JPH0481889B2 - - 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。 従来技術とその問題点 上記の周波数領域におけるバンドパスフイルタ
のフイルタ特性としては比較的高い尖鋭度（以
下、Ｑという）をもつことが要求され、従来は誘
電体同軸共振器を多段に接続したものが一般的で
あつた。 ところで、上記誘電体同軸共振器はコンデンサ
とコイルとからなる直列回路に別のコンデンサを
並列接続した等価回路であらわされるものである
が、バンドパスフイルタとして使用する場合は、
別途コンデンサ等の結合手段が必要となり、構造
上複雑化し、大型化すると共に、組立作業も手間
がかかるという欠点があつた。 出願人はこれに関連する発明として共振器回路
を構成する導電パターンを一枚の基板上に形成
し、かつ該共振器回路を複数個容量結合させるこ
とによつて、コンパクト化を実現したものを特願
昭61−97317にて既に提案した。 しかし、上記出願発明は、コンパクトにはなつ
たもののフイルタ特性の面においては必ずしもそ
の「Ｑ」が満足し得るものとは言い難く、尚改良
の余地が残されていた。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、コンパクトであつて、かつフイルタ
特性をより向上させたバンドパスフイルタを提供
することを目的とする。 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明のバンドパス
フイルタは、誘電体基板の表裏両面の２箇所に
夫々対向してコンデンサ電極パターンが形成さ
れ、この電極パターンとその間の誘電体基板とで
第１、第２のコンデンサを形成し、一方、上記基
板の表面に存する２つのコンデンサ電極の間及び
裏面に存する２つのコンデンサ電極の間にコイル
パターンが形成され、上記第１のコンデンサと、
この両側に直列に接続された上記コンデンサパタ
ーンによつて構成されるコンデンサとでLC直列
回路を形成し、かつ該LC直列回路に上記第２の
コンデンサが並列に接続されてなる共振器複数個
を容量結合すると共に、共振器間の少なくとも１
箇所をコイルによつて接続したことを要旨として
いる。 実施例 以下、図示の実施例に基づき本発明を詳説す
る。 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、図ロは側
面図、図ハは背面図である。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
と裏面１ｂには夫々コの字状をした導電パターン
２〜５が形成され、かつ表面１ａ側の導電パター
ン２と導電パターン４とは略凹状に形成された導
電パターン６を介して接続されている。上記導電
パターン２〜５は２つのコンデンサ電極パターン
２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５
ｂと１つのコイルパターン２ｃ，３ｃ，４ｃ，５
ｃとからなる。このうち、コンデンサ電極パター
ン２ａと３ａ，２ｂと３ｂ，４ａと５ａ，４ｂと
５ｂとは誘電体基板１を介して対向しており、基
板１の誘電率、厚み及びコンデンサ電極パターン
の対向面積によつて決定されるコンデンサ容量Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を有している。一方、コイ
ルパターン２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃは夫々対向し
ない位置に高周波的に形成され、夫々のコイルパ
ターンはインダクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４
を有している。また、前記コンデンサ電極パター
ン２〜５のうち基板表面１ａ側のコンデンサ電極
パターン２ａ，４ａは互いに接近する方向に延設
部２ｄ，４ｄが形成されると共に、該延設部２
ｂ，４ｂ間で所定容量のコンデンサCsを有する
ように基板裏面１ｂ側には導電パターン７が形成
される。８，９は入出力用のリード端子、１０，
１１は接地用の端子を示す。 しかして、上記導電パターン２，３（或いは導
電パターン４，５）は、第２図に示すような等価
回路で表され、共振器Ｑを構成している。すなわ
ち、該共振器Ｑは第１のコンデンサＣ１（C3）
の両側にコイルＬ１，Ｌ２（L3，L4）を接続し
てなるLC直列回路に第２のコンデンサＣ２
（C4）が並列接続されたものである。 第３図は第１図に示すバンドパスフイルタを価
回路で表したものである。すなわち、該バンドパ
スフイルタは、第２図の等価回路を持つ２個の共
振器Ｑ１，Ｑ２が上記コンデンサCsによつて容
