JPH04225601A - 帯域除去フィルタ回路 - Google Patents

帯域除去フィルタ回路

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JPH04225601A
JPH04225601A JP2407476A JP40747690A JPH04225601A JP H04225601 A JPH04225601 A JP H04225601A JP 2407476 A JP2407476 A JP 2407476A JP 40747690 A JP40747690 A JP 40747690A JP H04225601 A JPH04225601 A JP H04225601A
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JP
Japan
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band
filter circuit
transmission line
rejection
circuit
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JP2407476A
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English (en)
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Toshihiko Yoshimasu
敏彦 吉増
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0123Frequency selective two-port networks comprising distributed impedance elements together with lumped impedance elements
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/17Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1708Comprising bridging elements, i.e. elements in a series path without own reference to ground and spanning branching nodes of another series path

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高周波帯域で使用される
帯域除去フィルタ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に、SHF帯直接衛星放送(12G
Hz帯)の受信機構成例を示す。60はアンテナ、61
は高周波低雑音増幅器、62はバンドパスフィルタまた
はイメージ帯域除去フィルタ、63はミキサ、64は局
部発信器、65は中間周波増幅器、66は中間周波出力
端子である。受信信号は高周波低雑音増幅器61で増幅
された後、ミキサ63に入力され、局部信号とミキシン
グされ中間周波数に変換される。この際、フィルタ62
はミキシング時に問題となるイメージ周波数信号を減衰
させる働きをする。
【0003】図7は従来のSHF帯直接衛星放送受信機
用の帯域除去フィルタ回路の回路図である。この回路は
分布定数回路のマイクロストリップ線路でフィルタを構
成したものであり、図中70は並列のオープンスタブで
、その電気長(θ70)は除去帯域の中心周波数(fr
)で1/4波長になるように設計される。71、72は
主線路で73、74は入出力ポートである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の回路には下
記のような欠点がある。日本およびアメリカをあわせた
SHF帯衛星放送の信号通過帯域は約11.7〜12.
2GHzで、局発周波数が10.7GHz位であるので
、イメージ帯域の中心周波数はfr=9.4GHz位に
なる。この場合、上記図7に示したフィルタ回路をGa
As基板上に形成すると、並列スタブ70の必要線路長
は約2.8mmとなり、長さが大きいためにMMIC化
が困難となる。
【0005】図8は並列スタブ50の線路長を2.8m
mとし、並列スタブ70と主線路71、72の特性アド
ミタンスY70、Y71、Y72をすべて0.02mh
oとして、GaAs基板上に上記フィルタ回路を形成し
た場合の、該フィルタ回路の伝送ロスの計算結果を示す
図である。尚、計算上端子73、74は50Ωで、終端
した。この計算結果より、本フィルタ回路は除去帯域(
9.2〜9.7GHz)での信号減衰量が約−20dB
と低く、信号通過帯域(11.7〜12.2GHz)で
の伝送ロスが約4dBと大きい事がわかる。
【0006】また、フィルタ回路をMMIC化するには
、回路の占有面積が小さく、同時にフィルタとしての特
性も良好である必要があるが、一般にフィルタ回路の設
計に際しては、 (1)フィルタを分布定数回路で構成するとサイズが大
きくなる、 (2)集中定数回路で構成すると、スパイラルインダク
タの自己共信振周波数の影響を受けるため、使用できる
インダクタンス値に制限が生じる、等の問題があり、所
望の特性が得られ、サイズも小さいフィルタ回路は得ら
れなかった。
【0007】以上に鑑み、本発明は、MMIC化が可能
