JPH0434287B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、UHF帯を含みそれ以上の周波数領
域で好適に使用されるバンドパスフイルタに関す
る。

従来の技術 上記の周波数領域で使用されるバンドパスフイ
ルタとして従来は、誘電体同軸共振器を多段に接
続したものがある。しかし、かかるフイルタの場
合、誘電体同軸共振器が円筒形をしているため
に、これを多段に並べたフイルタはかさ張るとい
つた欠点があつた。

そこで、このような問題点を解消せんとして本
出願人は、次に述べるような小型のバンドパスフ
イルタを先に提案した（特願昭61−97315）。

このバンドパスフイルタは、第１１図に示すよ
うに、誘電体基板５１の表面５１ａと裏面５１ｂ
とに、導電パターン５２〜５５が形成されてい
る。各導電パターン５２〜５５は、２つのコンデ
ンサ電極パターン５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３
ｂ，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂと１つのコ
イルパターン５２ｃ，５３ｃ，５４ｃ，５５ｃと
から成つている。コンデンサ電極パターン５２ａ
と５３ａ、５２ｂと５３ｂ、５４ａと５５ａ、５
４ｂと５５ｂとは誘電体基板５１を介して対向し
ており、コンデンサＣ５１，Ｃ５２，Ｃ５３，Ｃ
５４を形成している。また、コイルパターン５２
ｃ，５３ｃ，５４ｃ，５５ｃは、高周波的にはコ
イルＬ５１，Ｌ５２，Ｌ５３，Ｌ５４を形成す
る。

発明が解決しようとする問題点 ところで、誘電率80、厚さ400μmの誘電体基板
５１を用いてこのバンドパスフイルタを構成する
と、例えば、周波数特性が中心周波数644MHzの
ものであれば、コンデンサＣ５１，Ｃ５２はそれ
ぞれ11pF、53pF、コイルＬ５１，Ｌ５２は共に
2.77nHの値をとる。これらの値を得るためには、
各導電パターン５２〜５５は、l51＝７mm、l52＝
1.5mm、l53＝７mm、l54＝3.5mm、l55＝６mmの大き
さが必要である。したがつて、２つの共振器（Ｒ
４０，Ｒ５０）を誘導結合したバンドパスフイル
タ全体の縦横寸法は、14×９mmの大きさとなり、
誘電体同軸共振器を多段に接続したフイルタに比
較すると、かなり小型化できるものであつた。

しかしながら、近来電子機器は、機器本体をよ
り小型で軽量なものにする要望が強く、上記にバ
ンドパスフイルタでは、機器本体の小型、軽量化
になお障害となつていた。

本発明は、上記問題点に鑑み、小形、軽量なバ
ンドパスフイルタを提供することを目的としてい
る。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明は、基板と、
基板表面に形成された２つのコイルパターンと、
両コイルパターン両端からそれぞれ延長して基板
表面に形成された４つのコンデンサ電極パターン
と、一方のコイルパターンから延長されたコンデ
ンサ電極パターンと他方のコイルパターンから延
長されたコンデンサ電極パターンの両方に対向す
る状態で基板内部に形成された２つのコンデンサ
電極パターンとからなる共振器複数個を結合する
ことによつて多段接続してなることを構成上の特
徴とする。

実施例 第１図は本発明の一実施例としてのバンドパス
フイルタの構成を示し、図イは正面図、図ロは図
イのＸ−Ｘ線断面図である。図中、１は例えば
FRDR材等からなる誘電体基板で、その表面１ａ
には、並列に４つのコイルパターン２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄが形成され、各コイルパターン２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄの両端には、コンデンサ電極パ
ターン３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ，３ｃ，４ｃ，３
ｄ，４ｄが形成されている。これらのコイルパタ
ーン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及びコンデンサ電極
パターン３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ，３ｃ，４ｃ，
３ｄ，４ｄは、例えば銀ペーストをスクリーン印
刷することによつて形成されている。誘電体基板
１の内部１ｂには、前記コンデンサ電極パターン
３ａと３ｂ、４ａと４ｂ、３ｃと３ｄ、４ｃと４
ｄとにそれぞれ対向してコンデンサを構成するた
めのコンデンサ電極パターン５ab，６ab，５cd，
６cdが表面１ａから距離ｄをあけて形成されて
いる。このコンデンサ電極パターン５ab，６ab，
５cd，６cdの形成方法は積層コンデンサの内部
電極形成の際などに用いられる積層法によること
ができる。前記コンデンサ電極パターン３ａ，３
ｂとコンデンサ電極パターン５ab，４ａ，４ｂ
と６ab，３ｃ，３ｄと５cd、及び４ｃ，４ｄと
６cdとは、上記のようにそれぞれ対向状態に形
成されており、誘電体基板１の誘電率ε、距離
ｄ、コンデンサの対向面積で決まる容量のコンデ
ンサC₁₁，C₁₂，C₁₃，C₁₄，C₁₅，C₁₆，C₁₇，C₁₈を
形成し、そのうち、コンデンサC₁₁，C₁₃が直列に
接続されてコンデンサＣ１が構成され、同様に、
C₁₂，C₁₄でＣ２、C₁₅，C₁₇でＣ３、C₁₆，C₁₈でＣ
４が構成されている。また、コイルパターン２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、高周波的にコイルを形
成するので、そのインダクタンスをＬ１，Ｌ２，
Ｌ３，Ｌ４とする。１１，１３は入出力用のリー
ド端子で、１２，１４は接地用の端子である。

