JPH061876B2 - バンドパスフイルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ＵＨＦ帯を含みそれ以上の同周波数領域で好
適に使用されるバンドパスフィルタに関する。

従来の技術及びその問題点 上記の周波数領域で使用されるバンドパスフィルタとし
て従来は、誘電体同軸共振器を多段に接続したものが一
般的である。

しかし、かかるフィルタの場合、誘電体同軸共振器が円
筒形をしているために、これを多段に並べたフィルタは
嵩張るといった欠点がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、一枚の基板上に構成しや
すいコンパクトなバンドパスフィルタを提供することを
目的としている。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明は、基板の表裏面又は同
一面に並列状に形成された１対のコイルパターンと、両
コイルパターンの一端同士を接続する第１のコンデンサ
及び両コイルパターンの他方の端部同士を接続する第２
のコンデンサとからなり、前記第１のコンデンサと、こ
の両側に直列に接続された前記コイルパターンによって
構成されるコイルとでＬＣ直列回路を形成し、かつこの
ＬＣ回路に前記第２のコンデンサが並列に接続された構
成の共振器複数個からなるバンドパスフィルタにおい
て、前記各共振器は互いに近接するコイルパターンを介
して磁気結合されていると共に容量結合もされている若
しくは介在するコイルパターンを介して容量結合されて
いることを特徴とするバンドパスフィルタ。

実施例 第１図の本発明の一実施例としてのバンドパスフィルタ
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とには夫々コ
の字形をした導電パターン２〜５が形成されている。各
導電パターン２〜５は２つのコンデンサ電極パターン２
ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂと１つ
のコイルパターン２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃとから成って
いる。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、基板の誘電率、厚み、コンデ
ンサ電極の対向面積によって決まる容量のコンデンサＣ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を形成している。一方、コイルパ
ターン２ｃと３ｃ，４ｃと５ｃは、夫々対向しない位置
に形成されている。各コイルパターン２ｃ，３ｃ，４
ｃ，５ｃは高周波的にコイルを形成する。ここでは、各
コイルパターンのインダクタンスをＬ１，Ｌ２，Ｌ３，
Ｌ４，とする。11,13は入出力用のリード端子である。1
2,14は接地用の端子である。

上記構成において、誘電体基板１の表裏面で対向する導
電パターン２と３，及び４と５とは夫々第２図に示すよ
うに第１のコンデンＣ１（Ｃ３）の両側に直列コイルＬ
１，Ｌ２（Ｌ３，Ｌ４）を接続したＬＣ直列回路に第２
のコンデンサＣ２（Ｃ４）を並列接続した等価回路であ
らわされる共振器ＱＩ，Ｑ２を構成する。そして、この
等価回路をもつ共振器Ｑ１，Ｑ２…が第１図に示してい
るように２つのコイルパターン２ｃ，４ｃを間隔ｄに接
近させた状態で設けてあるので、２つのコイルパターン
２ｃ，４ｃが誘導結合を生じ、第３図に示す如き等価回
路をもつバンドパスフィルタを構成する。図中、Ｍは２
つのコイルパターン２ｃ，４ｃ間の磁気的結合度をあら
わす相互インダクタンス、Ｌ12,L14はリード線12,14の
もつインダクタンスである。尚、上記２つの共振器は誘
電体基板１を用いている関係上、磁気的結合だけでなく
容量的結合も行われている。図中Ｃｓはその結合容量を
模式的にあらわしている。そして、前記２つのコイルパ
ターン２ｃ，４ｃの間隔ｄを変えることにより結合（磁
気的、容量的結合の両方を含む）の度合を変更でき、こ
れによってバンドパスフィルタの通過帯域幅を調整でき
る。

第４図は、上記構成のバンドパスフィルタの周波数特性
を示している。中心周波数が６４４ＭＨＺで帯域幅が２
０ＭＨＺの急峻な特性をもっている。このような周波数
特性を得るための基板１及び導電パターン２〜５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１４×９m
m、誘電率８０ （ロ）誘電パターン：ｌ１＝７ (mm), （各パターンともｌ２＝１．５(mm), 寸法は共通） ｌ３＝７ (mm), ｌ４＝３．５(mm), ｌ５＝６ (mm), Ｃ１＝１１(PF)，Ｃ２＝５３(PF)， Ｌ１＝Ｌ２＝２．７７(nH) （ハ）コイルパターン２ｃ，４ｃの間隔ｄ＝１mm 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．
５mmとしている。

又、この実施例では、２つの共振器Ｑ１，Ｑ２間の結合
をコイルパターン２ｃ，４ｃによって行っているが、そ
れと併せて共振器間の少なくとも１ヵ所を等価的にコイ
ルを構成する部材（例えば金属片）又は、等価的にコイ
ルとコンデンサの直列回路を構成する部材（例えばリー
ド付コンデンサ）等で接続することもできる。そのよう
にすると、フィルタ特性に極を作ることができ、それに
よって更に急峻なフィルタ特性を得ることができる。

