JPWO2020179046A1 - Resonator coupling structure and frequency filter - Google Patents
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Abstract
共振器結合構造(100,100a,100b)は、互いに平行な第1層(1a)と第2層(1b)とを有する板状の絶縁体(1)と、一面が絶縁体(1)の一面と平行に配置される地導体(2a,2b)と、絶縁体(1)の第1層(1a)に配置され、一端が開放端である、ストリップ導体(4a)と、絶縁体(1)の第1層(1a)に配置され、ストリップ導体(4a)の一端から空隙を設けた位置に配置される浮遊導体(5a)と、絶縁体(1)の第2層(1b)に配置され、一端が開放端であるストリップ導体(4b)と、を備え、ストリップ導体(4a)の一端と、ストリップ導体(4b)の一端とは、互いに近接するよう配置され、浮遊導体(5a)は、第2層(1b)に直交する方向において、ストリップ導体(4b)と重なるように配置されている。 The resonator coupling structure (100, 100a, 100b) is composed of a plate-shaped insulator (1) having a first layer (1a) and a second layer (1b) parallel to each other, and an insulator (1) on one side. A ground conductor (2a, 2b) arranged parallel to one surface, a strip conductor (4a) arranged on the first layer (1a) of the insulator (1), and one end having an open end, and an insulator (1). ) Is arranged in the first layer (1a) and is arranged in a position where a gap is provided from one end of the strip conductor (4a), and is arranged in the second layer (1b) of the insulator (1). A strip conductor (4b) having an open end at one end is provided, and one end of the strip conductor (4a) and one end of the strip conductor (4b) are arranged so as to be close to each other, and the floating conductor (5a) is provided. , Are arranged so as to overlap the strip conductor (4b) in the direction orthogonal to the second layer (1b).
Description
この発明は、共振器及び周波数フィルタに関するものである。 The present invention relates to resonators and frequency filters.
マイクロ波帯又はミリ波帯等の周波数フィルタは、基板材料による信号の損失の抑制、又は、製造コストの抑制等のために、ストリップ導体を共振器として用い、誘電体基板に同一の周波数で共振するストリップ導体を複数配置した平面フィルタにより構成されたものがある。平面フィルタにより構成された周波数フィルタは、複数のストリップ導体を隣接させることにより、複数のストリップ導体を電磁界結合により縦続接続させたものである。平面フィルタを用いた周波数フィルタは、周波数フィルタの伝達関数が定まれば、原型低域通過フィルタに基づいて解析的に算出される、共振器の共振角周波数、共振器と共振器との間の結合量、又は、共振器と入出力線路との結合量等の回路パラメータに基づいて、容易に設計できる。このため、平面フィルタを用いた周波数フィルタは、通信機器、又はレーダ機器等の分野において広く用いられている。 A frequency filter such as a microwave band or a millimeter wave band uses a strip conductor as a resonator to suppress signal loss due to the substrate material or to suppress manufacturing costs, and resonates with a dielectric substrate at the same frequency. Some are composed of a plane filter in which a plurality of strip conductors are arranged. A frequency filter composed of a planar filter is one in which a plurality of strip conductors are connected in series by electromagnetic field coupling by adjoining a plurality of strip conductors. A frequency filter using a planar filter is analytically calculated based on the prototype low-pass filter once the transfer function of the frequency filter is determined, the resonance angular frequency of the resonator, and between the resonator and the resonator. It can be easily designed based on the circuit parameters such as the coupling amount or the coupling amount between the resonator and the input / output line. Therefore, a frequency filter using a planar filter is widely used in the fields of communication equipment, radar equipment, and the like.
平面フィルタを用いた周波数フィルタの設計は、回路合成によって得られる回路パラメータを実構造に落とし込むことが肝要となる。特に、共振器と共振器との間の結合係数と、周波数フィルタの比帯域幅とは、比例関係にあるため、周波数フィルタをより広帯域において動作可能にするためには、共振器と共振器との間は、より大きな結合係数が必要となる。
しかしながら、誘電体基板の同一層に2つのストリップ導体を配置して電界結合により縦続接続させる場合、共振器と共振器との間、すなわち、2つのストリップ導体間は、大きな結合係数が得られにくい。そのため、製造上実現可能な間隔を空けて2つのストリップ導体を実装した場合、所望の結合係数が得られない場合がある。このような問題を解決するために、特許文献1には、2つのストリップ導体を誘電体基板の互いに異なる層に配置して電界結合により縦続接続させた周波数フィルタが開示されている。When designing a frequency filter using a planar filter, it is important to incorporate the circuit parameters obtained by circuit synthesis into the actual structure. In particular, since the coupling coefficient between the resonator and the resonator and the specific bandwidth of the frequency filter are in a proportional relationship, in order to enable the frequency filter to operate in a wider band, the resonator and the resonator should be used. In between, a larger coupling coefficient is needed.
However, when two strip conductors are arranged on the same layer of the dielectric substrate and vertically connected by electric field coupling, it is difficult to obtain a large coupling coefficient between the resonator and the resonator, that is, between the two strip conductors. .. Therefore, when two strip conductors are mounted at intervals that are feasible in manufacturing, a desired coupling coefficient may not be obtained. In order to solve such a problem,
しかしながら、特許文献1に開示された周波数フィルタのように、2つのストリップ導体を誘電体基板の互いに異なる層に配置して電界結合により縦続接続させた周波数フィルタは、製造誤差により、2つストリップ導体の間の距離、すなわち、2つのストリップ導体を配置した互いに異なる層の間の距離にばらつきが生じると、結合係数が変動してしまい、結果として、フィルタ特性が劣化してしまう場合がある。
However, like the frequency filter disclosed in
この発明は、上述の問題点を解決するためのもので、製造誤差があった場合でも2つの共振器の結合係数の変動を抑制することができる共振器結合構造を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a resonator coupling structure capable of suppressing fluctuations in the coupling coefficients of two resonators even if there is a manufacturing error. ..
この発明に係る共振器結合構造は、互いに平行な第1層と第2層とを有する板状の絶縁体と、一面が絶縁体の一面と平行に配置される地導体と、絶縁体の第1層に配置され、一端が開放端である、第1共振器として動作する第1ストリップ導体と、絶縁体の第1層に配置され、第1ストリップ導体の一端から空隙を設けた位置に配置される第1浮遊導体と、絶縁体の第2層に配置され、一端が開放端である、第2共振器として動作する第2ストリップ導体と、を備え、第1ストリップ導体の一端と、第2ストリップ導体の一端とは、互いに近接するよう配置され、第1浮遊導体は、第2層に直交する方向において、第2ストリップ導体と重なるように配置される。 The resonator coupling structure according to the present invention includes a plate-shaped insulator having a first layer and a second layer parallel to each other, a ground conductor having one surface arranged parallel to one surface of the insulator, and a first layer of the insulator. A first strip conductor that is arranged in one layer and has an open end at one end and operates as a first resonator, and a first strip conductor that is arranged in the first layer of an insulator and is arranged at a position where a gap is provided from one end of the first strip conductor. The first floating conductor is provided, and the second strip conductor which is arranged in the second layer of the insulator and has an open end and operates as a second resonator. One end of the two-strip conductor is arranged so as to be close to each other, and the first floating conductor is arranged so as to overlap the second strip conductor in a direction orthogonal to the second layer.
この発明によれば、製造誤差があった場合でも2つの共振器の結合係数の変動を抑制することができる。 According to the present invention, fluctuations in the coupling coefficients of the two resonators can be suppressed even if there is a manufacturing error.
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1から図9を参照して実施の形態1に係る共振器結合構造100について説明する。
図1Aは、実施の形態1に係る共振器結合構造100の分解図の一例を示す図である。
図1Bは、実施の形態1に係る共振器結合構造100を図1Aに示すX方向から見た断面図であって、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bが存在する位置における断面図の一例を示す図である。
実施の形態1に係る共振器結合構造100の要部は、絶縁体1、地導体2a,2b、接続導体3,ストリップ導体4a、ストリップ導体4b、浮遊導体5a、及び浮遊導体5bにより構成される。
The
FIG. 1A is a diagram showing an example of an exploded view of the
FIG. 1B is a cross-sectional view of the
The main part of the
絶縁体1は、板状の形状を有する。
絶縁体1は、互いに平行な第1層1aと第2層1bとを絶縁体1の内部に有する。The
The
地導体2aの一面は、絶縁体1の一面に平行に配置される。
図1A又は図1Bに示す地導体2aは、地導体2aの一面と絶縁体1の一面とが、対向して接するように配置されることにより、地導体2aの一面が絶縁体1の一面に平行に配置されている。
地導体2bの一面は、絶縁体1の他面に平行に配置される。
図1A又は図1Bに示す地導体2bは、地導体2bの一面と、絶縁体1の一面に対向する絶縁体1の他面とが、対向して接するように配置されることにより、地導体2bの一面が絶縁体1の他面に平行に配置されている。
実施の形態1に係る地導体2a及び地導体2bは、共に回路のグランド面であるものとする。
接続導体3は、地導体2aと地導体2bとに接続されている。
すなわち、地導体2aと地導体2bとは、接続導体3を介して接続されている。
なお、ここで言う「平行」は、厳密な平行に限定されるものではなく、略平行を含むものである。One surface of the
In the
One surface of the
The
It is assumed that both the
The connecting
That is, the
The term "parallel" here is not limited to strict parallelism, but includes substantially parallelism.
ストリップ導体4aは、絶縁体1の第1層1aに配置される。
ストリップ導体4aは、共振器として動作する。
すなわち、ストリップ導体4aは、第1共振器として動作する第1ストリップ導体である。
ストリップ導体4aは、一端が開放端である。
実施の形態1に係るストリップ導体4aは、他端が接続導体3と接続され、ストリップ導体4aは、接続導体3を介して、地導体2aと地導体2bとに接続されている。
ストリップ導体の一端が電気的に開放端であり、且つ、ストリップ導体の他端が何らかの導通手段によりグランドと短絡されている場合、ストリップ導体が共振器として動作するためには、ストリップ導体は、ストリップ導体の長手方向の長さが約λeff/4の奇数倍である必要がある。
ただし、λeffは、使用周波数における実効波長を示す。なお、ここで言うλeff/4は、厳密なλeff/4に限定されるものでなく、略λeff/4を含むものである。以下の説明において、λeff/4は、略λeff/4を含むものとして説明する。
したがって、実施の形態1に係るストリップ導体4aは、ストリップ導体4aの長手方向の長さがλeff/4の奇数倍であるものとする。The
The
That is, the
One end of the
The other end of the
If one end of the strip conductor is electrically open and the other end of the strip conductor is short-circuited to ground by some conductive means, the strip conductor must be stripped in order for the strip conductor to act as a resonator. The length of the conductor in the longitudinal direction needs to be an odd multiple of about λeff / 4.
