JP4160696B2 - 帯域通過フィルタ回路 - Google Patents
帯域通過フィルタ回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4160696B2 JP4160696B2 JP24404699A JP24404699A JP4160696B2 JP 4160696 B2 JP4160696 B2 JP 4160696B2 JP 24404699 A JP24404699 A JP 24404699A JP 24404699 A JP24404699 A JP 24404699A JP 4160696 B2 JP4160696 B2 JP 4160696B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coupling
- line
- electric field
- resonance
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信装置等で妨害信号や雑音の除去に使用される、複数のライン共振器を結合させて構成される帯域通過フィルタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、２分の１波長型の線路導体パターンから成る共振線路（１／２λ共振器）で構成されるフィルタ回路においては、１／２λ共振器同士を電界もしくは磁界結合により結合して信号を授受させるため、各１／２λ共振器はお互いに平行に配置され線路端面からの垂直の電界もしくは磁界結合によって信号を授受する結合面を有している。
【０００３】
従来、このような１／２λ共振器を２Ｎ個（Ｎは２以上の整数）有し、これらを結合させて構成される帯域通過フィルタ回路においては、１／２λ共振器は２列にＮ個ずつ互いに対応させて配置され、各１／２λ共振器は全て他の１／２λ共振器と電界結合もしくは磁界結合をするための単位結合部を有している。これら単位結合部は２つの１／２λ共振器の線路の２つの側面を互いに平行にかつ等距離で対向させて構成されており、単位結合部を構成する２つの１／２λ共振器の特定の２つの側面は、その側面間に他の１／２λ共振器が存在しない組合せとされる。各１／２λ共振器は同じ列内の隣接する１／２λ共振器と結合するための第１の単位結合部を少なくとも１ヵ所以上有しているとともに、もう一方の列の対応する位置の１／２λ共振器と結合するための第２の単位結合部を１ヵ所有している。そして、同じ列内で隣接する２つの１／２λ共振器間の単位結合部の線路の側面と、その２つの１／２λ共振器に対応するもう一方の列の２つの１／２λ共振器間の単位結合部の側面との相対角度は０度すなわち一直線状または平行となるように配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように１／２λ共振器同士を結合させて構成された帯域通過フィルタ回路においては、各列間の対応する１／２λ共振器間の第２の単位結合部同士の相対角度が０度となるように配置されていたことから、一方の列内でのライン共振器同士を電界もしくは磁界結合することを目的とする第１の単位結合部の電界もしくは磁界方向ともう一方の列内でのライン共振器同士を電界もしくは磁界結合することを目的とする第２の単位結合部の電界もしくは磁界方向が同一方向となるため、この２つの単位結合部が電界もしくは磁界結合を起こしてしまい、そのために、フィルタ回路の設計上不必要な、第２の単位結合部で結合されるものとは異なる１／２λ共振器同士の結合面の電界もしくは磁界結合も生じてしまうという問題点があった。そして、その結果、高度な性能を必要とするフィルタ回路、例えば高周波信号の振幅の減衰特性を急峻に制御する帯域通過フィルタ回路等では、フィルタ回路の電気特性において急峻な減衰特性を得られないという問題点があった。
【０００５】
特に、上記のように１／２λ共振器をＮ個ずつ２列に並べて構成され、第１および第２の単位結合部により列内で隣接するライン共振器間および列間で対応するライン共振器間で電界もしくは磁界結合をしており、列間で対応する第２の単位結合部同士の相対角度を０度としている帯域通過フィルタ回路では、第１の単位結合部と第２の単位結合部とが電界もしくは磁界結合しやすいため、フィルタ回路の設計通りの電気特性を得るのが困難であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記従来技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、列間で対応する１／２λ共振器間における不要な電界もしくは磁界結合を解消して、フィルタ特性を正確に設計し作製することが可能な、１／２λ共振器を用いた帯域通過フィルタ回路を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の帯域通過フィルタ回路は、高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路をＮ個（Ｎは２以上の整数）ずつそれぞれ対応させて２列に配置するとともに各列の前記共振線路の１個ずつにそれぞれ入出力用線路を電磁界結合させて成り、前記各共振線路は、各列内で隣接する前記共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第１単位結合部と、各列間の対応する前記共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第２単位結合部とを有し、かつ各列間の対応する前記共振線路における前記第１単位結合部間で互いの線路の方向が45度〜90度の角度をなすように配設されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の帯域通過フィルタ回路によれば、通過帯域の中心周波数の約１／２波長のライン共振器をＮ個（Ｎは２以上の整数）ずつそれぞれ対応させて２列に配置するとともに、各列のライン共振器の１個ずつにそれぞれ入出力線路を電磁界結合させて成り、各ライン共振器は全て他のライン共振器と電界結合もしくは磁界結合をするための特定の２つの側面によって構成された互いに平行でかつ等距離である単位結合部を有し、各ライン共振器は列内の隣接するライン共振器と結合するための第１単位結合部を１ヵ所以上有しており、各列間の対応するライン共振器同士を結合するための第２単位結合部を１ヵ所有している帯域通過フィルタ回路において、各列間の対応するライン共振器における第２単位結合間で互いの線路の側面の方向がなす相対角度を45度〜90度となるように配置したことにより、第１単位結合部の電界もしくは磁界方向と第２単位結合部の電界もしくは磁界方向が45度〜90度異なるため、この２つの単位結合部は電界もしくは磁界結合をほとんどしないものとなり、その結果、不要な電界もしくは磁界結合が生じることのない帯域通過フィルタ回路となり、急峻なフィルタ特性を正確に設計し作製することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の帯域通過フィルタ回路を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１０】
図１は通過帯域における振幅の減衰特性を急峻に制御する一般的な帯域通過フィルタ回路の構成を示すフィルタ回路網図である。
【００１１】
図１において、11・12・13・14・15および16はそれぞれ高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路（１／２λ共振器）、17・18・19・20・21・22・23および25は１／２λ共振器11〜16同士の電界結合を現すコンデンサ、24は磁界結合を現すコイル、26はアース、27・28は入出力端子である。
【００１２】
