JPH03173201A

JPH03173201A - ハイブリッドフィルタ

Info

Publication number: JPH03173201A
Application number: JP31237089A
Authority: JP
Inventors: Akira Mashita; 真下　朗; Tomokazu Komazaki; 友和駒崎; Katsuhiko Gunji; 勝彦郡司; Norio Onishi; 大西　法生; Ichiro Iwase; 岩瀬　一郎
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1991-07-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、マイクロ波帯に使用される集中定数素子、ス
トリップライン共振器及び半同軸共振器により構成され
るハイブリッドフィルタに関するものである。

（従来の技術）近年、電気通信サービスの発展に伴って、その−環であ
る移動体通信の普及は目ざましいものがある。特に現在
、自動車電話を主体としたセルラ移動体通信は大きな成
長が見込まれている。

二のような従来の移動体通信の、特に端末装置にあって
は、その使月条件から言って、常に高性能化、小形化、
低コスト化が望まれている０周知のように、従来の移動
体通信にあっては、マイクロ波帯が用いられており、例
えば現在（１９８９年）米国におけるセルラ移動体通信
は８００ＭＨｚ帯で運用されている。

本発明は、前述のような帯域で使用されるＬＣフィルタ
を提供するものであるが、移動体通信装置にあっては、
このフィルタがそのハードウェア技術を左右すると言っ
ても過言ではない。

先ず、この種の移動体通信装置に用いられるフィルタの
従来技術として、最も多く使われてきたものを例に挙げ
て説明する。

第３図は従来の第１の例として最も代表的な誘電体フィ
ルタの外観図である。（文献例：沖電気研究開発、第１
４１号Ｖｏ１．５６　Ｎａ　１　、１９８９年１月１日
発行、沖電気工業■、沖時報編集委員会「マイクロ波帯
有極形成電体フィルタＪ　Ｐ、８７〜９２）この図は導
体結合形誘電体フィルタと呼ばれるもので、４素子誘電
体フィルタの例である。

図に示すように、長方体の誘電体基板りに等間隔で４個
の円筒状の孔を穿ち、その内壁をメタライズ（金属被膜
を被着）しており、この４個のコア部分は終端短絡の１
／４波長半同軸共振器を構成している。また、Ｍ１〜Ｍ
　１６もメタライズされた導体であり、そのうちＭｉ、
Ｍ５．Ｍｑは結合電橋となっている。このような誘電体
フィルタは高性能で、しかも小形化できるので、従来で
は最も多く用いられてきた。

第４図は従来の第２の例として最も代表的な誘電体フィ
ルタの構成図であり、第４図（ａ）はその表面、第４図
（ｂ）はその裏面を示している。

これらの図に示すように、誘電体基板りの両面にコンデ
ンサ電極０１〜Ｃ４を形成し、キャパシタを構成すると
共に、同Ｗ＋Ｆｊ、Ｄの両面に渦巻形状のコイル導体Ｌ
　１ｍ〜Ｌｓｂを固着させてプリントコイル（インダク
タ）を構成したものである。勿論、それらの間の接続は
スルーホール（図中の○印の箇所）やメタライズした導
体で行い、ＬＣフィルタとしての回路を構成している。

この例の特徴は、一方の面のプリントコイルＩ−＋ｍ〜
Ｌｏと、もう−方の面の対向するプリントコイルＬ　１
ｍ〜Ｌ３にとはそれぞれ大きさを異にしていることであ
る。そして、Ｌｌａとｌ−１ｂ＋　　Ｌｌａとり。、Ｌ
３．とり。はその中心部にあるスルーホールで電気的に
接続されている。プリントコイルの大きさを変えるのは
、コイル間の浮遊容量を減少させるためであり、これに
より、周波数特性の改善が図れる。従って、前述のよう
に誘電体基板上にメタライズするのみで、ＬＣ形フィル
タを実現でき、製造が容易で小形化が図れる。

なお、このような先行技術として、特開昭６２−２６５
８０８号を挙げることができる。

次に、第３の例としてＬＣ形フィルタの構成について説
明する。

第５図はかかるＬＣ形フィルタの構成図であり、第５図
（ａ）はその上面、第５図（ｂ）はその前面、第５図（
ｃ）はその底面を示している。第６図は第５１Ｅ］の一
共振回路部の斜視図、第７図はそのＬＣ形フィルタの等
価回路図である。

