JP2017184178A

JP2017184178A - 低域通過フィルタ

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Publication number: JP2017184178A
Application number: JP2016072949A
Authority: JP
Inventors: 石崎　俊雄; Toshio Ishizaki; 俊雄石崎
Original assignee: Ryukoku University
Current assignee: Ryukoku University
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP6674684B2

Abstract

【課題】低損失であって急峻なフィルタ特性を実現することができ、しかも小型化し易い低域通過フィルタを提供する。
【解決手段】この低域通過フィルタ１は、内部に中空部２ａを有する金属筐体２と、中空部２ａに保持される誘電体基板３と、を具備し、誘電体基板３の一方側の面３ａに、サスペンデッドラインからなる主線路３１と、主線路３１から分岐するように接続されたサスペンデッドラインからなる分岐線路３２Ａ〜３２Ｆと、平行平板コンデンサの一方の電極を形成し分岐線路３２Ａ〜３２Ｆに接続された第１電極パターン３３Ａ〜３３Ｆと、を有し、誘電体基板３の他方側の面３ｂに、金属筐体２に接続されるものであって、前記平行平板コンデンサの他方の電極を形成する第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話基地局の無線通信装置などに用いられるマイクロ波帯の低域通過フィルタに関する。

携帯電話基地局の無線通信装置では、マイクロ波帯の帯域通過フィルタが使用されている。帯域通過フィルタは、一般的に共振器を用いているので、本来通過させたい帯域よりも高い周波数の高調波スプリアス帯域をも通過させてしまう。そのため、高調波スプリアス帯域を抑制するように、低域通過フィルタが併用されることが多い。低損失な低域通過フィルタとして、従来より、同軸型の低域通過フィルタが多用されている。同軸型の低域通過フィルタは、金属筐体とその内部の中空部に保持された中心導体とを具備し、中心導体は、交互に連続して配置された大径の低インピーダンス線路と小径の高インピーダンス線路とにより構成される。

近年、携帯電話基地局の無線通信装置の小型化の必要性から、帯域通過フィルタは、様々な技術開発により小型化が着実になされてきた。しかし、併用する低域通過フィルタの小型化は、それほど進んでおらず、そのため、低域通過フィルタのサイズ、取り付け位置やレイアウトの自由度などによる制約が、無線通信装置全体の小型化を阻む要因になっているのが現状である。

特許文献１に開示される低域通過フィルタは、同軸型の低域通過フィルタの一つである。この低域通過フィルタでは、低インピーダンス線路の半径方向の先端部の領域がＬＣ回路となるよう高インピーダンス線路と平行になるように折り曲げられた折り曲げ部が形成されている。このＬＣ回路により、減衰極を有するようにしてフィルタ特性を急峻にし、低域通過フィルタの段数を少なくすることができる、としている。

特許文献２に開示される低域通過フィルタは、平面型の低域通過フィルタの一つであり、金属筐体とその内部の中空部に保持される誘電体基板とを具備し、誘電体基板は、交互に連続して配置されたサスペンデッドラインからなる高インピーダンス線路とマイクロストリップラインからなる低インピーダンス線路とを有する構成である。なお、サスペンデッドラインは、誘電体基板の一つの面に設けられた金属層の線路であって、その裏側の面には接地用の金属層が設けられていない構造であり、金属筐体が接地用の電極として機能する。マイクロストリップラインは、誘電体基板の一つ面に設けられた金属層の線路であって、その裏側の面に接地用の金属層が設けられている構造である。

特開２０１１−１４２３９４号公報特開平１０−２７６００６号公報

しかしながら、特許文献１などに開示の同軸型の低域通過フィルタは、現状から更に小型化するには限界がある。また、特許文献２に開示の平面型の低域通過フィルタは、同軸型の低域通過フィルタに比べて小型化が可能と考えられるが、携帯電話基地局の無線通信装置で使用するには、更なる低損失及び急峻なフィルタ特性の実現が必要である。

