JPH11136013A

JPH11136013A - 帯域通過装置

Info

Publication number: JPH11136013A
Application number: JP31161997A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Amano; 泰宏天野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波領域において低損失で遮断特性に優れ
た特性を有し、特に狭帯域特性に対して有効な帯域通過
装置を提供する。【解決手段】一波長共振器211の一波長共振器を構成
する伝送線路の一部を４分の１波長伝送線路201および
４分の１波長伝送線路202と電気的に結合させる。その
４分の１波長伝送線路201および４分の１波長伝送線路2
02と電気的に結合した伝送線路をお互いに対面させる。
その対面する伝送線路間に伝送線路230を設け、それぞ
れ電気的に結合するように設置する。これにより、一波
長共振器211の伝送線路を低損失で効率よく対面する伝
送線路に結合させることができるので損失を低減でき、
さらに４分の１波長に相当する周波数付近でノッチが得
られ、周波数遮断特性を急峻にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波数帯で使用
する通信装置、計測装置に利用される低損失で小型の平
面化帯域通過装置に関し、特に高周波領域において低損
失で遮断特性に優れた特性を有せしめると共に、良好な
狭帯域特性を実現しうるよう構成したものである。

【０００２】

【従来の技術】高周波を用いた通信装置、計測装置等に
おいては、小型・軽量・高性能であることが要望され、
特に装置の中でも大きな実装面積を占める帯域通過装置
の小型化、低損失化が求められている。

【０００３】従来の帯域通過装置の構成例として特開平
９−１３９６１２号公報に記載のデュアルモードフィル
タについて説明する。図９は、従来のデュアルモードフ
ィルタの構成図である。図９において、１は一波長リン
グ共振器を、２、３は結合容量を、４は先端開放スタブ
を、５〜６は入出力端子をそれぞれ示している。

【０００４】以上のように構成されたデュアルモードフ
ィルタの動作について、図９を用いて説明する。入力端
子５に励振信号を入力すると、結合容量２を介して電界
結合により一波長リング共振器１の点Ａに結合し、点Ａ
で電界が最大になる。この電界は、時計方向および反時
計方向へ進行波として伝搬する。

【０００５】まず、時計方向に伝搬する進行波について
説明する。この進行波は、270゜位相変化を受けて出力
側の結合点に達するが、ここでは電界は最小になってい
るので出力端子には結合をしない。これよりさらに45゜
進むと対称点Ｃに達する。ここでは、先端開放スタブ４
により線路に不連続部分が存在するため、一部は反射と
なり、残りは入力側の結合点Ａまで伝搬し結合容量２を
介して入力端と結合する。対称点Ｃでの反射波は45゜後
退して出力側結合点Ｂに達する。この時反射波は入力点
から往復360゜の位相差になっているので電界は最大に
なり、結合容量３で結合して、出力端子に伝搬するよう
になる。

【０００６】同様に、反時計回りの進行波も先端開放ス
タブ４による反射波だけが出力端子に結合され伝搬す
る。この時の反射波の大きさは不連続部分が大きければ
顕著になり、図９の場合先端開放スタブ４の長さで伝搬
する進行波の大きさを制御することができる。

【０００７】以上のように、一波長リング共振器とリン
グ共振器に設置した不連続部分と結合容量により、リン
グ共振器で共振する周波数成分のみを出力端子に伝搬す
る、（デュアルモード）フィルタを構成することができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
成で、狭帯域の帯域通過特性を得ようとする場合、リン
グ共振器を多段に接続する必要があるために、形状が大
きくなり、また段間結合に結合容量を用いているので部
品点数が多くなり、製造工程も増すという課題がある。

【０００９】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、高周波領域において低損失で遮断特性に優れた特性
を有し、さらに狭帯域特性に対して有効でありなおかつ
平面化を実現する帯域通過装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために本発明は、伝送線路をループ状に接続して形成
した第１の伝送線路と、第１の伝送線路の一部と電気的
に結合した第２の伝送線路と、第１の伝送線路の一部と
電気的に結合した第３の伝送線路を備えるようにしたこ
とを特徴とする。

【００１１】これにより、伝送線路の側結合と共振器で
の共振特性を組み合わせることで、結合容量を省くこと
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、伝送線路をループ状に接続して形成した第１の伝送
線路と、前記第１の伝送線路の一部と電気的に結合した
第２の伝送線路と、前記第１の伝送線路の一部と電気的
に結合した第３の伝送線路を備えた帯域通過装置であ
る。これにより、伝送線路の側結合と共振器での共振特
性を組み合わせることで、結合容量を省くことができる
という作用を有する。

