【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
産業上の利用分野
本発明はUHF帯を含みそれ以上の周波数領域
で好適に使用されるバンドパスフイルタに関す
る。
従来技術とその問題点
上記の周波数領域におけるバンドパスフイルタ
のフイルタ特性としては比較的高い尖鋭度（以
下、Ｑという）をもつことが要求され、従来は誘
電体同軸共振器を多段に接続したものが一般的で
あつた。
ところで、上記誘電体同軸共振器はコンデンサ
とコイルとからなる直列回路に別のコンデンサを
並列接続した等価回路であらわされるものである
が、全体形状が円筒形をしているため、多段接続
した場合にはフイルタが嵩張るという欠点があつ
た。
出願人はこれに関連する発明として共振器回路
を構成する導電パターンを一枚の基板上に形成
し、かつ該共振器回路を複数個容量結合させるこ
とによつて、コンパクト化を実現したものを特願
昭61−97317にて既に提案した。
しかし、上記出願発明は、コンパクトにはなつ
たもののフイルタ特性の面においては必ずしもそ
の「Ｑ」が満足し得るものとは言い難く、尚改良
の余地が残されていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、コンパクトであつて、かつフイルタ
特性をより向上させたバンドパスフイルタを提供
することを目的とする。
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するために本発明のバンドパス
フイルタは、第１のコンデンサの両側に直列にコ
イルが接続されたLC直列回路に並列に第２のコ
ンデンサが接続された等価回路をもつ共振器複数
個を容量結合すると共に、共振器間の少なくとも
１カ所をコイルによつて接続したことを要旨とし
ている。
実施例
以下、図示の実施例に基づき本発明を詳説す
る。
第１図は本発明の一実施例としてのバンドパス
フイルタの構成を示し、図イは正面図、図ロは側
面図、図ハは背面図である。図中、１は例えば
FRDR材等からなる誘電体基板で、その表面１ａ
と裏面１ｂには夫々コの字状をした導電パターン
２〜５が形成され、かつ表面１ａ側の導電パター
ン２と導電パターン４とは略凹状に形成された導
電パターン６を介して接続されている。上記導電
パターン２〜５は２つのコンデンサ電極パターン
２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５
ｂと１つのコイルパターン２ｃ，３ｃ，４ｃ，５
ｃとからなる。このうち、コンデンサ電極パター
ン２ａと３ａ，２ｂと３ｂ，４ａと５ａ，４ｂと
５ｂとは誘電体基板１を介して対向しており、基
板１の誘電率、厚み及びコンデンサ電極パターン
の対向面積によつて決定されるコンデンサ容量Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を有している。一方、コイ
ルパターン２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃは夫々対向し
ない位置に高周波的に形成され、夫々のコイルパ
ターンはインダクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４
を有している。また、前記コンデンサ電極パター
ン２〜５のうち基板表面１ａ側のコンデンサ電極
パターン２ａ，４ａは互いに接近する方向に延設
部２ｄ，４ｄが形成されると共に、該延設部２
ｄ，４ｄ間で所定容量のコンデンサCsを有する
ように基板裏面１ｂ側には導電パターン７が形成
される。３，９は入出力用のリード端子、１０，
１１は接地用の端子を示す。
しかして、上記導電パターン２，３（或いは導
電パターン４，５）は、第２図に示すような等価
回路で表され、共振器Ｑを構成している。すなわ
ち、該共振器Ｑは第１のコンデンサＣ１（Ｃ３）
の両側にコイルＬ１，Ｌ２，（Ｌ３，Ｌ４）を接
続してなるLC直列回路に第２のコンデンサＣ２
（Ｃ４）が並列接続されたものである。
第３図は第１図に示すバンドパスフイルタを等
価回路で表したものである。すなわち、該バンド
パスフイルタは、第２図の等価回路を持つ２個の
共振器Ｑ１，Ｑ２が上記コンデンサCsによつて
容量結合され、かつ共振器Ｑ１とＱ２が接続コイ
ルＬ５によつて接続されてなる。図中、Ｌ１０，
Ｌ１１はリード端子１０，１１の有するインダク
タンスである。このバンドパスフイルタは、コン
デンサCsの容量を変えることにより容量結合の
度合を変更でき、従つてこれによつて通過帯域幅
を調整することができる。第４図は上記構成のバ
ンドパスフイルタの周波数特性を示し、第５図は
接続コイルＬ５を設けなかつた例を示す。中心周
波数は共に504MHzである。この両図の比較から
明らかなように共振器Ｑ１，Ｑ２が接続コイルＬ
５に接続されることにより中心周波数の両側に極
Ｐ，Ｐが形成され、接続コイルＬ５が設けられて
いない場合に比し、急峻な特性が得られることが
確認された。しかも、上述の如く該バンドパスフ
イルタは第３図に示す等価回路を有する導電パタ
ーンからなり、嵩張ることもなくコンパクトなも
のとなる。上記第４図のような周波数特性を得る
ための基板１及び導電パターン２〜７の寸法等は
次の通りである。
(イ) 誘電体基板：厚み0.4mm、縦横寸法12×14mm、
誘電率80
(ロ) 導電パターン（各パターンとも同じ）：
コンデンサ電極パターン２ａ，２ｂ