このような構成のフィルタ回路網において、まず入出力端子27より高周波信号が入力されたものと考える。この入力信号は電界結合17を介して１／２λ共振器11に入る。また入力信号は、１／２λ共振器11から、電界結合18を介して１／２λ共振器12に入る信号と、磁界結合24を介して１／２λ共振器16に入る信号とに分岐する。次に、１／２λ共振器12に入った信号は、１／２λ共振器12から、電界結合19を介して１／２λ共振器13に入る信号と、電界結合25を介して１／２λ共振器15に入る信号とに分岐する。次に、１／２λ共振器12より１／２λ共振器13に入った信号は、電界結合20、１／２λ共振器14および電界結合21を通って１／２λ共振器15に入り、１／２λ共振器15において電界結合25を介した信号と合流する。この１／２λ共振器15に入った信号は、電界結合22を介して１／２λ共振器16に入り、１／２λ共振器16において磁界結合24を介した信号と合流する。
【００１３】
そして、１／２λ共振器16に入った信号は電界結合23を介して入出力端子28に出力される。
【００１４】
このフィルタ回路網によって実現できるフィルタ特性の回路シミュレーション結果例を図２に示す。図２において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は透過係数（単位：ｄＢ）を表しており、特性曲線は透過係数の周波数特性を示している。なお、この例においては、中心周波数は２ＧＨｚ、通過帯域幅は約20ＭＨｚである。
【００１５】
図２より、フィルタの実軸上に極（透過係数がある周波数で急激に減少する現象）がこの減衰域上の周波数である1.975 ＧＨｚ付近と2.025 ＧＨｚ付近の２ヵ所にあることが分かる。この極は図１に示すような分岐回路を有するフィルタ回路網により始めて実現できるものであり、この極により減衰域で非常に急峻な減衰特性を有する帯域通過フィルタ特性を得ることができる。このフィルタ特性により、通過帯域に他の信号の周波数帯域が接近していても、このフィルタ回路でその信号を除去できるので、各種信号間の帯域ならびにそれらの間隔を狭くでき、周波数のより有効な利用が可能となる。
【００１６】
次に、図３に本発明の帯域通過フィルタ回路の実施の形態の一例を概略構成図で示す。本発明は図１に示すフィルタ回路網通りに機能して図２に示す帯域通過フィルタ特性を満足する帯域通過フィルタ回路を得ることを目的としている。
【００１７】
図３において、31・32・33・34・35および36はそれぞれ高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路（１／２λ共振線路）であり、Ｎ個、ここではＮ＝３個ずつそれぞれ対応させて31・32・33の列と34・35・36の列との２列に配置されている。38・39・41および42はそれぞれ各列内で隣接する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第１単位結合部を示しており、38は共振線路31と32とを、39は共振線路32と33とを、41は共振線路34と35とを、42は共振線路35と36とをそれぞれ電界結合により結合している。また、40・44および45はそれぞれ各列間の対応する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第２単位結合部を示しており、40は共振線路33と34とを電界結合により、44は共振線路31と36とを磁界結合により、45は共振線路32と35とを電界結合によりそれぞれ結合している。
【００１８】
また、各列の共振線路の１個ずつにはそれぞれ入出力用線路を電磁界結合させており、この例では共振線路31に入出力線路46を電界結合37により、共振線路36に入出力線路47を電界結合43によりそれぞれ結合させている。
【００１９】
このようなフィルタ回路の各共振線路31〜36および入出力線路46・47は、例えばマイクロストリップ線路で構成される。その場合、これらのマイクロストリップ線路は、図１においてアース26の役割をする接地導体が裏面に形成された誘電体基板の表面に形成される。
【００２０】
図３に示す本発明の帯域通過フィルタ回路に対して、まず給電線としての入出力線路46より高周波信号が入力されると、この入力信号は電界結合37を介して共振線路31に入る。次にこの入力信号は、共振線路31から、電界結合の第１単位結合部38を介して同じ列内の共振線路32に入る信号と、磁界結合の第２単位結合部44を介して他方の列の共振線路36に入る信号とに分岐する。共振線路32に入った信号は、この共振線路32から、電界結合の第１単位結合部39を介して同じ列内の共振線路33に入る信号と、電界結合の第２単位結合部45を介して他方の列の共振線路35に入る信号とに分岐する。共振線路32より共振線路33に入った信号は、電界結合の第２単位結合部40から他方の列の共振線路34・電界結合の第１単位結合部41を通って共振線路34と同じ列内の共振線路35に入り、共振線路35において第２単位結合部45を介した共振線路32からの信号と合流する。この共振線路35に入った信号は、電界結合の第１単位結合部42を介して同じ列内の共振線路36に入り、共振線路36において第２単位結合部44を介した共振線路31からの信号と合流する。そして、共振線路36に入った信号は電界結合43を介して出力線としての入出力線路47に出力される。
【００２１】
ここで、共振線路31と入出力線路46との電界結合37を行なう線路側面の結合面37ａと37ｂは、主として線路導体側面の端面からの垂直の電界により結合している。この電界結合を最も効率的に行なうため、結合面37ａと37ｂとは平行に対向して互いに向き合う構造になっている。実際には作製精度やレイアウトの問題によって厳密に見れば多少平行でない場合もあるが、このようなわずかに平行でない構造は本発明の要旨を逸脱しないものである。同様に、共振線路36と入出力線路47との電界結合43を行なう線路側面の結合面43ａと43ｂも、主として線路導体側面の端面からの垂直の電界により結合し、結合面43ａと43ｂは平行に対向して互いに向き合う構造になっている。
【００２２】
これらの構造は他の共振線路同士の第１および第２単位結合部における電界結合も同様であり、電界結合である第１単位結合部38の結合面38ａと38ｂ、第１単位結合部39の結合面39ａと39ｂ、第２単位結合部40の結合面40ａと40ｂ、第１単位結合部41の結合面41ａと41ｂ、第１単位結合部42の結合面42ａと42ｂも同様に、線路導体側面の端面からの垂直の電界により結合し、結合面同士は平行に対向して互いに向き合う構造になっている。また、第２単位結合部45の結合面45ａと45ｂにおいては、線路導体端部の端面からの垂直の電界により結合し、結合面45ａ・45ｂ同士は平行に対向して互いに向き合う構造になっている。さらに、共振線路31・36間の磁界結合の第２単位結合部44においても、結合面44ａと44ｂは主として線路導体側面の端面からの垂直の磁界により結合し、この磁界結合を最も効率的に行なうため結合面44ａと44ｂは平行に対向して互いに向き合う構造になっている。
【００２３】
図３に示すような構成の本発明の帯域通過フィルタ回路によれば、高周波信号が磁界結合の第２単位結合部44を介して結合する分岐点上の共振線路31と合流点上の共振線路36において、共振線路31から共振線路32に信号が分岐するための第１単位結合部38の線路の方向すなわち電界結合面38ａもしくは38ｂと、これに対応する共振線路36に共振線路35から信号が合流するための第１単位結合部42の線路の方向すなわち電界結合面42ａもしくは42ｂとの相対角度が45度〜90度であることから、電界結合38と電界結合42の電界方向が異なることにより、電界結合38と電界結合42が互いに結合することはほとんどなくなる。
【００２４】
また、高周波信号が電界結合の第２単位結合部45を介して結合する分岐点上の共振線路32と合流点上の共振線路35において、共振線路32から共振線路33に信号が分岐するための第１単位結合部39の線路の方向すなわち電界結合面39ａもしくは39ｂと、共振線路35に共振線路34から信号が合流するための第１単位結合部41の線路の方向すなわち電界結合面41ａもしくは41ｂとの相対角度が45度〜90度であることから、電界結合39と電界結合41のそれぞれの電界方向が異なることにより、電界結合39と電界結合41とが互いに結合することはほとんどなくなる。
【００２５】