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、低損失であって急峻なフィルタ特性を実現することができ、しかも小型化し易い低域通過フィルタを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の低域通過フィルタは、内部に中空部を有する金属筐体と、前記中空部に保持される誘電体基板と、を具備し、前記誘電体基板の一方側の面に、サスペンデッドラインからなる主線路と、該主線路から分岐するように接続されたサスペンデッドラインからなる分岐線路と、平行平板コンデンサの一方の電極を形成し前記該分岐線路に接続された第１電極パターンと、を有し、前記誘電体基板の他方側の面に、前記金属筐体に接続されるものであって、前記平行平板コンデンサの他方の電極を形成する第２電極パターンを有することを特徴とする。

請求項２に記載の低域通過フィルタは、請求項１に記載の低域通過フィルタにおいて、前記主線路の左右両側に前記分岐線路、前記第１電極パターン、前記第２電極パターンが設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の低域通過フィルタは、請求項１又は２に記載の低域通過フィルタにおいて、前記分岐線路と前記平行平板コンデンサを直列共振させることによって減衰極を有するフィルタ特性としたことを特徴とする。

請求項４に記載の低域通過フィルタは、請求項１に記載の低域通過フィルタにおいて、前記誘電体基板の外縁の少なくとも一部に配置される金属板を更に具備し、前記第２電極パターンは、前記金属板を介して前記金属筐体に接続されることを特徴とする。

請求項５に記載の低域通過フィルタは、請求項２に記載の低域通過フィルタにおいて、前記誘電体基板の外縁の少なくとも２辺に配置される金属板を更に具備し、前記第２電極パターンは、前記金属板を介して前記金属筐体に接続されることを特徴とする。

請求項６に記載の低域通過フィルタは、請求項４又は５に記載の低域通過フィルタにおいて、前記金属板は、リードフレームとなっており、前記第２電極パターンの各々に接続されて前記誘電体基板が実装されていることを特徴とする。

請求項７に記載の低域通過フィルタは、請求項６に記載の低域通過フィルタにおいて、前記金属板は、前記主線路の入出力端部の位置において前記誘電体基板の厚さ方向に折り曲げられていることを特徴とする。

本発明によれば、低損失であって急峻なフィルタ特性を実現することができ、しかも小型化し易い低域通過フィルタを提供することができる。

本発明の実施形態に係る低域通過フィルタの平面図である。同上の低域通過フィルタの底面図である。同上の低域通過フィルタのＡ−Ａで示す線で切断した断面図である。同上の低域通過フィルタのレイアウトの変更の概念（概略）を示す平面図である。同上の低域通過フィルタのレイアウトの変更の概念（概略）を示す底面図である。同上の低域通過フィルタにおいて金属板がリードフレームの場合を示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が底面図である。同上の低域通過フィルタにおいて金属板がリードフレームの場合の折り曲げ部分の状態を示す模式図である。同上の低域通過フィルタの等価回路図である。従来技術の同軸型の低域通過フィルタの平面図である。図９で示した従来技術の低域通過フィルタの等価回路図である。本発明の実施形態に係る低域通過フィルタと図９で示した従来技術の低域通過フィルタのフィルタ特性図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る低域通過フィルタ１は、図１及び図２に示すように、金属筐体２と誘電体基板３とを具備する。この低域通過フィルタ１は、平面型の低域通過フィルタの一つである。なお、図１及び図２（及び後述する図９）は、金属筐体２を透視して示している。

金属筐体２は、内部に中空部２ａを有するものであり、通常、直方体状をなし、そのうちの互いに対向する２面に入出力端子２Ａ、２Ａ’が取り付けられる。金属筐体２は、接地用の電極として機能する。入出力端子２Ａ、２Ａ’は、中心導体２Ａａとそれを囲む略円筒状の外部導体２Ａｂを有する同軸コネクタを用いることができる。金属筐体２は、入出力端子２Ａ、２Ａ’の外部導体２Ａｂに接続される（より詳細には取り付け具２Ｂを介して接続される）。

誘電体基板３は、金属筐体２の内部の中空部２ａに保持される。具体的には、後述する金属板４を介して金属筐体２に装着するか、四隅などに脚を付けて支えるか、或いは、誘電体基板３の端面の一部を金属筐体２に接着などすることで、保持することができる。

