JP6941832B2 - マルチバンド帯域通過フィルタ、及びその設計方法 - Google Patents
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Description
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
<マルチバンド帯域通過フィルタの構成>
まず、図1〜3を参照して、実施の形態1に係るマルチバンド帯域通過フィルタの構成について説明する。図1は、実施の形態1に係るマルチバンド帯域通過フィルタを示す模式的平面図である。図2は、図1のII−II断面図である。図3は、実施の形態1に係るマルチバンド帯域通過フィルタを構成するデュアルバンド共振器の拡大平面図である。
なお、図1に示した右手系xyz直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、xy平面が水平面であって、z軸正向きが鉛直上向きとなる。
実施の形態1に係るマルチバンド帯域通過フィルタは、1本の入力側給電線FLiに対しデュアルバンド共振器DBR1と他の共振器であるシングルバンド共振器SBR2とが配置されたトリバンド帯域通過フィルタである。
同様に、出力側給電線FLoも、分岐せずにy軸方向に延設されている。そして、出力端子OUTまで引き出すためにy軸負方向側端部からx軸正方向に延設されている。すなわち、出力側給電線FLoも、全体として平面視L字形状に形成されている。
図1の例では、入力側給電線FLiと出力側給電線FLoとは、一点鎖線で示したy軸方向に延びた中心軸に対して線対称に配置されている。
デュアルバンド共振器DBR1の詳細については、図3を参照して後述する。
例えば、特許文献1の図20には、デュアルバンド共振器に給電する1本の入力側給電線に対し、ステップインピーダンス共振器を用いたシングルバンド共振器(基本モードを使用)を追加したトリバンド帯域通過フィルタが開示されている。また、特許文献1の図22には、デュアルバンド共振器に給電する1本の入力側給電線に対し、カスケード接続されたステップインピーダンス共振器を用いたデュアルバンド共振器(基本モードと2次モードを使用)を追加したクワッドバンド帯域通過フィルタが開示されている。
また、追加したシングルバンド共振器の初段と最終段を給電線に対して平行に配置しなければならないため、多段化設計において、共振器の配置が難しいという問題があった。特に、デュアルバンド共振器を追加する場合の多段化設計は困難を極める。
次に、図4〜図10を参照して、実施の形態1に係るマルチバンド帯域通過フィルタの設計方法について説明する。図4、図6、図7、図9は、外部Q値測定用のマルチバンド帯域通過フィルタの構成を示す図である。図5は、入力側給電線FLiの長さlによるデュアルバンド共振器DBR1の2つの周波数帯域での外部Q値の変化を示したグラフである。図8は、入力側給電線FLiの幅wによるデュアルバンド共振器DBR1の2つの周波数帯域での外部Q値の変化を示したグラフである。図10は、シングルバンド共振器SBR2の位置tによるデュアルバンド共振器DBR1及びシングルバンド共振器SBR2の3つの周波数帯域での外部Q値の変化を示したグラフである。
この状態から、まず、入力側給電線FLiの長さを変化させることによって、デュアルバンド共振器DBR1の奇モード共振(1.5GHz)と偶モード共振(2.5GHz)での外部Q値を一致させるように調節する。図4の例では、デュアルバンド共振器DBR1のy軸負方向側端部を基準として、入力側給電線FLiの先端(y軸正方向側端部)までの長さ(以下、簡略化のため単に「入力側給電線FLiの長さ」という)lを変化させた。
次に、図11を参照して、実施の形態1に係るマルチバンド帯域通過フィルタを適用した多段マルチバンド帯域通過フィルタの構成について説明する。図11は、実施の形態1に係るマルチバンド帯域通過フィルタを適用した8段トリバンド帯域通過フィルタを示す模式的平面図である。
シングルバンド共振器SBR21〜SBR24において隣接するシングルバンド共振器同士はH字導波路HWによって結合されている。
図13は、デュアルバンド帯域通過フィルタDBPFの奇モード共振(1.5GHz)での反射特性S11及び通過特性S21を示すグラフである。
図14は、シングルバンド帯域通過フィルタSBPF(2.0GHz)での反射特性S11及び通過特性S21を示すグラフである。
図15は、デュアルバンド帯域通過フィルタDBPFの偶モード共振(2.5GHz)での反射特性S11及び通過特性S21を示すグラフである。
<マルチバンド帯域通過フィルタの構成>
次に、図16を参照して、実施の形態2に係るマルチバンド帯域通過フィルタの構成について説明する。図16は、実施の形態2に係るマルチバンド帯域通過フィルタを示す模式的平面図である。
図16に示すように、実施の形態2に係るマルチバンド帯域通過フィルタは、入力側給電線FLi、出力側給電線FLo、デュアルバンド共振器DBR1、デュアルバンド共振器DBR2を備えている。すなわち、図1に示した実施の形態1に係るマルチバンド帯域通過フィルタが備えるシングルバンド共振器SBR2に代えて、デュアルバンド共振器DBR2を備えている。