このように各列内の共振線路間を結合する第１単位結合部の対応するもの同士の相対角度を特定したことにより、フィルタ回路内における分岐回路の回路設計上不要な電界結合を抑えることができる。また、第１単位結合部の対応する結合面がお互いに磁界結合である場合においては、分岐回路の回路設計上不要な磁界結合を抑えることができる。
【００２６】
そのため、本発明の帯域通過フィルタ回路によれば、本来の単位結合部で結合されていない共振線路間で不要な電界結合もしくは磁界結合が生じることがなく、同一分岐回路内の共振線路同士の不要な分岐回路を形成しないため、不要な電界もしくは磁界結合のないフィルタ回路を設計することが可能となり、急峻なフィルタ特性を正確に設計し作製することが可能となる。
【００２７】
なお、各列間の対応する共振線路における第１単位結合部間で互いの線路の方向の相対角度が45度未満となると、各列間の対応する共振線路における第１単位結合部間同士で電界もしくは磁界結合を起こす傾向がある。これは、アースに接地された金属で遮断しない限り、電界方向もしくは磁界方向が近い結合は遠くに離れていても結合しようとする傾向があるからである。他方、その相対角度が90度を超えて135 度までは、相対角度が45度から90度と同じ意味となり、同様に、相対角度が135 度から180 度までは、相対角度が０度から45度と同じ意味となる。これは、電界もしくは磁界結合のしやすさは、その電界方向もしくは磁界方向の角度のずれの絶対値だけが影響するからである。従って、本発明の帯域通過フィルタ回路においては、各列間の対応する共振線路における第１単位結合部間で互いの線路の方向が45度〜90度の角度をなすように各共振線路を配設することが必要である。
【００２８】
【実施例】
次に、本発明の帯域通過フィルタ回路について具体例を説明する。
【００２９】
まず、ＬａＡｌ3 Ｏ単結晶基板上にＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （ｙ≒７）から成る超電導薄膜を0.5 μｍ積層し、物理エッチングによってその薄膜の不要な部分をエッチングすることにより、図２にフィルタ回路網図で示した中心周波数２ＧＨｚ・通過帯域幅約20ＭＨｚの帯域通過フィルタ特性の回路シミュレーション結果を実現するための、１／２λ共振線路から成る図３に示した構成の本発明の帯域通過フィルタ回路を作製した。このとき、各列間の対応する共振線路間における第１単位結合部間で互いの線路の方向が90度の角度をなすように構成した。
【００３０】
次に、比較例として、同じく１／２λ共振線路を組み合わせて作製した、図４に概略構成図で示す構成の帯域通過フィルタ回路を作製した。この例において、51・52・53・54・55および56はそれぞれ高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路（１／２λ共振線路）であり、Ｎ個、ここではＮ＝３個ずつそれぞれ対応させて51・52・53の列と54・55・56の列との２列に配置されている。58・59・61および62はそれぞれ各列内で隣接する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第１単位結合部を示しており、58は共振線路51と52とを、59は共振線路52と53とを、61は共振線路54と55とを、62は共振線路55と56とをそれぞれ電界結合により結合している。また、60・64および65はそれぞれ各列間の対応する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第２単位結合部を示しており、60は共振線路53と54とを電界結合により、64は共振線路51と56とを磁界結合により、65は共振線路52と55とを電界結合によりそれぞれ結合している。
【００３１】
また、各列の共振線路の１個ずつにはそれぞれ入出力用線路を電磁界結合させており、この例では共振線路51に入出力線路66を電界結合57により、共振線路56に入出力線路67を電界結合63によりそれぞれ結合させている。
【００３２】
図４に示した比較例の帯域通過フィルタ回路に対して、まず給電線としての入出力線路66より高周波信号が入力されると、この入力信号は電界結合の第１単位結合部57を介して共振線路51に入る。この入力信号は、共振線路51より、電界結合の第１単位結合部58を介して共振線路52に入る信号と、磁界結合の第２単位結合部64を介して共振線路56に入る信号とに分岐する。共振線路52に入った信号は、共振線路52より、電界結合の第１単位結合部59を介して共振線路53に入る信号と、電界結合の第２単位結合部65を介して共振線路55に入る信号とに分岐する。
【００３３】
共振線路52より共振線路53に入った信号は、電界結合の第２単位結合部60から他方の列の共振線路54・電界結合の第１単位結合部61を通って共振線路54と同じ列内の共振線路54に入り、共振線路55において第２単位結合部65を介した共振線路52からの信号と合流する。この共振線路55に入った信号は、電界結合の第１単位結合部62を介して共振線路56に入り、共振線路56において磁界結合の第２単位結合部64を介した信号と合流する。そして、共振線路56に入った信号は電界結合63を介して出力線としての入出力線路67に出力される。
【００３４】
ここで、電界結合57を行なう結合面57ａと57ｂ、電界結合の第１単位結合部58を行なう結合面58ａと58ｂ、電界結合の第１単位結合部59を行なう結合面59ａと59ｂ、電界結合の第２単位結合部60を行なう結合面60ａ、60ｂ、電界結合の第１単位結合部61を行なう結合面61ａと61ｂ、電界結合の第１単位結合部62を行なう結合面62ａと62ｂ、電界結合63を行なう結合面63ａと63ｂ、電界結合の第２単位結合部65を行なう結合面65ａ・65ｂと65ｃ・65ｄ、磁界結合の第２単位結合部64を行なう結合面64ａと64ｂは、それぞれ線路側面または線路端部を平行に対向して互いに向き合う構造になっている。そして、結合面57ａと57ｂ、結合面58ａと58ｂ、結合面59ａと59ｂ、結合面61ａと61ｂ、結合面62ａと62ｂ、結合面63ａと63ｂ、結合面64ａと64ｂの相対角度はすべて０度である。
【００３５】
さらに、これら図３および図４に示したものと同様にして、２列の共振線路の互いに対応する共振線路間における第１単位結合部間で互いの線路の方向の相対角度を15度・30度・45度・60度・75度と変化させた帯域通過フィルタ回路を作製した。この相対角度の変化は、それぞれ三角形状またはコの字状に屈曲させた各共振線路の折り曲げ角度と相対位置とを変化させることにより実現した。
【００３６】
そして、以上の帯域通過フィルタ回路についてそれぞれフィルタの伝送特性を冷凍機で60Ｋに冷却し、ネットワークアナライザにより求めるとともに、その伝送特性における減衰域の極の数を評価した。ここでフィルタの伝送特性の減衰域の極の数を評価したのは、この極は分岐回路によって形成されるものであり、不要な分岐が生じると不要な極が発生するため、不要な分岐の発生の有無を評価することができるからである。
【００３７】
図５に、図３に示した構成の、第１単位結合部間の相対角度が90度のときの本発明の帯域通過フィルタ回路の通過特性を結果を線図で示す。図５において横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は透過係数（単位：ｄＢ）を表わし、特性曲線は透過係数の周波数特性を示している。この結果より分かるように、減衰域での極の数は２つであり、図２に示した目標とするフィルタ特性とほぼ同等のフィルタ特性を有している。
【００３８】
これに対し、図４に示した構成の、第１単位結合部間の相対角度が０度のときの比較例の帯域通過フィルタ回路の通過特性の結果を図６に同様の線図で示す。
【００３９】
この結果より分かるように、減衰域での極の数は３つであり、また、通過帯域においても目標とするフィルタ特性に対して透過量が大きく減っている。
【００４０】
次に、第１単位結合部間の相対角度を15度・30度・45度・60度・75度と変化させた特の減衰域の極の数の変化を０度および90度の場合と共に表１に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