な小さな面積で作製でき、除去帯域における信号減衰量
が大きく、かつ信号通過帯域での伝送ロスが小さい、帯
域除去フィルタ回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願第1の発明の帯域除
去フィルタ回路は、2個の容量が直列に接続され、該2
個の容量の間に1個の先端ショートの伝送線路が接続さ
れた回路に、伝送線路が並列に接続され、上記先端ショ
ートの伝送線路長が除去帯域でインダクティブとなる線
路長を有していることを特徴とする。
【0009】また、本願第2の発明の帯域除去フィルタ
回路は、上記第1の発明の帯域除去フィルタ回路におい
て、先端ショートの伝送線路の特性インピーダンスが、
並列に接続された伝送線路の特性インピーダンスより大
きくなっていることを特徴とする。
【0010】さらに、本願第3の発明の帯域除去フィル
タ回路は、上記第1の発明の帯域除去フィルタ回路にお
いて、容量に縦続接続された伝送線路を有していること
を特徴とする。
【0011】
【作用】本願発明の帯域除去フィルタ回路は、分布定数
回路である伝送線路と集中定数回路である容量を組み合
わせた回路となっている。
【0012】本願第1の発明の帯域除去フイルタ回路は
先端ショートの伝送線路が除去帯域でインダクティブと
なる線路長を有しており、2個の容量が直列に、先端シ
ョートの伝送線路が並列に接続されるので、これら2個
の容量と先端ショートの伝送線路とからなるT型回路は
ハイパスフィルタ特性を有する。そしてこのT型回路で
構成されるハイパスフィルタに伝送線路を並列に接続す
ることで、帯域除去フィルタ回路が小型で信号除去に優
れたものとなる。
【0013】本願第2の発明の帯域除去フィルタ回路で
は、先端ショートの伝送線路の特性インピーダンスを並
列に接続された伝送線路の特性インピーダンスより大き
くすることが、帯域除去フィルタ回路のさらなる小型化
を可能としている。
【0014】本願第3の発明の帯域除去フィルタ回路で
は、上記T型回路の2個の容量に縦続に接続された伝送
線路が、フィルタ回路の面積を殆ど増加させることなく
信号通過帯域での伝送ロスをさらに減少させるように作
用する。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。
【0016】実施例1 図1は本発明第1実施例の帯域除去フィルタ回路の回路
図である。ここで、1は伝送線路、2は並列のショート
スタブ、3と4は直列の容量、5と6はそれぞれ入力と
出力ポートである。図1において、ショートスタブ2は
信号除去帯域でインダクティブとなるように、その線路
長を設定する。従って、2、3、4から成るT型回路は
ハイパスフィルタの特性を有する。ハイパスフィルタ特
性を有する前記T型回路と伝送線路1を並列に接続する
ことにより、短い線路長で、高い信号除去が得られるた
め、MMIC化が可能となる。さらに本発明のフィルタ
回路は、信号通過帯域での伝送ロスが従来例に比べて小
さい利点を有する。
【0017】次に、本実施例のMMICフィルタ回路を
更に詳しく説明する。
【0018】図1において、容量3、4の容量値をそれ
ぞれC1、C2とし、ショートスタブ2の特性インピー
ダンスをZ2、線路長をL2、伝送線路1の特性インピ
ーダンスZ1、線路長L1とすると、図1のMMICフ
ィルタ回路のYパラメータは、
【0019】
【数1】
【0020】となる。本フィルタ回路の信号除去周波数
は、開放負荷時の−Y21/Y22より求められる。上
記Yパラメータを用いると、
【0021】
【数2】
【0022】となる。信号除去周波数は上式の(分子)
=0より求められるので   (分子)=ω2C1C2Z2tanθ2Z1sin
θ1−ω×(C1+C2)×Z2tanθ2+1=0 
 …(6)ここで、θ1、θ2が小さく、       0≦θi≦0.4,  i=1.2   
                     …(7)
程度であれば、Sinθ=tanθ=θで近似できるの
で、(6)式は、
【0023】
【数3】
【0024】となる。これより、信号除去周波数Fは、
【0025】
【数4】
【0026】となり、Fは2個存在することになる。そ
の2個の除去周波数の中心周波数は、
【0027】
【数5】
【0028】となる。上式より、信号除去帯域の中心周
波数は、容量C1,C2と伝送線路1の特性インピーダ
ンスZ1と線路長L1によって決まる。また、帯域及び
帯域内減衰量はショートスタブ2の特性インピーダンス
Z2と線路長L2によって設定できる。
【0029】本実施例回路を狭帯域除去フィルタに用い
る場合は、(9)式の2周波数を近ずけ、除去帯域での
減衰量を大きくすることが望ましい。すなわち、(C1
+C2)2≒4C1C1Z1L1/(Z2L2)また、
広帯域除去フィルタに用いる場合は、(9)式の2周波
数を離せば良い。次に、本実施例回路の計算結果を示す
。ここでは、前述の衛星放送用の帯域除去フィルタ例を
示し、除去帯域を9.2〜9.7GHz、通過帯域を1
1.7〜12.2GHzとした。図1において、Z1=
50Ω,Z2=50Ω,C1=1.1pF,C2=1.
1pF,L1=760μm,L2=760μmとした 
時の信号伝送特性(│S21│2dB)の計算結果を図
3(実線)に示す。(計算 では、入出力ポート5,6
は50Ω終端した。)また、従来例図5のフィルタの 
伝送特性を同図中(点線)に併せて示す。本実施例によ
れば、除去帯域(9.2〜9.7GHz)における信号
減衰量は−30dB以上、通過帯域(11.7〜12.