However, λeff indicates the effective wavelength at the operating frequency. Note that λeff / 4 referred to here is not limited to strict λeff / 4, but includes substantially λeff / 4. In the following description, λeff / 4 will be described as including substantially λeff / 4.
Therefore, in the
ストリップ導体4bは、絶縁体1の第2層1bに配置される。
ストリップ導体4bは、共振器として動作する。
すなわち、ストリップ導体4bは、第2共振器として動作する第2ストリップ導体である。
ストリップ導体4bは、一端が開放端である。
ストリップ導体4bは、他端が接続導体3と接続され、ストリップ導体4aは、接続導体3を介して、地導体2aと地導体2bとに接続されている。
したがって、実施の形態1に係るストリップ導体4bは、ストリップ導体4bの長手方向の長さがλeff/4の奇数倍であるものとする。The
The
That is, the
One end of the
The other end of the
Therefore, it is assumed that the length of the
なお、ストリップ導体4a又はストリップ導体4bは、ストリップ導体4aの一端及び他端、又はストリップ導体4bの一端及び他端が共に電気的に開放端であるものであっても良い。
ストリップ導体の一端と他端とが共に開放端である場合、又は、ストリップ導体の一端と他端とが共に何らかの導通手段によりグランドに短絡されている場合、ストリップ導体が共振器として動作するためには、ストリップ導体は、ストリップ導体の長手方向の長さが、λeff/2の整数倍である必要がある。
したがって、ストリップ導体4aの一端と他端とが共に開放端である場合、ストリップ導体4aの長手方向の長さがλeff/2の整数倍である必要がある。また、ストリップ導体4bの一端と他端とが共に開放端である場合、ストリップ導体4bの長手方向の長さがλeff/2の整数倍である必要がある。
なお、ここで言うλeff/2は、厳密なλeff/2に限定されるものでなく、略λeff/2を含むものである。The
In order for the strip conductor to operate as a resonator if both one end and the other end of the strip conductor are open ends, or if both one end and the other end of the strip conductor are short-circuited to ground by some conductive means. The strip conductor needs to have a longitudinal length of the strip conductor that is an integral multiple of λeff / 2.
Therefore, when both one end and the other end of the
Note that λeff / 2 referred to here is not limited to strict λeff / 2, but includes approximately λeff / 2.
浮遊導体5aは、絶縁体1の第1層1aに配置される。
浮遊導体5aは、ストリップ導体4aの一端から空隙を設けた位置に配置される。
すなわち、浮遊導体5aは、第1浮遊導体である。
浮遊導体5bは、絶縁体1の第2層1bに配置される。
浮遊導体5bは、ストリップ導体4bの一端から空隙を設けた位置に配置される。
すなわち、浮遊導体5bは、第2浮遊導体である。The floating
The floating
That is, the floating
The floating
The floating
That is, the floating
ストリップ導体4aの一端と、ストリップ導体4bの一端とは、互いに近接するよう配置される。
浮遊導体5bは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体4aと重なるように配置される。
浮遊導体5aは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体4bと重なるように配置される。
なお、ここで言う「直交」は、厳密な直交に限定されるものではなく、略直交を含むものである。One end of the
The floating
The floating
The term "orthogonal" as used herein is not limited to strict orthogonality, but includes substantially orthogonality.
実施の形態1に係る共振器結合構造100から浮遊導体5a及び浮遊導体5bを除いた共振器結合構造(以下「従来構造」という。)の動作について説明する。
従来構造におけるストリップ導体4a及びストリップ導体4bは、いずれも一端が開放端であり、且つ、いずれも他端が接続導体3を介して地導体2aと地導体2bとに短絡されている。
従来構造におけるストリップ導体4a及びストリップ導体4bは、いずれも共振器として動作するために、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの長手方向の長さが、いずれもλeff/4となっている。すなわち、従来構造におけるストリップ導体4a及びストリップ導体4bは、いずれも1/4波長共振器として動作するものである。
また、従来構造は、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bは、いずれも開放端である両一端同士が近接しており、互いに電界結合により結合されている。すなわち、従来構造は、ストリップ導体4aにより構成された共振器と、ストリップ導体4bにより構成された共振器とが、電界結合した結合共振器として動作する。The operation of the resonator coupling structure (hereinafter referred to as “conventional structure”) excluding the floating
Both the
Since both the
Further, in the conventional structure, both the
上述の従来構造のように、2つの共振器が電界結合した結合共振器の等価回路は、それぞれがインダクタとキャパシタとを有する2つの共振器におけるキャパシタ同士が相互キャパシタにより結合した回路として表される。
図2は、2つの共振器が電界結合した結合共振器の等価回路の一例を示す回路図である。
図2に示す等価回路は、それぞれがインダクタンスLとキャパシタンスCとを有する2つの共振器が、相互キャパシタンスCmを介して結合させた回路である。
なお、図2に示す等価回路は、中央の一点鎖線に対して対称である。
それぞれの共振器単体における共振角周波数ω0は、式(1)で与えられる。
As in the conventional structure described above, the equivalent circuit of a coupled resonator in which two resonators are electrically coupled is represented as a circuit in which capacitors in two resonators each having an inductor and a capacitor are coupled by a mutual capacitor. ..
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of an equivalent circuit of a coupled resonator in which two resonators are electrically coupled.
The equivalent circuit shown in FIG. 2 is a circuit in which two resonators, each having an inductance L and a capacitance C, are coupled via a mutual capacitance Cm.
The equivalent circuit shown in FIG. 2 is symmetrical with respect to the central alternate long and short dash line.
The resonance angular frequency ω 0 of each resonator is given by Eq. (1).
2つの共振器が電界結合した結合共振器の2つの共振モードにおける共振角周波数は、偶奇モード解析より容易に求められる。
図3Aは、図2に示す等価回路の対照面が電気壁である場合の回路図である。
図3Bは、図2に示す等価回路の対照面が磁気壁である場合の回路図である。The resonance angular frequency in the two resonance modes of the coupled resonator in which the two resonators are electrically coupled can be easily obtained by the even-odd mode analysis.
FIG. 3A is a circuit diagram when the control surface of the equivalent circuit shown in FIG. 2 is an electric wall.
FIG. 3B is a circuit diagram when the control surface of the equivalent circuit shown in FIG. 2 is a magnetic wall.
図2に示す等価回路の対照面が電気壁である場合、キャパシタンスCと、相互キャパシタンス―Cmと、相互キャパシタンス2Cmとの和により合成キャパシタンスが求められる。すなわち、図2に示す等価回路の対照面が電気壁である場合の合成キャパシタンスは、「C―Cm+2Cm」となる。したがって、図2に示す等価回路の対照面が電気壁である場合、すなわち、2つの共振器が電界結合した結合共振器の奇モード共振における共振角周波数ωoddは、式(2)で表すことができる。
式(2)より、奇モード共振における共振角周波数ωoddは、相互キャパシタンスCmの寄与により、式(1)で表される共振器単体における共振角周波数ω0と比べて低くなることがわかる。When the control surface of the equivalent circuit shown in FIG. 2 is an electric wall, the combined capacitance is obtained by the sum of the capacitance C, the mutual capacitance −C m, and the mutual capacitance 2 C m. That is, when the control surface of the equivalent circuit shown in FIG. 2 is an electric wall, the combined capacitance is “CC m + 2 C m ”. Therefore, when the control surface of the equivalent circuit shown in FIG. 2 is an electric wall, that is, the resonance angular frequency ω odd in the odd-mode resonance of the coupled resonator in which the two resonators are electrically coupled is expressed by Eq. (2). Can be done.
From equation (2), the resonance angular frequency omega odd in the odd mode resonance, the contribution of the mutual capacitance C m, it is found to be lower than the resonance angular frequency omega 0 in the resonator itself represented by the formula (1) ..
一方、図2に示す等価回路の対照面が磁気壁である場合、キャパシタンスCと、相互キャパシタンス―Cmとの和により合成キャパシタンスが求められ。すなわち、図2に示す等価回路の対照面が磁気壁である場合の合成キャパシタンスは、「C―Cm」となる。したがって、図2に示す等価回路の対照面が磁気壁である場合、すなわち、2つの共振器が電界結合した結合共振器の偶モード共振における共振角周波数ωevenは、式(3)で表すことができる。
式(2)より、偶モード共振における共振角周波数ωevenは、相互キャパシタンスCmの寄与により、式(1)で表される共振器単体における共振角周波数ω0と比べて高くなることがわかる。On the other hand, when the control surface of the equivalent circuit shown in FIG. 2 is a magnetic wall, the combined capacitance is obtained by the sum of the capacitance C and the mutual capacitance −C m. That is, the combined capacitance when the control surface of the equivalent circuit shown in FIG. 2 is a magnetic wall is “CC m ”. Therefore, when the control surface of the equivalent circuit shown in FIG. 2 is a magnetic wall, that is, the resonance angular frequency ω even in the even-mode resonance of the coupled resonator in which the two resonators are electrically coupled is expressed by the equation (3). Can be done.
From equation (2), the resonance angular frequency omega the even in the even mode resonance, the contribution of the mutual capacitance C m, it can be seen that is higher than the resonance angular frequency omega 0 in the resonator itself represented by the formula (1) ..
また、奇モード共振における共振角周波数ωoddと、偶モード共振における共振角周波数ωevenとを用いて、2つの共振器間の結合係数は、近似的に式(4)により計算できる。
Further, the coupling coefficient between the two resonators can be approximately calculated by the equation (4) using the resonance angular frequency ω odd in the odd mode resonance and the resonance angular frequency ω even in the even mode resonance.