これより、相対角度が０度・15度・30度では極が３つあることが分かる。
【００４３】
図７にこれら相対角度が０度・15度・30度のときの結合状態における図２と同様のフィルタ回路網図を示す。
【００４４】
図７のフィルタ回路網は、図２のフィルタ回路網に、相対角度０度・15度・30度による不要結合である電界結合71・72・73・74・75が加わったものである。これら電界結合71〜75について、図４を参照して説明すると、図４において、第１単位結合部58の電界結合面58ａもしくは58ｂと第１単位結合部62の電界結合面62ａもしくは62ｂとの相対角度と、第１単位結合部59の電界結合面59ａもしくは59ｂと第１単位結合部61の電界結合面61ａもしくは61ｂとの相対角度は０度である。このとき、共振線路51の電界結合面58ａと共振線路56の電界結合面62ｂとが結合して、図７の結合71となる。同様に、共振線路51の電界結合面58ａと共振線路55の電界結合面62ａとが結合して図７の結合72となり、共振線路52の電界結合面58ｂと共振線路56の電界結合面62ｂとが結合して図７の結合73となり、共振線路52の電界結合面59ａと共振線路54の電界結合面61ａとが結合して図７の結合74となり、共振線路53の電界結合面59ｂと共振線路55の電界結合面61ｂとが結合して図７の結合75となる。そして、相対角度が０度・15度・30度のときは、これらの不要結合が有効に働くため、極が設計値以上の数になると考えられる。
【００４５】
これに対し、相対角度が45度・60度・75度・90度のときは、電界結合する互いの電界方向が著しく異なるため、互いの電界結合がさらに結合することなくそれぞれ閉じた電界・磁界分布を持つことから、これらの不要結合の発生が抑制されるため、極が設計値通りの数になっており、また、通過特性も所望の設計値に近い良好な特性であった。
【００４６】
これにより、本発明の帯域通過フィルタ回路によれば、各列間の対応する第１単位結合部間の結合面を制御することにより、所定の各単位結合部以外の不要な電磁界結合が抑制でき、その結果、良好な透過特性を有する帯域通過フィルタ回路となることが確認できた。
【００４７】
なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改良を加えることは何ら差し支えない。例えば、それぞれの列の共振線路を別々の基板に形成し、互いの共振線路を対面させる構造としてもよい。また、フィルタ回路と電界もしくは磁界によって入出力する部分は、回路構成の結果３ヵ所以上になってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明のフィルタ回路によれば、高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路をＮ個（Ｎは２以上の整数）ずつそれぞれ対応させて２列に配置するとともに各列の共振線路の１個ずつにそれぞれ入出力用線路を電磁界結合させて成り、各共振線路は、各列内で隣接する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第１単位結合部と、各列間の対応する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第２単位結合部とを有し、かつ各列間の対応する共振線路における第１単位結合部間で互いの線路の方向が45度〜90度の角度をなすように配設されていることにより、所定の各単位結合部以外における不要な電界もしくは磁界による結合がなくなり、同一分岐回路内の共振線路同士の不要分岐回路がない理想的フィルタ回路を構成することができ、その結果、共振線路を組み合わせて構成され内部に分岐を有する急峻なフィルタ特性の帯域通過フィルタ回路を正確に設計し作製することが可能となる。
【００４９】
以上により、本発明によれば、列間で対応する１／２λ共振器間における不要な電界もしくは磁界結合を解消して、フィルタ特性を正確に設計し作製することが可能な、１／２λ共振器を用いた帯域通過フィルタ回路を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】通過帯域における振幅の減衰特性を急峻に制御する一般的な帯域通過フィルタ回路の構成を示すフィルタ回路網図である。
【図２】図１のフィルタ回路網によって実現できるフィルタ特性の回路シミュレーション結果の例を示す線図である。
【図３】本発明の帯域通過フィルタ回路の実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【図４】比較例の帯域通過フィルタ回路の例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の帯域通過フィルタ回路の通過特性の結果を示す線図である。
【図６】比較例の帯域通過フィルタ回路の通過特性の結果を示す線図である。
【図７】第１単位結合部間の相対角度が０度・15度・30度のときの結合状態におけるフィルタ回路網図である。
【符号の説明】
31、32、33、34、35、36・・・・・共振線路
46、47・・・・・・・・・・・・・入出力線路
38、39、41、42・・・・・・・・・第１単位結合部
40、44、45・・・・・・・・・・・第２単位結合部
【発明の属する技術分野】
本発明は通信装置等で妨害信号や雑音の除去に使用される、複数のライン共振器を結合させて構成される帯域通過フィルタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、２分の１波長型の線路導体パターンから成る共振線路（１／２λ共振器）で構成されるフィルタ回路においては、１／２λ共振器同士を電界もしくは磁界結合により結合して信号を授受させるため、各１／２λ共振器はお互いに平行に配置され線路端面からの垂直の電界もしくは磁界結合によって信号を授受する結合面を有している。
【０００３】
従来、このような１／２λ共振器を２Ｎ個（Ｎは２以上の整数）有し、これらを結合させて構成される帯域通過フィルタ回路においては、１／２λ共振器は２列にＮ個ずつ互いに対応させて配置され、各１／２λ共振器は全て他の１／２λ共振器と電界結合もしくは磁界結合をするための単位結合部を有している。これら単位結合部は２つの１／２λ共振器の線路の２つの側面を互いに平行にかつ等距離で対向させて構成されており、単位結合部を構成する２つの１／２λ共振器の特定の２つの側面は、その側面間に他の１／２λ共振器が存在しない組合せとされる。各１／２λ共振器は同じ列内の隣接する１／２λ共振器と結合するための第１の単位結合部を少なくとも１ヵ所以上有しているとともに、もう一方の列の対応する位置の１／２λ共振器と結合するための第２の単位結合部を１ヵ所有している。そして、同じ列内で隣接する２つの１／２λ共振器間の単位結合部の線路の側面と、その２つの１／２λ共振器に対応するもう一方の列の２つの１／２λ共振器間の単位結合部の側面との相対角度は０度すなわち一直線状または平行となるように配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように１／２λ共振器同士を結合させて構成された帯域通過フィルタ回路においては、各列間の対応する１／２λ共振器間の第２の単位結合部同士の相対角度が０度となるように配置されていたことから、一方の列内でのライン共振器同士を電界もしくは磁界結合することを目的とする第１の単位結合部の電界もしくは磁界方向ともう一方の列内でのライン共振器同士を電界もしくは磁界結合することを目的とする第２の単位結合部の電界もしくは磁界方向が同一方向となるため、この２つの単位結合部が電界もしくは磁界結合を起こしてしまい、そのために、フィルタ回路の設計上不必要な、第２の単位結合部で結合されるものとは異なる１／２λ共振器同士の結合面の電界もしくは磁界結合も生じてしまうという問題点があった。そして、その結果、高度な性能を必要とするフィルタ回路、例えば高周波信号の振幅の減衰特性を急峻に制御する帯域通過フィルタ回路等では、フィルタ回路の電気特性において急峻な減衰特性を得られないという問題点があった。
【０００５】