誘電体基板３の一方側の面（表面）である第１面３ａは、サスペンデッドラインからなる主線路３１を有している。主線路３１は、直線状に延伸するものであり、その両端の入出力端部３１ｔ、３１ｔ’が入出力端子２Ａ、２Ａ’の中心導体２Ａａにハンダ付け等で接続される。主線路３１は、インダクタンス成分を有する素子である。なお、以下、主線路３１が延伸する方向をＸ軸方向、誘電体基板３の第１面３ａに平行でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向に直交する方向（誘電体基板３の厚さ方向）をＺ軸方向とする。

誘電体基板３の第１面３ａは、また、主線路３１から分岐するように接続されたサスペンデッドラインからなる分岐線路３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆを有している。分岐線路の個数は、低域通過フィルタ１のフィルタ特性によって変わり得るが、通常、複数個（図１では６個）である。分岐線路３２Ａ〜３２Ｆはそれぞれ、インダクタンス成分を有する素子である。

主線路３１の異なる位置に接続される分岐線路（例えば、分岐線路３２Ａ、３２Ｃ）は、通常、互いにその長さ、幅、又は形状が異なる。それにより、インダクタンス値が異なる。図１に示す分岐線路３２Ａは、小幅部分と中幅部分とが直列接続されたものとなっており、分岐線路３２Ｃは、小幅部分のみからなっている。

誘電体基板３の第１面３ａは、また、平行平板コンデンサの一方の電極を形成し、分岐線路３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆのそれぞれに接続された平板状の第１電極パターン３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ、３３Ｅ、３３Ｆを有している。

誘電体基板３の他方側の面（裏面）である第２面３ｂは、図２に示すように、平行平板コンデンサの他方の電極を形成する平板状の第２電極パターン３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ、３４Ｅ、３４Ｆを有している。すなわち、第１面３ａの第１電極パターン３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ、３３Ｅ、３３Ｆと第２面３ｂの第２電極パターン３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ、３４Ｅ、３４Ｆと誘電体基板３とにより、それぞれ、平行平板コンデンサを形成する。例えば、図３に示すように、誘電体基板３の第１面３ａに設けられた第１電極パターン３３Ｃと、誘電体基板３の第２面３ｂに設けられた第２電極パターン３４Ｃとは、誘電体基板３を挟んで対向している。同様に、第１電極パターン３３Ｄと第２電極パターン３４Ｄとは、誘電体基板３を挟んで対向している。なお、第２電極パターン３４Ｃ、３４Ｄ（及び３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｅ、３４Ｆ）は、誘電体基板３の外縁側に、後述する金属板４と重ねてハンダ付け等の接続をするためのパターンを連続して設けることができる（図３参照）。

また、分岐線路３２Ａ〜３２Ｆ、第１電極パターン３３Ａ〜３３Ｆ及び第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆは、図１及び図２に示すように、主線路３１の左右両側（主線路３１の延伸方向に対し直交する両方向、図においてはＹ軸正負両方向）に設けることができる。そうすると、例えば、２個の分岐線路３２Ａ、３２Ｂ、第１電極パターン３３Ａ、３３Ｂ及び第２電極パターン３４Ａ、３４Ｂを主線路３１の左右両側に設けて互いに対称的なパターン形状とすることで、等価回路では１個の素子であるものをレイアウトするのに２個に分けて並列配置することが可能である。それにより、所望のインダクタンス値や容量値を実現し易くすることができる。また、後述するように第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆの各々が金属筐体２（より詳しくは、その側壁）に接続されているので、金属筐体２（特に、その側壁）に流れる電流の密度も小さくなるため、損失を低減できる。勿論、主線路３１の片側のみに、図４及び図５に示すように、全ての分岐線路３２Ａ’、３２Ｃ’、３２Ｅ’、第１電極パターン３３Ａ’、３３Ｃ’、３３Ｅ’、第２電極パターン３４Ａ’、３４Ｃ’、３４Ｅ’を設けることも可能である。なお、図４及び図５は、単に、レイアウトの変更の概念（概略）を示すものである。

