JPH07283679A

JPH07283679A - マイクロ波帯用フィルタ

Info

Publication number: JPH07283679A
Application number: JP8741194A
Authority: JP
Inventors: Eiji Mori; 栄二森; Hirobumi Musha; 博文武者
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1994-04-04
Filing date: 1994-04-04
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】マイクロ波帯のＬＣフィルタ回路では、コイ
ル部品周辺の浮遊容量の形成やシールド構造により、回
路定数が変わったり、入出力間のアイソレーション特性
を低下させる為、安定したフィルタ特性が得にくかっ
た。そこで本発明は、これらの問題を極力無くし、ま
た、組み立て上のばらつきを無くして、良好なフィルタ
特性の回路の実現を目的とする。【構成】プリント板９０の上面と下面を導通する第１
スルーホール１１ａと、第２スルーホール１１ａと、下
面で両スルーホールを接続してインダクタを形成し、当
該インダクタの両端に、π型フィルタ回路を構成するコ
ンデンサ７１とコンデンサ７２を設けて接続し、少なく
とも前記π型フィルタ回路を１段で構成し、第１スルー
ホール１１ａと、第２スルーホール１１ａの上面側に両
者間をシールドする遮蔽板２１を設け、当該π型フィル
タ回路を他の回路からシールドする上ケース８９と下ケ
ース１５を設ける構成手段。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波帯で使用
される広帯域な周波数範囲で使用される集中定数型／分
布定数型フィルタにおいて、不要な高調波信号を容易に
減衰するフィルタ回路構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波用フィルタには、分布定数型
フィルタと集中定数型フィルタがあるが、分布定数型フ
ィルタは、阻止帯域での不要レスポンスが大きい為、こ
の不要レスポンスを少なくしたい場合には不向きであ
る。この為に、阻止帯域を良好にしたい場合は集中定数
型フィルタ回路が使用される。

【０００３】従来技術について、図３（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）を参照して、コイル部品とチップコンデンサ部品
を使用したπ型フィルタ回路例の場合について説明す
る。本フィルタ回路の構成は、上ケース８９と、遮蔽板
８１、８２と、コイル６１、６２とコンデンサ７１、７
２、７３と、配線パターン５１、５２、５３と、プリン
ト板９０で回路を構成していて、コンデンサとコイルに
よるπ型フィルタ回路で２段のＬＰＦ（ローパスフィル
タ）を構成している例である。プリント板９０は、マイ
クロ波帯においても高周波特性の良いテフロン材やアル
ミナセラミック材等を使用し、配線パターンの上面の側
面と、下面側全体に接地導体９５、９２を設けたマイク
ロストリップライン構造を形成している。

【０００４】コンデンサ７１〜７３は、高周波特性の良
いチップコンデンサあるいは単板コンデンサを使用し、
各配線パターンと接地導体９５の間に半田付けして固定
する。コイル６１、６２は、極小なコイルで例えば直径
０．５ｍｍで数ターン巻いた長さ１ｍｍ程の空芯コイル
であり、このリード線を配線パターン５１、５２間の所
定の位置に拡大鏡や顕微鏡を見ながら半田付け固定す
る。その後、所定位置状態にあるかを目視チェックをし
必要により修正する。この作業は、細かい作業で、常に
一定した位置に半田付け固定する為に熟練を要する。遮
蔽板８１、８２は、π型フィルタの段間のシールド用金
属板であり、図３（ｃ）に示すように、コイル６２が通
過できるように窓８１ａを切り欠いた構造であり、前記
コイル部品の取り付けが終了した後、この遮蔽板をコイ
ルの真上に配置して取り付ける。

【０００５】マイクロ波帯のような高周波では、このよ
うな構造のコイルの位置と遮蔽板の距離関係は重要であ
る。つまり、ケースに組み込んだ状態では、組み立て上
のばらつきにより、コイルの位置がずれたり、遮蔽板間
の位置がずれた場合は、両者間の浮遊容量ＣF2が大きく
変わってくる。マイクロ波では、チップコンデンサの容
量値が小さいので、コイルと遮蔽板８１間の浮遊容量Ｃ
F2の影響が大きく、フィルタ回路の遮断周波数や、減衰
特性が変化してしまう。