特に、上記のように１／２λ共振器をＮ個ずつ２列に並べて構成され、第１および第２の単位結合部により列内で隣接するライン共振器間および列間で対応するライン共振器間で電界もしくは磁界結合をしており、列間で対応する第２の単位結合部同士の相対角度を０度としている帯域通過フィルタ回路では、第１の単位結合部と第２の単位結合部とが電界もしくは磁界結合しやすいため、フィルタ回路の設計通りの電気特性を得るのが困難であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記従来技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、列間で対応する１／２λ共振器間における不要な電界もしくは磁界結合を解消して、フィルタ特性を正確に設計し作製することが可能な、１／２λ共振器を用いた帯域通過フィルタ回路を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の帯域通過フィルタ回路は、高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路をＮ個（Ｎは２以上の整数）ずつそれぞれ対応させて２列に配置するとともに各列の前記共振線路の１個ずつにそれぞれ入出力用線路を電磁界結合させて成り、前記各共振線路は、各列内で隣接する前記共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第１単位結合部と、各列間の対応する前記共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第２単位結合部とを有し、かつ各列間の対応する前記共振線路における前記第１単位結合部間で互いの線路の方向が45度〜90度の角度をなすように配設されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の帯域通過フィルタ回路によれば、通過帯域の中心周波数の約１／２波長のライン共振器をＮ個（Ｎは２以上の整数）ずつそれぞれ対応させて２列に配置するとともに、各列のライン共振器の１個ずつにそれぞれ入出力線路を電磁界結合させて成り、各ライン共振器は全て他のライン共振器と電界結合もしくは磁界結合をするための特定の２つの側面によって構成された互いに平行でかつ等距離である単位結合部を有し、各ライン共振器は列内の隣接するライン共振器と結合するための第１単位結合部を１ヵ所以上有しており、各列間の対応するライン共振器同士を結合するための第２単位結合部を１ヵ所有している帯域通過フィルタ回路において、各列間の対応するライン共振器における第２単位結合間で互いの線路の側面の方向がなす相対角度を45度〜90度となるように配置したことにより、第１単位結合部の電界もしくは磁界方向と第２単位結合部の電界もしくは磁界方向が45度〜90度異なるため、この２つの単位結合部は電界もしくは磁界結合をほとんどしないものとなり、その結果、不要な電界もしくは磁界結合が生じることのない帯域通過フィルタ回路となり、急峻なフィルタ特性を正確に設計し作製することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の帯域通過フィルタ回路を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１０】
図１は通過帯域における振幅の減衰特性を急峻に制御する一般的な帯域通過フィルタ回路の構成を示すフィルタ回路網図である。
【００１１】
図１において、11・12・13・14・15および16はそれぞれ高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路（１／２λ共振器）、17・18・19・20・21・22・23および25は１／２λ共振器11〜16同士の電界結合を現すコンデンサ、24は磁界結合を現すコイル、26はアース、27・28は入出力端子である。
【００１２】
このような構成のフィルタ回路網において、まず入出力端子27より高周波信号が入力されたものと考える。この入力信号は電界結合17を介して１／２λ共振器11に入る。また入力信号は、１／２λ共振器11から、電界結合18を介して１／２λ共振器12に入る信号と、磁界結合24を介して１／２λ共振器16に入る信号とに分岐する。次に、１／２λ共振器12に入った信号は、１／２λ共振器12から、電界結合19を介して１／２λ共振器13に入る信号と、電界結合25を介して１／２λ共振器15に入る信号とに分岐する。次に、１／２λ共振器12より１／２λ共振器13に入った信号は、電界結合20、１／２λ共振器14および電界結合21を通って１／２λ共振器15に入り、１／２λ共振器15において電界結合25を介した信号と合流する。この１／２λ共振器15に入った信号は、電界結合22を介して１／２λ共振器16に入り、１／２λ共振器16において磁界結合24を介した信号と合流する。
【００１３】
そして、１／２λ共振器16に入った信号は電界結合23を介して入出力端子28に出力される。
【００１４】
このフィルタ回路網によって実現できるフィルタ特性の回路シミュレーション結果例を図２に示す。図２において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は透過係数（単位：ｄＢ）を表しており、特性曲線は透過係数の周波数特性を示している。なお、この例においては、中心周波数は２ＧＨｚ、通過帯域幅は約20ＭＨｚである。
【００１５】
図２より、フィルタの実軸上に極（透過係数がある周波数で急激に減少する現象）がこの減衰域上の周波数である1.975 ＧＨｚ付近と2.025 ＧＨｚ付近の２ヵ所にあることが分かる。この極は図１に示すような分岐回路を有するフィルタ回路網により始めて実現できるものであり、この極により減衰域で非常に急峻な減衰特性を有する帯域通過フィルタ特性を得ることができる。このフィルタ特性により、通過帯域に他の信号の周波数帯域が接近していても、このフィルタ回路でその信号を除去できるので、各種信号間の帯域ならびにそれらの間隔を狭くでき、周波数のより有効な利用が可能となる。
【００１６】
次に、図３に本発明の帯域通過フィルタ回路の実施の形態の一例を概略構成図で示す。本発明は図１に示すフィルタ回路網通りに機能して図２に示す帯域通過フィルタ特性を満足する帯域通過フィルタ回路を得ることを目的としている。
【００１７】
図３において、31・32・33・34・35および36はそれぞれ高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路（１／２λ共振線路）であり、Ｎ個、ここではＮ＝３個ずつそれぞれ対応させて31・32・33の列と34・35・36の列との２列に配置されている。38・39・41および42はそれぞれ各列内で隣接する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第１単位結合部を示しており、38は共振線路31と32とを、39は共振線路32と33とを、41は共振線路34と35とを、42は共振線路35と36とをそれぞれ電界結合により結合している。また、40・44および45はそれぞれ各列間の対応する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第２単位結合部を示しており、40は共振線路33と34とを電界結合により、44は共振線路31と36とを磁界結合により、45は共振線路32と35とを電界結合によりそれぞれ結合している。
【００１８】
また、各列の共振線路の１個ずつにはそれぞれ入出力用線路を電磁界結合させており、この例では共振線路31に入出力線路46を電界結合37により、共振線路36に入出力線路47を電界結合43によりそれぞれ結合させている。
【００１９】
このようなフィルタ回路の各共振線路31〜36および入出力線路46・47は、例えばマイクロストリップ線路で構成される。その場合、これらのマイクロストリップ線路は、図１においてアース26の役割をする接地導体が裏面に形成された誘電体基板の表面に形成される。
【００２０】