【００１３】本発明の請求項２に記載の発明は、電気長
の整数倍の伝送線路をループ状に接続して形成した第１
の伝送線路と、前記第１の伝送線路の４分の１波長に相
当する線路と電気的に結合した第２の伝送線路と、前記
第１の伝送線路の４分の１波長に相当する線路と電気的
に結合した第３の伝送線路を備えた帯域通過装置であ
る。これにより、第１の伝送線路の対面する伝送線路を
電気的に結合することで、第１の伝送線路の損失を低減
することができるという作用を有する。

【００１４】本発明の請求項３記載の発明は、前記ルー
プ状の第１の伝送線路の内側に設置し、前記第１の伝送
線路と電気的に結合した第４の伝送線路を備えた請求項
１に記載の帯域通過装置である。これにより、ループ状
に形成した第１の伝送線路からの放射を対面する伝送線
路に低結合容量で結合できるので放射損失をさらに低減
できるという作用を有する。

【００１５】本発明の請求項４記載の発明は、前記第４
の伝送線路の片端が接地された請求項３に記載の帯域通
過装置である。これにより、ループ状の第１の伝送線路
を低損失で結合させることができ、さらに中心周波数付
近にノッチを得ることができるので、遮断特性を急峻に
することができるという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項５に記載の発明は、前記第
１の伝送線路と前記第２の伝送線路との間に電気長の整
数倍の伝送線路をループ状に接続して形成した第５の伝
送線路と、前記第５の伝送線路の内側に設置し、伝送線
路の４分の１波長に相当する線路と電気的に結合した第
６の伝送線路を備えた請求項２に記載の帯域通過装置で
ある。これにより、共振器を多段に結合することができ
低損失で帯域通過装置を実現できるという作用を有す
る。

【００１７】本発明の請求項６に記載の発明は、前記第
１の伝送線路と前記第３の伝送線路との間に電気長の整
数倍の伝送線路をループ状に接続して形成した第５の伝
送線路と、前記第５の伝送線路の内側に設置し、伝送線
路の４分の１波長に相当する線路と電気的に結合した第
６の伝送線路を備えた請求項２に記載の帯域通過装置で
ある。これにより、共振器を多段に結合することができ
低損失で帯域通過装置を実現できるという作用を有す
る。

【００１８】本発明の請求項７に記載の発明は、前記第
６の伝送線路の片端が接地された請求項５または請求項
６記載の帯域通過装置である。これにより、共振器を多
段に結合することができ、しかも遮断特性を急峻にする
ことができる狭帯域の帯域通過装置を実現できるという
作用を有する。

【００１９】本発明の請求項８乃至請求項１４に記載の
発明は、前記ループ状の第１の伝送線路およびまたは前
記ループ状の第５の伝送線路に電磁界的不連続を生じさ
せる不連続部を備えた請求項１乃至請求項７に記載の帯
域通過装置である。これにより、請求項１乃至請求項７
における作用に加えて出力信号の中心周波数を制御可能
にできるという作用を有する。

【００２０】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図８を用いて説明する。

【００２１】（第１の実施の形態）図１（ａ）は、本発
明の第１の実施の形態における帯域通過装置の構成を示
したものである。図１（ａ）において、101は入力端子
を、102は出力端子を、201、202は伝送線路を、211はル
ープ状に形成した伝送線路で一波長共振器をそれぞれ示
している。また、111、112は伝送線路201および伝送線
路202と外部回路を接続する入出力結合回路を示してい
る。さらに、一波長共振器211は、共振器を構成する伝
送線路の一部が４分の１波長伝送線路201および４分の
１波長伝送線路202と電気的に結合し、その伝送線路201
および伝送線路202と電気的に結合した伝送線路をお互
いに対面させ、さらにその対面する伝送線路が電気的に
結合するように設置される。

【００２２】以上のように構成された帯域通過装置の動
作について、図１（ａ）を用いて説明する。入力端子10
1から入力された信号波は、入出力結合回路111により４
分の１波長伝送線路201に伝搬され、さらに伝送線路201
と一波長共振器211の一部の４分の１波長に相当する伝
送線路が電気的に結合されているので、信号波は一波長
共振器211に伝搬される。さらに、一波長共振器211の一
部の４分の１波長に相当する伝送線路と伝送線路202が
電気的に結合されているので、信号波は伝送線路202に
伝搬され、入出力結合回路112を介して出力端子102から
出力される。