【０００６】また、窓を切り欠いた遮蔽板となっている
為、段間の配線パターン５１、５２との間でも浮遊容量
ＣF1を形成する。この容量ＣF1は、フィルタしようとす
る高調波成分が、この配線容量ＣF1を通過してしまう。
この結果、フィルタ段間のアイソレーション特性が悪く
なって、図４の減衰特性１１０に示すように、高調波に
なるほど減衰特性が悪化してしまうという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、組
み立て上のばらつきにより、コイルの位置がずれたり、
遮蔽板間の位置がずれると、両者間の浮遊容量ＣF2が初
期の設計値からずれてしまう為に、マイクロ波帯で使用
するフィルタ回路では、この影響で所定の遮断周波数か
らずれてしまう難点がある。また、窓を切り欠いた遮蔽
板構造となっている為に、段間の配線パターン５１、５
２との間でも配線容量ＣF1を形成し、この結果、高調波
になるほどフィルタの減衰特性が悪化してしまうという
悪影響をもたらしている。また、コイル６１部品を所定
の位置に正確に取り付ける為に、人が顕微鏡を見ながら
半田付け固定する為、熟練した作業と配線が時間がかか
る。

【０００８】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、コイルと遮蔽板間で形成する両者間の浮遊容量ＣF2
を極力無くし、また、段間の両配線パターン間の配線容
量ＣF1の形成を極力無くし、また、容易にシールドでき
る遮蔽板構造が得られるようにし、また、組み立て上の
ばらつきを無くして、初期の設計値のフィルタ特性が得
られ、かつ、良好な減衰特性となる回路構造の実現を目
的とする。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】

（請求項１の解決手段）第１図の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は、本発明による第１の解決手段を示している。
上記課題を解決するために、本発明の構成では、フィル
タ回路を構成するプリント板９０を設け、プリント板９
０の上面と下面を導通する第１スルーホール１１ａと、
第２スルーホール１１ｂと、下面で両スルーホールを接
続してインダクタを形成し、当該インダクタの両端に、
π型フィルタ回路を構成するコンデンサ７１とコンデン
サ７２を設けて接続し、少なくとも前記π型フィルタ回
路を１段で構成し、第１スルーホール１１ａと、第２ス
ルーホール１１ｂの上面側に両者間をシールドする遮蔽
板２１を設け、当該π型フィルタ回路を他の回路からシ
ールドする上ケース８９と下ケース１５を設ける構成手
段で、マイクロ波帯用のフィルタを構成している。

【００１０】（請求項２の解決手段）第２図の（ａ）、
（ｂ）は、本発明による第２の解決手段を示している。
上記課題を解決するために、本発明の構成では、フィル
タ回路を構成するプリント板９０を設け、プリント板９
０の上面と下面を導通するスルーホール２３自体でイン
ダクタを形成し、当該インダクタの両端に、π型フィル
タ回路を構成する、分布容量によって形成する第１のコ
ンデンサ４５と、第２のコンデンサ４６を設けて接続
し、少なくとも前記π型フィルタ回路を１段で構成し、
当該π型フィルタ回路を他の回路からシールドする上ケ
ース８９と下ケース１５を設ける構成手段で、マイクロ
波帯用のフィルタを構成している。

【００１１】

【作用】両面を貫通するスルーホール１１ａ、１１ｂの
孔径を、例えば０．１〜０．７ｍｍφに変えることで、
ばらつきの少ない所定のインダクタンス値を形成する役
割を持つ。また、コイル部品が無くなったので、従来の
ように、段間に窓８１ａを設ける必要が無く、完全なシ
ールド構造を容易に形成できる。この結果、フィルタ段
間の結合によるアイソレーション低下を大幅に改善でき
る。実施例２の上面と下面を交互に利用した容量パター
ン４５、４６、４７によってコンデンサを形成している
場合では、接地導体９５、９２によって段間の浮遊容量
の形成を阻止しやすいシールド構造を容易に形成できる
作用がある。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）本発明の実施例について、図１（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）を参照して、プリント板９０上にスルー
ホールによってコイル成分を形成したフィルタ回路構造
の場合について説明する。このスルーホールは、金属メ
ッキして両面を導通接続した小径の孔である。フィルタ
回路の構成は、上ケース８９と、下ケース１５と、遮蔽
板２１と、スルーホール１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２
ｂと接続パターン１１ｃ、１２ｃとコンデンサ７１、７
２、７３と、配線パターン５１、５２、５３と、プリン
ト板９０でマイクロストリップライン回路を構成してい
る。第１のコイルはスルーホール１１ａ、１１ｂと接続
パターン１１ｃで構成し、第２のコイルはスルーホール
１２ａ、１２ｂと接続パターン１２ｃで構成している。