図３に示す本発明の帯域通過フィルタ回路に対して、まず給電線としての入出力線路46より高周波信号が入力されると、この入力信号は電界結合37を介して共振線路31に入る。次にこの入力信号は、共振線路31から、電界結合の第１単位結合部38を介して同じ列内の共振線路32に入る信号と、磁界結合の第２単位結合部44を介して他方の列の共振線路36に入る信号とに分岐する。共振線路32に入った信号は、この共振線路32から、電界結合の第１単位結合部39を介して同じ列内の共振線路33に入る信号と、電界結合の第２単位結合部45を介して他方の列の共振線路35に入る信号とに分岐する。共振線路32より共振線路33に入った信号は、電界結合の第２単位結合部40から他方の列の共振線路34・電界結合の第１単位結合部41を通って共振線路34と同じ列内の共振線路35に入り、共振線路35において第２単位結合部45を介した共振線路32からの信号と合流する。この共振線路35に入った信号は、電界結合の第１単位結合部42を介して同じ列内の共振線路36に入り、共振線路36において第２単位結合部44を介した共振線路31からの信号と合流する。そして、共振線路36に入った信号は電界結合43を介して出力線としての入出力線路47に出力される。
【００２１】
ここで、共振線路31と入出力線路46との電界結合37を行なう線路側面の結合面37ａと37ｂは、主として線路導体側面の端面からの垂直の電界により結合している。この電界結合を最も効率的に行なうため、結合面37ａと37ｂとは平行に対向して互いに向き合う構造になっている。実際には作製精度やレイアウトの問題によって厳密に見れば多少平行でない場合もあるが、このようなわずかに平行でない構造は本発明の要旨を逸脱しないものである。同様に、共振線路36と入出力線路47との電界結合43を行なう線路側面の結合面43ａと43ｂも、主として線路導体側面の端面からの垂直の電界により結合し、結合面43ａと43ｂは平行に対向して互いに向き合う構造になっている。
【００２２】
これらの構造は他の共振線路同士の第１および第２単位結合部における電界結合も同様であり、電界結合である第１単位結合部38の結合面38ａと38ｂ、第１単位結合部39の結合面39ａと39ｂ、第２単位結合部40の結合面40ａと40ｂ、第１単位結合部41の結合面41ａと41ｂ、第１単位結合部42の結合面42ａと42ｂも同様に、線路導体側面の端面からの垂直の電界により結合し、結合面同士は平行に対向して互いに向き合う構造になっている。また、第２単位結合部45の結合面45ａと45ｂにおいては、線路導体端部の端面からの垂直の電界により結合し、結合面45ａ・45ｂ同士は平行に対向して互いに向き合う構造になっている。さらに、共振線路31・36間の磁界結合の第２単位結合部44においても、結合面44ａと44ｂは主として線路導体側面の端面からの垂直の磁界により結合し、この磁界結合を最も効率的に行なうため結合面44ａと44ｂは平行に対向して互いに向き合う構造になっている。
【００２３】
図３に示すような構成の本発明の帯域通過フィルタ回路によれば、高周波信号が磁界結合の第２単位結合部44を介して結合する分岐点上の共振線路31と合流点上の共振線路36において、共振線路31から共振線路32に信号が分岐するための第１単位結合部38の線路の方向すなわち電界結合面38ａもしくは38ｂと、これに対応する共振線路36に共振線路35から信号が合流するための第１単位結合部42の線路の方向すなわち電界結合面42ａもしくは42ｂとの相対角度が45度〜90度であることから、電界結合38と電界結合42の電界方向が異なることにより、電界結合38と電界結合42が互いに結合することはほとんどなくなる。
【００２４】
また、高周波信号が電界結合の第２単位結合部45を介して結合する分岐点上の共振線路32と合流点上の共振線路35において、共振線路32から共振線路33に信号が分岐するための第１単位結合部39の線路の方向すなわち電界結合面39ａもしくは39ｂと、共振線路35に共振線路34から信号が合流するための第１単位結合部41の線路の方向すなわち電界結合面41ａもしくは41ｂとの相対角度が45度〜90度であることから、電界結合39と電界結合41のそれぞれの電界方向が異なることにより、電界結合39と電界結合41とが互いに結合することはほとんどなくなる。
【００２５】
このように各列内の共振線路間を結合する第１単位結合部の対応するもの同士の相対角度を特定したことにより、フィルタ回路内における分岐回路の回路設計上不要な電界結合を抑えることができる。また、第１単位結合部の対応する結合面がお互いに磁界結合である場合においては、分岐回路の回路設計上不要な磁界結合を抑えることができる。
【００２６】
そのため、本発明の帯域通過フィルタ回路によれば、本来の単位結合部で結合されていない共振線路間で不要な電界結合もしくは磁界結合が生じることがなく、同一分岐回路内の共振線路同士の不要な分岐回路を形成しないため、不要な電界もしくは磁界結合のないフィルタ回路を設計することが可能となり、急峻なフィルタ特性を正確に設計し作製することが可能となる。
【００２７】
なお、各列間の対応する共振線路における第１単位結合部間で互いの線路の方向の相対角度が45度未満となると、各列間の対応する共振線路における第１単位結合部間同士で電界もしくは磁界結合を起こす傾向がある。これは、アースに接地された金属で遮断しない限り、電界方向もしくは磁界方向が近い結合は遠くに離れていても結合しようとする傾向があるからである。他方、その相対角度が90度を超えて135 度までは、相対角度が45度から90度と同じ意味となり、同様に、相対角度が135 度から180 度までは、相対角度が０度から45度と同じ意味となる。これは、電界もしくは磁界結合のしやすさは、その電界方向もしくは磁界方向の角度のずれの絶対値だけが影響するからである。従って、本発明の帯域通過フィルタ回路においては、各列間の対応する共振線路における第１単位結合部間で互いの線路の方向が45度〜90度の角度をなすように各共振線路を配設することが必要である。
【００２８】
【実施例】
次に、本発明の帯域通過フィルタ回路について具体例を説明する。
【００２９】
まず、ＬａＡｌ3 Ｏ単結晶基板上にＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏy （ｙ≒７）から成る超電導薄膜を0.5 μｍ積層し、物理エッチングによってその薄膜の不要な部分をエッチングすることにより、図２にフィルタ回路網図で示した中心周波数２ＧＨｚ・通過帯域幅約20ＭＨｚの帯域通過フィルタ特性の回路シミュレーション結果を実現するための、１／２λ共振線路から成る図３に示した構成の本発明の帯域通過フィルタ回路を作製した。このとき、各列間の対応する共振線路間における第１単位結合部間で互いの線路の方向が90度の角度をなすように構成した。
【００３０】
次に、比較例として、同じく１／２λ共振線路を組み合わせて作製した、図４に概略構成図で示す構成の帯域通過フィルタ回路を作製した。この例において、51・52・53・54・55および56はそれぞれ高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路（１／２λ共振線路）であり、Ｎ個、ここではＮ＝３個ずつそれぞれ対応させて51・52・53の列と54・55・56の列との２列に配置されている。58・59・61および62はそれぞれ各列内で隣接する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第１単位結合部を示しており、58は共振線路51と52とを、59は共振線路52と53とを、61は共振線路54と55とを、62は共振線路55と56とをそれぞれ電界結合により結合している。また、60・64および65はそれぞれ各列間の対応する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第２単位結合部を示しており、60は共振線路53と54とを電界結合により、64は共振線路51と56とを磁界結合により、65は共振線路52と55とを電界結合によりそれぞれ結合している。
【００３１】
また、各列の共振線路の１個ずつにはそれぞれ入出力用線路を電磁界結合させており、この例では共振線路51に入出力線路66を電界結合57により、共振線路56に入出力線路67を電界結合63によりそれぞれ結合させている。
