JPH06268408A

JPH06268408A - フィルタ回路

Info

Publication number: JPH06268408A
Application number: JP7642993A
Authority: JP
Inventors: Masato Fujiwara; 正人藤原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JP3023039B2

Abstract

(57)【要約】【目的】所要周波数がリジェクション周波数の奇数倍
の周波数帯にある場合でも除去されずに低損失で通過さ
せることのできるフィルタ回路を比較的簡素な回路構成
で得ること。【構成】メインライン７に分岐接続した第１のオープ
ンスタブ８または第１のショートスタブ１１の所要周波
数におけるショート位置に、スタブ全体でリジェクショ
ン周波数を除去する長さの第２のオープンスタブ９また
は第２のショートスタブ１２を分岐接続したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーダ，衛星通信等
のマイクロ波通信に用いられるフィルタ回路に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は例えば電子通信学会より昭和５
６年１０月２０日発行された通信用マイクロ波回路の第
１００頁〜第１０２頁に記載されている従来のビーアー
ルエフ（ＢＲＦ）「バンドリジェクションフィルタ
（Band Rejection Filter ）」回路を、マイクロストリ
ップ線路で構成した場合のパターン図である。

【０００３】図１６において、１ａと１ｂはアールエフ
（ＲＦ）「ラジオフリクエンシイ（Radio Frequency
）」パターンを形成するメインラインとオープンスタ
ブ、２は誘電体基板、３は誘電体基板２の裏面に形成し
たグランドパターンである。

【０００４】上記メインライン１ａは入力端子４と出力
端子５間を接続するように、上記誘電体基板２の表面に
設けられている。上記オープンスタブ１ｂはリジェクシ
ョン周波数ｆ₀ のλ／４の奇数倍の長さを有し一端を上
記メインライン１ａに分岐接続されている。この分岐接
続位置はメインライン１ａ上のどこであってもよい。

【０００５】図１７は上記ＢＲＦ回路の等価回路を示す
もので、６ｗ，６ｘ，６ｙは分布定数線路である。

【０００６】次に動作について説明する。オープンスタ
ブ１ｂの分岐接続点Ａより該オープンスタブ側を見込ん
だ時のインピーダンスは、リジェクション周波数ｆ₀ で
は長さがλ／４の奇数倍であるため０Ω（ショート）と
なり、入力端子４から入力されたリジェクション周波数
ｆ₀ のマイクロ波信号は、上記Ａ点で全反射し出力端子
には出力されない。

【０００７】図１８は誘電体基板２としてのアルミナセ
ラミック基板（ε_r ＝９．９）上にマイクロストリップ
線路を形成したＢＲＦ回路を実際にシミュレーション
し、上記マイクロストリップ線路の通過特性ｄＢ（Ｓ２
１）を示したもので、この場合分布定数線路６ｗ，６ｘ
はインピーダンス５０Ω、分布定数線路６ｙはインピー
ダンス５０Ω、長さ２８．５ｍｍ（リジェクション周波
数ｆ₀ が１ＧＨｚのλ／４）としている。図１６より明
らかなように、リジェクション周波数ｆ₀ である１ＧＨ
ｚの信号及びこのリジェクション周波数ｆ₀ の奇数倍の
信号が除去されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のフィルタ回路は
以上のように構成されているので、前記図１６からも明
らかなように、リジェクション周波数ｆ₀ の奇数倍の周
波数信号が除去されるため、この奇数倍の周波数に所要
周波数帯がある時、リジェクション周波数ｆ₀ を除去す
ることにより、所要周波数帯域の信号も除去されるとい
う問題点があった。

【０００９】また、前記オープンスタブの代わりにショ
ートスタブ（リジェクション周波数ｆ₀ のλ／２の整数
倍の長さ）を使用した時は、リジェクション周波数ｆ₀
の整数倍の周波数信号が除去されるため、この場合は奇
数倍，偶数倍両方の周波数信号が除去されるという問題
点があった。

【００１０】そこで、フィルタ回路として、ビーピーエ
フ（ＢＰＦ）「バンドパスフィルタ（Band Pass Fi
lter）」回路あるいはエイチピーエフ（ＨＰＦ）「ハイ
パスフィルタ（High Pass Filter）」回路を使用す
ることが考えられるが、これらの回路は回路構成が複雑
であり、リジェクション量をかせぐには所要帯域での損
失が大きくなる等の問題点があった。