2GHz)における信号減衰量は−3dB以下が得られ
る。しかも、伝送線路は線路長が760μmのものが2
本で良いため従来の2.8mmに比べ大幅に 小型化が
可能である。従って、本実施例によれば、従来例より大
幅にフィルタ回路の小型化が可能で、さらに、除去帯域
での信号減衰量が大きく、通過帯域での信号減衰量(伝
送ロス)の小さいフィルタ回路が実現できる。
【0030】次に、(9)式から分かるように、信号除
去周波数が同じフィルタを設計する場合に、Z1<Z2
に設定すれば、Z1=Z2の場合に比べてL2を短くで
きる。そこで、Z1=80Ωとした時のフィルタ特性に
ついて以下に示す。図1のショートスタブ2の特性イン
ピーダンスZ2=80Ω、線路長L2=490μmとし
、Z1,L1,C1,C2は上記と等しい場合の本例の
計算結果を 図4に示す。図3と図4を比べると、殆ど
周波数特性が等しいことがわかる。図3の特性はL2=
760μmで、図4はL2=490μmの特性であるの
で、Z2>Z1とすることで、ほぼ同じフィルタ特性が
短いスタブ長で得られることが確認できる。すなわち、
伝送線路1の特性インピーダンスZ1よりショートスタ
ブ2のインピーダンスZ2を大きくすることにより、電
気的な特性を殆ど犠牲にすることなくフィルタ回路のさ
らなる小型化がはかられる。
【0031】実施例2 図2は本発明第2実施例の帯域除去フィルタ回路の回路
図である。ここで、1〜6は図1と同じで、10,11
は伝送線路である。このように伝送線路10,11を容
量3,4に縦続接続することにより、信号通過帯域での
伝送ロスを減少できる。伝送線路1,10,11とショ
ートスタブ2の特性インピーダンスをそれぞれ50Ω、
50Ω、50Ω、80Ωとし、伝送線路1,10,11
とショートスタブ2の線路長をそれぞれ、750μm、
200μm、200μm、450μmとし、容量C1=
C2=0.72pFとした場合の計算結果を図5に示す
。本実施例によれば、除去帯域(9.2〜9.7GHz
)では−30dB以上の信号減衰が得られ、通過帯域(
11.7〜12.2GHz)での伝送ロスは−1.5d
B以下に改善できる。尚本実施例の様に伝送線路10、
11を設けると素子を形成しやすい。
【0032】まとめとして、以下に上記実施例を従来例
と比較すると、 (1)  従来例では、2.8mmもの長い伝送線路が
必要だったのに対して、本発明では、700μm程度の
線路が2本で良いため、フィルタ回路の大幅な小型化が
可能である。 (2)  本発明では、除去帯域における信号減衰量(
イメージ除去比)が従来例よりも約10dBも大きい。 (3)  本発明では、通過帯域における信号減衰量(
伝送ロス)が従来例よりも2dB以上小さい。
【0033】なお、上記発明例では、MMIC用基板と
してGaAsを用いたが、これ以外にInP等の半導体
基板も使用できるし、MMICのみならず、誘電体基板
を用いたMICにも適用できる。また、分布定数線路は
マイクロストリップ線路やコプレーナ線路の使用が可能
であり、特に線路の種類に限定はないので、マイクロス
トリップ線路とコプレーナ線路を組み合わせることもで
きる。容量としては、MIM(Metal  Insu
lator  Metal)や、ショツトキ容量などが
利用できる。なお、伝送線路や、容量のタイプの違いに
より本発明はなんら影響は受けない。
【0034】
【発明の効果】本発明第1の発明によれば、従来に比べ
てフィルタ回路の面積を大幅に小型化でき、かつ、除去
帯域での信号減衰量が大きく通過帯域での信号減衰量の
小さい帯域除去フィルタが実現できる。
【0035】本願第2の発明によれば、さらにフィルタ
回路の面積を小さくすることができ、より小型の帯域除
去フィルタが実現できる。
【0036】本願第3の発明によれば、信号通過帯域で
の伝送ロスをより低減し、小型でより高性能の帯域除去
フィルタが実現できる。
【0037】そして、以上本願発明によれば、帯域除去
フィルタのMMIC化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施例の帯域除去フィルタ回路の回
路図である。
【図2】本発明第2実施例の帯域除去フィルタ回路の回
路図である。
【図3】実施例1の帯域除去フィルタ回路の伝送特性を
示す図である。
【図4】実施例1の別の帯域除去フィルタ回路の伝送特
性を示す図である。
【図5】実施例2の帯域除去フィルタ回路の伝送特性を
示す図である。
【図6】SHF帯直接衛星放送の受信機構成例を示す図
である。
【図7】従来の帯域除去フィルタ回路の回路図である。
【図8】従来の帯域除去フィルタ回路の伝送特性を示す
図である。
【符号の説明】
1  伝送線路 2  ショートスタブ 3,4  容量 5  入力ポート 6  出力ポート 10,11  伝送線路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  2個の容量が直列に接続され、該2個
    の容量の間に1個の先端ショートの伝送線路が接続され
    た回路に、伝送線路が並列に接続され、上記先端ショー
    トの伝送線路長が除去帯域でインダクティブとなる線路
    長を有していることを特徴とする帯域除去フィルタ回路
  2. 【請求項2】  前記先端ショートの伝送線路の特性イ
    ンピーダンスが、前記並列に接続された伝送線路の特性
    インピーダンスより大きくなっていることを特徴とする
    請求項1の帯域除去フィルタ回路。
  3. 【請求項3】  前記容量に縦続接続された伝送線路を
    有していることを特徴とする請求項1の帯域除去フィル
    タ回路。
JP2407476A 1990-12-27 1990-12-27 帯域除去フィルタ回路 Pending JPH04225601A (ja)

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