JPH0481891B2 - - 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。

従来の技術及びその問題点 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磁気結合させるこ
とによつて、コンパクト化を実現したものを特願
昭61−97316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、前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、前記
第１のコンデンサと、この両側に直列に接続され
た前記コイルパターンによつて構成されるコイル
とでLC直列回路を形成し、かつこのLC直列回路
に前記第２のコンデンサが並列に接続されてなる
複数の共振器を各共振器のコイルを他の共振器の
コイルと磁気結合することにより多段接続すると
共に、少なくとも１つの共振器間をコイルによつ
て接続したことを特徴としている。

作 用 上記の如く、誘電体基板の両面に所定の導電パ
ターンを形成することにより嵩の低い共振器がで
き、これを多段に接続することによりバンドパス
フイルタ全体が嵩低く構成できる。しかも、コン
デンサ電極パターン及びコイルパターンは同一の
パターンで形成できるので、フイルタが容易にし
かも安価に製造できる。また、複数の多段結合し
た共振器間の少なくとも１ケ所をコイルで接続す
ることによつて、フイルタの特性上通過帯域の両
側近くに極が発生する。このように通過帯域の両
側に極が発生すると、周波数特性の立上がりが急
峻となる。

実施例 第１図は本発明の第１の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材等からなる比誘電率80、厚さ0.4mmの
誘電体基板で、その表面１ａと裏面１ｂとには
夫々コの字形をした導電パターン２，３，４，５
が例えば銀ペーストをスクリーン印刷することに
より形成され、かつ、表面１ａ側の導電パターン
２と４とは長方形に形成された導電コイルパター
ン６を介して接続されている。各導電パターン２
〜５は２つのコンデンサ電極パターン２ａ，２
ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂと１つ
のコイルパターン２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃとから
成つている。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５
ｂ、とは誘電体基板１を介して対向しており、基
板の比誘電率、厚み、コンデンサの電極の対向面
積によつて決まる容量のコンデンサＣ１，Ｃ２，
Ｃ３，Ｃ４を形成している。一方、コイルパター
ン２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃは、夫々対向しない位
置に形成されている。各コイルパターン２ｃ，３
ｃ，４ｃ，５ｃは高周波的にコイルを形成する。
ここでは、各コイルパターンのインダクタンスを
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とする。７，９は夫々入
出力用のリード端子、８は接地用のアース端子で
ある。

上記構成において、誘電体基板１の表裏面で対
向する導電パターン２と３、及び４と５とは夫々
第２図に示すように第１のコンデンサＣ１，Ｃ３
の両側に直列コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を接
続したLC直列回路に第２のコンデンサＣ２，Ｃ
４が並列接続した等価回路であらわされる共振器
Ｑ１，Ｑ２を構成する。そして、この等価回路を
もつ共振器Ｑ１，Ｑ２が、磁気結合され、かつ、
前記導電コイルパターン６によつて接続されてい
るので、第３図に示す如き等価回路をもつバンド
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２ｃ，４ｃ間の磁気的結合度をあらわ
す相互インダクタンス、Ｌ５は導電コイルパター
ンン６のもつインダクタンス、Ｌ６はリード端子
８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なわれている。
図中、Csはその結合容量を模式的に示している。
前記２つの共振器Ｑ１，Ｑ２の間隔を変えること
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。

この場合、間隔を狭くすると帯域幅は広くな
り、間隔を広くすると帯域幅が狭くなる。

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458MHzであ
る。この両図の比較から明らかなように共振器Ｑ
１，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図に示す等
価回路を有する導電パターンからなり、嵩張るこ
ともなくコンパクトなものとなる。第４図に示す
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２〜６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14×９mm、
比誘電率80 (ロ)導電パターン：l1＝７ （mm）， 各パターンと寸法は共通）l2＝1.5 （mm）， 寸法は共通） l3＝７ （mm）， l4＝3.5 （mm）， l5＝６ （mm）， l6＝3.5 （mm）， l7＝1.1 （mm）， C1＝11（PF），C2＝53（PF）， L1＝L2＝2.77（nH）， L5＝２（nH）， (ハ) コイルパターン２ｃ，４ｃの間隔ｄ＝１mm
尚、コイルパターン２ｃ〜５ｃ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＝1.5mmとして
いる。

前記第１の実施例では一枚の誘電体基板に２つ
の共振器Ｑ１，Ｑ２を設けて、共振器を２段結合
した例を示しているが、本発明は２段結合に限る
ものではなく、３段あるいは４段以上結合したも
のに適用できる。更に磁気結合のさせ方も任意で
ある。第６図はその一例として３段結合の場合を
示している。即ち、この実施例では一枚の誘電体
基板１の表裏両面１ａ，１ｂにコの字形をした導
電パターンを３個ずつ（２，４，10）（３，５，
11）間隔ｄ１，ｄ２をおいて形成すると共に、表
面１ａの側の導電パターン２，４は導電コイルパ
ターン６を介して接続している。図中、１２，１
３は夫々中間段の共振器Ｑ２の一部をアースに落
とすためのリード端子、１４，１５は夫々入出力
用のリード端子である。このように、共振器を３
段結合したフイルタにおいても、２段結合のフイ
ルタと同様に共振器Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の間隔ｄ
１，ｄ２を変えることにより通過帯域幅を広狭調
整することができる。