第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆの各々は、金属筐体２に電気的に接続される。第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆの各々を金属筐体２に確実に電気的に接続することは、低域通過フィルタ１の特性ばらつきを抑えるために非常に重要である。確実にそれを行いつつ量産性を高める方法としては、別に用意された薄い金属板４を誘電体基板３の外縁の少なくとも一部に配置し、第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆを、金属板４を介して金属筐体２に接続するのが好ましい。この場合、金属板４を、第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆの各々に予めハンダなどで接続してから、金属筐体２にネジ止めしたり、又は、挟みこんだり（分割された金属筐体２を用いてそれらの間に挟みこんだり）などして装着する。金属板４における金属筐体２への装着部分は、装着し易いように曲げてもよい。また、分岐線路３２Ａ〜３２Ｆ、第１電極パターン３３Ａ〜３３Ｆ及び第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆを上述したように主線路３１の左右両側に設けた場合は、金属板４を誘電体基板３の外縁の少なくとも２辺に配置し、第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆを、金属板４を介して金属筐体２に接続するのが好ましい。

更には、金属板４は、リードフレーム（薄板の金属枠）となっており（図６参照）、ベルト状の多連（図では２連）のリードフレームから切断によって切り出される構造とするのが、量産性を高め低コスト化を実現するのに好ましい。この場合、金属板４は、全部つながった多連の状態で、図６に示すように、第２電極版３４Ａ〜３４Ｆの各々にハンダ付け等で接続して誘電体基板３を実装する。その後、図示の破線部ＬＡで切断して分離し、図示の一点鎖線部ＬＢ、ＬＢ’で誘電体基板３の厚さ方向（Ｚ軸正方向又はＺ軸負方向）に折り曲げて金属筐体２に装着する。一点鎖線部ＬＢ、ＬＢ’は、主線路３１の入出力端部３１ｔ、３１ｔ’の位置であり、金属板４には切欠き部４ａが形成されており、そこだけ金属板４に逃げが設けられている。金属板４に切欠き部４ａが形成され、一点鎖線部ＬＢ、ＬＢ’で誘電体基板３の厚さ方向（Ｚ方向）に折り曲げられることによって、図７に示すように、金属板４と入出力端子２Ａ、２Ａ’の中心導体２Ａａとのショートが防がれて、主線路３１は、入出力端子２Ａ、２Ａ’の中心導体２Ａａに接続できることになる。なお、図６に示す金属板４は、挟みこみ（図における上下の部分の挟みこみ）により金属筐体２へ装着するものであり、また、折り曲げられた部分がハンダ付け又はネジ止めなどで金属筐体２へ接続される。また、図７は、Ｚ軸負方向に折り曲げられた場合の模式図である。

図８に、低域通過フィルタ１の等価回路を示す。Ｌ_１１は主線路３１における入出力端部３１ｔから分岐線路３２Ａ（及び３２Ｂ）の接続部までの部分のインダクタンス成分、Ｌ_１２は主線路３１における分岐線路３２Ａ（及び３２Ｂ）の接続部から分岐線路３２Ｃ（及び３２Ｄ）の接続部までの部分のインダクタンス成分、Ｌ_１３は主線路３１における分岐線路３２Ｃ（及び３２Ｄ）の接続部から分岐線路３２Ｅ（及び３２Ｆ）の接続部までの部分のインダクタンス成分、Ｌ_１４は主線路３１における分岐線路３２Ｅ（及び３２Ｆ）の接続部から入出力端部３１ｔ’までの部分のインダクタンス成分からなる。また、Ｌ_２１は分岐線路３２Ａと分岐線路３２Ｂの合成インダクタンス成分、Ｌ_２２は分岐線路３２Ｃと分岐線路３２Ｄの合成インダクタンス成分、Ｌ_２３は分岐線路３２Ｅと分岐線路３２Ｆの合成インダクタンス成分からなる。また、Ｃ_１１は第１電極パターン３３Ａと第２電極パターン３４Ａが形成する平行平板コンデンサと第１電極パターン３３Ｂと第２電極パターン３４Ｂが形成する平行平板コンデンサの合成キャパシタンス成分、Ｃ_１２は第１電極パターン３３Ｃと第２電極パターン３４Ｃが形成する平行平板コンデンサと第１電極パターン３３Ｄと第２電極パターン３４Ｄが形成する平行平板コンデンサの合成キャパシタンス成分、Ｃ_１３は第１電極パターン３３Ｅと第２電極パターン３４Ｅが形成する平行平板コンデンサと第１電極パターン３３Ｆと第２電極パターン３４Ｆが形成する平行平板コンデンサの合成キャパシタンス成分からなる。