図中、１は誘電体基板、２．２′はメタライズされてい
ない部分、３．３′はメタライズされている部分、４．
４′はスルーホール状の端子、５５′は方形状のコンデ
ンサ（キャパシタ）電ト）、６．７はコンデンサ記号状
のコンデンサ（キャパシタ）電極、８．８′は配線、９
は誘電体片、ｌＯは誘電体片９上にメタライズされたス
トリップ線状導体、ｃ、、ｃ、、、ｔ、、、ｃ、はキャ
パシタ（結合容量）、Ｌ＋　ＣＩ、Ｌｘ　Ｃｔ、Ｌ３　
Ｃ３は共振回路部、ＩＮ、ＩＮ’は入力端子、０１ＪＴ
。

ＯＵＴ’は出力端子である。そして、第６図に示すよう
に、上記誘電体片９の裏面及び側面は全てメタライズさ
れている。

なお、このＬＣ形フィルタは、本願の出Ｍ人により、特
願平１−３５１２９号として既に出顎されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、以上述べたフィルタは、以下に述べるよ
うな問題点をもっている。

まず、第３図に示した第１の例において、この誘電体フ
ィルタは高性能特性が得られ、しかも小形であるが、そ
の形状は立方形であり、かつそれに孔を穿ち、その内壁
にメタライズするのであるから製造は簡単ではない。ま
た、一般にこのようなフィルタを微調整する場合、メタ
ライズされた導体を削ったり、誘電体を削ったりするの
であるが、これもその形状から考えるとかなりの熟練を
要する。更に、近年では誘電体通信の普及に伴って、−
層の小形化、高性能化が要求され、この種のフィルタで
は対応できなくなってきているのが現状である。

第４図に示した第２の例では、フィルタはプリント）ｉ
ｉ仮の製造方法と同様の方法で作れるのでその製造は容
易であるが、どのようにしても前述したコイル導体間の
２７遊容量を皆無にすることはできない、つまり、寄生
インピーダンスはあくまで存在するので、このフィルタ
のインダクタのＱｕ（無負荷Ｑ　：　　ｕｎｌｏａｄｅ
ｄ　Ｑ、　　Ｑ　：Ｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒ）は最
高でも１００程度までしかとれない。この種のフィルタ
においては、前述のインピーダンスが存在することによ
って、適用周波数の上限が５００ＭＨｚとなり、これ以
上の周波数で用いると寄生インピーダンスが指数関数的
に増加し、フィルタの性能が劣化し、所望の特性が得ら
れない。

第５図に示した第３の例は、ストリップ線路による共振
器のみで構成されたストリップラインフィルタであり、
製造が容易で、低コストであるが、Ｑｕが低く、高性能
な特性を得るには難があった。

本発明は、上記問題点を除去し、フィルタの微調整が容
易であり、浮遊容量が低減され、しかもＱｕが高く、高
性能なハイブリッドフィルタを提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）本発明は、前記目的を達成するために、ＬＣフィルタに
おいて、誘電体基板（１１）上に、結合容量又は結合イ
ンダクタ、入出力端子、配線等から成る集中定数回路部
を金属被膜の被着により形成すると共に、分布定数回路
部であるＬＣ並列形共振回路或いはその一部を、前記誘
電体基板（１１）より比誘電率の高い誘電体片にストリ
ップ線状導体（１６，１８）を被着したストリップ線路
及び誘電体で充填された半同軸共振器（１４）で形成し
、該ストリップ線路及び半同軸共振器（１４）を前記誘
電体基板（１１）上に固着し、前記集中定数回路部と金
属被膜の被着により接続するようにしたものである。

（作用）本発明によれば、上記のように、ＬＣフィルタにおいて
、ＬＣ並列形共振回路をストリップ線路又は誘電体で充
填された半同軸共振器（１４）で形成し、ＬＣフィルタ
の他の回路、即ち結合容量（結合インダクタの場合もあ
る）、配線、入出力端子等と共に誘電体基Ｆｉ（１１）
上に一体的に形成する。

更に、ＬＣ並列形共振回路として用いられるストリップ
線路及び誘電体で充填された半同軸共振器（Ｉ４）を高
圧誘電率材料を用いて小形化し、結合容量（結合インダ
クタの場合もある）を別基板とすることにより、フィル
タの設計値の精度を向上させることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すハイブリッドフィルタの
斜視図、第２図は本発明の実施例を示すハイブリッドフ
ィルタの集中定数等価回路図である。