【００３２】
図４に示した比較例の帯域通過フィルタ回路に対して、まず給電線としての入出力線路66より高周波信号が入力されると、この入力信号は電界結合の第１単位結合部57を介して共振線路51に入る。この入力信号は、共振線路51より、電界結合の第１単位結合部58を介して共振線路52に入る信号と、磁界結合の第２単位結合部64を介して共振線路56に入る信号とに分岐する。共振線路52に入った信号は、共振線路52より、電界結合の第１単位結合部59を介して共振線路53に入る信号と、電界結合の第２単位結合部65を介して共振線路55に入る信号とに分岐する。
【００３３】
共振線路52より共振線路53に入った信号は、電界結合の第２単位結合部60から他方の列の共振線路54・電界結合の第１単位結合部61を通って共振線路54と同じ列内の共振線路54に入り、共振線路55において第２単位結合部65を介した共振線路52からの信号と合流する。この共振線路55に入った信号は、電界結合の第１単位結合部62を介して共振線路56に入り、共振線路56において磁界結合の第２単位結合部64を介した信号と合流する。そして、共振線路56に入った信号は電界結合63を介して出力線としての入出力線路67に出力される。
【００３４】
ここで、電界結合57を行なう結合面57ａと57ｂ、電界結合の第１単位結合部58を行なう結合面58ａと58ｂ、電界結合の第１単位結合部59を行なう結合面59ａと59ｂ、電界結合の第２単位結合部60を行なう結合面60ａ、60ｂ、電界結合の第１単位結合部61を行なう結合面61ａと61ｂ、電界結合の第１単位結合部62を行なう結合面62ａと62ｂ、電界結合63を行なう結合面63ａと63ｂ、電界結合の第２単位結合部65を行なう結合面65ａ・65ｂと65ｃ・65ｄ、磁界結合の第２単位結合部64を行なう結合面64ａと64ｂは、それぞれ線路側面または線路端部を平行に対向して互いに向き合う構造になっている。そして、結合面57ａと57ｂ、結合面58ａと58ｂ、結合面59ａと59ｂ、結合面61ａと61ｂ、結合面62ａと62ｂ、結合面63ａと63ｂ、結合面64ａと64ｂの相対角度はすべて０度である。
【００３５】
さらに、これら図３および図４に示したものと同様にして、２列の共振線路の互いに対応する共振線路間における第１単位結合部間で互いの線路の方向の相対角度を15度・30度・45度・60度・75度と変化させた帯域通過フィルタ回路を作製した。この相対角度の変化は、それぞれ三角形状またはコの字状に屈曲させた各共振線路の折り曲げ角度と相対位置とを変化させることにより実現した。
【００３６】
そして、以上の帯域通過フィルタ回路についてそれぞれフィルタの伝送特性を冷凍機で60Ｋに冷却し、ネットワークアナライザにより求めるとともに、その伝送特性における減衰域の極の数を評価した。ここでフィルタの伝送特性の減衰域の極の数を評価したのは、この極は分岐回路によって形成されるものであり、不要な分岐が生じると不要な極が発生するため、不要な分岐の発生の有無を評価することができるからである。
【００３７】
図５に、図３に示した構成の、第１単位結合部間の相対角度が90度のときの本発明の帯域通過フィルタ回路の通過特性を結果を線図で示す。図５において横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は透過係数（単位：ｄＢ）を表わし、特性曲線は透過係数の周波数特性を示している。この結果より分かるように、減衰域での極の数は２つであり、図２に示した目標とするフィルタ特性とほぼ同等のフィルタ特性を有している。
【００３８】
これに対し、図４に示した構成の、第１単位結合部間の相対角度が０度のときの比較例の帯域通過フィルタ回路の通過特性の結果を図６に同様の線図で示す。
【００３９】
この結果より分かるように、減衰域での極の数は３つであり、また、通過帯域においても目標とするフィルタ特性に対して透過量が大きく減っている。
【００４０】
次に、第１単位結合部間の相対角度を15度・30度・45度・60度・75度と変化させた特の減衰域の極の数の変化を０度および90度の場合と共に表１に示す。
【００４１】
【表１】
これより、相対角度が０度・15度・30度では極が３つあることが分かる。
【００４３】
図７にこれら相対角度が０度・15度・30度のときの結合状態における図２と同様のフィルタ回路網図を示す。
【００４４】
図７のフィルタ回路網は、図２のフィルタ回路網に、相対角度０度・15度・30度による不要結合である電界結合71・72・73・74・75が加わったものである。これら電界結合71〜75について、図４を参照して説明すると、図４において、第１単位結合部58の電界結合面58ａもしくは58ｂと第１単位結合部62の電界結合面62ａもしくは62ｂとの相対角度と、第１単位結合部59の電界結合面59ａもしくは59ｂと第１単位結合部61の電界結合面61ａもしくは61ｂとの相対角度は０度である。このとき、共振線路51の電界結合面58ａと共振線路56の電界結合面62ｂとが結合して、図７の結合71となる。同様に、共振線路51の電界結合面58ａと共振線路55の電界結合面62ａとが結合して図７の結合72となり、共振線路52の電界結合面58ｂと共振線路56の電界結合面62ｂとが結合して図７の結合73となり、共振線路52の電界結合面59ａと共振線路54の電界結合面61ａとが結合して図７の結合74となり、共振線路53の電界結合面59ｂと共振線路55の電界結合面61ｂとが結合して図７の結合75となる。そして、相対角度が０度・15度・30度のときは、これらの不要結合が有効に働くため、極が設計値以上の数になると考えられる。
【００４５】
これに対し、相対角度が45度・60度・75度・90度のときは、電界結合する互いの電界方向が著しく異なるため、互いの電界結合がさらに結合することなくそれぞれ閉じた電界・磁界分布を持つことから、これらの不要結合の発生が抑制されるため、極が設計値通りの数になっており、また、通過特性も所望の設計値に近い良好な特性であった。
【００４６】
これにより、本発明の帯域通過フィルタ回路によれば、各列間の対応する第１単位結合部間の結合面を制御することにより、所定の各単位結合部以外の不要な電磁界結合が抑制でき、その結果、良好な透過特性を有する帯域通過フィルタ回路となることが確認できた。
【００４７】
なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改良を加えることは何ら差し支えない。例えば、それぞれの列の共振線路を別々の基板に形成し、互いの共振線路を対面させる構造としてもよい。また、フィルタ回路と電界もしくは磁界によって入出力する部分は、回路構成の結果３ヵ所以上になってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明のフィルタ回路によれば、高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路をＮ個（Ｎは２以上の整数）ずつそれぞれ対応させて２列に配置するとともに各列の共振線路の１個ずつにそれぞれ入出力用線路を電磁界結合させて成り、各共振線路は、各列内で隣接する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第１単位結合部と、各列間の対応する共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第２単位結合部とを有し、かつ各列間の対応する共振線路における第１単位結合部間で互いの線路の方向が45度〜90度の角度をなすように配設されていることにより、所定の各単位結合部以外における不要な電界もしくは磁界による結合がなくなり、同一分岐回路内の共振線路同士の不要分岐回路がない理想的フィルタ回路を構成することができ、その結果、共振線路を組み合わせて構成され内部に分岐を有する急峻なフィルタ特性の帯域通過フィルタ回路を正確に設計し作製することが可能となる。
【００４９】
以上により、本発明によれば、列間で対応する１／２λ共振器間における不要な電界もしくは磁界結合を解消して、フィルタ特性を正確に設計し作製することが可能な、１／２λ共振器を用いた帯域通過フィルタ回路を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】通過帯域における振幅の減衰特性を急峻に制御する一般的な帯域通過フィルタ回路の構成を示すフィルタ回路網図である。