【００１３】第１のコイルの形成は、上面の配線パター
ン５１からスルーホール１１ａで下面の接続パターン１
１ｃに導通接続し、この下面の接続パターン１１ｃから
スルーホール１１ｂで上面の配線パターン５２に導通接
続する経路によって、等価的にコイルを形成している。
そして、コイルのインダクタンス値は、接続パターン１
１ｃの長さと、両面を貫通するスルーホール１１ａ、１
１ｂの孔径を、例えば０．１〜０．７ｍｍφに変えるこ
とで、安定した所定のインダクタンス値を形成すること
ができる。第２のコイルの形成についても同様である。
このように、従来のようなコイル部品の実装が無くなっ
た為に、図１（ｂ）に示すように、遮蔽板２１は、配線
パターン５１、５２両者間の全部をシールドする構造に
できる。この結果、従来のような配線パターン間の表面
上の浮遊容量ＣF1を完全にシールドする構造が実現で
き、この浮遊容量ＣF1に起因するフィルタ回路の高域減
衰特性の劣化を大きく改善できる。図４に示す従来のフ
ィルタ特性１１０から本発明のフィルタ特性１２０の特
性の改善例に示すように、高調波の減衰特性大幅に改善
されている。

【００１４】また、下ケース１５は、図１（ｂ）に示す
ように、コイルを形成している下面の接続パターン１１
ｃと所定の距離を離している。上記のように、プリント
板９０の両面を利用してコイルを形成する為に、接地導
体の状態を、図１（ｃ）に示す。ここで、実線は上面の
パターンを示し、点線は下面のパターンを示している。
上面の接地導体９５と下面の接地導体９２との間で多数
の接地用スルーホール３３で接地してマイクロストリッ
プ線路を形成するのに支障とならないようにしておく。
ここで、接続パターン１１ｃと接地導体とは、所要の抜
きパターン１４の間隔を与えておく。

【００１５】上記のように構成することによって、本フ
ィルタ回路は、プリント板のパターン設計によってほぼ
決まり、安定した遮断周波数や減衰特性を、製造ばらつ
きが少なく実現することができる。これによって、従来
のような、形状の変化しやすい巻き線コイルを、顕微鏡
等を見ながら所定の位置に正確に半田付けする面倒な作
業時間が不要にできる。また、組配上の配置ずれによる
インダクタンスのばらつきや、コイル６１と遮蔽板８１
との浮遊容量の変動要因が、フィルタを構成するＬＣ回
路の定数変動をもたらしていた欠点を無くすることがで
きる。

【００１６】（実施例２）本発明の実施例について、図
２（ａ）、（ｂ）を参照して、スルーホールでコイル成
分を形成し、かつ、コンデンサも、プリント板上のパタ
ーンで形成した回路構造の場合について説明する。この
場合の回路構成は、上ケース８９と、下ケース１５と、
遮蔽板２１と、スルーホール２３、２４と、容量パター
ン４５、４６、４７と、プリント板９０でマイクロスト
リップライン回路構造を構成している。第１のコイルは
１個のスルーホール２３で構成し、第２のコイルは１個
のスルーホール２４で構成している。この場合は、実装
する個別部品はなく、プリント板９０の両面を利用して
コイル及びコンデンサを形成している。

【００１７】第１のコイルの形成は、上面の容量パター
ン４５と下面の容量パターン４６との間に、両面を貫通
するスルーホール２３のみで形成している。そして、コ
イルのインダクタンス値は、スルーホール２３の孔径を
変えることで、安定した所定のインダクタンス値を形成
することができる。第２のコイルの形成についても同様
である。フィルタのコンデンサを構成する容量パターン
４５、４６、４７は、図２（ａ）に示すように、広い面
積を利用した分布容量によってコンデンサを形成してい
る。容量パターン４５、４７は、上面に、容量パターン
４６は、下面に形成している。この配置構造の為に、容
量パターンと対面する側に接地導体を設け、かつ、接地
導体全体は、図２（ａ）に示すように、上面と下面との
間で、多数の接地用スルーホール３３により接続されて
マイクロストリップラインの接地導体を形成している。

【００１８】しかも、段間のシールドは、この両面に設
けた接地導体９５によって段間の浮遊容量の形成を極力
少なくする構造を実現可能にしている。また、遮蔽板２
１は、初段の容量パターン４５と終段の容量パターン４
７の間に設けて両者間の漏洩を完全にシールドする構造
としている。また、下ケース１５の構造は、図２（ｂ）
に示すように、コンデンサを形成している容量パターン
４６との間で、所定の距離を離した構造にしている。