量結合され、かつ共振器Ｑ１とＱ２が接続コイル
Ｌ５によつて接続されてなる。図中、Ｌ１０，Ｌ
１１はリード端子１０，１１の有するインダクタ
ンスである。このバンドパスフイルタは、コンデ
ンサCsの容量を変えることにより容量結合の度
合を変更でき、従つてこれによつて通過帯域幅を
調整することができる。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、第５図は接
続コイルＬ５を設けなかつた例を示す。中心周波
数は共に504MHzである。この両図の比較から明
らかなように共振器Ｑ１，Ｑ２が接続コイルＬ５
に接続されることにより中心周波数の両側に極
Ｐ，Ｐが形成され、接続コイルＬ５が設けられて
いない場合に比し、急峻な特性が得られることが
確認された。しかも、上述の如く該バンドパスフ
イルタは第３図の等価回路を有する導電パターン
からなるので、嵩張ることもなくコンパクトなも
のとなり、製造時においても手間がかからない。
この第４図のような周波数特性を得るための基板
１及び導電パターン２〜７の寸法等は次の通りで
ある。 (イ) 誘電体基板：厚み0.4mm、縦横寸法12×14mm、
誘電率80 (ロ) 導電パターン（各パターンとも同じ）： コンデンサ電極パターン２ａ，２ｂ ｌ１＝6.5（mm） ｌ２＝1.5（mm） ｌ３＝6.5（mm） ｌ４＝3.5（mm） Ｃ１＝20（PF） Ｃ２＝44（PF） コイルパターン２ｃ，３ｃ ｌ５＝5.6（mm） Ｌ１＝Ｌ２＝2.49（nH） コンデンサ電極パターン２ｄ，４ｄ，７ ｌ６＝ｌ７＝1.5（mm） ｌ８＝0.5（mm） ｌ９＝1.3（mm） Cs＝1.0（PF） コイルパターン６ ｌ１０＝ｌ１１＝1.5（mm） ｌ１２＝ｌ１３＝ｌ１４＝1.0（mm） ｌ１５＝3.5（mm） Ｌ５＝3.0（nH） 尚、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＝1.5（mm）としている。 第６図は他の実施例（第２の実施例）として第
２図に示す等価回路をもつ共振器を３段に結合し
た場合の例を示す。この実施例ではコの字状をし
た３個の導電パターン２，４，１２と３，５，１
３が一枚の誘電体基板１の表裏両面１ａ，１ｂに
夫々所定間隔をおいて形成されると共に、表面１
ａ側の導電パターン２，１２は導電パターン６を
介して接続されている。さらに上記導電パターン
２，４，１２は、その一部を延長して延設部２
ｄ，４ｄ，１２ｄ，１２ｅを形成し、かつこの延
設部２ｄ，４ｄ，１２ｄ，１２ｅと一部対向する
導電パターン１７，１４を基板裏面１ｂに形成し
ている。第７図は第６図のバンドパスフイルタを
等価回路であらわしたものである。すなわち、上
記基板１の表裏両面に形成された導電パターン２
と３，４と５，１２と１３で共振器Ｑ１，Ｑ２，
Ｑ３を構成し、延設部２ｄ，４ｄ，１２ｄ，１２
ｅと導電パターン７，１４とで結合用のコンデン
サCs₁，Cs₂を構成すると共に、共振器Ｑ１，Ｑ３
は接続コイルＬ５で互いに接続される。図中、Ｃ
５，Ｃ６，Ｌ６，Ｌ７は共振器Ｑ３を構成するコ
ンデンサ及びコイル、Ｌ１５はリード端子１５の
もつコイル成分である。第８図は上記バンドパス
フイルタの周波数特性を示し、コイルＬ５を設け
なかつた場合を示す。中心周波数は共に400MHz
である。この図から明らかなように接続コイルＬ
５を設けることにより、中心周波数の両端に２個
の極Ｐ，Ｐが形成され、急峻な特性が得られたの
が確認された。このような周波数特性を得るため
のバンドパスフイルタの導電パターン６の各部寸
法は次の通りである。 ｌ１６＝1.0（mm） ｌ１７＝3.5（mm） Ｌ５＝2.0（nH） 第１０図はさらに別の実施例（第３の実施例）
を示したものであつて、第２の実施例と同様、第
２図の等価回路をもつ共振器を３段結合し、か
つ、表面１ａ側の導電パターン１２の一部に矩形
状の突設部１６を設けると共に、該突設部１６と
対向するように裏面１ｂ側の導電パターン５にも
同様な突設部１７を設け、さらに該突設部１６，
１７を電気的に接続する貫通孔１８を設けたもの
である。尚、該貫通孔１８には銀等の導電ペース
トが充填される。第１１図は第１０図のバンドパ
スフイルタの等価回路を示したものである。上記
突設部１６，１７でもつてコイルＬ５か形成され
ている。第１２図はその周波数特性を示したもの
である。この図から明らかなように中心周波数
405Hzの両側に極Ｐ，Ｐが形成され、急峻な周波
数特性が得られるのが判る。以下に導電パターン
１６，１７の各部寸法を示す。 ｌ１８＝1.0（mm） ｌ１９＝2.5（mm） 貫通孔１８＝0.5（mmφ） Ｌ５＝2.0（nH） このように共振器間をコイルで接続することに
より、急峻な特性が得られたのが確認された。ま