l1＝6.5（mm）
l2＝1.5（mm）
l3＝6.5（mm）
l4＝3.5（mm）
Ｃ１＝20（PF）
Ｃ２＝44（PF）
コイルパターン２ｃ，３ｃ
l5＝5.6（mm）
Ｌ１＝Ｌ２＝2.49（nH）
コンデンサ電極パターン２ｄ，４ｄ，７
l6＝l7＝1.5（mm）
l8＝0.5（mm）
l9＝1.3（mm）
Cs＝1.0（PF）
コイルパターン６
l10＝l11＝1.5（mm）
l12＝l13＝l14＝1.0（mm）
l15＝3.5（mm）
Ｌ５＝3.0（nH）
尚、コイルパターンの幅Ｗはインダクタンス値
には関係しないが、幅が大である程抵抗分が小さ
くなるので、Ｑが高くなり好ましいといえる。こ
の実施例ではＷ＝1.5（mm）としている。
第６図は他の実施例（第２の実施例）として第
２図に示す等価回路をもつ共振器を３段に結合し
た場合の例を示す。この実施例ではコの字状をし
た３個の導電パターン２，４，１２と３，５，１
３が一枚の誘電体基板１の表裏両面１ａ，１ｂに
夫々所定間隔をおいて形成されると共に、表面１
ａ側の導電パターン２，１２は導電パターン６を
介して接続されている。さらに上記導電パターン
２，４，１２は、その一部を延長して延設部２
ｄ，４ｄ，１２ｄ，１２ｅを形成し、かつこの延
設部２ｄ，４ｄ，１２ｄ，１２ｅと一部対向する
導電パターン７，１４を基板裏面１ｂに形成して
いる。第７図は第６図のバンドパスフイルタを等
価回路であらわしたものである。すなわち、上記
基板１の表裏両面に形成された導電パターン２と
３，４と５，１２と１３で共振器Ｑ１，Ｑ２，Ｑ
３を構成し、延設部２ｄ，４ｄ，１２ｄ，１２ｅ
と導電パターン７，１４とで結合用のコンデンサ
Cs1，Cs2を構成すると共に、共振器Ｑ１，Ｑ３は
接続コイルＬ５で互いに接続される。図中、Ｃ
５，Ｃ６，Ｌ６，Ｌ７は共振器Ｑ３を構成するコ
ンデンサ及びコイル、Ｌ１５はリード端子１５の
有するコイル成分である。第８図は上記バンドパ
スフイルタの周波数特性を示し、第９図は接続コ
イルＬ５を設けなかつた場合を示す。中心周波数
は共に400MHzである。この図から明らかなよう
に接続コイル１５を設けることにより、中心周波
数の両側に２個の極Ｐ，Ｐが形成され、急峻な特
性が得られたのが確認された。このような周波数
特性を得るためのバンドパスフイルタの導電パタ
ーン６の各部寸法は次の通りである。
l16＝1.0（mm）
l17＝3.5（mm）
Ｌ５＝2.0（nH）
第１０図はさらに別の実施例（第３の実施例）
を示したものであつて、第２の実施例と同様、第
２図の等価回路をもつ共振器を３段結合し、か
つ、表面１ａ側の導電パターン１２の一部に矩形
状の突設部１６を設けると共に、該突設部１６と
対向状となるように裏面１ｂ側の導電パターン５
にも同様な突設部１７を設け、さらに該突設部１
６，１７を電気的に接続する貫通孔１８を設けた
ものである。尚、該貫通孔１８には銀等の導電ペ
ーストが充填される。第１１図は第１０図のバン
ドパスフイルタの等価回路を示したものである。
上記突設部１６，１７でもつてコイルＬ５が形成
されている。第１２図はその周波数特性を示した
ものである。この図から明らかなように中心周波
数405Hzの両側に極Ｐ，Ｐが形成され、急峻な周
波数特性が得られ、また減衰量も大きくなり、良
好なバンドパスフイルタを得られるのが判る。以
下に上記突設部１６，１７の各部寸法を示す。
l18＝1.0（mm）
l19＝2.5（mm）
貫通孔l8＝0.5（mmφ）
Ｌ５＝2.0（nH）
このように共振器間をコイルで接続することに
より、急峻な特性が得られたのが確認された。ま
た、本発明に係るバンドパスフイルタは、共振器
を導電パターンで形成したので３段以上の多段に
接続しても嵩張ることなくコンパクトなものとな
る。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく要旨を逸脱しない範囲において設計変更可能
なことは勿論である。例えば、共振器の段数につ
いても限定されることがなく、一枚の基板上に３
個以上の共振器を多段接続することも可能であ
る。さらに、リード端子の導出箇所も任意であ
り、共振器の間隔を変えることによつて帯域幅を
変えることも可能である。また、第２及び第３の
実施例において、極Ｐの周波数はリード端子１５
を第６図及び第１０図に示す如く矢印Ａ方向に移
動させることにより、任意に選べることができ、
用途に応じたフイルタ特性を有するバンドパスフ
イルタを得ることができる。また、共振器間の接
続箇所についても少なくとも１箇所あれば良く、
接続箇所を２個以上に設定しても良いことはいう
までもない。
発明の効果
以上詳述したように本発明のバンドパスフイル
タは、第１のコンデンサの両側に直列にコイルが
接続されたLC直列回路に並列に第２のコンデン
サが接続された等価回路をもつ共振器複数個を容
量結合すると共に、共振器間の少なくとも１箇所
をコイルによつて接続したので、中心周波数の両
側に極が形成され、急峻なフイルタ特性を得るこ
とができる。また上述のような特異な等価回路を
有する共振器が多段接続されたので、一枚の基板
上に組みつけることができ、誘電体同軸共振器を
用いたフイルタと異なり、嵩張ることもなく、コ
ンパクトに構成することができるという効果があ