【００１１】請求項１乃至５の発明は上記のような問題
点を解消するためになされたもので、リジェクション周
波数の奇数倍に所要周波数帯がある場合でも、この所要
周波数帯の信号を除去することなく、低損失で通過させ
ることのできるフィルタ回路を、比較的簡素な回路構成
で得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るフ
ィルタ回路は、所要周波数のλ／２の整数倍の長さを有
する第１のオープンスタブの一端をメインラインに分岐
接続し、スタブ全体でリジェクション周波数を除去する
長さを有する第２のオープンスタブの一端を前記第１の
オープンスタブの前記所要周波数におけるショート位置
に分岐接続したものである。

【００１３】請求項２の発明に係るフィルタ回路は、所
要周波数のλ／２の整数倍の長さを有する第１のオープ
ンスタブの一端を前記メインラインに分岐接続し、スタ
ブ全体でリジェクション周波数を除去する長さを有する
複数の第２のオープンスタブの一端を前記第１のオープ
ンスタブの前記所要周波数におけるショート位置に分岐
接続したものである。

【００１４】請求項３の発明に係るフィルタ回路は、所
要周波数のλ／４の奇数倍（但し、１を除く）の長さを
有する第１のショートスタブの一端を前記メインライン
に分岐接続し、スタブ全体でリジェクション周波数を除
去する長さを有する第２のショートスタブの一端を前記
第１のショートスタブの前記所要周波数におけるショー
ト位置に分岐接続したものである。

【００１５】請求項４の発明に係るフィルタ回路は、所
要周波数のλ／４の奇数倍（但し、１を除く）の長さを
有する第１のショートスタブの一端を前記メインライン
に分岐接続し、スタブ全体でリジェクション周波数を除
去する長さを有する複数の第２のショートスタブの一端
を前記第１のショートスタブの前記所要周波数における
ショート位置に分岐接続したものである。

【００１６】請求項５の発明に係るフィルタ回路は、所
要周波数のλ／２の整数倍の長さまたは該所要周波数の
λ／４の奇数倍（但し、１を除く）の長さを有する第１
のオープンスタブまたはショートスタブの一端を前記メ
インラインに分岐接続し、スタブ全体でリジェクション
周波数を除去する長さを有するショートスタブまたはオ
ープンスタブの一端を前記第１のオープンスタブまたは
ショートスタブの前記所要周波数におけるショート位置
に分岐接続したものである。

【００１７】

【作用】請求項１または請求項３におけるフィルタ回路
は、メインラインに分岐接続した第１のオープンスタブ
または第１のショートスタブの所要周波数におけるショ
ート位置に、スタブ全体でリジェクション周波数を除去
する長さの第２のオープンスタブまたは第２のショート
スタブを分岐接続したことにより、所要周波数帯がリジ
ェクション周波数の奇数倍であっても除去することな
く、低損失で通過させることができる。

【００１８】請求項２または請求項４におけるフィルタ
回路は、メインラインに分岐接続した第１のオープンス
タブまたは第１のショートスタブの所要周波数における
ショート位置に、スタブ全体でリジェクション周波数を
除去する長さとなる複数の第２のオープンスタブまたは
第２のショートスタブを分岐接続したことにより、所要
周波数帯及びリジェクション周波数の特性の自由度を上
げることができる。

【００１９】請求項５におけるフィルタ回路は、メイン
ラインに分岐接続した第１のオープンスタブまたは第１
のショートスタブの所要周波数におけるショート位置
に、リジェクション周波数を除去する長さの第２のショ
ートスタブまたは第２のオープンスタブを分岐接続し
て、オープンスタブとショートスタブの混在回路を形成
したことにより、所要周波数帯及びリジェクション周波
数の特性の自由度を上げることができる。

【００２０】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１について説明する。図１におい
て、７は誘電体基板（例えば、アルミナセラミック基
板）２の表面に形成されたメインライン、８は通過させ
るべき所要周波数のλ／２の整数倍の長さを有し、一端
をメインライン７に分岐接続した第１のオープンスタ
ブ、９はスタブ全体でリジェクション周波数を除去する
長さを有し、一端を第１のオープンスタブの前記所要周
波数におけるショート位置に分岐接続した第２のオープ
ンスタブである。