第５図は本発明の他の一実施例を示す。誘電体基板１の
表裏両面１ａ，１ｂに夫々３つずつコの字形の導電パタ
ーン２〜７を設けることによって、第２図に示した等価
回路をもつ３個の共振器Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を結合したバ
ンドパスフィルタを構成し、更に各共振器Ｑ１，Ｑ２，
Ｑ３間の結合を主に容量結合によって行っている。即
ち、図に示すように、導電パターン２，４，６の一部を
延長21,41,42,61すると共に、この延長部分と対向する
基板裏面１ｂに共通電極16,17を形成し、これら延長部
分21,41,42,61及び共振電極16,17間で形成される静電容
量Ｃ８，Ｃ９により各共振器Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を結合し
ている。但し、前記延長部分21,41,42,61は高周波的に
はコイル成分ももつので、純粋な容量結合とは言い難
く、容量結合が主体となって結合が行われているといえ
る。この構成のバンドパスフィルタの等価回路を第６図
に示し、また周波数特性一例を第７図に示す。この実施
例でもスプリアス特性が良好であることがうかがえる。
尚、この実施例においても第１の実施例と同様に、共振
器間をコイル成分又はコイル成分とコンデンサの直列回
路で接続することにより極を作ることもできる。

以上の各実施例において、全ての共振器は一枚の誘電体
基板１に設けられているが、１つの共振器単位で一枚の
誘電体基板上に形成し、それを必要な数だけ連結するよ
うにしてもかまわない。

又、上記各実施例とも共振器は、誘電体基板１の両面に
コの字形をした導電パターンを形成することによって作
っているが、第２図に示したと同じ等価回路をもつ共振
器であれば、本発明のフィルタに使用できることは勿論
である。例えば、第８図に示すように基板１の一方の主
表面１ａに２つのコイルパターン23,24を並行して形成
し、両コイルパターン23,24の端部23a,24a,23b,24b間に
チップコンデンサ25,26を半田等により接続した構成で
も実施できる。この図示例は、コイルパターン23,24と
コンデンサ25,26からなる共振器一対（他方の共振器の
構成要素はダッシュを付けて示す。）を一枚の基板上に
所定の間隔で並設することによって第１の実施例と同
様、２段構造のバンドパスフィルタを構成している。

前記コンデンサ25,26,25′,26′はリード付コンデンサ
でもかまわない。但し、リード付きコンデンサの場合、
リードが小さな値ではあるがコイル成分をもつので、共
振器の等価回路は第12図に示すようになる。

Ｌｓ，Ｌｓはリードのもつコイル成分である。

又、第８図の実施例において基板１としては誘電体基板
の他にフェライト基板を用いることができる。その場合
フェライトは大きな透磁率をもっているので、コイルパ
ターンの長さを短くしても共振器に必要なインダクタン
ス値を確保することができ、全体構成の小型化が図り得
る。

発明の効果 以上の如く、本発明のバンドパスフィルタは、第１のコ
ンデンサの両側にコイルを接続したＬＣ直列回路に並列
第２のコンデンサを並列接続するという特異な等価回路
をもつ共振器をコイルパターン若しくは介在するコイル
パターンを誘電体基板を介して対向させて若しくは近接
させて配置することにより磁気結合及び容量結合された
状態で結合して構成しているので、従来より存在するを
用いたフィルタと異なり、１枚の基板上に組み付けるこ
とにより嵩低くコンパクトに構成できるといった効果が
ある。加えて、上記等価回路をもつ共振器はＱが高いの
で、それを多段に結合して構成した本発明のフィルタの
Ｑが高く良好な選択度をもつといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのバンドパスフィルタ
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図のフィルタを構成する共振器の等価
回路図、第３図は第１図のフィルタの等価回路図、第４
図は該フィルタの周波数特性、第５図(イ)は本発明の更
に他の一実施例としてのバンドパスフィルタの正面図、
図(ロ)は側面図、図(ハ)は背面図、第６図はそのフィルタ
の等価回路、第７図はそのフィルタの周波数特性を示す
図、第８図は本発明の更に他の一実施例を示すフィルタ
の正面図、第９図は第８図においてコンデンサにリード
付きコンデンサを用いた場合の共振器の等価回路図であ
る。 Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５……第１のコンデンサ、Ｃ２，Ｃ４，
Ｃ６……第２のコンデンサ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，
Ｌ５，Ｌ６……コイル、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３……共振器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の表裏面又は同一面に並列状に形成さ
   れた１対のコイルパターンと、両コイルパターンの一端
   同士を接続する第１のコンデンサ及び両コイルパターン
   の他方の端部同士を接続する第２のコンデンサとからな
   り、前記第１のコンデンサと、この両側に直列に接続さ
   れた前記コイルパターンによって構成されるコイルとで
   ＬＣ直列回路を形成し、かつこのＬＣ回路に前記第２の
   コンデンサが並列に接続された構成の共振器複数個から
   なるバンドパスフィルタにおいて、前記各共振器は互い
   に近接するコイルパターンを介して磁気結合されている
   と共に容量結合もされている若しくは介在するコイルパ
   ターンを介して容量結合されていることを特徴とするバ
   ンドパスフィルタ。