る。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a bandpass filter that is suitably used in a frequency range including the UHF band and beyond. Prior art and its problems The filter characteristics of a bandpass filter in the above frequency range are required to have relatively high sharpness (hereinafter referred to as Q), and in the past, dielectric coaxial resonators were connected in multiple stages. was common. By the way, the above-mentioned dielectric coaxial resonator is represented by an equivalent circuit in which another capacitor is connected in parallel to a series circuit consisting of a capacitor and a coil, but since the overall shape is cylindrical, when connected in multiple stages had the disadvantage that the filter was bulky. The applicant has proposed a related invention in which a conductive pattern constituting a resonator circuit is formed on a single substrate, and a plurality of resonator circuits are capacitively coupled, thereby realizing compactness. This was already proposed in patent application No. 1983-97317. However, although the invention as filed above has become more compact, it cannot be said that its "Q" is necessarily satisfactory in terms of filter characteristics, and there is still room for improvement. The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a bandpass filter that is compact and has improved filter characteristics. Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the bandpass filter of the present invention has a second capacitor connected in parallel to an LC series circuit in which coils are connected in series on both sides of a first capacitor. The gist is that a plurality of resonators having equivalent circuits are capacitively coupled, and that at least one point between the resonators is connected by a coil. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on illustrated examples. FIG. 1 shows the configuration of a bandpass filter as an embodiment of the present invention, in which FIG. A is a front view, FIG. B is a side view, and FIG. C is a rear view. In the figure, 1 is for example
A dielectric substrate made of FRDR material etc., whose surface 1a
U-shaped conductive patterns 2 to 5 are formed on the back surface 1b, respectively, and the conductive patterns 2 and 4 on the front surface 1a are connected via a conductive pattern 6 formed in a substantially concave shape. There is. The conductive patterns 2 to 5 are two capacitor electrode patterns 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5.
