JPH04245702A - バンドパスフィルタ - Google Patents

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】本発明は高周波帯のバンドパスフ
ィルタに係わり、小形で大きな帯域外減衰量が得られる
バンドパスフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にバンドパスフィルタの阻止帯域で
大きな減衰量を得るにはフィルタの段数を増やす必要が
ある。しかしながらフィルタ段数を増やすとフィルタの
寸法が大きくなるだけでなく通過帯域での信号減衰量（
挿入損）が増加する問題がある。この問題に対処する方
法として減衰帯域内に極を導入したノッチフィルタがあ
り、図４の様にノッチが形成された周波数付近での減衰
量は相当に改善される。ノッチフィルタは少ない共振器
段数でありながら容易に特定周波数での減衰を大きく出
来ることから小形、低挿入損のフィルタとして通信機な
どに数多く用いられている。

【０００３】フィルタにノッチを形成するには図５の様
に少なくとも１個以上の共振器を間において２つの共振
器間をリアクタンスを介して接続することによって実現
できる。図６はこの種のノッチフィルタの例で、同軸型
１／４波長共振器によって構成された４段フィルタに於
て、第１の共振器３１と第４の共振器３２の開放端電極
３３、３４間を容量３５を介して接続したものである。

【０００４】さてバンドパスフィルタには使用する共振
器の種類、共振器間の結合方法等により幾つかの種類が
あるが、移動無線機等に於いては無線機を極力小さくす
る必要から小形で表面実装可能なインターディジタルフ
ィルタが多く用いられつつある。インターディジタルフ
ィルタは図７の様に誘電体基板４０上にストリップ線路
より成る線路共振機４１〜４４を平行に配列したもので
ある。誘電体基板４０の裏面は金属膜でメタライズされ
てアース面として作用している。誘電体基板の表面の端
部４６の金属膜は誘電体基板の側面４５を通して該裏面
金属膜に接続されており誘電体基板上の平面回路にアー
ス電位を提供する。各ストリップ線路の一端はアース４
６に短絡されているが、他の一端は開放されて線路長を
１／４波長とする周波数で共振する共振器を構成してい
る。各共振器は交互にその短絡端の側を変えて配列され
ており、隣接する共振器間の空間的な電磁気的結合によ
ってフィルタとしての特性が定まる。なお図７には省略
したが通常は平面パターンの上部にもアースをメタライ
ズした誘電体基板を重ねた三導体構造のインターディジ
タルフィルタとして構成されることが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】さて、図６に示した
ように、従来の同軸型共振器では遠隔の二つの共振器間
を結合させるための接続手段はフィルタの基本構造の外
部空間に設けられていた。このためノッチ形成のための
接続路はフィルタ基本部分とは完全に独立して任意に接
続することが可能であった。しかしながら、インターデ
ィジタルフィルタでは共振器配列が平面的である上に各
共振器が互い違いに配列されている。これらの各線路共
振器は空間的な電磁界結合によって互いに結合されてい
るので、ノッチを形成するために遠隔の共振器間を平面
回路内で結合配線すると各共振器間の電磁界結合を乱し
たり、これらの電磁界と結合、配線とが不要な干渉を起
こす恐れがある。このために閉じられたフィルタ構造の
空間の中では、従来の同軸型共振器フィルタの様に遠隔
の共振器間を結合させてノッチを構成する事は困難であ
った。

【０００６】本発明はインターディジタル型バンドパス
フィルタの共振器間に適切な結合のための伝送線路を設
けてノッチを形成するための方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明は、誘電体基板
上にストリップまたはマイクロストリップ線路が形成さ
れた平面回路にあって、線路の一端が接地され該線路の
他の一端は開放されて成る線路共振器が、その接地の端
の側を交互に変えて複数個平面上に並列配置されたイン
ターディジタルフィルタに於て、連続する第１、第２、
第３の共振器に関し、第１の共振器の接地端側に近い線
路部位に於て電磁気的に結合する伝送線路を、第２の共
振器の開放端側を迂回して第３の共振器の接地端側の線
路部位に結合する様に配置構成したバンドパスフィルタ
である。

【０００８】また、上記の様な構成において、第２の共
振器の長さを第１、または第３の共振器よりも短く成る
様に構成したバンドパスフィルタである。

【０００９】また、上記の構成に於て、第１、及び第３
の共振器に結合する伝送線路は該共振器の線路に直接接
続されて構成されているバンドパスフィルタである。

【００１０】また、上記の構成に於て、第１、及び第３
の共振器に結合する伝送線路は線路の中間部に於て直列
容量が形成される様に構成したバンドパスフィルタであ
る。

【００１１】この構成によれば結合のための伝送線路が
フィルタを構成する各共振器の共振周波数に重大な影響
を与えず所望の特性を持つインターディジタル型ノッチ
フィルタを実現できる。

【００１２】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例を３段のバンドパ
スフィルタにより説明するもので、図４（ａ）の様に高
域の阻止帯域内にノッチを形成する例である。フィルタ
は平面パターンの上下とも誘電体基板で挟まれた三導体
構造であるが簡単のために上部誘電体基板を取り去って
平面パターンと下層の誘電体基板５０のみを図示してい
る。５１、５２、５３はバンドパスフィルタを構成して
いる連続した１／４波長共振器（それぞれ第１、第２、
第３共振器）である。５４は第１の共振器５１と第３の
共振器５３とを電気的に結合させてノッチを形成するた
めの伝送線路で、該伝送線路はその両端５５、５６に於
て第１、及び第３の共振器と共振器短絡近傍に生じる高
周波磁界によって磁気結合する様に構成されている。