実際の従来構造、すなわち、図1に示す実施の形態1に係る共振器結合構造100から浮遊導体5a及び浮遊導体5bを除いた共振器結合構造における共振角周波数は、従来構造の等価回路において式(1)〜(3)により示される理想的な共振角周波数と異なる。すなわち、実際の従来構造における共振角周波数は、2つの共振器を電界結合させるものであるため、実際の従来構造に応じて、奇モード共振における共振角周波数ωodd及び偶モード共振における共振角周波数ωevenは、それぞれ変化する。
実際の従来構造は、奇モード共振時において、2つの共振器のいずれも開放端である近接する両一端の近傍に電界が集中する。このため、奇モード共振における共振角周波数ωoddが、共振器単体における共振角周波数ω0と比べて大きく低下する。
一方、実際の従来構造は、偶モード共振時において、2つの共振器が同電位であるため、2つの共振器の両一端の近傍に電界が集中しない。このため、偶モード共振における共振角周波数ωevenが、共振器単体における共振角周波数ω0と比べてわずかに高くなる。The resonance angular frequency in the actual conventional structure, that is, the resonator coupling structure excluding the floating
In the actual conventional structure, the electric field is concentrated in the vicinity of both adjacent ends, which are both open ends, at the time of odd-mode resonance. Therefore, the resonance angular frequency ω odd in the odd-mode resonance is significantly lower than the resonance angular frequency ω 0 in the resonator alone.
On the other hand, in the actual conventional structure, since the two resonators have the same potential at the time of even mode resonance, the electric field does not concentrate in the vicinity of both ends of the two resonators. Therefore, the resonance angular frequency ω even in the even-mode resonance is slightly higher than the resonance angular frequency ω 0 in the resonator alone.
従来構造は、奇モード共振時において、2つの共振器の両一端の近傍に電界が集中するため、奇モード共振における2つの共振器の両一端間の近傍におけるキャパシタンスCpのばらつきが、結合係数の変動要因となる。実際の従来構造における2つの共振器の両一端間の近傍におけるキャパシタンスは、主にストリップ導体4aと、ストリップ導体4bとによる平行平板キャパシタンスであるキャパシタンスCpにより構成される。キャパシタンスCpは、微小な空隙を介して配置された2つの電極間に交流電圧を印加することにより発生する。キャパシタンスCpは、式(5)により表される。
ただし、ε0は真空の誘電率、εrは2つの電極により挟まれた部材の比誘電率、Sは2つの電極における相対する部位の面積、及び、dは2つの電極の間隔である。The conventional structure, when the odd mode resonance, since the two field in the vicinity of both end of the resonator is concentrated, the variation of the capacitance C p in the vicinity between both end of the two resonators in odd mode resonance, the coupling coefficient It becomes a variable factor of. Capacitance in the vicinity between both end of the two resonators in the actual conventional structure, mainly composed of a
However, ε 0 is the permittivity of the vacuum, ε r is the relative permittivity of the member sandwiched between the two electrodes, S is the area of the opposing portions of the two electrodes, and d is the distance between the two electrodes.
実際の従来構造は、2つの電極がストリップ導体4aとストリップ導体4bとにより構成されるため、2つの電極における相対する部位の面積Sは、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bが伸びる方向に対して直交する方向においてオーバーラップする部位の面積となる。また、2つの電極の間隔dは、ストリップ導体4aが配置された第1層1aと、ストリップ導体4bが配置された第2層1bとの間の厚みとなる。したがって、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることにより、実際の従来構造は、奇モード共振における2つの共振器の両一端間の近傍におけるキャパシタンスCpが変動する。In the actual conventional structure, since the two electrodes are composed of the
図4は、従来構造において、第1層1aと第2層1bとの間の厚みが変動した際の結合係数の計算結果の一例を示す図である。図4において、横軸は、規格化された第1層1aと第2層1bとの間の厚み、縦軸は、算出された結合係数を示している。
図4の横軸は、第1層1aと第2層1bとの間における所望の厚みに対する、実際の第1層1aと第2層1bとの間の厚みの割合を示している。例えば、図4の横軸における1.00は、第1層1aと第2層1bとの間の厚みが所望の厚みである場合を、図4の横軸における1.20は、第1層1aと第2層1bとの間の厚みが、所望の厚みに対して1.2倍である場合を示している。図4に示すように、結合係数は、規格化された第1層1aと第2層1bとの間の厚みに対してほぼ線形的に変化し、その傾きは、―0.0524となっていることが確認できる。FIG. 4 is a diagram showing an example of the calculation result of the coupling coefficient when the thickness between the
The horizontal axis of FIG. 4 shows the ratio of the actual thickness between the
実施の形態1に係る共振器結合構造100の動作について説明する。
共振器結合構造100は、図1に示すよう、第1層1aに浮遊導体5aが、また、第2層1bに浮遊導体5bが、それぞれ配置されたものである。The operation of the
As shown in FIG. 1, the
図5は、実施の形態1に係る共振器結合構造100の奇モード共振における2つの共振器の両一端間の近傍におけるキャパシタンスCbの構成を示す図である。
共振器結合構造100において、奇モード共振における2つの共振器の両一端間の近傍におけるキャパシタンスCbは、浮遊導体5a及び浮遊導体5bのいずれも介さずにストリップ導体4aとストリップ導体4bとが直接結合する際のキャパシタンスCpと、浮遊導体5a又は浮遊導体5bを介してストリップ導体4aとストリップ導体4bとが間接的に結合する際のキャパシタンスCfとの2種類のキャパシタンスからなる。
更に、キャパシタンスCfは、ストリップ導体4aの一端と浮遊導体5aとの間の空隙を介したギャップ結合によるキャパシタンスCgと、浮遊導体5aとストリップ導体4bとの間の平行平板キャパシタンスであるキャパシタンスCdとが直列接続された合成キャパシタンスと、ストリップ導体4bの一端と浮遊導体5bとの間の空隙を介したギャップ結合によるキャパシタンスCgと、浮遊導体5bとストリップ導体4aとの間のキャパシタンスCdとが直列接続された合成キャパシタンスとからなる。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a capacitance C b in the vicinity between both ends of two resonators in an odd mode resonance of the
In
Further, the capacitance C f is the capacitance C g due to the gap coupling between one end of the
浮遊導体5a及び浮遊導体5bのいずれも介さずにストリップ導体4aとストリップ導体4bとが直接結合する際のキャパシタンスCpは、従来構造と同様に、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることにより大きく変動する。一方で、浮遊導体5a又は浮遊導体5bを介してストリップ導体4aとストリップ導体4bとが間接的に結合する際のキャパシタンスCfは、キャパシタンスCgとキャパシタンスCdの直列接続された合成キャパシタンスからなり、キャパシタンスCfは、式(6)で表される。
The capacitance C p when the
一般に、同一層に配置された、ストリップ導体4aと浮遊導体5aとの間、又は、ストリップ導体4bと浮遊導体5bとの間の空隙を介したギャップ結合によるキャパシタンスCgは、浮遊導体5aとストリップ導体4bとの間、又は、浮遊導体5bとストリップ導体4aとの間のキャパシタンスCdと比べて小さい。すなわち、キャパシタンスCgとキャパシタンスCdとの関係は、Cg<<Cdと表せる。したがって、キャパシタンスCfは、式(7)に示すように近似され、キャパシタンスCfは、キャパシタンスCgが支配的となる。
Generally, it arranged in the same layer, between the
キャパシタンスCgは、同一層に配置された、ストリップ導体4aと浮遊導体5aとの間、又は、ストリップ導体4bと浮遊導体5bとの間の空隙を介したギャップ結合によるものであるため、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる変動が少ない。したがって、キャパシタンスCfも第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる変動が少ない。
共振器結合構造100において、奇モード共振における2つの共振器の両一端間の近傍におけるキャパシタンスCbは、浮遊導体5a及び浮遊導体5bのいずれも介さずにストリップ導体4aとストリップ導体4bとが直接結合する際のキャパシタンスCpと、浮遊導体5a又は浮遊導体5bを介してストリップ導体4aとストリップ導体4bとが間接的に結合する際のキャパシタンスCfとが並列接続により合成されたキャパシタンスであるため、キャパシタンスCbは、式(8)により表される。
Since the capacitance Cg is due to a gap junction between the
In
式(8)において、右辺の第1項は、上述のとおり、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる影響を受けにくく、一方で、右辺の第2項は、従来構造と同様に、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる影響を受けやすい。したがって、共振器結合構造100において、奇モード共振における2つの共振器の両一端間の近傍におけるキャパシタンスCbは、キャパシタンスCgの割合が大きければ大きいほど、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる影響を受けにくくなる。In the formula (8), the first term on the right side is less susceptible to the variation in thickness between the
図6は、実施の形態1に係る共振器結合構造100において、第1層1aと第2層1bとの間の厚みが変動した際の結合係数の計算結果の一例を示す図である。図6は、図4と同様に、横軸が、規格化された第1層1aと第2層1bとの間の厚み、縦軸が、算出された結合係数を示している。図6に示すように、結合係数は、規格化された第1層1aと第2層1bとの間の厚みに対してほぼ線形的に変化し、その傾きは、―0.0253となっていることが確認できる。図4に示す従来構造における結合係数の変動と、図6に示す共振器結合構造100における結合係数の変動とを比較すると、共振器結合構造100は、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる結合係数の変動を、半分程度に抑制していることが確認できる。
すなわち、実施の形態1に係る共振器結合構造100は、浮遊導体5a及び浮遊導体5bを備えることにより、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる結合係数の変動を、従来構造における結合係数の変動と比較して、抑制することができる。FIG. 6 is a diagram showing an example of a calculation result of a coupling coefficient when the thickness between the
That is, the
共振器結合構造100は、浮遊導体5a及び浮遊導体5bを備えることにより、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる結合係数の変動を、従来構造における結合係数の変動と比較して、抑制することができれば、図1に示す構成に限定されるものではない。
例えば、共振器結合構造100は、共振器として動作する一端が開放端であるストリップ導体4aの他端を、高周波信号を入力するための入力端子に接続し、且つ、共振器として動作する一端が開放端であるストリップ導体4bの他端を、高周波信号を出力するための出力端子に接続しても良い。The
For example, in the
また、共振器結合構造100は、ストリップ導体4aが配置された第1層1aに配置された浮遊導体5aとストリップ導体4bが配置された第2層1bに配置された浮遊導体5bとを備えた例を示したが、共振器結合構造100は、浮遊導体5a又は浮遊導体5bの一方を備えるものであっても良い。
共振器結合構造100における浮遊導体5a又は浮遊導体5bの一方を備えた共振器結合構造は、共振器結合構造100と同様に、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる結合係数の変動を、従来構造における結合係数の変動と比較して、抑制することができる。Further, the
In the
また、共振器結合構造100は、例えば、図7又は図8に示すような構成に変形しても良い。