【００２１】図２は図１の等価回路図であり、図２にお
いて、１０ａ〜１０ｅは分布定数線路である。いま、リ
ジェクション周波数を１ＧＨｚ、所要周波数を３ＧＨｚ
とし、分布定数線路１０ａ，１０ｂを５０Ω、１０ｃ，
１０ｄをそれぞれ５０Ω、９．５ｍｍの長さ（１０ｃ，
１０ｄトータルで３ＧＨｚのλ／２の長さ）とした場
合、１０ｅは５０Ωで、その線路長は以下により導出す
る。

【００２２】まず、所要周波数３ＧＨｚについて考えて
みると、分布定数線路１０ｃ，１０ｄは３ＧＨｚではそ
れぞれλ／４の長さとなる。従って、分岐接続点Ｂより
分布定数線路１０ｄ側を見込んだ時のインピーダンスは
０Ω（ショート）となり、分岐接続点Ｂはどのような分
布定数線路１０ｅが接続されても３ＧＨｚではショート
状態となる。

【００２３】故に、分岐接続点Ａから分布定数線路１０
ｃ側を見込んだ時のインピーダンスは、分岐接続点Ｂが
ショートとなり分布定数線路１０ｃがλ／４の長さとな
っているのでオープン状態となる。また、分岐接続点Ｂ
がショートとなっているため第２のオープンスタブ９は
３ＧＨｚに対して何ら特性に影響を与えないことにな
り、入力端子４から入力された３ＧＨｚのマイクロ波信
号はそのまま出力端子５に出力されることになる。

【００２４】次にリジェクション周波数１ＧＨｚの場合
は、分布定数線路１０ｃ，１０ｄは１ＧＨｚにおいて、
λ／１２すなわち角度にして３０゜となるので、分布定
数線路１０ｅがない場合は、分布定数線路１０ｃ，１０
ｄでトータル６０゜のオープンスタブを形成することに
なる。従って、分布定数線路１０ｅのオープンスタブ部
分で３０゜位相を回転させると、分岐接続点Ａより分布
定数線路１０ｃ側を見込んだときの線路は、９０゜（λ
／４）のオープンスタブとなるので、分岐接続点Ａにお
いてショート状態となり、入力端子４から入力された１
ＧＨｚのマイクロ波信号は、分岐接続点Ａで全反射して
出力端子５には出力されないことになる。

【００２５】次に図３のスミスチャートを使用し分布定
数線路１０ｅの長さを求めると、分岐接続点Ｂより分布
定数線路１０ｄ側を見込んだ時のインピーダンスは１Ｇ
Ｈｚにおいて図３のＣ点の位置にあり、分布定数線路１
０ｅのオープンスタブにより図３のＤ点の位置まで回転
させると、分布定数線路１０ｃで３０゜位相が回るた
め、図１の分岐接続点Ａでは、図３のＥ点の位置まで回
転することになりショート状態となる。図３のＣ点から
図３のＤ点まで回転させるためには、インダクタンス成
分としてＦ点とＧ点のインダクタンス分の差の約ｊ１．
１９（５０Ωで規格化した値）のオープンスタブが必要
となる。従って、角度としては、 θ＝ｔａｎ^-1１．１９≒５０゜となり、線路長に直すと、９．５ｍｍ×５０／３０≒１
５．８ｍｍとなる。

【００２６】今、これらの値を入力し、シミュレーショ
ンした時の通過特性（Ｓ２１）の結果を図４に示す。図
４から分かるように、リジェクション周波数１ＧＨｚの
信号は除去され、その奇数倍の所要周波数３ＧＨｚの信
号は除去されずに通過していることが分かる。

【００２７】実施例２．図５は請求項２の実施例を示す
もので、スタブ全体でリジェクション周波数を除去する
長さの複数の第２のオープンスタブ９ａ，９ｂの一端
を、第１のオープンスタブ８の所要周波数におけるショ
ート位置Ｂ，Ｂ′に分岐接続したものである。

【００２８】図６は図５の等価回路図であり、分布定数
線路１０ｆ，１０ｇは５０Ω、１０ｈ，１０ｋは５０
Ω、９．５ｍｍの長さ、１０ｉは５０Ω、１９．０ｍｍ
の長さ、１０ｊは５０Ω、２３．４ｍｍの長さ、１０ｌ
は５０Ω、１５．８ｍｍの長さとしている。