実施の形態2に係るマルチバンド帯域通過フィルタは、1本の入力側給電線FLiに対しデュアルバンド共振器DBR1と他の共振器であるデュアルバンド共振器DBR2とが配置されたクワッドバンド帯域通過フィルタである。
なお、デュアルバンド共振器DBR1、入力側給電線FLi及び出力側給電線FLoからデュアルバンド帯域通過フィルタDBPF1が構成されている。
次に、図17を参照して、実施の形態2に係るマルチバンド帯域通過フィルタを適用した多段マルチバンド帯域通過フィルタの構成について説明する。図17は、実施の形態2に係るマルチバンド帯域通過フィルタを適用した3段ペンタバンド帯域通過フィルタを示す模式的平面図である。
シングルバンド共振器SBR21〜SBR23において隣接するシングルバンド共振器同士はH字導波路HWによって結合されている。
図19は、デュアルバンド帯域通過フィルタDBPF1の奇モード共振(1.5GHz)での反射特性S11及び通過特性S21を示すグラフである。
図20は、シングルバンド帯域通過フィルタSBPF(1.7GHz)での反射特性S11及び通過特性S21を示すグラフである。
図21は、デュアルバンド帯域通過フィルタDBPF2の奇モード共振(2.0GHz)での反射特性S11及び通過特性S21を示すグラフである。
図22は、デュアルバンド帯域通過フィルタDBPF1の偶モード共振(2.5GHz)での反射特性S11及び通過特性S21を示すグラフである。
図23は、デュアルバンド帯域通過フィルタDBPF2の偶モード共振(3.0GHz)での反射特性S11及び通過特性S21を示すグラフである。
DBPF、DBPF1、DBPF2 デュアルバンド帯域通過フィルタ
DBR1、DBR11〜DBR18 デュアルバンド共振器
DBR2、DBR21〜DBR23 デュアルバンド共振器
FLi 入力側給電線
FLo 出力側給電線
GP グランド面
HP ヘアピン部
HW H字導波路
IN 入力端子
M1、M2 蛇行部
OE1、OE11、OE12、OE2 開放端
OUT、OUT1〜OUT3 出力端子
SBPF シングルバンド帯域通過フィルタ
SBR1、SBR11〜SBR18 シングルバンド共振器
SBR2、SBR21〜SBR28 シングルバンド共振器
SBR3、SBR31〜SBR33 シングルバンド共振器
ST スタブ
SUB 誘電体基板
SW S字導波路
UW U字導波路
Claims (10)
- 一端が入力端子に接続されると共に他端が開放され、分岐せずに第1の方向に延設された入力側給電線と、
一端が出力端子に接続されると共に他端が開放され、分岐せずに前記入力側給電線と平行に延設された出力側給電線と、
前記入力側給電線と前記出力側給電線との間において、前記入力側給電線に沿って配置されたデュアルバンド共振器と、
前記入力側給電線と前記出力側給電線との間において、前記入力側給電線に沿って配置されると共に、前記第1の方向に沿って前記デュアルバンド共振器と並んで配置された共振器と、を備え、
前記入力端子に接続された前記入力側給電線の一端と、前記出力端子に接続された前記出力側給電線の一端とが、前記第1の方向の同じ側に位置し、
前記デュアルバンド共振器及び前記共振器は、いずれも、
一対の開放端から前記第1の方向に平行に延びると共に、互いに対向する一対の直線部を有する開回路である、
マルチバンド帯域通過フィルタ。 - 前記第1の方向に沿って並んで配置された前記デュアルバンド共振器と前記共振器とが、前記入力側給電線と前記出力側給電線との間において、前記第1の方向と異なる第2の方向に複数並んで配置され、多段化されている、
請求項1に記載のマルチバンド帯域通過フィルタ。 - 前記デュアルバンド共振器と前記共振器とは、超伝導膜から構成されている、
請求項2に記載のマルチバンド帯域通過フィルタ。 - 前記デュアルバンド共振器は、メアンダライン型のシングルバンド共振器にスタブが装荷された共振器である、
請求項1に記載のマルチバンド帯域通過フィルタ。 - 前記共振器は、シングルバンド共振器である、
請求項1に記載のマルチバンド帯域通過フィルタ。 - 前記デュアルバンド共振器は、第1のデュアルバンド共振器であり、
前記共振器は、第2のデュアルバンド共振器である、
請求項1に記載のマルチバンド帯域通過フィルタ。 - 前記第1及び第2のデュアルバンド共振器の間に、シングルバンド共振器が設けられている、
請求項6に記載のマルチバンド帯域通過フィルタ。 - 分岐せずに第1の方向に延設された入力側給電線に、デュアルバンド共振器と共振器とを第1の方向に沿って並べて配置する、マルチバンド帯域通過フィルタの設計方法であって、
前記デュアルバンド共振器の外部Q値を調整した後、
前記第1の方向に沿って前記共振器の位置を変化させ、前記共振器の外部Q値を調整する、
マルチバンド帯域通過フィルタの設計方法。 - 前記デュアルバンド共振器の外部Q値を調整する際、
前記入力側給電線の長さを変化させ、前記デュアルバンド共振器の2つの共振モードにおける外部Q値を一致させる、
請求項8に記載のマルチバンド帯域通過フィルタの設計方法。 - 前記デュアルバンド共振器の外部Q値を調整する際、
一致させた前記デュアルバンド共振器の2つの共振モードにおける外部Q値を、前記入力側給電線の幅を変化させることによって設計値に近付ける、
請求項9に記載のマルチバンド帯域通過フィルタの設計方法。
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