上記構成では、第２図に示すように、１つのコ
ンデンサＣ１（Ｃ３）の両側に直列に２つのコイ
ルＬ１，Ｌ２（Ｌ３，Ｌ４）を接続したLC直列
回路に他のコンデンサＣ２（Ｃ４）を並列接続し
た等価回路であらわされる共振器Ｒ１（Ｒ２）
が、第１図に示すように、間隔ｔで近接する２つ
のコイルパターン２ｂ，２ｃによつて誘導結合さ
れているので、第３図に示す如き等価回路をもつ
たバンドパスフイルタを構成する。図中、Ｍは２
つのコイルパターン２ｂ，２ｃ間の磁気的結合度
をあらわす相互インダクタンス、Ｌ１２，Ｌ１４
はリード線１２，１４のもつインダクタンスであ
る。尚、上記２つの共振器は誘電体基板１を用い
ている関係上、磁気的結合だけでなく容量的結合
も行われている。図中Csはその結合容量を模式
的にあらわしている。そして、前記２つのコイル
パターン２ｂ，２ｃの間隔ｔを変えることにより
結合（磁気的、容量的結合の両方を含む）の度合
を変更でき、これによつてバンドパスフイルタの
通過帯域幅を調整できる。

第４図は、上記構成のバンドパスフイルタの周
波数特性を示している。中心周波数が644MHzで
帯域幅が20MHzの急峻な特性をもつている。この
ような周波数特性を得るための誘電体基板１及び
１つの共振器Ｒ１を構成するコイルパターンとコ
ンデンサ電極パターンの各寸法等は次の通りであ
る。

(イ) 誘電体基板：誘電率80、厚み400μm、距離ｄ
＝20μm、縦横寸法11×7.5mm、 (ロ) コンデンサ電極パターン３ａ，４ａ，３ｂ，
４ｂ及びコンデンサ電極パターン５ab，６ab
の寸法： l1＝l2＝l3＝l4＝２（mm）、 l5＝0.26（mm）、l6＝0.61（mm）、 l7＝l8＝6.0（mm）。

これで、 C1＝11（pF）、C2＝53（pF）、 L1＝L2＝2.77（nH）、 となる。

(ハ) コイルパターン２ｂ，２ｃの間隔ｔ＝１mm。

なお、コイルパターンの幅Ｗはインダクタンス
値には関係しないが、幅が大である程抵抗分が小
さくなるので、Ｑが高くなり好ましいといえる。
この実施例ではＷ＝1.0mmとしている。

また、この実施例では、２つの共振器Ｒ１，Ｒ
２間の結合をコイルパターン２ｂ，２ｃによつて
行つているが、それを併せて共振器間の少なくと
も一カ所を等価的にコイルを構成する部材（例え
ば金属片）又は、等価的にコイルとコンデンサの
直列回路を構成する部材（例えばリード付コンデ
ンサ）等で接続することもできる。そのようにす
ると、フイルタ特性に極を作ることができ、それ
によつて更に急峻なフイルタ特性を得ることがで
きる。

次に、第５図に本発明の他の実施例を示す。こ
の実施例では、前述の実施例における１単位の共
振器Ｒを、３個用いて多段に結合した例を示して
いる。ここで、各共振器をそれぞれＲ１，Ｒ２，
Ｒ３とすると、共振器Ｒ３はコイルパターン２
ｅ，２ｆ、コンデンサ電極パターン３ｅ，４ｆ及
びコンデンサ電極パターン５ef，６efで構成され
ており、共振器Ｒ１，Ｒ２及びＲ２，Ｒ３は間隔
ｔ１，ｔ２を隔てて配置されているので、コイル
パターン２ｂ，２ｃ及び２ｄ，２ｅを介して結合
され、第６図に示すような等価回路を持つたバン
ドパスフイルタを構成する。図中、Ｌ１２，Ｌ１
４，Ｌ１５は端子１２，１４，１５のもつコイル
成分である。

