claim 1, further comprising: an interstage waveguide that propagates a high-frequency signal output to the second output port to the third input port. 6.
前記ステージ間導波路の線路長が、前記第1の共振パターンの基本共振周波数に相当する線路内波長の3/8倍である請求項5に記載の高周波フィルタ。   The high-frequency filter according to claim 5, wherein a line length of the interstage waveguide is 3/8 times an in-line wavelength corresponding to a fundamental resonance frequency of the first resonance pattern. 前記基板の主表面に向かってみたとき、前記第1の共振パターンの中心を基準として、前記第1の出力ポートから前記第2の入力ポートへ向かう回転の向きと、前記第2の共振パターンの中心を基準として、前記第3の出力ポートから前記第4の入力ポートへ向かう回転の向きとが逆向きである請求項5または6に記載の高周波フィルタ。   When viewed from the main surface of the substrate, the rotation direction from the first output port to the second input port with respect to the center of the first resonance pattern, and the second resonance pattern 7. The high frequency filter according to claim 5, wherein a rotation direction from the third output port to the fourth input port is reverse with respect to the center. さらに、
前記基板を収容し、電気的にシールドするパッケージと、
前記パッケージに取り付けられ、前記基板上の入出力ポートのうち最も前段の入力ポートに接続された同軸入力コネクタと、
前記パッケージに取り付けられ、前記基板上の入出力ポートのうち最も後段の出力ポートに接続された同軸出力コネクタと
を有する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の高周波フィルタ。
further,
A package that houses and electrically shields the substrate;
A coaxial input connector attached to the package and connected to the input port at the frontmost stage among the input / output ports on the substrate;
The high-frequency filter according to claim 1, further comprising: a coaxial output connector attached to the package and connected to the output port at the rearmost stage among the input / output ports on the substrate.
さらに、
前記第1の共振パターンと前記第1の出力ポートとの結合箇所、及び前記第1の共振パターンと前記第2の入力ポートとの結合箇所の少なくとも一方に発生する電磁界の影響の及ぶ範囲内に配置された誘電体部材と、
前記基板と前記誘電体部材との間隔が変化できるように前記誘電体部材を支持する支持部材と
を有する請求項1乃至8のいずれか1項に記載の高周波フィルタ。
further,
Within the range affected by the electromagnetic field generated at at least one of the coupling location between the first resonance pattern and the first output port and the coupling location between the first resonance pattern and the second input port. A dielectric member disposed in
9. The high-frequency filter according to claim 1, further comprising a support member that supports the dielectric member so that a distance between the substrate and the dielectric member can be changed.
前記支持部材が、前記誘電体部材を前記基板に対して昇降させるアクチュエータを含む請求項9に記載の高周波フィルタ。   The high frequency filter according to claim 9, wherein the support member includes an actuator for moving the dielectric member up and down relative to the substrate.
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