図7Aは、実施の形態1に係る共振器結合構造100の変形例における分解図の一例を示す図である。
図7Bは、図7Aに示す共振器結合構造100を、図7Aに示す矢印Yの方向から見た矢視図の一例を示す図である。なお、図7Bは、絶縁体1及び地導体2aが透かされた図である。
図7Cは、図7Aに示す共振器結合構造100を、図7Aに示す矢印Xの方向から見た断面図であって、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの両一端が存在する位置における断面図の一例を示す図である。
図8Aは、実施の形態1に係る共振器結合構造100の変形例における分解図の一例を示す図である。
図8Bは、図8Aに示す共振器結合構造100を、図8Aに示す矢印Yの方向から見た矢視図の一例を示す図である。なお、図8Bは、絶縁体1及び地導体2aが透かされた図である。Further, the
FIG. 7A is a diagram showing an example of an exploded view of a modified example of the
FIG. 7B is a diagram showing an example of an arrow view of the
FIG. 7C is a cross-sectional view of the
FIG. 8A is a diagram showing an example of an exploded view in a modified example of the
FIG. 8B is a diagram showing an example of an arrow view of the
図1に示す共振器結合構造100は、ストリップ導体4aの長手方向とストリップ導体4bの長手方向とが平行に、且つ、ストリップ導体4aの他端とストリップ導体4bの他端とが、ストリップ導体4aの一端とストリップ導体4bの一端とが隣接する位置を基準にして相対する位置になるように、配置されたものである。
共振器結合構造100は、例えば、図7に示すように、ストリップ導体4aの他端とストリップ導体4bの他端とが隣接するような向きに、ストリップ導体4aとストリップ導体4bとが配置されるように変形されたたものであっても良い。
共振器結合構造100は、例えば、図8に示すように、ストリップ導体4aとストリップ導体4bとが直交するように配置されたものであっても良い。
なお、図1、図7、及び図8は一例であり、共振器結合構造100におけるストリップ導体4a、ストリップ導体4b、浮遊導体5a、及び浮遊導体5bの配置は、図1、図7、及び図8に示すストリップ導体4a、ストリップ導体4b、浮遊導体5a、及び浮遊導体5bの配置に限定されるものではない。In the
In the
The
Note that FIGS. 1, 7, and 8 are examples, and the arrangement of the
また、共振器結合構造100は、地導体2aが絶縁体1の一面に、また、地導体2bが絶縁体1の一面に対向する絶縁体1の他面に、それぞれ接するように配置された例を示したが、共振器結合構造100は、地導体2a又は地導体2bが、絶縁体1における、第1層1a及び第2層1bとは異なる第1層1a又は第2層1bと平行な不図示の層に配置されたものであっても良い。
Further, the
また、共振器結合構造100は、2つの地導体2a及び地導体2bが配置された例を示したが、共振器結合構造100は、地導体2a又は地導体2bのいずれか1つが配置されたものであっても良い。
Further, the
また、共振器結合構造100は、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの導体幅がストリップ導体4a及びストリップ導体4bの長さ方向に関して均一な構造である例を示したが、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bは、例えば、ステップドインピーダンス共振器のように、ストリップ導体4a又はストリップ導体4bの導体幅が、ストリップ導体4a又はストリップ導体4bの長さ方向の位置によって段階的に、又は、連続的に変化する構造であっても良い。
Further, although the
また、共振器結合構造100は、例えば、図9に示すような構成に変形しても良い。
図9Aは、実施の形態1に係る共振器結合構造100の変形例における分解図の一例を示す図である。
図9Bは、図9Aに示す共振器結合構造100を、図9Aに示す矢印Yの方向から見た矢視図の一例を示す図である。なお、図9Bは、絶縁体1及び地導体2aが透かされた図である。
図9に示す共振器結合構造100は、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの両一端、並びに、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの両他端が開放端であり、ストリップ導体4aの一端及び他端、並びに、ストリップ導体4bの一端及び他端のそれぞれから空隙を設けた位置に浮遊導体5a及び浮遊導体5bが配置されたものである。
図9に示す共振器結合構造100は、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの両一端、並びに、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの両他端が開放端であるため、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの長手方向の長さが、λeff/2の整数倍となっている。Further, the
FIG. 9A is a diagram showing an example of an exploded view of a modified example of the
FIG. 9B is a diagram showing an example of an arrow view of the
In the
In the
また、共振器結合構造100は、図9に示す共振器結合構造100から、ストリップ導体4aの一端及び他端から空隙を設けた位置に配置された2つの浮遊導体5aのうち1つを取り除いたものであっても良い。同様に、図9に示す共振器結合構造100から、ストリップ導体4bの一端及び他端から空隙を設けた位置に配置された2つの浮遊導体5bのうち1つを取り除いたものであっても良い。
Further, in the
以上のように、共振器結合構造100は、互いに平行な第1層1aと第2層1bとを有する板状の絶縁体1と、一面が絶縁体1の一面と平行に配置される地導体2a,2bと、絶縁体1の第1層1aに配置され、一端が開放端である、第1共振器として動作する第1ストリップ導体であるストリップ導体4aと、絶縁体1の第1層1aに配置され、ストリップ導体4aの一端から空隙を設けた位置に配置される第1浮遊導体である浮遊導体5aと、絶縁体1の第2層1bに配置され、一端が開放端である、第2共振器として動作する第2ストリップ導体であるストリップ導体4bと、を備え、ストリップ導体4aの一端と、ストリップ導体4bの一端とは、互いに近接するよう配置され、浮遊導体5aは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体4bと重なるように配置されている。
As described above, the
また、共振器結合構造100は、互いに平行な第1層1aと第2層1bとを有する板状の絶縁体1と、一面が絶縁体1の一面と平行に配置さる地導体2a,2bと、絶縁体1の第1層1aに配置され、一端が開放端である、第1共振器として動作する第1ストリップ導体であるストリップ導体4aと、絶縁体1の第1層1aに配置され、ストリップ導体4aの一端から空隙を設けた位置に配置される第1浮遊導体である浮遊導体5aと、絶縁体1の第2層1bに配置され、一端が開放端である、第2共振器として動作する第2ストリップ導体であるストリップ導体4bと、絶縁体1の第2層1bに配置され、ストリップ導体4bの一端から空隙を設けた位置に配置される第2浮遊導体である浮遊導体5bと、を備え、ストリップ導体4aの一端と、ストリップ導体4bの一端とは、互いに近接するよう配置され、浮遊導体5bは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体4aと重なるように配置され、浮遊導体5aは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体4bと重なるように配置されるものであっても良い。
Further, the
このように構成することで、共振器結合構造100は、製造誤差があった場合でも2つの共振器の結合係数の変動を抑制することができる。
With this configuration, the
実施の形態2.
図10を参照して実施の形態2に係る共振器結合構造100aについて説明する。
図10Aは、実施の形態2に係る共振器結合構造100aの分解図の一例を示す図である。
図10Bは、実施の形態2に係る共振器結合構造100aの図10Aに示すX方向から見た断面図の一例を示す図である。
実施の形態2に係る共振器結合構造100aは、実施の形態1に係る共振器結合構造100の絶縁体1と、地導体2a,2b及び接続導体3とが、それぞれ絶縁体1と地導体筐体6とに変更されたものである。
すなわち、実施の形態2に係る共振器結合構造100aの要部は、絶縁体1、地導体筐体6、ストリップ導体4a、ストリップ導体4b、浮遊導体5a、及び浮遊導体5bにより構成される。Embodiment 2.
The
FIG. 10A is a diagram showing an example of an exploded view of the
FIG. 10B is a diagram showing an example of a cross-sectional view of the
In the
That is, the main part of the
絶縁体1は、板状の形状を有する。
絶縁体1は、互いに平行な第1層1aと第2層1bとを有する。
絶縁体1における第1層1aは、絶縁体1の一面であり、絶縁体1における第2層1bは、絶縁体1の一面に対向する絶縁体1の他面である。The
The
The
地導体筐体6は、地導体により構成された共振器結合構造100aの筺体である。
地導体筐体6は、地導体筐体6の一部が絶縁体1の一面、すなわち、第1層1aに平行になるように、第1層1aから空隙を設けた位置に配置される。また、地導体筐体6は、地導体筐体6の一部が絶縁体1の他面、すなわち、第2層1bに平行になるように、第2層1bから空隙を設けた位置に配置される。
実施の形態2に係る地導体筐体6は、回路のグランド面であるものとする。The
The
The
ストリップ導体4aは、絶縁体1の第1層1aに配置される。
ストリップ導体4aは、共振器として動作する。
ストリップ導体4aの一端及び他端は、共に開放端である。
浮遊導体5aは、絶縁体1の第1層1aに、ストリップ導体4aの一端又は他端から空隙を設けた位置に配置される。実施の形態2に係る共振器結合構造100aは、一例として、図10に示すようにストリップ導体4aの一端及び他端のそれぞれから空隙を設けた位置に配置された2つの浮遊導体5aを備えるものとして説明する。The
The
Both one end and the other end of the
The floating
ストリップ導体4bは、絶縁体1の第2層1bに配置される。
ストリップ導体4bは、共振器として動作する。
ストリップ導体4bの一端及び他端は、共に開放端である。
浮遊導体5bは、絶縁体1の第2層1bに、ストリップ導体4bの一端又は他端から空隙を設けた位置に配置される。実施の形態2に係る共振器結合構造100aは、一例として、図10に示すようにストリップ導体4bの一端及び他端のそれぞれから空隙を設けた位置に配置された2つの浮遊導体5bを備えるものとして説明する。The
The
Both one end and the other end of the
The floating
ストリップ導体4aの一端と、ストリップ導体4bの一端とは、互いに近接するよう配置される。
ストリップ導体4aの他端と、ストリップ導体4bの他端とは、互いに近接するよう配置される。
浮遊導体5bは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体4aと重なるように配置される。
浮遊導体5aは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体4bと重なるように配置される。
ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの両一端及び両他端は、いずれも開放端である。ストリップ導体4a及びストリップ導体4bは、いずれも共振器として動作するために、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの長手方向の長さが、いずれもλeff/2となっている。すなわち、共振器結合構造100aにおけるストリップ導体4a及びストリップ導体4bは、いずれも1/2波長共振器として動作するものである。One end of the
The other end of the
The floating
The floating
Both ends and both ends of the
すなわち、図10に例示される実施の形態2に係る共振器結合構造100aは、図9に例示される実施の形態1に係る共振器結合構造100の絶縁体1と、地導体2a,2b及び接続導体3とが、それぞれ絶縁体1と地導体筐体6とに変更されたものである。
That is, the
実施の形態2に係る共振器結合構造100aの動作について説明する。
なお、実施の形態2において、実施の形態1に係る共振器結合構造100の説明と重複する説明については、説明を省略する。The operation of the
In the second embodiment, the description that overlaps with the description of the
一般に、空気における誘電損失は、誘電体基板における誘電損失と比較すると無視できるほど小さい。例えば、サスペンデッド線路構造のように、高周波信号を伝搬させる伝送線路において中空構造を採用することにより単位長さ当たりの誘電損失を抑制する伝送線路が知られている。
実施の形態2に係る共振器結合構造100aは、実施の形態1に係る共振器結合構造100における地導体2a及び地導体2bを地導体筐体6に変更し、地導体筐体6を絶縁体1の外部を囲むように配置したものである。すなわち、地導体筐体6を構成する地導体は、ストリップ導体4a又はストリップ導体4bが配置された絶縁体1の表面から、当該表面と直交する方向に離れた位置に配置されたものである。
当該配置により、ストリップ導体4aと地導体筐体6との間、及び、ストリップ導体4bと地導体筐体6との間が中空構造となる。実施の形態2に係る共振器結合構造100aは、当該中空構造により、実施の形態1係る共振器結合構造100と比較して、誘電損失を小さくすることができる。In general, the dielectric loss in air is negligibly small compared to the dielectric loss in a dielectric substrate. For example, a transmission line that suppresses a dielectric loss per unit length by adopting a hollow structure in a transmission line that propagates a high-frequency signal, such as a suspended line structure, is known.