なお、等価回路においては第１電極パターン３３Ａ〜３３Ｆ及び第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆも有限の大きさを持つため、小さいけれどもインダクタンス成分を有する。このインダクタンス成分は、Ｌ_２１〜Ｌ_２３に含まれるようにしている。第１電極パターン３３Ａ〜３３Ｆ及び第２電極パターン３４Ａ〜３４Ｆが有するインダクタンス成分の値は、長方形であるパターンの縦横比を変えることによって制御できる。

このような低域通過フィルタ１は、分岐線路と前記平行平板コンデンサ、すなわち、Ｌ_２１とＣ_１１、Ｌ_２２とＣ_１２、Ｌ_２３とＣ_１３をそれぞれ、所定の周波数で直列共振させることができ、それによって、低域通過フィルタ１を、減衰極を有するフィルタ特性、つまり楕円関数特性にすることができる。図示の低域通過フィルタ１は、合計１０個の素子が７段の楕円関数特性の低域通過フィルタを構成している。

次に、低域通過フィルタ１の具体的な設計を、従来技術の低域通過フィルタ１０１と比較しながら以下説明する。この低域通過フィルタ１０１は、携帯電話基地局の無線通信装置で従来から使用されてきた同軸型のものである。

低域通過フィルタ１の誘電体基板３は、サイズ（（Ｘ軸方向のサイズ）×（Ｙ軸方向のサイズ））が１５．３ｍｍ×７．６ｍｍのＡｒｌｏｎ社製Ｄｉｃｌａｄ８８０（比誘電率２．２、誘電正接０．０００９、厚さ０．２５ｍｍ）を用いた。また、低域通過フィルタ１は、Ｌ_１１が０．９８２ｎＨ、Ｌ_１２が２．５０ｎＨ、Ｌ_１３が２．３５ｎＨ_、Ｌ_１４が０．５８１ｎＨ、Ｌ_２１が０．１８３ｎＨ、Ｌ_２２が０．８０６ｎＨ、Ｌ_２３が０．７１３ｎＨ、Ｃ_１１が０．９１４ｐＦ、Ｃ_１２が０．８６５ｐＦ、Ｃ_１３が０．６８４ｐＦとした。

従来技術の低域通過フィルタ１０１は、図９に示すように、金属筐体１０２とその内部の中空部１０２ａに保持された中心導体１０３を具備し、中心導体１０３は、交互に連続して配置された大径の低インピーダンス線路１０３ａ、１０３ｃ、１０３ｅ、１０３ｇ、１０３ｉと小径の高インピーダンス線路１０３ｂ、１０３ｄ、１０３ｆ、１０３ｈとにより構成されている。金属筐体１０２の内側面には円筒状のテフロン（登録商標）製の絶縁体が配置されている。金属筐体１０２は、入出力端子１０２Ａ、１０２Ａ’の外部導体１０２Ａｂに接続され（より詳細には取り付け具１０２Ｂを介して接続され）、中心導体１０３は、その両端１０３ｔ、１０３ｔ’が入出力端子１０２Ａ、１０２Ａ’の中心導体１０２Ａａに接続されている。