b and one coil pattern 2c, 3c, 4c, 5
It consists of c. Of these, the capacitor electrode patterns 2a and 3a, 2b and 3b, 4a and 5a, and 4b and 5b are opposed to each other with the dielectric substrate 1 in between, and the dielectric constant and thickness of the substrate 1 and the opposing area of the capacitor electrode patterns are The capacitor capacity C determined accordingly
1, C2, C3, and C4. On the other hand, the coil patterns 2c, 3c, 4c, and 5c are formed using high frequency at positions that do not face each other, and each coil pattern has an inductance of L1, L2, L3, and L4.
have. Further, among the capacitor electrode patterns 2 to 5, the capacitor electrode patterns 2a and 4a on the substrate surface 1a side are formed with extending portions 2d and 4d in a direction approaching each other.
A conductive pattern 7 is formed on the back side of the substrate 1b so as to have a capacitor Cs of a predetermined capacity between capacitors d and 4d. 3 and 9 are input/output lead terminals, 10,
11 indicates a grounding terminal. The conductive patterns 2 and 3 (or the conductive patterns 4 and 5) are represented by an equivalent circuit as shown in FIG. 2, and constitute a resonator Q. That is, the resonator Q is connected to the first capacitor C1 (C3)
A second capacitor C2 is connected to the LC series circuit formed by connecting coils L1, L2, (L3, L4) on both sides of the
(C4) are connected in parallel. FIG. 3 is an equivalent circuit representation of the bandpass filter shown in FIG. 1. That is, in the bandpass filter, two resonators Q1 and Q2 having the equivalent circuit shown in FIG. 2 are capacitively coupled by the capacitor Cs, and the resonators Q1 and Q2 are connected by a connecting coil L5. It becomes. In the figure, L10,
L11 is an inductance that the lead terminals 10 and 11 have. In this bandpass filter, the degree of capacitive coupling can be changed by changing the capacitance of the capacitor Cs, and therefore the passband width can be adjusted thereby. FIG. 4 shows the frequency characteristics of the bandpass filter having the above configuration, and FIG. 5 shows an example in which the connecting coil L5 is not provided. The center frequency of both is 504MHz. As is clear from the comparison of these two figures, the resonators Q1 and Q2 are connected to the connected coil L.