【００１４】この様に当該線路は第１及び第３の共振器
の接地端付近に終端されているので、当該伝送線路を第
２の共振器５２の開放端側の空白領域に敷線すれば殆ど
最短距離でしかも第２の共振器とはほぼ直交して構成で
きることになる。この事によりノッチ形成のための伝送
線路が第２共振器との間に惹起する不要な電磁気的結合
は最小限度に留めることが出来る。

【００１５】結合線路５４と第２共振器５２との不要な
電気的干渉としては第２共振器の開放端と結合線路との
間に生じる微少な容量である。しかし結合線路両端は第
１、及び第３の共振器の低インピーダンス領域に結合さ
れているので第１共振器、及び第２共振器に与える影響
は殆どない。この容量は第２共振器の共振周波数を若干
下げるように寄与するのみであるから、予めこの分の変
化を見込んで第２共振器の周波数を設定しておけば問題
はない。

【００１６】図２は図１のバンドパスフィルタの変形例
で、前述の様に第２共振器６２の開放端が結合線路に接
近し、第２共振器の共振周波数が下がる現象を防止する
ためのものである。一般に線路共振器の共振周波数は長
手方向に一様な線路の場合１／４波長を必要とするが、
長手方向に適当なインピーダンス変化を持たせると線路
長はもっと短くてよい。図２の第２共振器では短絡端側
の線路幅を狭くして線路インピーダンスを高くし、他の
共振器よりも線路長が短くなるように構成している。こ
の様な構成によれば、第２共振器開放端と結合線路との
距離は広がるために伝送線路６４と第２共振器の開放端
との間に生ずる浮遊容量の影響は無視できるようになり
、フィルタの設計はより容易になる。

【００１７】なお図２では第１の共振器６１、及び第３
の共振器６３の短絡端側での電磁気的結合法に関する他
の方法も併せて示している。すなわち６５、及び６６で
示す様に、伝送線路６４を共振線路の短絡端側の短絡端
に近い一点に直接接続するもので、この様な方法によっ
ても図１の磁気的結合と同様な作用が得られる。

【００１８】図３は図４（ｂ）の様に通過帯域よりも低
周波側にノッチを形成する場合の例である。低周波側に
ノッチを形成するには第１の共振器７１と第３の共振器
７３とは容量的に結合させる必要がある。この要件は、
例えば７５の様に伝送線路の中途に直列容量を持つよう
な構造を導入することにより実現出来る。すなわち第１
の共振器に結合する伝送線路７４ａと第３の共振器に結
合する伝送線路７４ｂとは互いに直接接続されてなく、
微少間隙を隔てて平行線路の区間を構成している。平行
線路間には分布容量が存在するので第１及び第３共振器
は平行線路部の直列容量によって結合される事になり通
過帯域よりも低周波側にノッチが形成される。

【００１９】以上本発明の説明では３段フィルタを例に
説明したが、それ以上の段数を持つ多段フィルタに於て
も、連続する３本の共振気群に関して同様の議論は成り
立つので、本発明の適用が可能な事は明かである。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、イン
ターデジィタル型フィルタの平面回路の中に、ノッチを
形成するための共振器間結合を、フィルタの基本的な動
作を乱す事なく構成することが出来るために、阻止帯域
での減衰量の大きい小形フィルタを実現することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の斜視図である。

【図２】本発明の別の実施例の斜視図である。

【図３】本発明の更に別の実施例の斜視図である。

【図４】バンドパスフィルタのノッチの説明図である。

【図５】バンドパスフィルタにノッチを形成するための
原理図である。

【図６】従来の半同軸型共振器を用いたフィルタにおい
てノッチを形成させるための構成を示す図である。

【図７】インターディジタルフィルタの構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

５０　　誘電体基板 ５１、６１、７１　　第１の共振器 ５２、６２、７２　　第２の共振器 ５３、６３、７３　　第３の共振器 ５４、６４、７４ａ、７４ｂ　　ノッチを形成するため
の伝送線路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　誘電体基板上にストリップまたはマイ
   クロストリップ線路が形成された平面回路にあって、線
   路の一端が接地され該線路の他の一端は開放されて成る
   線路共振器が、その接地の端の側を交互に変えて複数個
   平面上に並列配置されたインターディジタルフィルタに
   於て、連続する第１、第２、第３の共振器に関し、第１
   の共振器の接地端側に近い線路部位に於て電磁気的に結
   合する伝送線路を、第２の共振器の開放端側を迂回して
   第３の共振器の接地端側の線路部位に結合する様に配置
   構成した事を特徴とするバンドパスフィルタ。
2. 【請求項２】　　請求項１の構成に於て特に、第２の共
   振器の長さを第１、または第３の共振器よりも短くなる
   様に構成したことを特徴とするバンドパスフィルタ。
3. 【請求項３】　　請求項１及び請求項２の構成に於て特
   に、第１、及び第３の共振器に結合する伝送線路は該共
   振器の線路に直接接続されて構成されていることを特徴
   とするバンドパスフィルタ。
4. 【請求項４】　　請求項１〜請求項３の構成に於て特に
   、第１、及び第３の共振器に結合する伝送線路は線路の
   中間部に於て直列容量が形成される様に構成した事を特
   徴とするバンドパスフィルタ。