これらの図に示すように、本発明のハイブリッドフィル
タは、誘電体基板１１、メタライズされていない部分１
２、メタライズされている部分（前記部分１２以外はメ
タライズされる）１３、半同軸共振器１４、誘電体片１
５．１７、その誘電体片１５．１７上にメタライズされ
たストリップ線状導体１６．１８、コンデンサ（キャパ
シタ）電極１９．２０、配線２１、キャパシタ（結合容
量）　Ｃｏ　、　　Ｃ１２，Ｃ１３、共振回路部Ｌ＋　
Ｃ＋　、Ｌｘ　Ｃ２，Ｉ３　Ｃｉ、入力端子ＩＮ、出力
端子ＯＵＴにより構成されている。

ここで、誘電体基板１１としては、比誘電率の比較的低
いガラスエポキシ基板、例えば比誘電率ε。

ζ４．５を用いている。また、共振回路部り、　ＣＬｚ
　Ｃｔ　、Ｌ３　Ｃｓは、小形化、高性能化の見地から
比誘電率の比較的高い誘電体材料（例えば、εｒ−７５
）を用いている。

そして、誘電体基板１１は、メタライズされていない部
分１２を除いて全面（裏面及び側面を含む）がメタライ
ズされている。また、半同軸共振器１４はその中心には
孔１４ａが設けられ、その前面１４ｂを除いて全面（裏
面、背面及び側面を含む）がメタライズされている。

このように、本発明の場合は、誘電体で充填された半同
軸共振器１４とストリップ線路による共振器１５．１７
とを巧みに組み合わせ、それらの両方の利点を引出すよ
うにしたので、Ｑｕを高くし、フィルタの高性能化を図
ることができる。つまり、従来では、誘電体で充填され
た半同軸共振器１４のみで構成された誘電体フィルタ、
或いはストリップ線路による共振器１５．１７のみで構
成されたストリップラインフィルタが用いられてきた。

そして、前者はＱｕが高くとれ、高性能なフィルタが得
られるが、調整が難しく、コストが高いという欠点があ
り、後者は製造が容易で、低コストであるが、Ｑｕが低
く、高性能なフィルタは得られないという欠点があった
。

しかし、本発明によれば、上記した欠点は解決され、Ｑ
ｕ、性能面の向上のみでなく、製造の簡素化、低コスト
をも実現することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明によれば、誘電体
で充填された半同軸共振器とストリップ線路による共振
器とを巧みに組み合わせ、それらの両方の利点を引出す
ようにしたので、Ｑｕは高く、高性能化を図り得るハイ
ブリツドフィルタを得ることができる。

また、製造の簡素化、低コストをも実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すハイブリッドフィルタの
斜視図、第２図はそのハイブリッドフィルタの集中定数
等価回路図、第３図は従来の第１の例として最も代表的
な誘電体フィルタの外観図、第４図は従来の第２の例と
して最も代表的な誘電体フィルタの構成図、第５図は第
３の例としてのＬＣ形フィルタの構成図、第６図は第５
図の一共振回路部の斜視図、第７図はそのＬＣ形フィル
タの等価回路図である。１１・・・誘電体基板、１２・・・メタライズされてい
ない部分、１３・・・メタライズされている部分、１４
・・・半同軸共振器、１５．１７・・・誘電体片、１６
．１８・・・ストリ・ノブ線状導体、１９．２０・・・
コンデンサ（キャパシタ）電極、２１・・・配線。（α）Ｌ　面（ｂ）　　翁　　酌

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘電体基板上に結合容量又は結合インダクタ、入
出力端子、配線等から成る集中定数回路部を金属被膜の
被着により形成すると共に、分布定数回路部であるＬＣ
並列形共振回路或いはその一部を前記誘電体基板より比
誘電率の高い誘電体片にストリップ線状導体を被着した
ストリップ線路及び誘電体で充填された半同軸共振器で
形成し、該ストリップ線路及び半同軸共振器を前記誘電
体基板上に固着して、前記集中定数回路部と金属被膜の
被着により接続してなるハイブリッドフィルタ。
（２）前記ストリップ線路をトリプレート形としたこと
を特徴とする請求項１記載のハイブリツドフィルタ。
（３）単一誘電体基板上に結合容量又は結合インダクタ
、入出力端子、配線等から成る集中定数回路部とＬＣ形
並列共振回路、誘電体で充填された半同軸共振器及びそ
の一部をストリップ線路形とした分布定数回路部とを、
共に金属被膜の被着により形成したことを特徴とするハ
イブリッドフィルタ。
（４）前記ＬＣ形並列共振回路をトリプレート形とした
ことを特徴とする請求項３記載のハイブリッドフィルタ
。