JPH07336106A

JPH07336106A - 端結合フィルタ実装構造体

Info

Publication number: JPH07336106A
Application number: JP15312994A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hayashi; 剛林; Yasuhiro Nagai; 靖浩永井; Takafumi Suzuki; 尚文鈴木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-06-13
Filing date: 1994-06-13
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】共振器のＱを高くすると共に給電線との端結
合度のよいフィルタを提供すること。【構成】絶縁性基板８上に、両側に給電線１が配設さ
れ、前記給電線の間に複数のディスク共振器５が直列状
に配置され、前記絶縁性基板８下面に下部グランド板６
が設けられ、かつ前記絶縁性基板上に別の絶縁性基板８
を介して上部グランド板７が設けられているフィルタに
おいて、前記下部および上部グランド板の両端部のそれ
ぞれが前記給電線１に対して間隔が増大する構成である
端結合フィルタ実装構造体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、端結合フィルタ実装構
造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報の高度化、汎用化、多様化に
伴い、光通信回線、衛星通信回線を基幹回線とし、自動
車、航空機、船舶あるいは人などの移動体に通信端末を
装備したパーソナル通信が大幅に普及しつつある。この
ため、高周波領域の通信帯域が不足し、通信帯域の高周
波化、チャネル数の増加が図られつつある。通常、パー
ソナル通信に係わらず、無線通信ネットワークには、中
央局、基地局、中継局などの階層構成が取られている
が、これらの送受信装置には、多くのフィルタが使用さ
れている。現在、マイクロ波、ミリ波帯のフィルタとし
て、誘電体フィルタ、導波管フィルタが用いられている
が、今後の通信チャネル需要に伴い、より一層狭帯域で
小型、低損失なフィルタが切望される。このようなフィ
ルタの候補として、ストリップ線路で構成するフィルタ
が有望である。

【０００３】図８にストリップ線路で構成する高周波フ
ィルタの概略を示す。図中、１は給電線、２は半波長共
振器、３は共振器間あるいは給電線と共振器間の電気的
な結合領域、４はグランドプレーン、５は円盤形状の共
振器である。フィルタの結合方式には、図（ａ）に示す
側面結合方式と、図（ｂ）に示す半波長共振器２を一直
線上に配列した端結合方式の２通りの結合方式がある。
一般には、共振器のＱ値が高くとれることなどから、側
面結合方式が多く用いられる。一方、端結合方式は、フ
ィルタの全体寸法を小さくすることができ、小型の超伝
導フィルタに適している半面、通常の線形共振器ではそ
れほど高いＱ値がえられないという欠点を有している。
従来より、Ｑ値を改善する構造が提案されており、その
一例として、図（ｃ）に示す円盤形状の共振器５を基本
とするディスクフィルタが挙げられる。

【０００４】また、Ｑ値を改善する材料的な提案とし
て、超伝導体の利用が考えられる。従来の金属系超伝導
フィルタでは、動作温度が１０Ｋ程度であったため、通
常の通信装置への適用は事実上不可能であったが、臨界
温度が液体窒素温度（７７Ｋ）を越える酸化物超伝導体
の出現により、超伝導フィルタの適用可能性が高まり、
実際、米国では衛星回線の中継局用として検討されてい
る。以上の様に、超伝導体でディスクフィルタを構成す
れば将来の高性能小型フィルタとして有望である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ディスクフィルタは上
述した利点を有するが、超伝導円盤共振器のＱ値が高い
にも係わらず、給電線とそれに隣接する超伝導円盤共振
器との結合が弱い点が欠点であった。この欠点の実質的
な影響は、図９（ｂ）の３極ディスクフィルタの通過特
性模式的に示すように、フィルタの通過帯域に発生する
大きなリプルである。図９（ａ）は理想的なフィルタの
特性を示す。このように、端結合方式の超伝導フィルタ
は、全体寸法を小さくする上で有利であり、さらに共振
器を円盤形状とすることで扱えるパワーも改善される
が、共振器のＱ値が高い割に、給電線との結合が弱いと
いう問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は複数個の直列に
配置された共振器と該共振器の両端に配置された給電線
と前記共振器と給電線を覆うように上部及び下部に所定
の間隔を隔てて配置されたグランドから構成される端結
合フィルタ実装構造体において、前記共振器とグランド
との間隔に比べて、前記給電線とグランドとの間隔を大
きく構成したことを発明の特徴とする。さらに本発明は
前記共振器と給電線の少なくともいずれか一方が超伝導
膜で形成されていることを発明の特徴とする。