It was confirmed that poles P and P are formed on both sides of the center frequency by connecting the connecting coil L5 to L5, and that steeper characteristics can be obtained compared to the case where the connecting coil L5 is not provided. Furthermore, as described above, the bandpass filter is made of a conductive pattern having the equivalent circuit shown in FIG. 3, and is compact and not bulky. The dimensions of the substrate 1 and the conductive patterns 2 to 7 to obtain the frequency characteristics shown in FIG. 4 are as follows. (a) Dielectric substrate: thickness 0.4 mm, length and width dimensions 12 x 14 mm,
Dielectric constant 80 (b) Conductive pattern (same for each pattern): Capacitor electrode pattern 2a, 2b l1 = 6.5 (mm) l2 = 1.5 (mm) l3 = 6.5 (mm) l4 = 3.5 (mm) C1 = 20 (PF ) C2 = 44 (PF) Coil pattern 2c, 3c l5 = 5.6 (mm) L1 = L2 = 2.49 (nH) Capacitor electrode pattern 2d, 4d, 7 l6 = l7 = 1.5 (mm) l8 = 0.5 (mm) l9 = 1.3 (mm) Cs = 1.0 (PF) Coil pattern 6 l10 = l11 = 1.5 (mm) l12 = l13 = l14 = 1.0 (mm) l15 = 3.5 (mm) L5 = 3.0 (nH) Coil pattern width W is not related to the inductance value, but the larger the width, the smaller the resistance, and therefore the higher the Q, which is preferable. In this embodiment, W=1.5 (mm). FIG. 6 shows another embodiment (second embodiment) in which resonators having the equivalent circuit shown in FIG. 2 are coupled in three stages. In this embodiment, three U-shaped conductive patterns 2, 4, 12 and 3, 5, 1 are used.
3 are formed on both the front and back surfaces 1a and 1b of one dielectric substrate 1 at predetermined intervals, and
The conductive patterns 2 and 12 on the a side are connected via the conductive pattern 6. Furthermore, the conductive patterns 2, 4, and 12 are partially extended to form extension portions 2.
d, 4d, 12d, and 12e, and conductive patterns 7, 14 are formed on the back surface 1b of the substrate, partially facing the extended portions 2d, 4d, 12d, and 12e. FIG. 7 shows an equivalent circuit representation of the bandpass filter shown in FIG. 6. That is, the conductive patterns 2 and 3, 4 and 5, 12 and 13 formed on both the front and back surfaces of the substrate 1 form resonators Q1, Q2, Q.
3 and extending portions 2d, 4d, 12d, 12e
and conductive patterns 7, 14 for coupling capacitor
Cs 1 and Cs 2 are configured, and the resonators Q1 and Q3 are connected to each other by a connecting coil L5. In the diagram, C
5, C6, L6, and L7 are capacitors and coils forming the resonator Q3, and L15 is a coil component included in the lead terminal 15. FIG. 8 shows the frequency characteristics of the bandpass filter, and FIG. 9 shows the case where the connecting coil L5 is not provided. Both center frequencies are 400MHz. As is clear from this figure, by providing the connecting coil 15, two poles P, P were formed on both sides of the center frequency, and it was confirmed that steep characteristics were obtained. The dimensions of each part of the conductive pattern 6 of the bandpass filter for obtaining such frequency characteristics are as follows. l16=1.0 (mm) l17=3.5 (mm) L5=2.0 (nH) Figure 10 is yet another example (third example)
Similar to the second embodiment, three stages of resonators having the equivalent circuit shown in FIG. The conductive pattern 5 on the back surface 1b is provided so as to face the protruding portion 16.
A similar protrusion 17 is provided in the protrusion 1, and the protrusion 1
6 and 17 are provided with a through hole 18 for electrically connecting them. Note that the through hole 18 is filled with a conductive paste such as silver. FIG. 11 shows an equivalent circuit of the bandpass filter shown in FIG. 10.