In the
With this arrangement, a hollow structure is formed between the
また、実施の形態2の共振器結合構造100aは、実施の形態1に係る共振器結合構造100と比較して、誘電損失を小さくできるため、より大きな結合係数が得られる。更に、実施の形態2の共振器結合構造100aは、ストリップ導体4a又はストリップ導体4bと、地導体により構成された地導体筐体6との間の距離を、絶縁体1の厚みに制限されず、任意に決定することができる。このため、実施の形態2の共振器結合構造100aは、ストリップ導体4aとストリップ導体4bとの間の距離、及び、ストリップ導体4a又はストリップ導体4bと、地導体により構成された地導体筐体6との間の距離を長くするように構成することが可能となり、実施の形態1の共振器結合構造100と比較して、ストリップ導体4a又はストリップ導体4bの開放端における耐電力を改善することが可能となる。
以上より、実施の形態2に係る共振器結合構造100aは、第1層1aと第2層1bとの間の厚み、すなわち、絶縁体1の厚みにばらつきが生じることによる結合係数の変動を抑制しつつ、共振器の低損失化及び高耐電力化を可能にする。Further, since the
From the above, the
実施の形態3.
図11を参照して実施の形態3に係る共振器結合構造100bについて説明する。
図11は、実施の形態3に係る共振器結合構造100bの分解図の一例を示す図である。
実施の形態3に係る共振器結合構造100bは、実施の形態1に係る共振器結合構造100の浮遊導体5a及び浮遊導体5bが、それぞれ、複数の浮遊導体5aにより構成された第1浮遊導体群である浮遊導体群7a、及び、複数の浮遊導体5bにより構成された第2浮遊導体群である浮遊導体群7bに変更されたものである。
すなわち、実施の形態3に係る共振器結合構造100bの要部は、絶縁体1、地導体筐体6、ストリップ導体4a、ストリップ導体4b、浮遊導体群7a、及び浮遊導体群7bにより構成される。
実施の形態3に係る共振器結合構造100bの構成において、実施の形態1に係る共振器結合構造100と同様の構成については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。すなわち、図1A又は図1Bに記載した符号と同じ符号を付した図11の構成については、説明を省略する。
The
FIG. 11 is a diagram showing an example of an exploded view of the
The
That is, the main part of the
In the configuration of the
ストリップ導体4aは、絶縁体1の第1層1aに配置される。
ストリップ導体4aは、共振器として動作する。
ストリップ導体4aは、一端が開放端である。
ストリップ導体4aは、他端が接続導体3と接続され、ストリップ導体4aは、接続導体3を介して、地導体2aと地導体2bとに接続されている。
浮遊導体群7aは、複数の浮遊導体5aにより構成され、浮遊導体群7aは、絶縁体1の第1層1aに、ストリップ導体4aの一端から空隙を設けた位置に配置される。
複数の浮遊導体5aは、浮遊導体5aの長辺の長さが、いずれもλeff/4以下となっている。The
The
One end of the
The other end of the
The floating conductor group 7a is composed of a plurality of floating
The length of the long side of the floating
ストリップ導体4bは、絶縁体1の第2層1bに配置される。
ストリップ導体4bは、共振器として動作する。
ストリップ導体4bは、一端が開放端である。
ストリップ導体4bは、他端が接続導体3と接続され、ストリップ導体4bは、接続導体3を介して、地導体2aと地導体2bとに接続されている。
浮遊導体群7bは、複数の浮遊導体5bにより構成され、浮遊導体群7bは、絶縁体1の第2層1bに、ストリップ導体4bの一端から空隙を設けた位置に配置される。
複数の浮遊導体5bは、浮遊導体5bの長辺の長さが、いずれもλeff/4以下となっている。The
The
One end of the
The other end of the
The floating conductor group 7b is composed of a plurality of floating
The length of the long side of the floating
ストリップ導体4aの一端と、ストリップ導体4bの一端とは、互いに近接するよう配置される。
浮遊導体群7b、すなわち、複数の浮遊導体5bは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体4aと重なるように配置される。
浮遊導体群7a、すなわち、複数の浮遊導体5aは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体4bと重なるように配置される。One end of the
The floating conductor group 7b, that is, the plurality of floating
The floating conductor group 7a, that is, the plurality of floating
ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの両一端は、開放端であり、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの両他端は、地導体2a又は地導体2bと短絡されている。ストリップ導体4a及びストリップ導体4bは、いずれも共振器として動作するために、ストリップ導体4a及びストリップ導体4bの長手方向の長さが、いずれもλeff/4又はλeff/4の奇数倍となっている。すなわち、共振器結合構造100bにおけるストリップ導体4a及びストリップ導体4bは、いずれも1/4波長共振器として動作するものである。
Both ends of the
実施の形態3に係る共振器結合構造100bの動作について説明する。
なお、これまでの実施の形態において説明した内容と重複する内容については、説明を省略する。The operation of the
It should be noted that the description of the content that overlaps with the content described in the previous embodiments will be omitted.
一般に、ストリップ導体等の分布定数線路により構成された共振器は、共振器における共振周波数のおよそ整数倍、又は、共振器における共振周波数のおよそ奇数倍で共振することが知られている。
例えば、ストリップ導体の長手方向の長さがλeff/2であり、且つ、当該ストリップ導体の両端がいずれも開放端である共振器は、長手方向の長さがλeff/2のm倍(mは自然数)となる周波数において共振する。同様に、ストリップ導体の長手方向の長さがλeff/4であり、且つ、当該ストリップ導体の一端が開放端であり、他端がグランドへ短絡された共振器は、長手方向の長さがλeff/4のn倍(nは正の奇数)となる周波数において共振する。上述の2つ共振器において、m=1又はn=1となる共振モードは、基本共振モードと呼ばれ、また、m>1又はn>1となる共振モードは高次共振モードと呼ばれる。In general, it is known that a resonator composed of a distributed constant line such as a strip conductor resonates at approximately an integral multiple of the resonance frequency in the resonator or approximately an odd multiple of the resonance frequency in the resonator.
For example, in a resonator in which the length of the strip conductor in the longitudinal direction is λeff / 2 and both ends of the strip conductor are open ends, the length in the longitudinal direction is m times λeff / 2 (m is). It resonates at a frequency that becomes a natural number). Similarly, a resonator whose longitudinal length of the strip conductor is λeff / 4 and whose one end of the strip conductor is an open end and whose other end is short-circuited to the ground has a longitudinal length of λeff. It resonates at a frequency that is n times 4 (n is a positive odd number). In the above-mentioned two resonators, the resonance mode in which m = 1 or n = 1 is called a fundamental resonance mode, and the resonance mode in which m> 1 or n> 1 is called a higher-order resonance mode.
複数の共振器を電気的に結合させた周波数フィルタは、高次共振モードにおいて、周波数フィルタのスプリアス特性が劣化するという課題がある。例えば、m>1となる最小のmは、m=2であり、n>1となる最小のnは、n=3であるから、使用周波数帯のおよそ2倍、又は3倍の周波数において高次共振が発生する。
一方、実施の形態1に係る共振器結合構造100、又は、実施の形態2に係る共振器結合構造100aにおいて、浮遊導体5a又は浮遊導体5bは、浮遊導体5a又は浮遊導体5bの長辺の長さが、約λeff/2、又は、λeff/2のm倍となる周波数において、共振器として動作してしまう。その結果、実施の形態1に係る共振器結合構造100、又は、実施の形態2に係る共振器結合構造100aを有する周波数フィルタは、スプリアス特性が劣化してしまう場合がある。A frequency filter in which a plurality of resonators are electrically coupled has a problem that the spurious characteristics of the frequency filter deteriorate in the higher-order resonance mode. For example, the minimum m for which m> 1 is m = 2, and the minimum n for which n> 1 is n = 3, so that the frequency is approximately twice or three times higher than the frequency band used. The next resonance occurs.
On the other hand, in the
実施の形態1に係る共振器結合構造100、又は、実施の形態2に係る共振器結合構造100aは、浮遊導体5a及び浮遊導体5bの長辺の長さをλeff/4以下とすることにより、周波数フィルタのスプリアス特性を劣化させないようできる。
しかしながら、浮遊導体5a又は浮遊導体5bの長辺の長さをλeff/4以下に制限される場合、キャパシタンスCgとキャパシタンスCgの大小関係が、実施の形態1にて説明したようなCg<<Cdとはならない場合が発生する。
実施の形態3に係る共振器結合構造100bは、浮遊導体5aの長辺の長さ、若しくは、浮遊導体5aの全ての辺の長さが使用周波数おけるλeff/4以下である複数の浮遊導体5aにより構成された浮遊導体群7a、又は、浮遊導体5bの長辺の長さ、若しくは、浮遊導体5bの全ての辺の長さが使用周波数おけるλeff/4以下である複数の浮遊導体5bにより構成された浮遊導体群7bを備えた。In the
However, if it is limited to the length of the long side of the floating
The
このように構成することで、実施の形態3に係る共振器結合構造100bは、スプリアス特性の劣化を抑制しつつ、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる結合係数の変動を、従来構造における結合係数の変動と比較して、抑制することができる。
With this configuration, the
実施の形態4.