【０００７】

【作用】フィルタにおいて給電線の幅を拡大すること
で、これに隣接した共振器との結合を強くすることがで
き、フィルタ特性に現われる通過域のリプルを低減でき
る。一方で、フィルタを挿入する機器とのインピーダン
ス不整合、これにより生じるフィルタの挿入損失の増大
は、給電線部分のグランドとの拡大により回避できる作
用を有する。

【０００８】

【実施例】本発明では、上記課題を解決するために、給
電線の幅を拡大し、共振器との結合に寄与する給電線端
面を大きくする。給電線部の幅が拡大すると、特性イン
ピーダンスが低下し、該フィルタを挿入しようとする装
置の特性インピーダンスと不整合が生じ、フィルタの挿
入損失が増大する。この問題は、給電線部について、グ
ランドとの間隔を拡大することで、給電線の特性インピ
ーダンスを外部の特性インピーダンスに整合させ、解決
する。次に、本発明の具体的な実施例を図面により詳細
に説明する。

【０００９】（実施例１）図１に、本発明の第一の実施
例による端結合フィルタ実装構造体を示す。（ａ）は縦
断面図、（ｂ）は分解斜視図を示す。図において８は絶
縁性基板（比誘電率９．４，厚さ５００μｍ例えば、フ
ィルタの基板としてはジルコニア、マグネシア、アルミ
ナなどが用いられる）で、この基板上に両側に１対の給
電線１が挙げられ、この給電線の間に複数個のディスク
共振器５が配置されている。しかしてこれらの給電線路
及びディスク共振器の上方に絶縁性基板（比誘電率９．
４，厚さ５００μｍ）８を介して上部グランド４ａが設
けられ、この上部グランド４ａに上部グランド板７が配
設されている。また、給電線１及びディスク共振器５が
設けられている絶縁性基板８の下面にはグランド４ｂ及
び下部グランド板６が設けられている。なお上部グラン
ド板７及び下部グランド板６の両側は、夫々段状に形成
されている。

【００１０】図２は従来の共振器の構造を示すもので、
図において、１は給電線、５はディスク共振器、４ａ，
４ｂはグランド、８は絶縁性基板を示す。この構造で例
えば通信機器での標準的な特性インピーダンスである５
０Ωを実現するには、給電線の幅は約２００μｍという
細さとなり、円盤共振器との結合の効率は改善できな
い。図３は他の従来例を示すもので逆に、幅広の給電
線、例えば１ｍｍ幅の給電線では、特性インピーダンス
は約２１Ωとなり、５０Ω系の通信機器で使用すると、
特性インピーダンスの不整合によりフィルタの挿入損失
が増大する。図４はディスクフィルタの特性を示すもの
で、（ａ）は理想的なフィルタの特性を示し、（ｂ）は
図３に示す従来のディスクフィルタの特性を示し、
（ｃ）は本発明のフィルタの特性を示す。本発明の図１
に示す実施例では、給電線部分ではグランド面が共振器
部分のそれの位置に比べて遠方に置かれるので、幅広給
電線でもインピーダンスが低下しない。たとえば、基板
を挟んでそれぞれ５００μｍの空間を確保すれば、１ｍ
ｍ幅の給電線で特性インピーダンス５０Ωを実現でき、
挿入損失が改善される。

【００１１】図５は給電線幅と特性インピーダンスとの
関係を示すもので、Ａは本発明（図１）の場合、Ｂは従
来例（図３，図４）の場合を示す。

【００１２】（実施例２）図６に、本発明の第二の実施
例による端結合フィルタ実装構造体を示す。図において
１は給電線、４はグランド、５はディスク共振器、６は
下部グランド板、７は上部グランド板、８は絶縁性基板
を示す。実施例１においては給電線部分と該フィルタが
挿入される機器の特性インピーダンスの連続性が確保さ
れたが、一方で該フィルタの給電線部分と共振器部分の
構造的な連続性が阻害される。実施例２はこの点を改善
したもので、給電線部分のグランドとの間隔を階段的に
変化させる。