【図２】図１のフィルタ回路網によって実現できるフィルタ特性の回路シミュレーション結果の例を示す線図である。
【図３】本発明の帯域通過フィルタ回路の実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【図４】比較例の帯域通過フィルタ回路の例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の帯域通過フィルタ回路の通過特性の結果を示す線図である。
【図６】比較例の帯域通過フィルタ回路の通過特性の結果を示す線図である。
【図７】第１単位結合部間の相対角度が０度・15度・30度のときの結合状態におけるフィルタ回路網図である。
【符号の説明】
31、32、33、34、35、36・・・・・共振線路
46、47・・・・・・・・・・・・・入出力線路
38、39、41、42・・・・・・・・・第１単位結合部
40、44、45・・・・・・・・・・・第２単位結合部
Claims (1)
- 高周波信号の中心周波数の波長の略２分の１の長さの共振線路をＮ個（Ｎは２以上の整数）ずつそれぞれ対応させて２列に配置するとともに各列の前記共振線路の１個ずつにそれぞれ入出力用線路を電磁界結合させて成り、前記各共振線路は、各列内で隣接する前記共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第１単位結合部と、各列間の対応する前記共振線路間で線路同士を平行に対向させて電磁界結合する第２単位結合部とを有し、かつ各列間の対応する前記共振線路における前記第１単位結合部間で互いの線路の方向が４５度〜９０度の角度をなすように配設されていることを特徴とする帯域通過フィルタ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24404699A JP4160696B2 (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 帯域通過フィルタ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24404699A JP4160696B2 (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 帯域通過フィルタ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068902A JP2001068902A (ja) | 2001-03-16 |
| JP4160696B2 true JP4160696B2 (ja) | 2008-10-01 |
Family
ID=17112929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24404699A Expired - Fee Related JP4160696B2 (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 帯域通過フィルタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4160696B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6965732B2 (ja) * | 2017-12-26 | 2021-11-10 | Tdk株式会社 | バンドパスフィルタ |
| JP6965733B2 (ja) * | 2017-12-26 | 2021-11-10 | Tdk株式会社 | バンドパスフィルタ |
| EP3996198A4 (en) | 2020-05-29 | 2022-10-26 | Fujikura Ltd. | BANDPASS FILTER |
| JP7663355B2 (ja) * | 2020-12-24 | 2025-04-16 | Tdk株式会社 | バンドパスフィルタ |
-
1999
- 1999-08-30 JP JP24404699A patent/JP4160696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001068902A (ja) | 2001-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3650957B2 (ja) | 伝送線路、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 | |
| JP3804407B2 (ja) | フィルタ | |
| KR100892024B1 (ko) | 밴드패스 필터 | |
| KR20040073131A (ko) | 포토닉 밴드갭 코플래너 웨이브가이드 및 이를 이용한전력 분배기 제조 방법 | |
| JP4160696B2 (ja) | 帯域通過フィルタ回路 | |
| JPH09246803A (ja) | 誘電体一体型ｎｒｄ線路超電導帯域通過フィルタ装置 | |
| JP3926291B2 (ja) | 帯域通過フィルタ | |
| WO2002052675A1 (en) | Four port hybrid microstrip circuit of lange type | |
| KR100616674B1 (ko) | 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터 | |
| US6633207B1 (en) | Continuous transmission line with branch elements, resonator, filter, duplexer, and communication apparatus formed therefrom | |
| KR102259102B1 (ko) | 전송영점을 갖는 로우 패스 필터 | |
| JP5094524B2 (ja) | 高周波結合線路および高周波フィルタ | |
| KR100449226B1 (ko) | 유전체 듀플렉서 | |
| US6194981B1 (en) | Slot line band reject filter | |
| JP2000013106A (ja) | 誘電体フィルタ、送受共用器および通信装置 | |
| JP2004349966A (ja) | 超伝導フィルタ | |
| WO1999018630A1 (en) | Slot line band pass filter | |
| KR100313893B1 (ko) | 협대역 초전도 대역 통과 필터 | |
| US4224584A (en) | Directional microwave coupler | |
| JP2001308603A (ja) | フィルタ | |
| JP2010074255A (ja) | 高周波フィルタ装置 | |
| CN115621688B (zh) | 硅基mems滤波器 | |
| KR20110055394A (ko) | 가변 공진기, 가변 필터 | |
| JPH04245702A (ja) | バンドパスフィルタ | |
| JP2008042608A (ja) | 帯域通過フィルタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060807 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080624 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080718 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130725 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |