JPH04269008A - 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】この発明は、バンドパスフィルタ
に関し、特にたとえば２００ＭＨｚ以上の携帯電話やポ
ケットベルなどの高周波通信機器に用いられる、バンド
パスフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のバンドパスフィルタとし
ては、ストリップラインを用いたフィルタ，同軸誘電体
共振器を用いたフィルタあるいはＳＡＷフィルタ等が知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ストリップラ
インを使用したフィルタの場合は、使用周波数が４００
ＭＨｚ程度に低くなると構造が大型化するのに加え、基
板裏面全面にアース電極を形成しなければならないので
、電極材料が増加してコスト高になるという問題点があ
った。

【０００４】また、同軸誘電体共振器を用いたフィルタ
では、共振器自体が比較的高価である上に、共振器を単
に並列的に並べただけでは回路を構成しないので、別途
コンデンサ等の結合手段が必要になり、構造が複雑化し
、大型化する。しかも、組立作業に手間がかかるという
問題点があった。そして、ＳＡＷフィルタでは、ハーメ
チックシール用の金属ケースを用いる必要があり、した
がって構造的にコスト高になるという問題点があった。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、小
型でかつ安価なバンドパスフィルタを提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、各々が、誘
電体基板の両主面に互いに対向するようにコンデンサ電
極パターンを形成するとともに両主面にコンデンサ電極
パターンとそれぞれ導通するコイルパターンを形成し、
かつ誘電体基板の両主面のコイルパターンを互いに電気
的に接続して構成された等価的にＬＣ並列回路で表され
る複数の共振器を、各共振器のコイルパターンを接近さ
せることによって互いに磁気的に結合し、かつ前記複数
の共振器のうち隣接する少なくとも１組の共振器を別の
コイルパターンによって結合した、バンドパスフィルタ
である。

【０００７】

【作用】各々の共振器は、誘電体基板の両主面上に形成
されたコンデンサ電極パターンおよびコイルパターンに
よって、ＬＣ共振器として構成され、各共振器のコイル
パターンどうしを接近させることによって、各共振器が
相互誘導結合（Ｍ結合）される。また、隣接する少なく
とも１組の共振器はコイルパターンでＬ結合され、それ
によって、フィルタの中心周波数より高域側に極が作ら
れる。

【０００８】

【発明の効果】この発明によれば、誘電体基板とその上
に形成した導体パターンとによってＬＣ共振器を構成し
、各ＬＣ共振器をそれぞれコイルパターンどうしが接近
するように配置するだけでバンドパスフィルタを得るこ
とができる。したがって、各共振器自体が安価であるば
かりでなく、別のコイルパターンは導体パターンと同じ
ように形成しておくだけでコンデンサのような別の結合
手段が不要なので、構造が簡単でしかも組立が簡単で、
全体として、小型でしかも安価なバンドパスフィルタが
得られる。

【０００９】また、Ｌ結合させることによって通過帯域
の高域側に極が作られるので、この種のバンドパスフィ
ルタに要求される高い尖鋭度（Ｑ）を得ることができる
。そして、各共振器は集中定数素子によって構成される
ことになるので、コンデンサの容量等を単独で変更ある
いは調整することができ、フィルタ特性を容易に調整す
ることができる。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【実施例】図１〜図３に示すこの実施例のバンドパスフ
ィルタ１０は、第１の共振器１２ａおよびそれを挟むよ
うに配置される第２の共振器１２ｂおよび第３の共振器
１２ｃを含む。各共振器１２ａ〜１２ｃはたとえばＦＣ
ＦＲ，ＦＣＶＲまたはＦＲＤＲ等からなる誘電体基板１
４を共有する。

【００１２】第１の共振器１２ａは誘電体基板１４の中
央部を含む。誘電体基板１４の中央部表面には互いに連
続するコンデンサ電極パターン１６ａおよびコイルパタ
ーン１８ａが、中央部裏面には互いに連続するコンデン
サ電極パターン２０ａおよびコイルパターン２２ａが、
それぞれ所定の形状・サイズに、たとえば銀ペーストを
スクリーン印刷することによって形成される。