【００１３】（実施例３）図７に、本発明の第三の実施
例による端結合フィルタ実装構造体を示す。実施例３で
は、給電線１とグランド板７，８との間隔が滑らかに変
化する。図では一次関数的な変化例（ａ）、指数関数的
な変化例（ｂ）を示す。実施例３では次のような効果を
有する。

【００１４】なお上記の実施例において、共振器と給電
線の少なくとも、いずれか一方を超伝導膜で形成するこ
ともできる。この場合は次のような効果を有する。（イ）Ｑの値を改善することができる。（ロ）フィルタ
を小形化することができる。

【００１５】

【発明の効果】叙上のように本発明によれば給電線の幅
を拡大することで、これに隣接した共振器との結合を強
くすることができる。この結果として、フィルタ特性に
現われる通過域のリプルを低減できる。一方で、フィル
タを挿入する機器とのインピーダンス不整合、これによ
り生じるフィルタの挿入損失の増大は、給電線部分のグ
ランドとの拡大により回避できる効果を有する。さらに
本発明によれば、共振器と給電線の少なくとも、いずれ
か一方を超伝導薄膜で形成することによって、次の効果
を有するものである。（イ）Ｑの値を改善することができる。（ロ）フィルタ
を小形化することができる。なお、超伝導体としては、
Ｎｂ系、Ｐｂ系などの従来の金属系とＣｕ酸化物系が用
いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の端フィルタ実装構造体の一実施例を示
し、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。

【図２】従来の端フィルタ実装構造体の一例を示し、
（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。

【図３】従来の端フィルタ実装構造の他の例を示し、
（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。

【図４】ディスクフィルタの特性を示し、（ａ），
（ｂ），（ｃ）は夫々異なる場合の特性である。

【図５】給電線幅と特性インピーダンスとの関係を示
す。

【図６】本発明の一実施例を示す。

【図７】本発明の他の実施例（ａ），（ｂ）を示す。

【図８】従来の高周波フィルタを示し、（ａ）は側結合
フィルタ、（ｂ）は端結合フィルタ、（ｃ）はディスク
フィルタを示す。

【図９】フィルタの特性を示し、（ａ）は理想的フィル
タ、（ｂ）はディスクフィルタの場合を示す。

【符号の説明】

１給電線２半波長共振器３結合領域４グランド５円盤（ディスク）共振器６下部グランド板７上部グランド板８絶縁性基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の直列に配置された共振器と該共
振器の両端に配置された給電線と前記共振器と給電線を
覆うように上部及び下部に所定の間隔を隔てて配置され
たグランドから構成される端結合フィルタ実装構造体に
おいて、前記共振器とグランドとの間隔に比べて、前記
給電線とグランドとの間隔を大きく構成したことを特徴
とする端結合フィルタ実装構造体。
【請求項２】前記共振器と給電線の少なくともいずれ
か一方が超伝導膜で形成されていることを特徴とする請
求項１記載の端結合フィルタ実装構造体。
【請求項３】絶縁性基板上に、両側に給電線が配設さ
れ、前記給電線の間に複数のディスク共振器が直列状に
配置され、前記絶縁性基板下面に下部グランド板が設け
られ、かつ前記絶縁性基板上に別の絶縁性基板を介して
上部グランド板が設けられているフィルタにおいて、前
記下部および上部グランド板の両端部のそれぞれが前記
給電線に対して段階状に間隔が増大する構成であること
を特徴とする端結合フィルタ実装構造体。
【請求項４】絶縁性基板上に、両側に給電線が配設さ
れ、前記給電線の間に複数のディスク共振器が直列状に
配置され、前記絶縁性基板下面に下部グランド板が設け
られ、かつ前記絶縁性基板上に別の絶縁性基板を介して
上部グランド板が設けられているフィルタにおいて、前
記下部および上部グランド板の両端部のそれぞれが前記
給電線に対して直線状に間隔が増大する構成であること
を特徴とする端結合フィルタ実装構造体。
【請求項５】絶縁性基板上に、両側に給電線が配設さ
れ、前記給電線の間に複数のディスク共振器が直列状に
配置され、前記絶縁性基板下面に下部グランド板が設け
られ、かつ前記絶縁性基板上に別の絶縁性基板を介して
上部グランド板が設けられているフィルタにおいて、前
記下部および上部グランド板の両端部のそれぞれが前記
給電線に対して指数関数状に間隔が増大する構成である
ことを特徴とする端結合フィルタ実装構造体。