この実施例のバンドパスフイルタの等価回路を
第７図に、周波数特性の一例を第８図に示す。図
中、Ｌ１２，Ｌ１３はリード端子１２，１３のも
つインダクタンスである。

第８図より、本実施例バンドパスフイルタは中
心周波数400MHzの両側のすぐ近くに極Ｐ１，Ｐ
２ができ、急峻な立上がり特性をもつことがわか
る。又、同時に極Ｐ２より高周波側に極Ｐ３が発
生しているが、この極Ｐ３は急峻な立上がり特性
には影響を与えない。

尚、第６図の実施例において、中間段の共振器
Ｑ２に設けられたリード端子１２の接続位置を図
中矢印Ａ，Ｂで示す如く移動することにより、極
Ｐ１，Ｐ２の周波数を中心周波数に近づけたり、
遠ざけたりさせることができる。

第９図は本発明の第３の実施例を示す。これは
前述の第２の実施例と同様に、共振器を３段結合
させ、かつ誘電体基板の表面１ａ側の導電パター
ン２，４を導電コイルパターン６を介して接続さ
れたものであるので各構成の詳細な説明は省略す
るが、第２の実施例とはリード端子の導出位置を
違えてある。図中、１６，１７は夫々入出力用の
リード端子で、１８，１９は夫々接地用のアース
端子である。この第３の実施例バンドパスフイル
タにおいても前記第１及び第２の実施例と同様
に、共振基Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の間隔を変えること
により通過帯域幅を広狭調整することができる。

第１０図に上記第３の実施例のバンドパスフイル
タの等価回路図を示す。図において、Ｌ１６及び
Ｌ１７は夫々リード端子１６，１７のもつインダ
クタンスである。第１１図は第３の実施例の周波
数特性を示し、同図より、本実施例のバンドパス
フイルタは中心周波数404MHzの両側のすぐ近く
に極Ｐ１，Ｐ２ができ、急峻な特性をもつことが
わかる。

尚、上記各実施例においては、１枚の誘電体基
板上に複数の共振器を形成したものについて示し
たが、これは必ずしも１枚の基板上に形成する必
要はなく、複数の基板を用いても良い。

更に、上記各実施例において共振器間にスリツ
トを入れれば、スプリアスを防止することがで
き、更に好都合である。

発明の効果 本発明に係るバンドパスフイルタは上記の如く
構成したので、以下の様な効果がある。即ち、 誘電体基板の両面に所定の導電パターンを形
成した嵩の低い共振器を多段に接続して構成し
ているので、フイルタ全体が嵩低く構成でき
る。その上、１枚の誘電体基板上に全ての共振
器を形成することによつて基板の共有を図れ
ば、更に嵩低くコンパクトな構成となし得る。

上記等価回路をもつ共振基は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。

コンデンサ電極パターンおよびコイルパター
ンは誘電体基板の表裏両面に同一パターンで形
成できるので、スクリーン印刷等の技術を利用
すれば同一印刷マスクを使用でき、簡単な作業
で容易にかつ安価にバンドパスフイルタを形成
できる。

多段結合した複数の共振器の少なくとも１つ
の共振器間をコイルによつて接続したので、通
過帯域のすぐ近くに極をつくることができ、急
峻な周波数特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第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図は該フイルタの周
波数特性を示す図、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
本発明の第２の実施例としてのバンドパスフイル
タの正面図、図ロは側面図、図ハは背面図、第７
図は第６図のフイルタの等価回路図、第８図は第
６図のフイルタの周波数特性を示す図、第９図イ
は本発明の第３の実施例としてのバンドパスフイ
ルタの正面図、図ロは側面図、図ハは背面図、第
１０図は第９図のフイルタの等価回路図、第１１
図はそのフイルタの周波数特性を示す図である。 Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５……第１のコンデンサ、Ｃ
２，Ｃ４，Ｃ６……第２のコンデンサ、Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ８……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、前記基板の表面に存
   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、前記第１のコンデンサと、この両側に直
   列に接続された前記コイルパターンによつて構成
   されるコイルとでLC直列回路を形成し、かつこ
   のLC直列回路に前記第２のコンデンサが並列に
   接続されてなる複数の共振器を各共振器のコイル
   を他の共振器のコイルと磁気結合することにより
   多段接続すると共に、少なくとも１つの共振器間
   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。