【００２３】また、一波長共振器211は、進行波により
伝搬される信号と、一波長共振器211の対面する４分の
１波長伝送線路により電気的に結合される信号が重畳さ
れるようになっている。

【００２４】従って、一波長共振器211での放射損失
は、一波長共振器211の対面する伝送線路の電気的結合
により低減される。

【００２５】ここで、出力信号の周波数成分を考える。
まず、４分の１波長の伝送線路201と一波長共振器211の
伝送線路の電気的結合および４分の１波長の伝送線路20
2と一波長共振器211の伝送線路の電気的結合では、４分
の１波長伝送線路で共振する最小周波数の奇数倍の周波
数成分で電力が最大になるように伝搬される。また、一
波長共振器211では、一波長共振器211の線路長が丁度１
波長の整数倍に相当する周波数で共振し、その周波数成
分で電力が最大になるように伝搬される。従って、共振
器の線路長と４分の１波長伝送線路の共振周波数を一致
させれば、４分の１波長伝送線路201、202と一波長共振
器211により出力信号の周波数成分は一波長共振器211の
共振周波数の整数倍の周波数で電力が最大になる出力信
号が得られる。

【００２６】図１（ｂ）は、図１（ａ）における４分の
１波長伝送線路201、202および一波長共振器211の線路
長は、帯域通過装置の中心周波数ｆを25ＧＨzになるよ
うに設定し、伝送線路の特性インピーダンスＺ０は、一
波長共振器、先端開放スタブおよび４分の１波長伝送線
路において総て50Ωになる線路幅に設定した場合の帯域
通過装置の周波数通過特性の一例を示している。

【００２７】以上のように、４分の１波長伝送線路20
1、202と一波長共振器211を電気的に結合させ、さらに
一波長共振器211の対面する伝送線路を電気的に結合す
ることにより、低損失で帯域通過装置を実現することが
できる。

【００２８】（第２の実施の形態）図２は、本発明の第
２の実施の形態における帯域通過装置の構成を示したも
のである。図２において、図１（ａ）と同様の働きをす
るものには同じ番号を付けている。図１（ａ）との相違
は、伝送線路220が加わっている点である。伝送線路220
は、一波長共振器211の内側に設置し、伝送線路201、20
2と一波長共振器211の対面する４分の１波長に相当する
伝送線路と電気的に結合するようにしてある。

【００２９】以上のように構成された帯域通過装置の動
作について、図２を用いて説明する。基本的な動作は上
記第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、
一波長共振器211の内側に伝送線路220を設けているの
で、一波長共振器211の対面する伝送線路の電気的に結
合させる際の結合容量を小さくできるので、電気的な結
合における損失をより低減することができる。従って、
一波長共振器211の伝送線路を低損失で効率よく対面す
る伝送線路に結合させることができ、損失をさらに低減
できる。

【００３０】以上のように、一波長共振器211の対面す
る伝送線路と平行に、一波長共振器211の内部に伝送線
路220を設けることにより、一波長共振器211の対面する
伝送線路を低損失で効率よく結合させることができるの
で、さらに低損失にすることができる。

【００３１】（第３の実施の形態）図３は、本発明の第
３の実施の形態における帯域通過装置の構成を示したも
のである。図３において、図１と同様の働きをするもの
には同じ番号を付けている。図１との相違は、伝送線路
230が加わっている点である。伝送線路230は、一波長共
振器211の内側に設置し、一端を接地し他端を開放にし
てある。その上、伝送線路201、202と一波長共振器211
の対面する４分の１波長に相当する伝送線路と電気的に
結合するようにしてある。

【００３２】以上のように構成された帯域通過装置の動
作について、図３を用いて説明する。基本的な動作は上
記第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、
一波長共振器211の内側に伝送線路230を設けているの
で、一波長共振器211の対面する伝送線路の結合容量を
低減させることができる。また、伝送線路230は片端が
接地されているので、伝送線路230を４分の１波長より
若干長くすることにより、４分の１波長に相当する周波
数より若干低い周波数でノッチができる。また、伝送線
路230を４分の１波長より若干短くすることにより、４
分の１波長に相当する周波数より若干高い周波数でノッ
チができる。従って、一波長共振器211の伝送線路を低
損失で効率よく対面する伝送線路に結合させることで損
失を低減でき、さらに４分の１波長に相当する周波数付
近でノッチが得られるので、周波数遮断特性を急峻にす
ることができる。