図１０に、従来技術の低域通過フィルタ１０１の等価回路を示す。Ｃ_１１’は低インピーダンス線路１０３ａのキャパシタンス成分、Ｃ_１２’は低インピーダンス線路１０３ｃのキャパシタンス成分、Ｃ_１３’は低インピーダンス線路１０３ｅのキャパシタンス成分、Ｃ_１４’は低インピーダンス線路１０３ｇのキャパシタンス成分、Ｃ_１５’は低インピーダンス線路１０３ｉのキャパシタンス成分からなる。Ｌ_１１’は主に高インピーダンス線路１０３ｂのインダクタンス成分、Ｌ_１２’は主に高インピーダンス線路１０３ｄのインダクタンス成分、Ｌ_１３’は主に高インピーダンス線路１０３ｆのインダクタンス成分、Ｌ_１４’は主に高インピーダンス線路１０３ｈのインダクタンス成分からなる。

この従来技術の低域通過フィルタ１０１は、Ｃ_１１’が０．６８２ｐＦ、Ｃ_１２’が１．５１ｐＦ、Ｃ_１３’が１．６０ｐＦ、Ｃ_１４’が１．５１ｐＦ、Ｃ_１５’が０．６８２ｐＦ、Ｌ_１１’が２．９９ｎＨ、Ｌ_１２’が３．５９ｎＨ、Ｌ_１３’が３．５９ｎＨ_、Ｌ_１４’が２．９９ｎＨのものである。低域通過フィルタ１０１は、合計９個の素子が９段の低域通過フィルタを構成している。

図１１に低域通過フィルタ１と従来技術の低域通過フィルタ１０１のシミュレーションによるフィルタ特性を示す。曲線ａ、ｂはそれぞれ、低域通過フィルタ１の通過特性Ｓ（２，１）、反射特性Ｓ（１，１）である。低域通過フィルタ１は、周波数約６ＧＨｚに減衰極を有するようにすることで周波数約６ＧＨｚで通過特性Ｓ（２，１）が約−５０ｄＢとなるフィルタ特性を得ている。また、曲線ｃ、ｄはそれぞれ、低域通過フィルタ１０１の通過特性Ｓ（２，１）、反射特性Ｓ（１，１）である。低域通過フィルタ１０１は、チェビシェフ型であり、周波数約６ＧＨｚで通過特性Ｓ（２，１）が約−５０ｄＢとなるフィルタ特性となっている。よって、低域通過フィルタ１は、従来技術の低域通過フィルタ１０１と同様な、携帯電話基地局の無線通信装置で必要とされる急峻なフィルタ特性を実現できていることが分かる。なお、シミュレーションは、入出力端子２Ａ、２Ａ’（及び入出力端子１０２Ａ、１０２Ａ’）にそれぞれ、５０オームの抵抗を接地電位の間に接続して行った。

低域通過フィルタ１の中空部２ａのサイズ（（Ｘ軸方向のサイズ）×（Ｙ軸方向のサイズ）×（Ｚ軸方向のサイズ））は、１５．３ｍｍ×７．６ｍｍ×６．２５ｍｍであり、体積は７２７ｍｍ^３である。これに対し、低域通過フィルタ１０１の中空部１０２ａのサイズ（（Ｘ軸方向のサイズ）×（Ｘ軸方向に直交の面積））は、３２．４ｍｍ×（π×３．５×３．５）ｍｍ^２であり、体積は１２４６ｍｍ^３である。金属筐体２の肉厚を３ｍｍとすると、低域通過フィルタ１のサイズ（（Ｘ軸方向のサイズ）×（Ｙ軸方向のサイズ）×（Ｚ軸方向のサイズ））は、２１．３ｍｍ×１３．６ｍｍ×１２．２５ｍｍであり、体積は３５４９ｍｍ^３である。これに対し、金属筐体１０２の肉厚を３ｍｍとすると、低域通過フィルタ１０１のサイズ（（Ｘ軸方向のサイズ）×（Ｘ軸方向に直交の面積））は、３８．４ｍｍ×（π×６．５ｍｍ×６．５）ｍｍであり、体積は５０９４ｍｍ^３である。これより、低域通過フィルタ１は、低域通過フィルタ１０１に比べ、中空部２ａのサイズが約５８％に、金属筐体２の肉厚を３ｍｍとしたときの全体のサイズが約７０％に小型化できていることになる。なお、図１に示した低域通過フィルタ１の平面図と図９で示した低域通過フィルタ１０１の平面図では、縮尺は異なっている。