【００１９】上記実施例１、２の説明では、上ケース８
９と遮蔽板２１を個別に独立に設けた場合で説明した
が、この上ケースと遮蔽板の両者を一体にした一体構造
のシールドケースとしても良い。

【００２０】また、上記実施例１と実施例２を組み合わ
せて実施するようにしても良い。例えば、初段と終段の
コンデンサをチップコンデンサ７１、７３を使用し、中
段のコンデンサを容量パターン４６で形成する組み合わ
せにしても良い。

【００２１】また、コイルを形成するスルーホールの個
数は、必要により、両面を複数回往復してより大きなイ
ンダクタンス値を形成するように構成しても良い。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。従
来のように、段間に窓８１ａを切り欠いた構造を与える
必要が無くなった為、フィルタ段間の結合によるアイソ
レーション特性が、図４の従来の特性１１０から本発明
の特性１２０の例に示すように、高調波の減衰特性大幅
に改善される効果がある。

【００２３】スルーホールでコイルを形成することによ
り、安定した所定のインダクタンス値が得られる。この
為従来のように、組配時に発生するＬＣ定数のばらつき
が無くなる。このことは、安定した遮断周波数を実現で
きる品質向上の効果がある。また、従来のように、コイ
ル６１部品を正確に取り付ける為に、顕微鏡を見ながら
半田付け固定する熟練した配線作業時間が削減できる。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明のフィルタ回路構造の部品配置と
パターンの上面図である。（ｂ）本発明のフィルタ回路構造の部品配置とパターン
の断面図である。

【図２】（ａ）本発明のフィルタ回路構造の容量パター
ン時の部品配置とパターンの上面図である。（ｂ）本発明のフィルタ回路構造の容量パターン時の部
品配置とパターンの断面図である。

【図３】（ａ）従来のコイル部品とチップコンデンサ部
品を使用したフィルタ回路構造の部品配置とパターンの
上面図である。（ｂ）従来のコイル部品とチップコンデンサ部品を使用
したフィルタ回路構造の部品配置とパターンの断面図で
ある。（ｃ）従来のコイル部品とチップコンデンサ部品を使用
した遮蔽板８１とコイルの取り付け構造を説明する図で
ある。

【図４】フィルタ回路の周波数特性曲線を説明する図で
ある。

【図５】π型フィルタ回路図である。

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、２３、２４スル
ーホール１１ｃ接続パターン１５下ケース２１、８１、８２遮蔽板３３接地用スルーホール４５、４６、４７コンデンサ（容量パターン）５１、５２、５３配線パターン６１、６２コイル７１、７２、７３コンデンサ８１ａ窓８９上ケース９０プリント板９２、９５接地導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インダクタとコンデンサによって形成す
るマイクロ波帯用フィルタにおいて、フィルタ回路を構成するプリント板（９０）を設け、プリント板（９０）の上面と下面を導通する第１スルー
ホール（１１ａ）と第２スルーホール（１１ｂ）と、下
面で両スルーホールを接続したインダクタを形成し、当該インダクタの両端に、コンデンサ（７１）とコンデ
ンサ（７２）を設けて接続して、π型フィルタ回路を構
成し、少なくとも前記のπ型フィルタ回路を１段で構成し、第１スルーホール（１１ａ）と、第２スルーホール（１
１ｂ）の上面側に両者間をシールドする遮蔽板（２１）
を設け、当該π型フィルタ回路を他の回路からシールドする上ケ
ース（８９）と下ケース（１５）を設け、以上を具備していることを特徴としたマイクロ波帯用フ
ィルタ。
【請求項２】コイルとコンデンサによって形成するマ
イクロ波帯用フィルタにおいて、フィルタ回路を構成するプリント板（９０）を設け、プリント板（９０）の上面と下面を導通するスルーホー
ル（２３）自体でインダクタを形成し、当該インダクタの両端に、分布容量によって形成する第
１のコンデンサ（４５）と、第２のコンデンサ（４６）
を設けて接続して、π型フィルタ回路を構成し、少なくとも前記のπ型フィルタ回路を１段で構成し、当該π型フィルタ回路を他の回路からシールドする上ケ
ース（８９）と下ケース（１５）を設け、以上を具備していることを特徴としたマイクロ波帯用フ
ィルタ。