【００３３】以上のように、一波長共振器211の対面す
る伝送線路と平行に、一波長共振器211の内部に片端が
接地された伝送線路230を設けることにより、一波長共
振器211の伝送線路を低損失で効率よく対面する伝送線
路に電気的に結合させることで損失を低減でき、さらに
その伝送路の長さを４分の１波長より増減することによ
り中心周波数付近でノッチが得られるので、周波数遮断
特性を急峻にすることができる。

【００３４】（第４の実施の形態）図４は、本発明の第
４の実施の形態における帯域通過装置の構成を示したも
のである。図４において、図１と同様の働きをするもの
には同じ番号を付けている。図４において、101は入力
端子を、102は出力端子を、201、202は４分の１波長伝
送線路を、211および212は一波長共振器を、111、112は
伝送線路201および伝送線路202と外部回路を接続する入
出力結合回路をそれぞれ示している。240、250は伝送線
路で、一波長共振器211および一波長共振器212の内側に
設置し、伝送線路201、202と一波長共振器211および一
波長共振器212の対面する４分の１波長に相当する伝送
線路と電気的に結合するようにしてある。また、一波長
共振器211の４分の１波長に相当する伝送線路と一波長
共振器212の４分の１波長に相当する伝送線路は、電気
的に結合するように設置される。

【００３５】以上のように構成された帯域通過装置の動
作について、図４を用いて説明する。本実施の形態にお
いて、基本的な一波長共振器の動作は上記第３の実施の
形態と同じで、上記第３の実施の形態の一波長共振器を
２つ結合させることにより、入力側の４分の１波長伝送
線路201から一波長共振器211および一波長共振器212を
介して出力側の４分の１波長伝送線路202まで電気的に
結合されているため、遮断特性の急峻な狭帯域の帯域通
過装置を得る場合でも、低損失で実現することができ
る。

【００３６】なお、図４では一波長共振器を２つ結合さ
せているが、さらに多段に結合させることもできる。

【００３７】以上のように、一波長共振器を多段に結合
させることにより、低損失で狭帯域特性が良好な帯域通
過装置を実現することができる。

【００３８】（第５の実施の形態）図５〜図８は、図１
〜図４に対応する上記第１〜第４の実施の形態の一波長
共振器の伝送線路の一部に不連続部を設けたものであ
る。図５〜図８において、図１と同様の働きをするもの
には同じ番号を付けている。図１との相違は、一波長共
振器211および212に不連続部を設けた点である。ここで
は、不連続部を先端開放スタブ401（402）で構成してい
る。先端開放スタブ401（402）は、一波長共振器211お
よび212の４分の１波長伝送線路201および４分の１波長
伝送線路202と電気的に結合している伝送線路を結ぶ線
路の中間に設けられている。

【００３９】以上のように構成された帯域通過装置の動
作について、図５（ａ）を用いて説明する。基本的な動
作は上記第１の実施の形態と同じである。本実施の形態
では、一波長共振器211の伝送線路の一部に先端開放ス
タブ401を設けることにより、一波長共振器211の進行波
を先端開放スタブ401で反射させている。この先端開放
スタブ401の長さを調節することにより、一波長共振器2
11からの出力信号の中心周波数を制御することができ
る。

【００４０】以上のように、一波長共振器の伝送線路に
不連続部を設け、不連続部での反射特性を変えることに
より一波長共振器からの出力信号の中心周波数を制御す
ることができる。

【００４１】また、図５は上記第１の実施の形態に対応
しているが、上記第２〜第４の実施の形態に対応した図
６〜図８に示す構成においても同様の効果を得ることが
できる。

【００４２】なお、一波長共振器に設ける不連続部は、
先端開放スタブに限定するものではなく、線路幅、基板
誘電率、基板厚等を変えることによって不連続部を形成
してもかまわない。

【００４３】なお、上記実施の形態に示した一波長共振
器の形状は、他の形状にしても同様の機能が得られる構
成であればかまわず、限定しているものではない。

【００４４】

【発明の効果】以下に、本発明によりもたらされる効果
について記述する。

【００４５】（１）４分の１波長の伝送線路と一波長共
振器により帯域通過装置として動作させることができ、
一波長共振器の対面する伝送線路を電気的に結合させる
ことにより放射損失を低減できる。

【００４６】（２）一波長共振器の対面する伝送線路と
平行に、一波長共振器の内側に伝送線路を設けることに
より、一波長共振器の対面する伝送線路を電気的に結合
する際の結合容量を小さくできるので、さらに低損失に
することができる。