【００２９】図７は実施例２の通過特性のシミュレーシ
ョン結果を示すもので、図７から明らかなように、リジ
ェクション周波数１ＧＨｚの信号は除去され、所要周波
数３ＧＨｚの信号は除去されることなく通過しているこ
とが分かる。

【００３０】実施例３．図８は請求項３の実施例を示す
もので、１１は所要周波数のλ／４の奇数倍（但し、１
を除く）の長さを有し一端をメインライン１に分岐接続
した第１のショートスタブ、１２はスタブ全体でリジェ
クション周波数を除去する長さを有し一端を第１のショ
ートスタブの所要周波数におけるショート位置に分岐接
続した第２のショートスタブ、１３は第１，第２のショ
ートスタブ１１，１２とグランドパターン３を接続する
金リボン、１４はグランドである。なお、図１と同一部
分には同一符号を付して重複説明を省略する。

【００３１】図９は図８の等価回路図であり、分布定数
線路１０ｍ，１０ｎは５０Ω、１００は５０Ω、９．５
ｍｍの長さ、１０ｐは５０Ω、１９．０ｍｍの長さ、１
０ｑは５０Ω、４９．７ｍｍの長さとしている。

【００３２】図１０は実施例３の通過特性のシミュレー
ション結果を示すもので、図１０から明らかなようにリ
ジェクション周波数１ＧＨｚの信号は除去され、所要周
波数３ＧＨｚの信号は除去されることなく通過している
ことが分かる。

【００３３】実施例４．上記実施例３では第２のショー
トスタブ１２は単一であるが、請求項４の発明のよう
に、スタブ全体でリジェクション周波数を除去する長さ
を有する複数の第２のショートスタブを用いても実施例
３と同様の効果を奏する。

【００３４】実施例５．図１１は請求項５の実施例を示
すもので、前記図１の第１のオープンスタブ８に前記図
８の第２のショートスタブ１２を分岐接続し、オープン
スタブとショートスタブの混在回路を構成したものであ
る。

【００３５】図１２は図１１の等価回路図であり、分布
定数線路１０ｒ，１０ｓは５０Ω、１０ｔ，１０ｕは５
０Ω、９．５ｍｍの長さ、１０ｖは５０Ω、４４．２ｍ
ｍの長さとしている。

【００３６】図１３は実施例５の通過特性のシミュレー
ション結果を示すもので、図１３から明らかなように、
リジェクション周波数１ＧＨｚの信号は除去され、所要
周波数３ＧＨｚの信号は除去されることなく通過してい
ることが分かる。

【００３７】実施例６．上記各実施例は誘電体基板２上
にメインライン７、オープンスタブ８，９、ショートス
タブ１１，１２をパターン形成したマイクロストリップ
型のものであるが、図１４（ａ），（ｂ）に示すように
メインライン７、オープンスタブ８，９、ショートスタ
ブ１１，１２（図１４では図示せず）を２枚の誘電体基
板２の間に挟持したトリプレート型、または図１５
（ａ），（ｂ）に示すように誘電体基板２の表面にグラ
ンドパターン３を有し、多数のビイホール１５にて裏面
グランドパターン３と導通をとったコプレナー型とする
こともできる。また、ビイホールの代わりに金リボンあ
るいはスルーホールにより導通をとってもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、請求項１または請求項３
の発明によれば、メインラインに分岐接続した第１のオ
ープンスタブまたは第１のショートスタブの所要周波数
におけるショート位置に、スタブ全体でリジェクション
周波数を除去する長さの第２のオープンスタブまたは第
２のショートスタブを分岐接続する構成としたので、所
要周波数帯はリジェクション周波数の奇数倍であっても
除去されることなく、低損失で通過することができる。

【００３９】請求項２または請求項４の発明によれば、
スタブ全体でリジェクション周波数を除去する長さとな
る複数の第２のオープンスタブまたは第２のショートス
タブを、第１のオープンスタブまたはショートスタブの
所要周波数におけるショート位置に接続するように構成
したので、所要周波数帯及びリジェクション周波数の特
性の自由度を上げることができる。