【００１３】コンデンサ電極パターン１６ａとコンデン
サ電極パターン２０ａとは、誘電体基板１４を挟んで互
いに対向して配置され、これによって、誘電体基板１４
の誘電率εや厚みおよびコンデンサ電極パターン１６ａ
および２０ａの対向面積等によって決まる容量値を有す
る図４で示すコンデンサＣ１　が形成される。コイルパ
ターン１８ａおよびコイルパターン２２ａは、誘電体基
板１４に形成されたスルーホール２４ａを通して互いに
接続され、これによって、コイルパターン１８ａおよび
２２ａの線幅や長さ等によって決まるインダクタンス値
を有する図４で示すコイルＬ１　が形成される。

【００１４】そして、第１の共振器１２ａの左右には、
前述の第２の共振器１２ｂおよび第３の共振器１２ｃが
それぞれ近接配置される。したがって、図４で表される
等価回路を有するバンドパスフィルタ１０が構成される
。第２の共振器１２ｂは、誘電体基板１４の左部を含む
。誘電体基板１４の左部表面には、互いに連続するコン
デンサ電極パターン１６ｂおよびコイルパターン１８ｂ
が形成され、左部裏面には、互いに連続するコンデンサ
電極パターン２０ｂおよびコイルパターン２２ｂが形成
される。さらに、誘電体基板１４の左部表面には、コン
デンサ電極パターン２０ｂと平面的に対向するように別
のコンデンサ電極パターン２６が形成される。

【００１５】この第２の共振器１２ｂにおいては、コン
デンサ電極パターン１６ｂおよび２０ｂが互いに対向し
、これによって、図４で示すコンデンサＣ２が形成され
、また、スルーホール２４ｂを通して互いに接続された
コイルパターン１８ｂおよび２２ｂによって図４で示す
コイルＬ２　が形成される。そして、コンデンサ電極パ
ターン２０ｂおよび２６によって図４で示すコンデンサ
Ｃ３　が形成される。なお、このコンデンサＣ３　は、
入力（または出力）とのインピーダンスマッチング用コ
ンデンサとして機能する。

【００１６】一方、第３の共振器１２ｃは、誘電体基板
１４の右部を含む。誘電体基板１４の右部表面には、互
いに連続するコンデンサ電極パターン１６ｃおよびコイ
ルパターン１８ｃが形成され、右部裏面には、互いに連
続するコンデンサ電極パターン２０ｃおよびコイルパタ
ーン２２ｃが形成される。さらに、誘電体基板１４の右
部裏面には、コンデンサ電極パターン１６ｃと平面的に
対向するように別のコンデンサ電極パターン２８が形成
される。

【００１７】この第３の共振器１２ｃにおいては、コン
デンサ電極パターン１６ｃおよび２０ｃが互いに対向し
、これによって、図４で示すコンデンサＣ４が形成され
、また、スルーホール２４ｃを通して互いに接続された
コイルパターン１８ｃおよび２２ｃによって図４で示す
コイルＬ３　が形成される。そして、コンデンサ電極パ
ターン１６ｃおよび２８によって図４で示すコンデンサ
Ｃ５　が形成される。なお、コンデンサＣ５　は、出力
（または入力）とのインピーダンスマッチング用コンデ
ンサとして機能する。