【００４７】（３）一波長共振器の対面する伝送線路と
平行に、一波長共振器の内側に片端が接地された伝送線
路を設けることにより、一波長共振器の対面する伝送線
路を電気的に結合しているので低損失にすることがで
き、さらにノッチを形成できるので遮断特性も急峻にで
きる。

【００４８】（４）一波長共振器を多段に結合させるこ
とにより、低損失で狭帯域特性を得る場合でも小型化す
ることができる。

【００４９】（５）一波長共振器の伝送線路に不連続部
を設けることにより、一波長共振器からの出力信号の中
心周波数を制御することができる。

【００５０】（６）伝送線路と一波長共振器を電気的に
結合させているため、結合容量を省くことができ、しか
も製造工程も簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における帯域通過装
置の平面図、

【図２】本発明の第２の実施の形態における帯域通過装
置の平面図、

【図３】本発明の第３の実施の形態における帯域通過装
置の平面図、

【図４】本発明の第４の実施の形態における帯域通過装
置の平面図、

【図５】図１に対応する本発明の第５の実施の形態にお
ける帯域通過装置の平面図、

【図６】図２に対応する本発明の第５の実施の形態にお
ける帯域通過装置の平面図、

【図７】図３に対応する本発明の第５の実施の形態にお
ける帯域通過装置の平面図、

【図８】図４に対応する本発明の第５の実施の形態にお
ける帯域通過装置の平面図、

【図９】従来のデュアルモードフィルタの平面図であ
る。

【符号の説明】

１一波長リング共振器２、３結合容量４先端開放スタブ５、101 入力端子６、102 出力端子 111、112 入出力結合回路 211、212 一波長共振器 103〜108 伝送線路 201、202 伝送線路 230、240、250 伝送線路 401、402 先端開放スタブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送線路をループ状に接続して形成した
第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路の一部と電気的
に結合した第２の伝送線路と、前記第１の伝送線路の一
部と電気的に結合した第３の伝送線路を備えた帯域通過
装置。
【請求項２】電気長の整数倍の伝送線路をループ状に
接続して形成した第１の伝送線路と、前記第１の伝送線
路の４分の１波長に相当する線路と電気的に結合した第
２の伝送線路と、前記第１の伝送線路の４分の１波長に
相当する線路と電気的に結合した第３の伝送線路を備え
た帯域通過装置。
【請求項３】前記ループ状の第１の伝送線路の内側に
設置し、前記第１の伝送線路と電気的に結合した第４の
伝送線路を備えた請求項２に記載の帯域通過装置。
【請求項４】前記第４の伝送線路の片端が接地された
請求項３に記載の帯域通過装置。
【請求項５】前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線
路との間に電気長の整数倍の伝送線路をループ状に接続
して形成した第５の伝送線路と、前記第５の伝送線路の
内側に設置し、伝送線路の４分の１波長に相当する線路
と電気的に結合した第６の伝送線路を備えた請求項２に
記載の帯域通過装置。
【請求項６】前記第１の伝送線路と前記第３の伝送線
路との間に電気長の整数倍の伝送線路をループ状に接続
して形成した第５の伝送線路と、前記第５の伝送線路の
内側に設置し、伝送線路の４分の１波長に相当する線路
と電気的に結合した第６の伝送線路を備えた請求項２に
記載の帯域通過装置。
【請求項７】前記第６の伝送線路の片端が接地された
請求項５または請求項６に記載の帯域通過装置。
【請求項８】前記ループ状の第１の伝送線路に電磁界
的不連続を生じさせる不連続部を備えた請求項１に記載
の帯域通過装置。
【請求項９】前記ループ状の第１の伝送線路に電磁界
的不連続を生じさせる不連続部を備えた請求項２に記載
の帯域通過装置。
【請求項１０】前記ループ状の第１の伝送線路に電磁
界的不連続を生じさせる不連続部を備えた請求項３に記
載の帯域通過装置。
【請求項１１】前記ループ状の第１の伝送線路に電磁
界的不連続を生じさせる不連続部を備えた請求項４に記
載の帯域通過装置。
【請求項１２】前記ループ状の第１の伝送線路に電磁
界的不連続を生じさせる不連続部を備えた請求項５に記
載の帯域通過装置。
【請求項１３】前記ループ状の第１の伝送線路と、前
記ループ状の第５の伝送線路に電磁界的不連続を生じさ
せる不連続部を備えた請求項６に記載の帯域通過装置。
【請求項１４】前記ループ状の第１の伝送線路と、前
記ループ状の第５の伝送線路に電磁界的不連続を生じさ
せる不連続部を備えた請求項７に記載の帯域通過装置。