た、本発明に係るバンドパスフイルタは、共振器
を導電パターンで形成したので３段以上の多段に
接続しても嵩張ることもなくコンパクトなものと
なる。 尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく要旨を逸脱しない範囲において設計変更可能
なことは勿論である。例えば、共振器の段数につ
いても限定されることがなく、一枚の基板上に３
個以上の共振器を多段接続することも可能であ
る。さらに、リード端子の導出個所も任意であ
り、共振器の間隔を変えることによつて帯域幅を
変えることも可能である。また、第２及び第３図
の実施例において、極Ｐの周波数はリード端子１
５を第６図及び第１０図に示す如く矢印Ａ方向に
移動させることにより、任意に選べることがで
き、用途に応じたフイルタ特性を有するバンドパ
スフイルタを得ることができる。また、導電パタ
ーンの形成も銀ペースト等をクスリーン印刷する
ことにより容易に行なうことができ、さらに共振
器間の接続個所についても少なくとも１箇所あれ
ば良くの接続個所を２箇所以上に設定してもよい
ことはいうまでもない。 発明の効果 以上詳述したように本発明のバンドパスフイル
タは、第１のコンデンサの両側に直列にコイルが
接続されたLC直列回路に並列に第２のコンデン
サが接続された等価回路をもつ共振器複数個を容
量結合すると共に、共振器間の少なくとも１箇所
をコイルによつて接続した構成としたもので、中
心周波数の両側に極が形成され、急峻なフイルタ
特性を得ることができる。またコンデンサ電極パ
ターン及びコイルパターンは誘電体基板の表裏両
面共同一パターンで形成したので、製造に際して
同一パターンの印刷マスクを使用でき、安価に製
造することができる。 加えて、誘電体同軸共振器と異なり、共振器の
構成要素であるコンデンサの容量を単独で変更調
整することができるので、インピーダンスマツチ
ングがとりやすい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（第１の実施例）と
してのバンドパスフイルタを示し、図イは正面
図、図ロは側面図、図ハは背面図、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
第１の実施例におけるバンドパスフイルタの周波
数特性図、第５図はコイルを接続しなかつた場合
の一例を示す周波数特性図、第６図イは第２の実
施例を示すバンドパスフイルタの正面図、図ロは
その側面図、図ハは背面図、第７図はその等価回
路図、第８図は第２の実施例におけるバンドパス
フイルタの周波数特性図、第９図はコイルを接続
しなかつた場合の一例を示す周波数特性図、第１
０図イは第３の実施例を示すバンドパスフイルタ
の正面図、図ロは側面図、図ハは背面図、第１１
図はそのフイルタの等価回路図、第１２図は第３
の実施例における周波数特性図である。 １……誘電体基板、２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，
４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ……コンデンサ電極パタ
ーン、２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃ……コイルパター
ン、Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５……第１のコンデンサ、
C2，C4，C6……第２のコンデンサ、Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７……コイル、
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３……共振器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘電体基板の表裏両面の２箇所に夫々対向し
   てコンデンサ電極パターンが形成され、この電極
   パターンとその間の誘電体基板とで第１、第２の
   コンデンサを形成し、一方、上記基板の表面に存
   する２つのコンデンサ電極の間及び裏面に存する
   ２つのコンデンサ電極の間にコイルパターンが形
   成され、上記第１のコンデンサと、この両側に直
   列に接続された上記コンデンサパターンによつて
   構成されるコンデンサとでLC直列回路を形成し、
   かつ該LC直列回路に上記第２のコンデンサが並
   列に接続されてなる共振器複数個を容量結合する
   と共に、共振器間の少なくとも１箇所をコイルに
   よつて接続したことを特徴とするバンドパスフイ
   ルタ。