図12を参照して、実施の形態4に係る周波数フィルタ200について説明する。
図12Aは、実施の形態4に係る周波数フィルタ200の分解図の一例を示す図である。
図12Bは、実施の形態4に係る周波数フィルタ200を、図12Aに示すY方向から見た矢視図である。なお、図12Bは、絶縁体1及び地導体2aが透かされた図である。
図12に示す周波数フィルタ200は、絶縁体1、地導体2a、地導体2b、接続導体3、入力端子8a、出力端子8b、入力線路9a、出力線路9b、ストリップ導体10a,10b,10c,10d、及び浮遊導体11a,11b,11c,11dを備える。
実施の形態4に係る周波数フィルタ200の構成において、これまでの実施の形態において説明した共振器結合構造100、100a,100bと同様の構成については、説明を省略する。Embodiment 4.
The
FIG. 12A is a diagram showing an example of an exploded view of the
FIG. 12B is an arrow view of the
The
In the configuration of the
以下、図12を参照して説明する。
絶縁体1は、板状の形状を有する。
絶縁体1は、互いに平行な第1層1aと第2層1bとを絶縁体1の内部に有する。
入力端子8aは、高周波信号を入力するための端子である。
出力端子8bは、高周波信号を出力するための端子である。
入力線路9aは、入力端子8aが受けた高周波信号を、入力端子8aからストリップ導体10aまで伝送するための線路である。
出力線路9bは、出力端子8bから出力される高周波信号を、ストリップ導体10dから出力端子8bまで伝送するための線路である。Hereinafter, description will be made with reference to FIG.
The
The
The
The
The
The
ストリップ導体10a,10b,10c,10dは、それぞれ、一端が開放端であり、他端が接続導体3を介して地導体2a又は地導体2bと短絡されている。ストリップ導体10a,10b,10c,10dは、いずれも共振器として動作するために、ストリップ導体10a,10b,10c,10dの長手方向の長さが、いずれもλeff/4又はλeff/4の奇数倍となっている。すなわち、周波数フィルタ200におけるストリップ導体10a,10b,10c,10dは、いずれも1/4波長共振器として動作するものである。
Each of the
入力線路9a、出力線路9b、ストリップ導体10a、ストリップ導体10d、浮遊導体11a、及び浮遊導体11dは、絶縁体1の第2層1bに配置される。
ストリップ導体10b、ストリップ導体10c、浮遊導体11b、及び浮遊導体11cは、絶縁体1の第1層1aに配置される。The
The
ストリップ導体10aの一端と、ストリップ導体10bの一端とは、互いに近接するよう配置される。
ストリップ導体10cの一端と、ストリップ導体10dの一端とは、互いに近接するよう配置される。
浮遊導体11aは、ストリップ導体10aの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11bは、ストリップ導体10bの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11cは、ストリップ導体10cの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11dは、ストリップ導体10dの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11aは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体10bと重なるように配置される。
浮遊導体11bは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体10aと重なるように配置される。
浮遊導体11cは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体10dと重なるように配置される。
浮遊導体11dは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体10bと重なるように配置される。One end of the
One end of the
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
絶縁体1の第2層1bに配置されたストリップ導体10a及び浮遊導体11aと、絶縁体1の第1層1aに配置されたストリップ導体10b及び浮遊導体11bとは、それぞれ、実施の形態1に係る共振器結合構造100におけるストリップ導体4a及び浮遊導体5aと、ストリップ導体4b及び浮遊導体5bと同様の構造である。
絶縁体1の第2層1bに配置されたストリップ導体10d及び浮遊導体11dと、絶縁体1の第1層1aに配置されたストリップ導体10c及び浮遊導体11cとは、それぞれ、実施の形態1に係る共振器結合構造100におけるストリップ導体4a及び浮遊導体5aと、ストリップ導体4b及び浮遊導体5bと同様の構造である。
すなわち、図12に示す周波数フィルタ200は、2つの実施の形態1に係る共振器結合構造100を備えたものである。The
The
That is, the
実施の形態4に係る周波数フィルタ200の動作について説明する。
なお、これまでの実施の形態において説明した内容と重複する内容については、説明を省略する。The operation of the
It should be noted that the description of the content that overlaps with the content described in the previous embodiments will be omitted.
一般に、複数の共振器を電気的に結合させた周波数フィルタは、周波数フィルタの通過帯域幅を大きくするためには、共振器間の結合係数を大きくする必要がある。特に、k段(kは2以上の整数)の共振器を電界結合により縦続接続した周波数フィルタは、1段目の共振器と2段目の共振器との間の電界結合、又は、k−1段目の共振器とk段目の共振器との間の電界結合において、結合係数を大きくする必要がある。 In general, in a frequency filter in which a plurality of resonators are electrically coupled, it is necessary to increase the coupling coefficient between the resonators in order to increase the passing bandwidth of the frequency filter. In particular, a frequency filter in which k-stage (k is an integer of 2 or more) resonators are connected in sequence by electric field coupling is an electric field coupling between the first-stage resonator and the second-stage resonator, or k-. In the electric field coupling between the first-stage resonator and the k-th stage resonator, it is necessary to increase the coupling coefficient.
周波数フィルタ200は、ストリップ導体10aとストリップ導体10bとが絶縁体1の異なる層に配置され、ストリップ導体10cとストリップ導体10dとが絶縁体1の異なる層に配置されることにより、大きな結合係数を有する。
また、上述のとおり、周波数フィルタ200は、ストリップ導体10a及び浮遊導体11aと、ストリップ導体10b及び浮遊導体11bとが、実施の形態1に係る共振器結合構造100と同様の構造を有し、ストリップ導体10d及び浮遊導体11dと、ストリップ導体10c及び浮遊導体11cとが、実施の形態1に係る共振器結合構造100と同様の構造を有するため、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる結合係数の変動を、抑制することができる。
したがって、周波数フィルタ200は、共振器間の電界結合において、大きな結合係数を有するだけでなく、製造誤差があった場合でも共振器間の結合係数の変動を抑制することが可能となる。そのため、周波数フィルタ200は、周波数フィルタ200の量産時の歩留まりを向上させることができる。In the
Further, as described above, in the
Therefore, the
なお、実施の形態4に係る周波数フィルタ200は、一例として、4つのストリップ導体10a,10b,10c,10dにより構成されるものを示したが、周波数フィルタ200におけるストリップ導体の数は、これに限定されるものではない。
また、実施の形態4に係る周波数フィルタ200は、一例として、2つの実施の形態1に係る共振器結合構造100を備えたものを示したが、周波数フィルタ200は、これまでの実施の形態において説明した共振器結合構造100,100a,100bを1つ以上備えたものであれば良い。例えば、周波数フィルタ200は、共振器間の電界結合において、大きな結合係数が必要な箇所にのみ、これまでの実施の形態において説明した共振器結合構造100,100a,100bを備えるようにしても良い。The
Further, the
また、実施の形態4周波数フィルタ200は、一例として、ストリップ導体10bとストリップ導体10cとが、絶縁体1の同一層に配置されたものを示したが、周波数フィルタ200は、ストリップ導体10bとストリップ導体10cとを異なる層に配置しても良い。更に、周波数フィルタ200は、ストリップ導体10bとストリップ導体10cとを異なる層に配置し、ストリップ導体10b及び浮遊導体11bと、ストリップ導体10c及び浮遊導体11cとを、これまでの実施の形態において説明した共振器結合構造100,100a,100bと同様の構造となるように配置しても良い。
Further, in the fourth embodiment, the
実施の形態4の変形例.
図13を参照して、実施の形態4の変形例に係る周波数フィルタ200aについて説明する。
実施の形態4の変形例に係る周波数フィルタ200aは、実施の形態4に係る周波数フィルタ200が4段の共振器により構成されるものであったのに対して、3段の共振器により構成されるものである。
図13Aは、実施の形態4の変形例に係る周波数フィルタ200aの分解図の一例を示す図である。
図13Bは、実施の形態4の変形例に係る周波数フィルタ200aを、図13Aに示すY方向から見た矢視図である。なお、図13Bは、絶縁体1及び地導体2aが透かされた図である。
図13に示す周波数フィルタ200aは、絶縁体1、地導体2a、地導体2b、接続導体3、入力端子8a、出力端子8b、入力線路9a、出力線路9b、ストリップ導体10a,10b,10d、及び浮遊導体11a,11b,11c,11dを備える。
実施の形態4の変形例に係る周波数フィルタ200aの構成において、実施の形態4に係る周波数フィルタ200と同様の構成については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。すなわち、図12A又は図12Bに記載した符号と同じ符号を付した図13A又は図13Bの構成については、説明を省略する。A modified example of the fourth embodiment.
The
The
FIG. 13A is a diagram showing an example of an exploded view of the
FIG. 13B is an arrow view of the
The
In the configuration of the
以下、図13を参照して説明する。
絶縁体1は、板状の形状を有する。
絶縁体1は、互いに平行な第1層1aと第2層1bとを絶縁体1の内部に有する。
入力端子8aは、高周波信号を入力するための端子である。
出力端子8bは、高周波信号を出力するための端子である。
入力線路9aは、入力端子8aが受けた高周波信号を、入力端子8aからストリップ導体10aまで伝送するための線路である。
出力線路9bは、出力端子8bから出力される高周波信号を、ストリップ導体10dから出力端子8bまで伝送するための線路である。Hereinafter, description will be made with reference to FIG.
The
The
The
The
The
The
周波数フィルタ200aにおけるストリップ導体10a,10b,10dは、それぞれ、一端が開放端であり、他端が接続導体3を介して地導体2a又は地導体2bと短絡されている。ストリップ導体10a,10b,10dは、いずれも共振器として動作するために、ストリップ導体10a,10b,10dの長手方向の長さが、いずれもλeff/4又はλeff/4の奇数倍となっている。すなわち、周波数フィルタ200aにおけるストリップ導体10a,10b,10dは、いずれも1/4波長共振器として動作するものである。
Each of the
入力線路9a、出力線路9b、ストリップ導体10a、ストリップ導体10d、浮遊導体11a、及び浮遊導体11dは、絶縁体1の第2層1bに配置される。
ストリップ導体10b、浮遊導体11b、及び浮遊導体11cは、絶縁体1の第1層1aに配置される。The
The
ストリップ導体10aの一端と、ストリップ導体10bの一端とは、互いに近接するよう配置される。
ストリップ導体10bの一端と、ストリップ導体10dの一端とは、互いに近接するよう配置される。
浮遊導体11aは、ストリップ導体10aの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11bは、ストリップ導体10bの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11cは、ストリップ導体10bの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11dは、ストリップ導体10dの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11aは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体10bと重なるように配置される。
浮遊導体11bは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体10aと重なるように配置される。
浮遊導体11cは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体10dと重なるように配置される。
浮遊導体11dは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体10bと重なるように配置される。One end of the
One end of the
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
絶縁体1の第2層1bに配置されたストリップ導体10a及び浮遊導体11aと、絶縁体1の第1層1aに配置されたストリップ導体10b及び浮遊導体11bとは、それぞれ、実施の形態1に係る共振器結合構造100におけるストリップ導体4a及び浮遊導体5aと、ストリップ導体4b及び浮遊導体5bと同様の構造である。
絶縁体1の第2層1bに配置されたストリップ導体10d及び浮遊導体11dと、絶縁体1の第1層1aに配置されたストリップ導体10b及び浮遊導体11cとは、それぞれ、実施の形態1に係る共振器結合構造100におけるストリップ導体4a及び浮遊導体5aと、ストリップ導体4b及び浮遊導体5bと同様の構造である。
すなわち、図13に示す周波数フィルタ200aは、2つの実施の形態1に係る共振器結合構造100を備えたものである。The
The
That is, the
実施の形態4の変形例に係る周波数フィルタ200aの動作について説明する。
なお、これまでの実施の形態において説明した内容と重複する内容については、説明を省略する。The operation of the
It should be noted that the description of the content that overlaps with the content described in the previous embodiments will be omitted.
周波数フィルタ200aは、ストリップ導体10aとストリップ導体10bとが絶縁体1の異なる層に配置され、ストリップ導体10bとストリップ導体10dとが絶縁体1の異なる層に配置されることにより、大きな結合係数を有する。
また、上述のとおり、周波数フィルタ200aは、ストリップ導体10a及び浮遊導体11aと、ストリップ導体10b及び浮遊導体11bとが、実施の形態1に係る共振器結合構造100と同様の構造を有し、ストリップ導体10d及び浮遊導体11dと、ストリップ導体10b及び浮遊導体11cとが、実施の形態1に係る共振器結合構造100と同様の構造を有するため、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる結合係数の変動を、抑制することができる。
したがって、周波数フィルタ200aは、共振器間の電界結合において、大きな結合係数を有するだけでなく、製造誤差があった場合でも共振器間の結合係数の変動を抑制することが可能となる。そのため、周波数フィルタ200aは、周波数フィルタ200aの量産時の歩留まりを向上させることができる。In the
Further, as described above, in the
Therefore, the
実施の形態5.
図14を参照して、実施の形態5に係る周波数フィルタ200bについて説明する。
図14Aは、実施の形態5に係る周波数フィルタ200bの分解図の一例を示す図である。
図14Bは、実施の形態5に係る周波数フィルタ200bを、図14Aに示すY方向から見た矢視図である。なお、図14Bは、絶縁体1が透かされた図である。
図14に示す周波数フィルタ200bは、絶縁体1、地導体筐体6、入力端子8a、出力端子8b、入力線路9a、出力線路9b、ストリップ導体10a,10b,10d、及び浮遊導体11a,11b,11c,11d,11e,11f,11g,11hを備える。
実施の形態5に係る周波数フィルタ200bの構成において、これまでの実施の形態において説明した共振器結合構造100、100a,100b又は周波数フィルタ200,200aと同様の構成については、説明を省略する。Embodiment 5.
The
FIG. 14A is a diagram showing an example of an exploded view of the
FIG. 14B is an arrow view of the
The
In the configuration of the
以下、図14を参照して説明する。
絶縁体1は、板状の形状を有する。
絶縁体1は、互いに平行な第1層1aと第2層1bとを有する。
絶縁体1における第1層1aは、絶縁体1の一面であり、絶縁体1における第2層1bは、絶縁体1の一面に対向する絶縁体1の他面である。
入力端子8aは、高周波信号を入力するための端子である。
出力端子8bは、高周波信号を出力するための端子である。
入力線路9a、浮遊導体11e、浮遊導体11b、ストリップ導体10b、浮遊導体11c、浮遊導体11h、及び出力線路9bは、絶縁体1の第1層1aに配置される。
浮遊導体11f、ストリップ導体10a、浮遊導体11a、浮遊導体11d、ストリップ導体10d、及び浮遊導体11gは、絶縁体1の第2層1bに配置される。Hereinafter, description will be made with reference to FIG.
The
The
The
The
The
The
The floating
入力線路9aは、一端が入力端子8aに接続され、他端が開放端である。
出力線路9bは、一端が出力端子8bに接続され、他端が開放端である。
ストリップ導体10a,10b,10dは、いずれも両端が開放端である。ストリップ導体10a,10b,10dは、いずれも共振器として動作するように、ストリップ導体10a,10b,10dの長手方向の長さが調整されている。
より具体的には、ストリップ導体10a,10b,10dは、いずれも両端が開放端であるため、ストリップ導体10a,10b,10dは、ストリップ導体10a,10b,10dの長手方向の長さが、いずれもλeff/2又はλeff/2の整数倍となっている。すなわち、周波数フィルタ200bにおけるストリップ導体10a,10b,10dは、いずれも1/2波長共振器として動作するものである。One end of the
One end of the
Both ends of the
More specifically, since both ends of the
入力線路9aの他端と、ストリップ導体10aの一端とは、互いに近接するよう配置される。
ストリップ導体10aの他端と、ストリップ導体10bの一端とは、互いに近接するよう配置される。
ストリップ導体10bの他端と、ストリップ導体10dの一端とは、互いに近接するよう配置される。
ストリップ導体10dの他端と、出力線路9bの他端とは、互いに近接するよう配置される。The other end of the
The other end of the
The other end of the
The other end of the
浮遊導体11eは、入力線路9aの他端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11fは、ストリップ導体10aの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11aは、ストリップ導体10aの他端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11bは、ストリップ導体10bの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11cは、ストリップ導体10bの他端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11dは、ストリップ導体10dの一端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11gは、ストリップ導体10dの他端から空隙を設けた位置に配置されている。
浮遊導体11hは、出力線路9bの他端から空隙を設けた位置に配置されている。The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
浮遊導体11eは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体10aと重なるように配置される。
浮遊導体11bは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体10aと重なるように配置される。
浮遊導体11cは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体10dと重なるように配置される。
浮遊導体11hは、第2層1bに直交する方向において、ストリップ導体10dと重なるように配置される。
浮遊導体11fは、第1層1aに直交する方向において、入力線路9aと重なるように配置される。
浮遊導体11aは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体10bと重なるように配置される。
浮遊導体11dは、第1層1aに直交する方向において、ストリップ導体10bと重なるように配置される。
浮遊導体11gは、第1層1aに直交する方向において、出力線路9bと重なるように配置される。The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
The floating
実施の形態5係る周波数フィルタ200bの動作について説明する。
なお、これまでの実施の形態において説明した内容と重複する内容については、説明を省略する。The operation of the
It should be noted that the description of the content that overlaps with the content described in the previous embodiments will be omitted.
絶縁体1の第1層1aに配置された入力線路9a及び浮遊導体11eと、絶縁体1の第2層1bに配置されたストリップ導体10a及び浮遊導体11fとは、それぞれ、実施の形態1に係る共振器結合構造100におけるストリップ導体4a及び浮遊導体5aと、ストリップ導体4b及び浮遊導体5bと同様の構造である。
絶縁体1の第1層1aに配置された出力線路9b及び浮遊導体11hと、絶縁体1の第2層1bに配置されたストリップ導体10d及び浮遊導体11gとは、それぞれ、実施の形態1に係る共振器結合構造100におけるストリップ導体4a及び浮遊導体5aと、ストリップ導体4b及び浮遊導体5bと同様の構造である。The
The
絶縁体1の第1層1aに配置されたストリップ導体10b及び浮遊導体11bと、絶縁体1の第2層1bに配置されたストリップ導体10a及び浮遊導体11aとは、それぞれ、実施の形態1に係る共振器結合構造100におけるストリップ導体4a及び浮遊導体5aと、ストリップ導体4b及び浮遊導体5bと同様の構造である。
絶縁体1の第1層1aに配置されたストリップ導体10b及び浮遊導体11cと、絶縁体1の第2層1bに配置されたストリップ導体10d及び浮遊導体11dとは、それぞれ、実施の形態1に係る共振器結合構造100におけるストリップ導体4a及び浮遊導体5aと、ストリップ導体4b及び浮遊導体5bと同様の構造である。
すなわち、入力端子8aが受けた高周波信号の一部は、実施の形態1に係る共振器結合構造100と同様の構造によりストリップ導体間が電界結合された、入力線路9a、ストリップ導体10a、ストリップ導体10a、ストリップ導体10c、及び出力線路9bを介して、出力端子8bから出力される。The
The
That is, a part of the high frequency signal received by the
周波数フィルタ200bは、全ての共振器間の電界結合が実施の形態1に係る共振器結合構造100と同様の構造による結合であるため、全ての共振器間の電界結合において、大きな結合係数を有する。
以上のように構成することで、周波数フィルタ200bは、共振器間の電界結合において、大きな結合係数を有しつつ、第1層1aと第2層1bとの間の厚みにばらつきが生じることによる結合係数の変動を、抑制することができる。
したがって、周波数フィルタ200bは、共振器間の電界結合において、大きな結合係数を有するだけでなく、製造誤差があった場合でも共振器間の結合係数の変動を抑制することが可能となる。そのため、周波数フィルタ200bは、周波数フィルタ200bの量産時の歩留まりを向上させることができる。Since the electric field coupling between all the resonators is a coupling having the same structure as the
With the above configuration, the
Therefore, the
なお、実施の形態5に係る周波数フィルタ200bは、一例として、全ての共振器間の電界結合において、実施の形態1に係る共振器結合構造100と同様の構造を備えたものを示したが、周波数フィルタ200bは、これまでの実施の形態において説明した共振器結合構造100,100a,100bを1つ以上備えたものであれば良い。例えば、周波数フィルタ200bは、共振器間の電界結合において、大きな結合係数が必要な箇所にのみ、これまでの実施の形態において説明した共振器結合構造100,100a,100bを備えるようにしても良い。
As an example, the
なお、この発明はその発明の範囲内において、各実施の形態、若しくは実施の形態の変形例の自由な組み合わせ、各実施の形態、若しくは実施の形態の変形例における任意の構成要素の変形、又は、各実施の形態、若しくは実施の形態の変形例において任意の構成要素の省略が可能である。 It should be noted that, within the scope of the invention, the present invention is free combination of each embodiment or modification of the embodiment, modification of any component in each embodiment or modification of the embodiment, or , Each embodiment, or any component can be omitted in the modified example of the embodiment.