この実施例のフイルタの周波数特性の一例を第
７図に示す。前記実施例と同様に間隔ｔ１，ｔ２
を変えることにより通過帯域幅の広狭調整するこ
とができる。また、各共振器間隔の少なくとも１
箇所をコイル成分又はコイルとコンデンサの直列
回路で接続することにより、フイルタ特性に極を
作ることもできる。

第８図に本発明の更に他の実施例を示す。１つ
の誘電体基板１に３つの共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３
を形成し、これらを多段結合したバンドパスフイ
ルタを構成する点では第２の実施例と同じである
が、この実施例では各共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３間
の結合を主に容量結合によつて行つた点で前記実
施例と異なつている。即ち、図に示すように、結
合部分において隣接したコンデンサ電極パターン
３ｂ，３ｃ、及び３ｄ，３ｅを相対方向に延長２
１，２２及び２３，２４とすると共に、この延長
２１，２２及び２３，２４部分と対向するよう
に、基板内部１ｂにコンデンサ電極パターン２
５，２６を形成し、これら延長部分２１，２２と
コンデンサ電極パターン２５及び延長部分２３，
２４とコンデンサ電極パターン２６とで形成され
る静電容量Ｃ７，Ｃ８により各共振器Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３を結合している。但し、前記延長部分２
１，２２及び２３，２４は高周波的にはコイル成
分も持つので、純粋な容量結合とは言い難く、容
量結合が主体となつても結合が行われているとい
える。

この構成のバンドパスフイルタの等価回路を第
９図に示し、また周波数特性を第１０図に示す。
この実施例でもスプリアス特性が良好であること
がうかがえる。なお、この実施例においても上記
各実施例と同様に、共振器間をコイル成分又はコ
イル成分とコンデンサの直列回路で接続すること
により極を作ることもできる。

以上の各実施例において、全ての共振器は一枚
の誘電体基板１に設けられているが、１つの共振
器単位で一枚の誘電体基板上に形成し、それを必
要な数だけ連結するようにしても同等の作用、効
果は得られる。

発明の効果 以上の如く、本発明のバンドパスフイルタは、
コンデンサを構成する一方のコンデンサ電極パタ
ーンを基板の内部に埋設したので、基板表面に形
成されたコンデンサ電極パターンと、基板内部に
形成されたコンデンサ電極パターンとの間隔を簡
単に狭くすることができ、コンデンサ容量が同じ
であれば、コンデンサ電極パターンの占有する面
積を小さくできるため、１つの共振器の容量を減
少させることで、該共振器を多段に結合したバン
ドパスフイルタを小型にでき、このバンドパスフ
イルタを装着する電子機器を小型、軽量に構成す
ることができる。

加えて、上記等価回路をもつ共振器はＱが高い
ので、それを多段に結合して構成した本発明のフ
イルタもＱが高く良好な選択度をもつといつた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのバンドパス
フイルタを示し、図イは正面図、図ロは図イのＸ
−Ｘ線断面図、第２図は第１図のフイルタを構成
する共振器の等価回路図、第３図は第１図のフイ
ルタの等価回路図、第４図は該フイルタの周波数
特性、第５図イは本発明の他の実施例としてのバ
ンドパスフイルタの正面図、図ロは図イのＹ−Ｙ
線断面図、第６図は第５図のフイルタの等価回路
図、第７図は第５図のフイルタの周波数特性を示
す図、第８図イは本発明の更に他の実施例として
のバンドパスフイルタの正面図、図ロは図イのＺ
−Ｚ線断面図、第９図は第８図のフイルタの等価
回路図、第１０図は第８図のフイルタの周波数特
性を示す図、第１１図イは従来例のフイルタの正
面図、図ロは側面図、図ハは背面図である。 １……誘電体基板、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，
２ｅ，２ｆ……コイルパターン、３ａ，４ａ，３
ｂ，４ｂ，３ｃ，４ｃ，３ｄ，４ｄ，３ｅ，４
ｅ，３ｆ，４ｆ……コンデンサ電極パターン、５
ab，６ab，５cd，６cd，５ef，６ef……コンデ
ンサ電極パターン、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ
５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８……コンデンサ、Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６……コイル、Ｒ１，
Ｒ２，Ｒ３……共振器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板と、基板表面に形成された２つのコイル
   パターンと、両コイルパターン両端からそれぞれ
   延長して基板表面に形成された４つのコンデンサ
   電極パターンと、一方のコイルパターンから延長
   されたコンデンサ電極パターンと他方のコイルパ
   ターンから延長されたコンデンサ電極パターンの
   両方に対向する状態で基板内部に形成された２つ
   のコンデンサ電極パターンとからなる共振器複数
   個を結合することによつて多段接続してなること
   を特徴とするバンドパスフイルタ。