JPH06504177A - 高周波信号を減衰するフィルタ回路 - 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】 高周波信号を減衰するフィルタ回路 発明の背景 本発明は、一般に、フィルタ回路構造に関し、さらに詳しくは、送信機によって 発生する無線周波信号の高調波成分を濾波する低域通過フィルタ回路に関する。

通信システムは、２つ以上の位置間で情報（以下、「情報信号」という）を送信 すべく動作し、伝送チャンネルによって相互接続された送信機と受信機とを含む 。情報は伝送チャンネル上で送信機によって受信機に伝送される。無線通信シス テムは、伝送チャンネルが無線周波チャンネルからなる通信システムであり、無 線周波チャンネルは電磁スペクトルの周波数範囲によって定められる。

無線通信システムの一部を構成する送信機は、送信すべき情報信号を無線周波チ ャンネル上で送信するのに適した形式に変換する回路を含む。このような回路を 変調回路といい、変調という処理を行なう。このような処理では、情報信号は無 線周波電磁波上に重畳される。無線周波電磁波は、情報信号を送信すべき無線周 波チャンネルを定める周波数範囲内の周波数である。無線周波電磁波は一般に［ 搬送（キャリア）信号」といい、情報信号によって変調された電磁波は一般に変 調信号という。

情報信号を搬送信号に重畳１−で変調信号な生成するさまざまな変調方法が知ら れている。例えば、振幅変調４周波数変調および位相変調は、情報信号を搬送波 に重畳して変調信号を生成する変調方式である。

無線通信システムは、送信機と受信機との間で物理的な相互接続を必要としない という点で有利である。すなわち、情報信号を変調して変調信号を生成すると、 この変調信号は長距離で伝送することができる。

セルラ通信システムは無線通信システムの一つである。

このようなセルラ通信システムで動作する無線トランシーバ（従来、無線電話装 置という）は、変調信号を同時に生成／受信して、無線電話装置と遠隔トランシ ーバとの間で双方向通信を可能にする回路を内蔵している。「基地局」とよばれ る遠隔トランシーバは、従来の電話回線網に物理的に接続され、無線電話装置と 従来の電話回線網の固定局との間で通信することを可能にする。セルフ通信シス テムは、ある地理的な区域全体において離間した位置に多数の基地局を配置する ことによって構成される。各基地局は、一つまたは多くの無線電話装置によって 送信される変調信号を受信！〜、一つまたは多くの無線電話装置に変調信号を送 （Ｈする回路を内蔵し′Ｃいる。

！磁周波数スペクトルの周波数帯域（米国では、８００Ｍ　Ｈｚから９００　Ｍ 　Ｈｚ　）はセルラ通信システムにおける集線電話通信用に割り当てられている 。この割当周波数帯域は複数の定められた帯域幅の伝送チャンネルにさらに分割 される。無線電話装置によって生成される変調信号は、無線電話通信用に割り当 てられた周波数帯域上で定められる伝送チャンネルの選択されたチャンネル上で 伝送される。

同様に、基地局によって生成される変調信号も、このような周波数帯域上で定め られる伝送チャンネルの選択されたチャンネル上で伝送される。

変調信号を生成する変調処理の副産物である所望の信号の調波（ｈａｒｍｏｎｉ ｅｓ）も発生する。この調波は実質的に所望の信号の複製であるが、この所望の 信号の倍数の周波数を有する。その結果、実際に発生する変調信号は、所望の周 波数のみならず、所望の信号の倍数の周波数のスペクトル成分からなる。

一例として、無線電話通信用に割り当てられた周波数帯域内で定められる伝送チ ャンネル上で伝送するため変調信号を生成する無線電話装置は、所望の信号を構 成するスペクトル成分（伝送チャンネルを定める周波数に相当する周波数を有す る）のみならず、所望の信号の調波のスペクトル成分によって構成される変調信 号を発生する。調波のスペクトル成分は、最大１０ギガヘルツおよびそれ以上の 周波数を有する場合がある。

このようなスペクトル成分を伝送することは他の高周波数上で伝送される変調信 号と当然ながら干渉することがある。

従・〕で、一般に無線電話装置は変調信号の所望のスペクトル成分を除くすべて の伝送を減衰することを試みるフィルタ回路を内蔵している。

分布回路素子（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ） を含む化ラミック・ブロック・フィルタは、所望のスペクトル成分以外の変調信 号のすべてのスペクトル成分の伝送を減衰することを試みるフィルタ回路を形成 する場合が多い。しかし、このようなセラミック・ブロック・フィルタの構造− し、このような化ラミック・ブロック・フィルタの通過帯域（もちろん、このよ うな通過帯域は所望の信号のスペクトル成分を構成する周波数範囲に相当する） の周波数の奇数調波に対応する周波数の変調信号のスペクトル成分は減衰されな い。

変調信号のこのような奇数調波の伝送を防ぐ試みとして、このような無線電話装 置の送信機回路はセラミック・ブロック・フィルタと直列に配置された低域通過 フィルタをさらにキむ場合が多い。この低域通過フィルタは、この低域通過フィ ルタのカットオフ周波数外の変調信号のすべてのスペクトル成分を減衰するため に利用される。

多くの場合、低域通過フィルタは集中素子（ｌｕｍｐｅｄｅｌｅｍｅｎｔｓ）、 すなわちディスクリート素子からなる。このような集中素子低域通過フィルタは 、数ギガヘルツ（ＧＨ２）までの周波数の印加変調信号のスペクトル成分を減衰 するためには有用である。しかし、このような集中素子の低域通過フィルタのデ ィスクリート素子に伴う寄生効果により、数ギガヘルツ以上の周波数のスペクト ル成分を減衰するうえでこのようなフィルタの有用性は制限される。実際に、高 周波数では、このような寄生効果によって低域通過フィルタの性能は劣化し、こ のフィルタに印加される変調信号の高周波スペクトル成分はほとんどあるいは全 く減衰されない。

分布素子、すなわち伝送線からなる素子によって構成される低域通過フィルタも 、無線電話装置の送信機回路の一部を形成するために利用される場合が多い。低 域通過フィルタのこのような構造は（集中素子の低域通過フィルタに比較して） 、印加される変調信号の高周波スペクトル成分を効果的に減衰する。しかし、こ のような低域通過フィルタ構造を構成する伝送線の物理的な寸法は、低域通過フ ィルタに必要とされるカットオフ周波数が低くなるにつれて大きくなる。すなわ ち、このような低域通過フィルタの分布素子を構成する伝送線の必要な物理的寸 法は、低域通過フィルタの必要なカットオフ周波数を低減すると大幅に大きくな る。例えば、カットオフ周波数を４ＧＨｚからＩＧＨｚに低減すると、このよう なフィルタの必要な物理的寸法は大幅に小さくなる。さらに、分布素子からなる このようなフィルタは、（前述のセラミック・ブロック・フィルタの場合と同様 に）このフィルタの通過帯域の中心周波数の奇数調波に相当する周波数を減衰し ない。しかし、このようなフィルタの成分の誘導値および容量値が十分大きい場 合には、減衰されないこのような奇数調波の周波数は、このような調波の存在が ほとんど問題にならない有意な値となる。

携帯無線電話装置（および他の無線電話構造）の設計において小型化が重要な設 計目標となるため、分布素子のみからなり、かつ変調信号の不要スペクトル成分 のすべてを減衰するように動作する低域通過フィルタは極めて大きくなる。

携帯無線電話装置（および他の構造の無線電話装置）のパッケージ・ハウジング の小型化に伴い、このような無線電話装置の回路も同様に小型化しなければなら ない。フィルタのカットオフ周波数を低減する場合に、分布素子の低域通過フィ ルタに要求される重要な寸法条件は深刻な設計上の制約となりうる。

さらに、回路板の表面上のこのような分布素子からなる回路（回路板の表面に印 刷される分布素子をマイクロストリップ（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ）という）を形 成するために必要な面積を最小限に抑えるため、このような分布素子を回路板の 表面の下に配置することができ、例えば、３層回路板の中間層を形成することが できる（回路板の表面の下に形成される分布素子はストリップ・ライン（ｓｔｒ ｉｐ　１ｉｎｅ）という）。

回路板の表面上に印刷されるマイクロストリップを形成する分布素子は、そこが ら発生する電磁放射が無線電話装置の他の回路と干渉することを防ぐために遮蔽 しなければならない。回路の表面の下に形成されるストリップラインを構成する 分布素子は遮蔽する必要はないが、一旦形成されると、同調することができない 。

いくつかの無線電話構造の送信機回路によって発生する変調信号の所望のスペク トル成分以外のすべてを減衰するため、前述のセラミック・ブロック・フィルタ の他に、２つ以上の低域通過フィルタが直列に縦続される。集中素子からなる第 １低域通過フィルタは、印加される変調信号のスペクトル成分の第１の低周波群 を減衰するために用いられる。分布素子からなる第２低域通過フィルタは、スペ クトル成分の第２の高周波群の印加変調信号のスペクトル成分を減衰するために 用いられる。このようなフィルタの縦続構成は変調信号の不要なスペクトル成分 を減衰するが、このような縦続構成により伝送信号の挿入損が増加し、また２つ の独立したフィルタ回路の構造のために、寸法条件が大きくなる。

従って、変調信号の所望のスペクトル成分以外のすべてのスペクトル成分を減衰 し、しかもフィルタ構造の寸法条件を最小限に抑える低域通過フィルタ構造が必 要とされる。

発明の概要 本発明は、フィルタのカットオフ周波数以上である印加信号のスペクトル成分を 減衰すべく動作する最小寸法の低域フィルタ構造を提供する。

さらに本発明は、無線電話装置によって発生され、フィルタ回路のカットオフ周 波数より高い周波数の変調信号の調波成分を減衰する、無線電話装置のフィルタ 回路を提供する。

さらに本発明は、変調信号を発生すべく動作し、所望の変調信号の調波スペクト ル成分を伝送しない無線電話装置を提供する。

本発明はさらなる利点や特徴を含み、その詳細については以下の好適な実施例の 詳細な説明から明らかになろう。

本発明に従って、印加信号の選択された周波数成分を減衰するフィルタ回路が提 供される。このフィルタ回路は、少なくとも一つのインダクタと少なくとも一つ のコンデンサを有するＬ−Ｃ回路からなる。この少なくとも一つのインダクタは 、第１部分および第２部分からなる。少なくとも一つのインダクタの第１部分は 、ディスクリートな誘導性素子からなり、少なくとも一つのインダクタの第２部 分は分布誘導性素子からなる。前記少なくとも一つのコンデンサは、第１部分お よび第２部分からなる。少なくとも一つのコンデンサの第１部分はディスクリー トな容量性素子からなり、少なくとも一つのコンデンサの第２部分は分布容量性 素子からなる。

図面の簡単な説明 本発明は、添付の図面と共に参照することによりさらに明確に理解されよう。

第１図は、周波数の関数として示される、無線電話装置の送信機回路などの送信 機によって発生される変調信号のグラフである。

第２図は、第１図と同様なグラフで、送信機によって発生される変調信号を示し 、この変調信号の調波スペクトル成分は低域通過フィルタ回路によって減衰され る。

第３図は、本発明の好適な実施例の低域通過フィルタを構成する５極フイルタの 回路図である。

第４図は、周波数の関数として示される、集中素子からなる低域通過フィルタの フィルタ特性を示すグラフである。

第５図は、分布素子からなる低域通過フィルタのカットオフ周波数と、対応する カットオフ周波数を有するフィルタを構成する素子に要求される長さとの関係を 示すグラフである。

第６図は、低域通過フィルタの縦続構成のブロック図であり、第１フイルタは集 中素子からなり、第２フイルタは分布素子からなる。

第７Ａ図は、集中素子部分と分布素子部分の両方からなるインダクタの回路図で ある。

第７Ｂ図は、集中素子部分と分布素子部分の両方からなるコンデンサの回路図で ある。

第８図は、第３図に示すフィルタと同様な、本発明の好適な実施例による５極フ イルタの部分的な回路図である。

第９図は、第８図のフィルタと同様であるが、本発明の別の実施例である５極フ イルタの部分的な回路図である。

第９Ａ図は、第９図の５極フイルタのモデルである。

第１０図は、第９図のフィルタが形成される回路板の一部の拡大平面図である。

第１１図は、第９図の平面図に示す回路板の一部の切り欠き図である。

第１２図は、無線電話装置のブロック図であり、本発明の好適な実施例のフィル タ回路がその一部を構成している。

好適な実施例の詳細な説明 第１図のグラフにおいて、無線電話装置または他の無線トランシーバの一部を構 成する送信機回路などの送信機によ−）で発生される変調信号を示す。横軸１０ ６はメガヘルツなどの周波数の単位で、縦軸はミリワット（ｍ　Ｗ　）またデシ ベル（ｄＢ）あるいはｄＢｍなどの大きさの単位である。

波形１１８は軸１０６，１１２によって定められる座標系上にプロットされてお り、送信機によって生成される一般的な変調信号を表しており、送信機によって 生成される変調信号の不要な調波スペクトル成分を濾波していないあるいは不適 切な濾波の場合を表している。

前述のように、情報信号を搬送信号上に重畳することによって変調信号は生成さ れる。このような変調信号を表す波形１１８は、参照番号１２４で表される中心 周波数ｆｃを有する搬送信号上に情報信号を重畳することによって生成される。

情報内容は、変調信号の中心周波数１２４の中心またはその近傍の周波数の帯域 内に含まれる。このような周波数範囲は変調スペクトルといい、第１図では波形 部分１１８Ａによって示されており、矢印１３０によって囲まれている。

情報信号を変調して変調信号を生成する際に、所望の信号（波形部分１１８Ａに よって表される）のスペクトル成分の周波数の倍数であるスペクトル成分を有す る所望の信号の調波も生成される。このような調波は、図中では波形１１８の波 形部分１１８Ｂ、１１８ｃによって表される。

波形部分１１８Ｂによって表される調波は、参照番号１３６で表される中心周波 数ｆｈｌを有するスペクトル成分からなり、波形部分１１８ｃによって表される 調波は、参照番号１４２で示される中心周波数ｆｈ２を有するスペクトル成分か らなる。

第１図のグラフには示していないが、搬送信号上に情報信号を変調する際に、中 心周波数１２４のより大きな倍数のスペクトル成分からなる別の調波も発生する 。

このような調波の発生は、調波（第１図において波形部分１１８Ｂ、１１８Ｃに よって表される）のスペクトル成分の周波数に対応する周波数を有する他の変調 信号と干渉することがあるので、調波の伝送を防ぎ、さらに他の変調信号とのそ の後の干渉を防ぐために、調波を濾波することが望ましい。

点線で示される曲線１４８は、低域通過フィルタのフィルタ特性を表す。この低 域通過フィルタは、印加される変調信号のスペクトル成分で、低域通過フィルタ のカットオフ周波数以上の周波数を有するスペクトル成分を減衰すべく動作し、 従って、この低域通過フィルタは、波形部分１１８Ａをなす変調スペクトルの最 大周波数よりも大きいカットオフ周波数を有する。

第２図は、信号の一部をなす調波スペクトル成分を有しない変調信号のグラフで ある。このような信号は、無線電話または他の無線トランシーバの送信部などの 送信機によって送信されることが理想的である。第１図の横軸１０６および縦軸 １１２と同様に、軸１５６．１６２はそれぞれ周波数と大きさの単位である。波 形１６８は、波形部分１６８　Ａのみを構成している。波形１６８は、第１図の 曲線１４８によって表されるフィルタ特性と同様なフィルタ特性を有する低域通 過フィルタに印加した後の変調信号を表す。この変調信号の情報内容は、波形部 分１６８Ａ内に含まれ、所望の変調信号の調波は減衰され、送信機によって送信 される変調信号の一部にはならない。調波が減衰され、送信されないので、送信 機によって送信される変調信号は調波の周波数で生成される他の変調信号と干渉 しない。しかし前述のように、従来の低域通過フィルタは高調波の濾波が不十分 であるか、あるいは物理的寸法が大きい。

第３図の回路図において、参照番号２００によって示されるＬ−Ｃ回路を示す。

回路２００は、本発明の教示に基づいて作製できる５極低域通過フィルタを構成 する。本発明の好適な実施例の以下の説明では、５極の低域通過フィルタについ て説明するが、本発明の教示を同様に利用して、多くの他の設計のフィルタも構 成できることが理解される。

５極フイルタを構成する回路２００は、３つのコンデンサ２０２，２２０，２４ ０からなり、それぞれのコンデンサは接地電位に接地された第１面を有する。コ ンデンサ２０２．２２０の第２面はインダクタ２６０を介して接続され、コンデ ンサ２２０，２４０の第２面はインダクタ２８０を介して接続される。インピー ダンス素子２９２，２９６も回路図においてさらに示されており、それぞれ入力 インピーダンスおよび終端インピーダンスを表す。周知のように、コンデンサ２ ０２〜２４０の容量値およびインダクタ２６０，２８０の誘導値は、入力インピ ーダンスおよび終端インピーダンスの値ならびにＬ−Ｃの組み合わせからなるフ ィルタ２００の所望のカットオフ周波数に応答して選択される。

前述のように、回路２００などのフィルタ回路を構成する回路素子は、集中素子 、すなわちディスクリート素子からなる。しかし、このような素子からなる低域 通過フィルタのフィルタ特性では、このようなフィルタに印加される信号の数Ｇ Ｈｚを越える周波数のスペクトル成分の減衰は不十分である。

第４図は、フィルタを構成する回路素子が集中素子からなる場合に、第３図の回 路２００のような低域通過フィルタのフィルタ特性のグラフである。横軸３０６ はメガヘルツの周波数単位で、縦軸３１２はミリワット（ｍＷ）またはデシベル （ｄＢまたはｄＢｍ）などの大きさの単位である。曲線３１ｇは、集中素子から なる低域通過フィルタのフィルタ特性を表す。低域通過フィルタの所望の通過帯 域は、線分３３０によって囲まれる周波数範囲と、参照番号３３６によって示さ れる周波数のカットオフ周波数とからなる。米国のセルラ通信システムにおいて 変調信号を送信する無線電話装置において、このような無線電話装置の送信機回 路の一部を構成する低域通過フィルタのカットオフ周波数は、例えば、約ＩＧＨ ｚの値の周波数である。

理想的な低域通過フィルタは、このフィルタのカットオフ周波数以上の周波数で ある印加信号のスペクトル成分を減衰する。しかし、前述のように、低域通過フ ィルタが集中素子からなる場合、印加信号の高周波スペクトル成分の減衰は不十 分である。曲線３１８の右側の部分は、このようなフィルタに印加される信号の 高周波スペクトル成分の減衰は不十分であることを示している。実際に、極めて 高い周波数では、このような低域通過フィルタは低域通過フィルタとしてほとん ど全く動作しない。

前述のように、第３図の回路２００のような低域通過フィルタ回路は、分布素子 によっても構成できる。このような分布素子からなる低域通過フィルタは印加信 号の高周波スペクトル成兄・を十分に減衰できるが、分布素子からなるフィルタ のカットオフ周波数が比較的低い値、例えば、セルラ通信システムで動作する無 線電話装置によって用いられる低域通過フィルタのＩＧＨｚカットオフ周波数で なければならない場合、分布素子からなる低域通過フィルタで要求される物理的 な寸法は大きくなる。

第５図は、分布素子からなる低域通過フィルタ回路に必要な長さと、このように 構成される低域通過フィルタのカットオフ周波数との間の関係を示すグラフであ る。横軸４０６はミリメートルなどの長さ単位であり、縦軸はギガヘルツなどの 周波数の単位である。曲線４１８は、異なる値のカットオフ周波数を有するフィ ルタに要求される低域通過フィルタの分布素子からなる伝送線の必要な長さの間 の関係のプロットである。フィルタのカットオフ周波数が低下すると、このフィ ルタを構成する伝送線の所要長さは増加する。携帯無線電話装置の設計では小型 化が重要な設計目標であるので、分布素子によってのみ構成され、かつ、セルラ 通信システムにおいて信号を送信する無線電話装置の一部を構成する低域通過フ ィルタのカットオフ周波数に相当する周波数のカットオフ周波数を有する低域通 過フィルタ回路は極めて大きくなる。

第６図は、２つの低域通過フィルタの縦続構成のブロック図である。ブロック４ ５６によって示される第１低域通過フィルタは、集中素子からなる低域通過フィ ルタである。

ブロック４６２によって示される第２低域通過フィルタは、分布素子からなる低 域通過フィルタである。参照番号４５６．４６２によって示される各フィルタは 、例えば、第３図の回路２００のような３極低域通過フィルタでもよい。

集中素子からなるフィルタは、前述のＩＧＨｚカットオフ周波数のような低い値 のカットオフ周波数となるように有利に構成される。分布素子からなるフィルタ は、前述のｌＧ　Ｈｚカットオフ周波数よりも大幅に大きい値のカットオフ周波 数を有するように構成され、そのためフィルタ回路の寸法条件は制限される。

ライン４６８上でフィルタ４５６に印加される信号は、このフィルタのカットオ フ周波数よりも大きい信号のスペクトル成分を減衰する。しかし、（第４図で説 明したように）集中素子からなる低域通過フィルタのフィルタ特性上、ライン４ ６８上でフィルタ４５６に印加される信号の高周波スペクトル成分はこのフィル タによって減衰されず、ライン４７２上で通過する。

ライン４７２上でフィルタ４５６によって生成される信号は、フィルタ４６２に 印加される。フィルタ４６２は、フィルタ４５６のカットオフ周波数よりも大き いカットオフ周波数を有するように構成されるが、これはフィルタ４５６はフィ ルタ４５６のカットオフ周波数外の低周波スペクトル成分を十分減衰するためで ある。フィルタ４６２は、フィルタ４５６によって十分に減衰されなかった、ラ イン４６８上で印加される信号の高周波スペクトル成分を減衰する。

ライン４７６上でフィルタ４６２によって生成される信号は、両方のフィルタ４ ５６，４６２のカットオフ周波数以上の不要なスペクトル成分が減衰された信号 である。

しかし、このような縦続構成では２つの独立したフィルタ回路を必要とし、物理 的な寸法条件が増大し、各フィルタに伴う挿入損も増加する。従って、２つの独 立したフィルタ回路の縦続構成は、無線電話装置の送信機回路によって生成され る変調信号の調波スペクトル成分を減衰する理想的な方法ではない。

点線部で示されるブロック４８０は、本発明の好適な実施例のフィルタを表す。

ライン４６８上でフィルタに印加される信号は濾波され、ライン４７６上で濾波 信号が生成される。２つのフィルタを縦続するのではなく、好適な実施例のフィ ルタは一つのフィルタを構成するが、このフィルタをなす構成素子はディスクリ ート素子部と分布素子部どからなる。さらに、このフィルタを構成する容量性素 子Ｊ３よび誘導性素子の値は十分大きく、そのため減衰されない奇数調波の周波 数は、このような調波を減衰できなくてもほとんど問題にならない有意な値であ る。

第７Ａ図は、本発明の教示に基づいて構成される、参照番号５００で示されるイ ンダクタの部分的な回路図である。

インダクタ５０は２つの部分からなり、参照番号５０６によって示される第１部 分はディスクリート誘導性素子からなり、参照番号５１２によって示される第２ 部分は分布素子（すなわち伝送線）からなる。

第７Ｂ図は、本発明の教示に基づいて構成される、参照番号５５０によって示さ れるコンデンサの部分的な回路図である。コンデンサ５５０は２つの部分からな り、参照番号５５６によって示される第１部分はディスクリート・コンデンサか らなり、参照番号５６２によって示される第２部分は分布素子（すなわち伝送線 〉からなる。

第７Ａ図および第７Ｂ図におけるインダクタ５００およびコンデンサ５５０と同 様なインダクタおよびコンデンサを利用して、第３図の回路２００のようなフィ ルタ回路を構成できる。第７Ａ図および第７Ｂ図のインダクタ５００およびコン デンサ５５０の参照番号５０６，５５６によって示される集中素子を利用するこ とにより、このように構成される低域通過フィルタは比較的低い値（例えば、前 述のＩ　ＧＨｚ）のカットオフ周波数を有することができる。

同様に、第７Ａ図および第７Ｂ図のインダクタ５００およびコンデンサ５５０の 参照番号５１２，５６２によって示される分布素子を利用することにより、この ように構成される低域通過フィルタは印加信号の高周波スペクトル成分を十分減 衰することができる。印加信号の不要スペクトル成分を十分減衰するため一つの フィルタ回路のみを作製するだけよいので、２つの独立したフィルタ回路を縦続 することに伴う問題は避けられる。

第８図は、参照番号６００によって示される、本発明の好適な実施例の５極低域 通過フィルタの部分的な回路図である。第３図の回路図に示す回路２００と同様 に、回路６００は３つのコンデンサと２つのインダクタからなる。

点線で示されるブロック６０２によって表される第１コンデンサは、ディスクリ ート容量性素子と分布容量性素子の両方からなる。従って、コンデンサ６０２は 伝送線６０４からなり、この伝送線６０４はその両端部においてディスクリート ・コンデンサ６１６，６１８に結合される。

同様に、点線で示されるブロック６０２によって表される第２コンデンサは、デ ィスクリ−１・容量性素子と分布容量性素子とからなる。従って、コンデンサ６ ２０は伝送線６２２からなり、この伝送線６２２はその両端部においてディスク リート・コンデンサ６３７，６３８に結合される。

また、点線で示されるブロック６４０によって表される第３コンデンサは、ディ スクリート容量性素子と分布容量性素子とからなる。従って、コンデンサ６４０ は伝送線６４２からなり、この伝送線６４２はその両端部においてディスクリー ト・コンデンサ６５４，６５６に結合される。

コンデンサ６０２，６２０，６４０はすべてその第１′４部において共通の接地 電位に接地されている。コンデンサ６０２．６２０は、その第２端部において、 点線で示されるインダクタ６６０に相互接続されている。インダクタ６６０は、 ディスクリート誘導性素子と分布誘導性素子とからなる。従って、インダクタ６ ６０はコイル６６４と伝送線６６６とからなる。

同様に、インダクタ６８０はコンデンサ６２０，６４０の第２端部を相互接続し ている。点線のブロックで示されるインダクタ６８０もディスクリート誘電性素 子と分布誘導性素子とからなる。従って、インダクタ６８０は伝送線６８２とコ イル６８８とからなる。

フィルタ回路６００の素子のディスクリート容量性素子部と誘導性素子部は印加 信号の低周波スペクトル素子を減衰すべく動作するので、このフィルタ回路の物 理的な寸法は最小限に抑えられる。また、フィルタ回路６００を構成する素子の 分布素子部はこのフィルタに印加される信号の高周波スペクトル成分を十分に減 衰するので、フィルタ回路６００に印加される信号の所望のスペクトル成分以外 のすべては十分に減衰される。

第９図の部分的な回路図において、参照番号７００によって示される本発明の別 の好適な実施例の別の５極低域通過フィルタを示す。回路７００の各回路素子の 部分を構成する分布素子は、回路板の表面の下に形成されるストリップ・ライン で部分的に形成されている。前述のように、分布素子を構成する伝送線がマイク ロストリップではなくストリップ・ラインからなる場合、他の回路と干渉する可 能性のある無線周波の放射を防ぐために遮蔽装置を追加する必要がない。

回路７００をなす５極低域通過フィルタ回路は、３つのコンデンサと２つのイン ダクタとからなる。回路７００の各コンデンサおよびインダクタは、分布素子と ディスクリート素子の両方からなる。マイクロストリップを構成する回路７００ の分布素子は斜線部のブロックによって示され、ストリップ・ラインを構成する 分布素子は斜線部以外のブロックによって示される。

点線で示されブロック７０２によって表される第１コンデンサは、ディスクリー ト容量性素子と分布容量性素子とによって構成される。従って、コンデンサ７０ ２はストリップ・ライン７０４．７０６，７０８，７１０と、マイクロストリッ プ７１２，７１４とによって構成される。マイクロストリップ７１２，７１４は 、ストリップ・ラインと関連するマイクロストリップとの間で回路板を貫通する 穴（ｖｉａ）によって、ストリップ・ライン７０８，７１０に電気的に結合され る。ディスクリート・コンデンサ７１６，７１８それぞれは、マイクロストリッ プ７１２，７１４にそれぞれ電気的に結合された第１端部を有する。コンデンサ ７１６．７１８の第２端部は接地に結合される。

点線で示されブロック７２０によって表される第２コンデンサは、ディスクリー ト容量性素子と分布容量性素子とによって構成される。従って、コンデンサ７２ ０はマイクロストリップ・ライン７２２，７２４，７２６，７２８゜７３０．７ ３２と、マイクロストリップ７３４，７３６とからなる。マイクロストリップ７ ３４，７３６は、ストリップ・ラインと関連するマイクロストリップとの間で回 路板を貫通する穴によって、ストリップ・ライン７３０，７３２にそれぞれ電気 的に結合される。ディスクリート・コンデンサ７３７，７３８それぞれは、マイ クロストリップ７．３４，７３６にそれぞれ電気的に結合された第１端部を有す る。コンデンサ７３７，７３８の第２端部は接地に結合されている。

点線で示されブロック７４０によって表される第３コンデンサは、ディスクリー ト容量性素子と分布容量性素子とによって構成される。従って、コンデンサ７４ ０はストリップ・ライン７４２，７４４，７４６，７４８とマイクロストリップ ７５０，７５２とからなる。マイクロストリップ７５０，７５２は、ストリップ ・ラインと関連するマイクロストリップとの間で回路板を貫通する穴によって、 ストリップ・ライン７４６，７４８に電気的に結合される。

ディスクリート・コンデンサ７５４，７５６それぞれは、マイクロストリップ７ ５０，７５２にぞれぞれ電気的に結合された第１端部を有する。コンデンサ７５ ４，７５６の第２端部は接地に結合されている。

点線で示されブロック７６０によって表される第１インダクタは、ディスクリー ト誘導性素子と分布誘導性素子とによって構成される。従って、インダクタ７６ ０はストリップ・ライン７６２と、マイクロストリップ７６４，７６６とによっ て構成される。ストリップ・ライン７６２は、ストリップ・ラインとマイクロス トリップとの間で回路を貫通する穴によって、マイクロストリップ７６４に電気 的に結合される。コイル７６８は、マイクロストリップ７６４．７６６に電気的 に接続される。

点線によって示されブロック７８０によって表される第２インダクタは、ディス クリート誘導性素子と分布誘導性素子とによって構成される。従って、インダク タ７８０はストリップ・ライン７８２と、マイクロストリップ７８４゜７８６と によって構成される。ストリップ・ライン７８２は、ストリップ・ラインとマイ クロストリップとの間で回路を貫通する穴によって、マイクロストリップ７８４ に電気的に結合される。コイル７８８は、その両端においてマイクロストリップ ７８４，７８６に電気的に結合される。

インダクタ７６０，７８０のそれぞれのストリップ・ライン７６２，７８２の長 さは、コンデンサ７０６，７２０を構成する分布素子と、コンデンサ７２０，７ ４０を構成する分布素子との間の相互結合量を制御する。

分布素子を構成するストリップ・ラインは、一般に長方形の伝送線部分から構成 されるが、これはこのような形状は容易にモデル化しやすいためである。伝送線 部分の他の組み合わせや、伝送線の他の構成も可能であることはもちろんである 。

第９Ａ図のブロック図において、第９図の回路７００のモデルを示す。第９図の モデルは参照番号７００Ａによって示される。回路７００の素子には同様な参照 番号がつけられており、同様な構造を表す。従って、このような構造については 詳しく説明しない。しかし、回路７００Ａを構成する３極フイルタの隣接するコ ンデンサの分布素子をなす伝送線部分の間の相互結合は容易にモデル化でき、こ のような相互結合は回路７００のモデル７００Ａによって表されることに留意さ れたい。

さらに詳しくは、ストリップ・ライン７０８Ａと７２６Ａとの間の相互結合は素 子８０２Ａによって表され、ストリップライン７０４Ａと７２２Ａとの間の相互 結合は素子８０４Ａによって表され、ストリップ・ライン７０６Ａと７２４Ａと の間の相互結合は素子８０６Ａによって表され、ストリップ・ライン７１０Ａと ７２８Ａとの間の相互結合は素子８０８Ａによって表される。

の相互結合は素子８１０Ａによって表され、ストリップ・ライン７２２Ａと７４ ２Ａとの間の相互結合は素子８１２Ａによって表され、ストリップ・ライン７２ ４Ａど７４４Ａとの間の相互結合は素子８１４Ａによって表され、ストリップ・ ライン７２８Ａと７４８Ａとの間の相互結合は素子８１６Ａによって表される。

第９図の回路７００は第９Ａ図の回路７００Ａによって正確にモデル化されてい るので、所望の特性の低域通過フィルタ回路を正確に設計することができる。

第１０図の平面図において、第８図の回路７００などのフィルタ回路が形成され る、参照番号９０００で示される回路板１の一部を示す。ディスクリート容量性 素子と誘導性素子のみが回路板９００の表面上に形成されるので、ディスクリー ト・コンデンサ９１６，９１８，９３７，９３８゜９５４．９５６と、ディスク リート・インダクタ９６８゜９８８のみを示している。ストリップ・ラインを構 成する分布素子は回路板９００の表面の下に形成されるので、このようなストリ ップ・ラインは図示していない。

第１１図は、第１０図の線１１−１１から見た回路板９００の一部の切り欠き図 である。第１１図の切り欠き図は、回路板９００の表面上のコンタクトを形成す るマイクロストリップ９１４と、回路板９００の表面の下に形成されるストリッ プ・ライン９１０との間の接続を示す。穴９１０Ａは、マイクロストリップ９１ ４どストリップ・ライン９１０とを相互接続する３、同様な穴は、コンタクトを 形成するマイクロストリップと、本発明の好適な実施例のフィルタ回路を構成す る回路の他の回路位置におけるストリップ・ラインとを相互接続する。

最後に第１２図において、本発明の教示に基づき構成されるフィルタ回路を内蔵 する、参照番号９５０によって示される無線電話装置を示す。無線電話装置９５ ０は、送信機回路と受信機回路とからなる。

無線電話装置９５０の送信機回路は、ライン９５８上で変調信号を変調器９６２ に与えるマイクロフォン９５４などのトランスデユーサからなる。変調器９６２ はライン９６６上で変調信号を生成し、この信号は帯域通過フィルタ９７０に与 えられ、このフィルタ９７０はデュプレクサ９７４の一部を構成することが好ま しい。フィルタ９７０はライン９７８上で信号を生成し、この信号はフィルタ９ ８２に与えられ、フィルタ９８２は第８図のフィルタ７００の構造に相当する構 造であることが好ましい。フィルタ９８２は低域通過フィルタを構成し、ライン ９７８上で与えられる信号の所望の成分以外のすべてを減衰すべく動作する。フ ィルタ９８２はライン９８６上で濾波信号を生成し、この信号はアンテナ９９０ に与えられ、濾波信号はこのアンテナから送信される。

無線電話装置９５０の受信機回路は信号を受信し、アンテナ９９０によって受信 され、ラン９８６を介してフィルタ回路９８２に印加されると、ライン９９４上 の濾波信号は帯域通過フィルタ９９８に与えられる。フィルタ９９８は、デュプ レクサ９７４の一部を構成することが好ましい。

フィルタ９９８はライン１０００上で濾波信号を生成し、この信号は復調器１０ ０２に与えられる。復調器１００２はライン１００４上で復調信号を生成し、こ の信号はスピーカ１００６などのトランスデユーサに与えられる。

本発明の好適な実施例のフィルタは最小の物理的寸法であり、しかも印加信号の 所望のスペクトル成分以外のすべてを十分に減衰するので、本発明の好適な実施 例のフィルタは無線電話装置の一部を有利に構成する。

以上、さまざまな図面に示す好適な実施例と共に本発明について説明してきたが 、他の同様な実施例も利用でき、本発明から逸脱せずに説明の実施例に対して修 正や追加が可能なことが理解される。従って、本発明は一つの実施例に限定され ず、添付の請求の範囲に基づく範囲において解釈すべきである。

第６図 第７Ａ図　第７Ｂ図 呂Ｋ　Σに 第８図 第１０図 第１２図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．印加信号の選択された周波数成分を減衰するフィルタ回路であって： 少なくとも一つのインダクタと少なくとも一つのコンデンサとを有するＬ−Ｃ回 路によって構成されるフィルタ回路は、 前記少なくとも一つのインダクタはそれぞれ第１部分および第２部分からなり、 前記少なくとも一つのインダクタの前記第１部分はディスクリート誘導性素子か らなり、前記少なくとも一つのインダクタの前記第２部分は分布誘導性素子から なり、 前記少なくとも一つのコンデンサはぞれぞれ第１部分および第２部分からなり、 前記少なくとも一つのコンデンサの前記第１部分はディスクリート容量性素子か らなり、前記少なくとも一つのコンデンサの前記第２部分は分布容量性素子から なる、ことを特徴とするフィルタ回路。
2. ２．前記Ｌ−Ｃ回路の少なくとも一部は回路板上に形成されることを特徴とする 請求項１記載のフィルタ。
3. ３．前記少なくとも一つのインダクタの前記第２部分を構成する前記分布誘導性 素子は伝送線を構成することを特徴とする請求項２記載のフィルタ。
4. ４．前記分布誘導性素子を構成する前記伝送線は、前記回路板内に形成されたス トリップラインを構成することを特徴とする請求項３記載のフィルタ。
5. ５．前記少なくとも一つのインダクタは、前記回路板の表面に形成されたマイク ロストリップ・ラインと、前記マイクロストリップ・ラインおよび前記回路板内 に形成されたストリップラインを相互接続する穴とをさらに含んで構成されるこ とを特徴とする請求項４記載のフィルタ。
6. ６．前記Ｌ−Ｃ回路はインダクタによって相互接続された少なくとも２つの離間 したコンデンサによって構成され、前記少なくとも２つの離間したコンデンサの 間の相互接続は、前記インダクタの前記第２部分を構成する前記分布誘導性素子 の長さを適切に選択することによって制御されることを特徴とする請求項２記載 のフィルタ。
7. ７．前記少なくとも一つのコンデンサの前記第２部分を構成する前記分布容量性 素子は伝送線を構成することを特徴とする請求項２記載のフィルタ。
8. ８．前記分布容量性素子を構成する前記伝送線は、前記回路板内に形成されたス トリップラインを構成することを特徴とする請求項７記載のフィルタ。
9. ９．前記分布容量性素子を構成する前記ストリップラインは、所定の寸法の少な くとも２つのストリップライン部分からなることを特徴とする請求項８記載のフ ィルタ。
10. １０．前記少なくとも一つのコンデンサは、前記回路板の表面上に形成される電 気コンタクトと、前記電気コンタクトおよび前記回路板内に形成された前記スト リップラインを相互接続する穴とをさらに含んで構成されることを特徴とする請 求項８記載のフィルタ。