このように、低域通過フィルタ１は、従来技術の低域通過フィルタ１０１に比べ、小型化し易いものである。これは、低域通過フィルタ１０１が９段の低域通過フィルタであるのに対し、低域通過フィルタ１は、７段の低域通過フィルタでよく、そのために主線路３１が短くなっているのが大きく寄与している。なお、主線路３１が短くなっていることは、後述する低損失の実現にも寄与するものである。

また、図に示した誘電体基板３は、１枚の平板であるが、フレキシブル誘電体基板を用いれば曲げることが可能になり、その形状を自在に変えることができる。また、誘電体基板３を２枚以上に分けてもよい。金属筐体２等は、このような誘電体基板３の構造に応じた形状にすることが可能である。よって、誘電体基板３の構造、ひいては低域通過フィルタ１の構造は、レイアウトの自由度が高く、マイクロ波帯の上述した帯域通過フィルタと組み合わせたときに隙間の空間に実装することができ、上述した無線通信装置等の全体をより小型化することができる。

また、主線路３１と分岐線路３２Ａ〜３２Ｆはそれぞれ、サスペンデッドラインからなるので、マイクロ波帯の通過帯域の伝送線路としての損失を大幅に低減することができる。それは、誘電体基板３上の伝送線路の主たる損失は伝送線路と接地用の電極との間で生じるが、接地用の電極である金属筐体２は、主線路３１及び分岐線路３２Ａ〜３２Ｆから空気層を介して遠く離れているおり、そこを流れる電流の密度が極めて小さくなるためである。従って、低域通過フィルタ１は、マイクロ波帯の通過帯域で低損失のものとすることができる。

このように、低域通過フィルタ１は、低損失であって急峻なフィルタ特性を実現することができ、しかも小型化し易いものである。

以上、本発明の実施形態に係る低域通過フィルタについて説明したが、本発明は、上述の実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載する事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。

１低域通過フィルタ
２ａ中空部
２金属筐体
２Ａ、２Ａ’ 入出力端子
３誘電体基板
３ａ誘電体基板の一方側の面（第１面）
３ｂ誘電体基板の他方側の面（第２面）
３１主線路
３２Ａ〜３２Ｆ分岐線路
３３Ａ〜３３Ｆ第１電極パターン
３４Ａ〜３４Ｆ第２電極パターン
４金属板

Claims

内部に中空部を有する金属筐体と、
前記中空部に保持される誘電体基板と、を具備し、
前記誘電体基板の一方側の面に、
サスペンデッドラインからなる主線路と、
該主線路から分岐するように接続されたサスペンデッドラインからなる分岐線路と、
平行平板コンデンサの一方の電極を形成し前記該分岐線路に接続された第１電極パターンと、を有し、
前記誘電体基板の他方側の面に、
前記金属筐体に接続されるものであって、前記平行平板コンデンサの他方の電極を形成する第２電極パターンを有することを特徴とする低域通過フィルタ。
前記主線路の左右両側に前記分岐線路、前記第１電極パターン、前記第２電極パターンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の低域通過フィルタ。
前記分岐線路と前記平行平板コンデンサを直列共振させることによって減衰極を有するフィルタ特性としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の低域通過フィルタ。
前記誘電体基板の外縁の少なくとも一部に配置される金属板を更に具備し、
前記第２電極パターンは、前記金属板を介して前記金属筐体に接続されることを特徴とする請求項１に記載の低域通過フィルタ。
前記誘電体基板の外縁の少なくとも２辺に配置される金属板を更に具備し、
前記第２電極パターンは、前記金属板を介して前記金属筐体に接続されることを特徴とする請求項２に記載の低域通過フィルタ。
前記金属板は、リードフレームとなっており、前記第２電極パターンの各々に接続されて前記誘電体基板が実装されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の低域通過フィルタ。
前記金属板は、前記主線路の入出力端部の位置において前記誘電体基板の厚さ方向に折り曲げられていることを特徴とする請求項６に記載の低域通過フィルタ。