The protruding portions 16 and 17 also form a coil L5. FIG. 12 shows its frequency characteristics. As is clear from this figure, poles P and P are formed on both sides of the center frequency of 405 Hz, a steep frequency characteristic is obtained, and the amount of attenuation is also increased, making it possible to obtain a good bandpass filter. The dimensions of each of the protruding portions 16 and 17 are shown below. l18 = 1.0 (mm) l19 = 2.5 (mm) Through hole l8 = 0.5 (mmφ) L5 = 2.0 (nH) It was confirmed that a steep characteristic was obtained by connecting the resonators with a coil in this way It was done. Further, since the bandpass filter according to the present invention has a resonator formed of a conductive pattern, it is compact and does not become bulky even when connected in three or more stages. It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that the design can be changed within the scope of the invention. For example, there is no limit to the number of resonator stages, and three resonator stages can be placed on one substrate.
It is also possible to connect more than one resonator in multiple stages. Furthermore, the lead terminals can be led out at any point, and the bandwidth can be changed by changing the spacing between the resonators. In addition, in the second and third embodiments, the frequency of the pole P is the same as that of the lead terminal 15.
can be arbitrarily selected by moving in the direction of arrow A as shown in FIGS. 6 and 10.
A bandpass filter having filter characteristics depending on the application can be obtained. In addition, it is sufficient that there is at least one connection point between the resonators.
It goes without saying that the number of connection points may be set to two or more. Effects of the Invention As detailed above, the bandpass filter of the present invention has a resonance circuit having an equivalent circuit in which a second capacitor is connected in parallel to an LC series circuit in which coils are connected in series on both sides of a first capacitor. Since a plurality of resonators are capacitively coupled and at least one point between the resonators is connected by a coil, poles are formed on both sides of the center frequency, and steep filter characteristics can be obtained. In addition, since the resonators with the unique equivalent circuits described above are connected in multiple stages, they can be assembled on a single board, and unlike filters using dielectric coaxial resonators, they are not bulky and compact. This has the advantage that it can be configured as follows.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の一実施例（第１の実施例）と
してのバンドパスフイルタを示し、図イは正面
図、図ロは側面図、図ハは背面図、第２図は第１
図のフイルタを構成する共振器の等価回路図、第
３図は第１図のフイルタの等価回路図、第４図は
第１の実施例におけるバンドパスフイルタの周波
数特性図、第５図はコイルを接続しなつた場合の
一例を示す周波数特性図、第６図イは第２の実施
例を示すバンドパスフイルタの正面図、図ロはそ
の側面図、図ハは背面図、第７図はその等価回路
図、第８図は上記第２の実施例におけるバンドパ
スフイルタの周波数特性図、第９図はコイルを接
続しなかつた場合の一例を示す周波数特性図、第
１０図イは第３の実施例を示すバンドパスフイル
タの正面図、図ロは側面図、図ハは背面図、第１
１図はそのフイルタの等価回路図、第１２図は上
記第３の実施例における周波数特性図である。
Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５……第１のコンデンサ、Ｃ
２，Ｃ４，Ｃ６……第２のコンデンサ、Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７……コイル、
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３……共振器。
Fig. 1 shows a bandpass filter as an embodiment (first embodiment) of the present invention, in which Fig. A is a front view, Fig. B is a side view, Fig. C is a back view, and Fig. 2 is a
Fig. 3 is an equivalent circuit diagram of the resonator constituting the filter in Fig. 1, Fig. 4 is a frequency characteristic diagram of the bandpass filter in the first embodiment, Fig. 5 is a coil Figure 6A is a front view of the bandpass filter showing the second embodiment, Figure B is its side view, Figure C is its rear view, Figure 7 is The equivalent circuit diagram, FIG. 8 is a frequency characteristic diagram of the band pass filter in the second embodiment, FIG. 9 is a frequency characteristic diagram showing an example when the coil is not connected, and FIG. Figure B is a side view, Figure C is a rear view, and Figure 1 is a front view of a band pass filter showing an example of
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the filter, and FIG. 12 is a frequency characteristic diagram in the third embodiment. C1, C3, C5...first capacitor, C
2, C4, C6...Second capacitor, L1, L
2, L3, L4, L5, L6, L7...Coil,
Q1, Q2, Q3...resonator.