【００１８】なお、各共振器において誘電体基板１４の
両面に形成されたコイルパターンは、必ずしもスルーホ
ールによって接続される必要はなく、たとえば誘電体基
板１４の端面を回り込んで接続されてもよい。共振器１
２ａ〜１２ｃは、図１〜図３からよくわかるように、各
共振器のコイルパターンが互いに近接するようにして配
置される。すなわち、第２の共振器１２ｂの表面のコイ
ルパターン１８ｂと第１の共振器１２ａの裏面のコイル
パターン２２ａとが接近し、第１の共振器１２ａの表面
のコイルパターン１８ａと第３の共振器１２ｃの裏面の
コイルパターン２２ｃとが接近するように配置される。 したがって、図４に示すように隣接する２つの共振器が
、相互誘導（Ｍ）により結合される。なお、誘電体基板
１４を用いているので、隣接する２つの共振器は図４中
ＣＳで模式的に示すように容量的にも結合されることに
なる。

【００１９】また、誘電体基板１４の表面には、コンデ
ンサ電極パターン１６ａとコンデンサ電極パターン１６
ｂとを接続するコイルパターン３０が形成され、これに
よって、図４で示すコイルＬ４　が形成される。したが
って、第１の共振器１２ａと第２の共振器１２ｂとは、
コイルＬ４　によっても結合（Ｌ結合）される。そして
、共振器１２ｂのコンデンサ電極パターン２６には、そ
の一方が入力（または出力）側回路と接続されるリード
端子３２の他方端が接続され、共振器１２ｃのコンデン
サ電極パターン２８には、その一方端が出力（または入
力）側回路と接続されるリード端子３４の他方端が接続
される。さらに、共振器１２ａ〜１２ｃのそれぞれのコ
ンデンサ電極パターン１６ａおよび１６ｂならびに２０
ｃには、接地用リード端子３６および３８ならびに４０
がそれぞれ接続される。

【００２０】実験によれば、たとえば図５のグラフに示
すような周波数特性が得られた。すなわち、この実施例
によれば、通過帯域の高周波側に極が作られ、これによ
って、急峻な特性が得られ、高い尖鋭度（Ｑ）が得られ
る。なお、コイルＬ４　（図４）を形成しない場合には
、図６に示すようにＱは小さい。この実施例によれば、
各共振器を誘電体基板および導体パターンで形成し、隣
接する共振器間を主として磁気結合しているので、構造
が非常に簡単であり、全体として、小型にしかも安価に
製造できる。

【００２１】また、共振器間隔Ｌ（図１）を変えること
によって結合の度合いを変更でき、これによって、バン
ドパスフィルタ１０の通過帯域幅を調整できる。すなわ
ち、間隔Ｌを狭くすると帯域幅が広くなり、間隔Ｌを広
くすると帯域幅が狭くなる。なお、この実施例では、共
振器が３個用いられているが、２個もしくは４個以上用
いられてもよい。そして、コイルパターン３０（コイル
Ｌ４　）は、隣接する任意の共振器間に形成されればよ
く、また、隣接する２組以上の共振器間に形成されても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１の実施例の正面図である。

【図３】図１の実施例の底面図である。

【図４】図１〜図３の実施例の等価回路を示す回路図で
ある。

【図５】図１〜図３の実施例の周波数特性を示すグラフ
である。

【図６】図１〜図３の実施例においてコイルＬ４　を形
成しない場合の周波数特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　…バンドパスフィルタ １２ａ〜１２ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　…共振器１４　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　…誘電体基板 １６ａ〜１６ｃ，２０ａ〜２０ｃ，２６，２８…コンデ
ンサ電極パターン １８ａ〜１８ｃ，２２ａ〜２２ｃ，３０　　　　　　…
コイルパターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々が、誘電体基板の両主面に互いに対向
   するようにコンデンサ電極パターンを形成するとともに
   前記両主面に前記コンデンサ電極パターンとそれぞれ導
   通するコイルパターンを形成し、かつ前記誘電体基板の
   両主面の前記コイルパターンを互いに電気的に接続して
   構成された等価的にＬＣ並列回路で表される複数の共振
   器を、各共振器の前記コイルパターンを接近させること
   によって互いに磁気的に結合し、かつ前記複数の共振器
   のうち隣接する少なくとも１組の共振器を別のコイルパ
   ターンによって結合した、バンドパスフィルタ。