【００４０】請求項５の発明によれば、オープンスタブ
とショートスタブの混在回路で構成したので、上記請求
項２または請求項４と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の実施例によるフィルタ回路の
パターン図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図で
ある。

【図２】図１の等価回路図である。

【図３】スミスチャート図である。

【図４】図１の実施例による通過特性のシミュレーショ
ン図である。

【図５】請求項２の発明の実施例によるフィルタ回路の
パターン図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図で
ある。

【図６】図５の等価回路図である。

【図７】図５の実施例による通過特性のシミュレーショ
ン図である。

【図８】請求項３の発明の実施例によるフィルタ回路の
パターン図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図で
ある。

【図９】図８の等価回路図である。

【図１０】図８の実施例による通過特性のシミュレーシ
ョン図である。

【図１１】請求項５の発明の実施例によるフィルタ回路
のパターン図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
である。

【図１２】図１１の等価回路図である。

【図１３】図１１の実施例による通過特性のシミュレー
ション図である。

【図１４】他の実施例によるフィルタ回路のパターン図
であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図１５】さらに他の実施例によるフィルタ回路のパタ
ーン図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【図１６】従来のフィルタ回路のパターン図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図１７】図１６の等価回路図である。

【図１８】従来のフィルタ回路による通過特性のシミュ
レーション図である。

【符号の説明】

２誘電体基板４入力端子５出力端子７メインライン８第１のオープンスタブ９，９ａ，９ｂ第２のオープンスタブ１１第１のショートスタブ１２第２のショートスタブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力端子と出力端子間を接続するメイン
ラインと、所要周波数のλ／２の整数倍の長さを有し一
端を前記メインラインに分岐接続した第１のオープンス
タブと、スタブ全体でリジェクション周波数を除去する
長さを有し一端を前記第１のオープンスタブの前記所要
周波数におけるショート位置に分岐接続した第２のオー
プンスタブと、前記メインラインおよび前記第１，第２
のオープンスタブを同一面上に形成した誘電体基板とを
備えたフィルタ回路。
【請求項２】入力端子と出力端子間を接続するメイン
ラインと、所要周波数のλ／２の整数倍の長さを有し一
端を前記メインラインに分岐接続した第１のオープンス
タブと、スタブ全体でリジェクション周波数を除去する
長さを有し一端を前記第１のオープンスタブの前記所要
周波数におけるショート位置に分岐接続した複数の第２
のオープンスタブと、前記メインラインおよび前記第
１，第２のオープンスタブを同一面上に形成した誘電体
基板とを備えたフィルタ回路。
【請求項３】入力端子と出力端子間を接続するメイン
ラインと、所要周波数のλ／４の奇数倍（但し、１を除
く）の長さを有し一端を前記メインラインに分岐接続し
た第１のショートスタブと、スタブ全体でリジェクショ
ン周波数を除去する長さを有し一端を前記第１のショー
トスタブの前記所要周波数におけるショート位置に分岐
接続した第２のショートスタブと、前記メインラインお
よび前記第１，第２のショートスタブを同一面上に形成
した誘電体基板とを備えたフィルタ回路。
【請求項４】入力端子と出力端子間を接続するメイン
ラインと、所要周波数のλ／４の奇数倍（但し、１を除
く）の長さを有し一端を前記メインラインに分岐接続し
た第１のショートスタブと、スタブ全体でリジェクショ
ン周波数を除去する長さを有し一端を前記第１のショー
トスタブの前記所要周波数におけるショート位置に分岐
接続した複数の第２のオープンスタブと、前記メインラ
インおよび前記第１，第２のオープンスタブを同一面上
に形成した誘電体基板とを備えたフィルタ回路。
【請求項５】入力端子と出力端子間を接続するメイン
ラインと、所要周波数のλ／２の整数倍の長さまたは該
所要周波数のλ／４の奇数倍（但し、１を除く）の長さ
を有し一端を前記メインラインに分岐接続した第１のオ
ープンスタブまたはショートスタブと、スタブ全体でリ
ジェクション周波数を除去する長さを有し一端を前記第
１のオープンスタブまたはショートスタブの前記所要周
波数におけるショート位置に分岐接続した第２のショー
トスタブまたはオープンスタブと、前記メインラインお
よび前記第１，第２のオープンスタブまたはショートス
タブの混在回路を同一面上に形成した誘電体基板とを備
えたフィルタ回路。