この発明に係る共振器結合構造は、周波数フィルタに適用することができる。 The resonator coupling structure according to the present invention can be applied to a frequency filter.
100,100a,100b 共振器結合構造、200,200a,200b 周波数フィルタ、1 絶縁体、1a 第1層、1b 第2層、2a,2b 地導体、3 接続導体、4a,4b,10a,10b,10c,10d ストリップ導体、5a,5b,11a,11b,11c,11d,11e,11f,11g,11h 浮遊導体、6 地導体筐体、7a,7b 浮遊導体群、8a 入力端子、8b 出力端子、9a 入力線路、9b 出力線路、C,Cb,Cd,Cf,Cg,Cp キャパシタンス、2Cm,−Cm 相互キャパシタンス、L インダクタンス。 100, 100a, 100b Resonator coupling structure, 200, 200a, 200b frequency filter, 1 insulator, 1a 1st layer, 1b 2nd layer, 2a, 2b ground conductor, 3 connecting conductor, 4a, 4b, 10a, 10b, 10c, 10d strip conductor, 5a, 5b, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g, 11h floating conductor, 6 ground conductor housing, 7a, 7b floating conductor group, 8a input terminal, 8b output terminal, 9a Input line, 9b output line, C, Cb, Cd, Cf, Cg, Cp capacitance, 2Cm, -Cm mutual capacitance, L inductance.
この発明に係る共振器結合構造は、互いに平行な第1層と第2層とを有する板状の絶縁体と、一面が絶縁体の一面と平行に配置される地導体と、絶縁体の第1層に配置され、一端が開放端である、第1共振器として動作する第1ストリップ導体と、絶縁体の第1層に配置され、第1ストリップ導体の一端から空隙を設けた位置に配置される第1浮遊導体と、絶縁体の第2層に配置され、一端が開放端である、第2共振器として動作する第2ストリップ導体と、を備え、第1ストリップ導体の一端と、第2ストリップ導体の一端とは、前記第1層、及び前記第2層に直交する方向において互いに重なるよう配置され、第1浮遊導体は、第2層に直交する方向において、第2ストリップ導体と重なるように配置される。 The resonator coupling structure according to the present invention includes a plate-shaped insulator having a first layer and a second layer parallel to each other, a ground conductor whose one surface is arranged parallel to one surface of the insulator, and a first of the insulators. A first strip conductor that is arranged in one layer and has an open end at one end and operates as a first resonator, and a first strip conductor that is arranged in the first layer of an insulator and is arranged at a position where a gap is provided from one end of the first strip conductor. The first floating conductor is provided, and the second strip conductor which is arranged in the second layer of the insulator and has an open end and operates as a second resonator. One end of the two-strip conductor is arranged so as to overlap each other in the direction orthogonal to the first layer and the second layer, and the first floating conductor overlaps the second strip conductor in the direction orthogonal to the second layer. Arranged like this.
Claims (10)
一面が前記絶縁体の一面と平行に配置される地導体と、
前記絶縁体の前記第1層に配置され、一端が開放端である、第1共振器として動作する第1ストリップ導体と、
前記絶縁体の前記第1層に配置され、前記第1ストリップ導体の前記一端から空隙を設けた位置に配置される第1浮遊導体と、
前記絶縁体の前記第2層に配置され、一端が開放端である、第2共振器として動作する第2ストリップ導体と、
を備え、
前記第1ストリップ導体の前記一端と、前記第2ストリップ導体の前記一端とは、互いに近接するよう配置され、
前記第1浮遊導体は、前記第2層に直交する方向において、前記第2ストリップ導体と重なるように配置されること、
を特徴とする共振器結合構造。A plate-shaped insulator having a first layer and a second layer parallel to each other,
A ground conductor whose one surface is arranged parallel to one surface of the insulator,
A first strip conductor arranged in the first layer of the insulator, one end of which is an open end, and which operates as a first resonator.
A first floating conductor arranged in the first layer of the insulator and arranged at a position where a gap is provided from one end of the first strip conductor.
A second strip conductor arranged in the second layer of the insulator and having an open end at one end and operating as a second resonator.
With
The one end of the first strip conductor and the one end of the second strip conductor are arranged so as to be close to each other.
The first floating conductor is arranged so as to overlap the second strip conductor in a direction orthogonal to the second layer.
Resonator coupling structure characterized by.
を特徴とする請求項1記載の共振器結合構造。The resonance according to claim 1, wherein the length of the long side of the first floating conductor or the length of all the sides of the first floating conductor is 1/4 or less of the wavelength at the operating frequency. Instrument connection structure.
を特徴とする請求項2記載の共振器結合構造。The resonator coupling structure according to claim 2, further comprising a first floating conductor group composed of the plurality of first floating conductors.
一面が前記絶縁体の一面と平行に配置さる地導体と、
前記絶縁体の前記第1層に配置され、一端が開放端である、第1共振器として動作する第1ストリップ導体と、
前記絶縁体の前記第1層に配置され、前記第1ストリップ導体の前記一端から空隙を設けた位置に配置される第1浮遊導体と、
前記絶縁体の前記第2層に配置され、一端が開放端である、第2共振器として動作する第2ストリップ導体と、
前記絶縁体の前記第2層に配置され、前記第2ストリップ導体の前記一端から空隙を設けた位置に配置される第2浮遊導体と、
を備え、
前記第1ストリップ導体の前記一端と、前記第2ストリップ導体の前記一端とは、互いに近接するよう配置され、
前記第2浮遊導体は、前記第1層に直交する方向において、前記第1ストリップ導体と重なるように配置され、
前記第1浮遊導体は、前記第2層に直交する方向において、前記第2ストリップ導体と重なるように配置されること、
を特徴とする共振器結合構造。A plate-shaped insulator having a first layer and a second layer parallel to each other,
A ground conductor whose one surface is arranged parallel to one surface of the insulator,
A first strip conductor arranged in the first layer of the insulator, one end of which is an open end, and which operates as a first resonator.
A first floating conductor arranged in the first layer of the insulator and arranged at a position where a gap is provided from one end of the first strip conductor.
A second strip conductor arranged in the second layer of the insulator and having an open end at one end and operating as a second resonator.
A second floating conductor arranged in the second layer of the insulator and arranged at a position where a gap is provided from one end of the second strip conductor.
With
The one end of the first strip conductor and the one end of the second strip conductor are arranged so as to be close to each other.
The second floating conductor is arranged so as to overlap the first strip conductor in a direction orthogonal to the first layer.
The first floating conductor is arranged so as to overlap the second strip conductor in a direction orthogonal to the second layer.
Resonator coupling structure characterized by.
を特徴とする請求項4記載の共振器結合構造。The length of the long side of the first floating conductor and the length of the long side of the second floating conductor are 1/4 or less of the wavelength at the operating frequency, or the length of all sides of the first floating conductor. The resonator coupling structure according to claim 4, wherein the length of all sides of the second floating conductor is 1/4 or less of the wavelength at the operating frequency.
複数の前記第2浮遊導体により構成された第2浮遊導体群と、
を備えたこと
を特徴とする請求項5記載の共振器結合構造。A group of first floating conductors composed of the plurality of first floating conductors,
A group of second floating conductors composed of the plurality of second floating conductors,
The resonator coupling structure according to claim 5, wherein the resonator coupling structure is provided.
前記地導体は、前記絶縁体の表面、前記絶縁体の前記表面から当該表面と直交する方向に離れた位置、又は前記絶縁体の内部に配置されること、
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項記載の共振器結合構造。The insulator is composed of a dielectric substrate and is composed of a dielectric substrate.
The ground conductor shall be arranged on the surface of the insulator, at a position separated from the surface of the insulator in a direction orthogonal to the surface, or inside the insulator.
The resonator coupling structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the resonator coupling structure is characterized.
前記第1ストリップ導体の長手方向の長さ、及び、前記第1ストリップ導体の長手方向の長さは、使用周波数における波長の1/4の奇数倍であること、
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項記載の共振器結合構造。The other end of the first strip conductor and the other end of the second strip conductor are short-circuited with the ground conductor.
The longitudinal length of the first strip conductor and the longitudinal length of the first strip conductor shall be an odd multiple of 1/4 of the wavelength at the operating frequency.
The resonator coupling structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the resonator coupling structure is characterized.
前記第1ストリップ導体の長手方向の長さ、及び、前記第1ストリップ導体の長手方向の長さは、使用周波数における波長の1/2の整数倍であること、
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項記載の共振器結合構造。The other end of the first strip conductor and the other end of the second strip conductor are open ends.
The longitudinal length of the first strip conductor and the longitudinal length of the first strip conductor shall be an integral multiple of 1/2 of the wavelength at the frequency of use.
The resonator coupling structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the resonator coupling structure is characterized.
高周波信号を出力するための出力端子と、
互いに電気的に結合された複数の共振器と、
を備え、
前記入力端子と前記出力端子とは、前記複数の共振器を介して電界結合され、
前記複数の共振器は、第1共振器と第2共振器とを含み、
第1共振器と第2共振器とは、請求項1から請求項9のいずれか1項記載の共振器結合構造により電界結合されたこと、
を特徴とする周波数フィルタ。An input terminal for inputting high-frequency signals and
An output terminal for outputting high-frequency signals and
With multiple resonators electrically coupled to each other,
With
The input terminal and the output terminal are electrically coupled via the plurality of resonators.
The plurality of resonators include a first resonator and a second resonator.
The first resonator and the second resonator are electrically coupled by the resonator coupling structure according to any one of claims 1 to 9.
A frequency filter characterized by.
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