JPH05335805A

JPH05335805A - バンドパスフィルタとその共振周波数調整方法

Info

Publication number: JPH05335805A
Application number: JP35954392A
Authority: JP
Inventors: Tokumasa Ishitobi; 徳昌石飛; Hideaki Shimoda; 秀昭下田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-04-04
Filing date: 1992-12-26
Publication date: 1993-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】小形化、表面実装化が可能であり、また、共振
周波数が高低いずれの方向にも行え、歩留りが向上する
二次のバンドパスフィルタおよび共振周波数調整方法を
提供する。【構成】ストリップ構造の共振器を用いた二次のバンド
パスフィルタにおいて、誘電体でなる四角形の基板１内
の異なる高さに導体２、３を交差状に配置する。各導体
２、３の一端を基板１の角部においてグランドプレーン
４、５に接続する。他の角部に共振器１の端子８、９を
設ける。また、前記バンドパスフィルタにおいて、導体
２、３のグランドプレーンとの接続部を削ることによ
り、共振周波数を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体内に線路となる
導体を一体に形成し、誘電体の周囲にグランドプレーン
を形成したストリップ構造のバンドパスフィルタとその
共振周波数調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】例え
ば携帯電話等のように２５０ＭＨｚ以上に及ぶような超
高周波を使用する移動式通信機器等においては、図１０
（Ａ）の等価回路で示されるバンドパスフィルタが用い
られる。図１０（Ａ）において、２０ａ、２０ｂは方形
同軸線路により構成される共振器である。２１ａ、２
１ｂは入出力端子であり、結合コンデンサ２２ａ〜２２
ｃの結合コンデンサによって前記共振器２０ａ、２０ｂ
を結合することで、図１０（Ｂ）のバンドパスフィルタ
の特性図に示すような減衰特性を得る。

【０００３】図１０（Ｃ）は従来のバンドパスフィルタ
の分解斜視図、図１０（Ｄ）はその断面図である。図１
０（Ｃ）、（Ｄ）において、２１ａ、２１ｂは銀等でな
る前記端子、２４は誘電体でなるスリーブ、２５は中心
に穴２６を有する誘電体、２７は該穴２６の内壁に形成
された銀等でなる中心導体、２８は誘電体２５の少なく
とも上下面に形成された銀層でなるグランドプレーンで
あり、中心導体２７内の一端にスリーブが挿着され、中
心導体２７の他端はグランドプレーン２８に接続されて
共振器のインダクタンス成分を構成し、中心導体２７と
誘電体２５とグランドプレーン２８とで共振器の容量成
分を構成する。また、端子２１ａ、２１ｂとスリーブ２
４と中心導体２７とで端子２１ａ、２１ｂと共振器２０
ａ、２０ｂとの間の結合コンデンサ２２ａ、２２ｃを構
成し、中心導体２７につながるように表面に形成した導
体膜２９、２９間で共振器２０ａ、２０ｂ間の結合コン
デンサ２２ｂを形成する。そして、このように組合わさ
れた共振器２０ａ、２０ｂにシールドケース３１を被せ
て１つのバンドパスフィルタを構成する。

【０００４】このような従来のバンドパスフィルタは、
例えば中心周波数が８３５ＭＨｚのものにおいて、材料
の誘電率を７０とすると、長さＬ（図１０（Ｃ）参照）
が１１ｍｍ、厚さＨが７ｍｍ、幅Ｗが１１ｍｍ程度であ
り、小形化および表面実装形にし難い上、共振周波数の
調整も困難であるという問題点があった。

【０００５】また、従来の他のバンドパスフィルタとし
て、線路となる複数本の導体を誘電体でなる基板内に平
行に形成したストリップ構造のものがあるが、この構成
によると、フィルタの長さは使用波長の約１／４であ
り、損失を減らすために、導体幅をなるべく太くしなけ
ればならず、これらのことが小形化、薄形化の障害とな
っている。また、導体の端部が露出している側面部を削
ることによって共振周波数を調整しているので共振周波
数が高くなる方向にしか調整できず、歩留が悪いという
問題点があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑み、小形化、表
面実装化が可能であり、また、共振周波数が低下する方
向に調整が行え、歩留が向上する二次のバンドパスフィ
ルタおよび共振周波数調整方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ストリップ構造の共振器を用いた二次の
バンドパスフィルタにおいて、誘電体でなる四角形の基
板内の異なる高さに２本の導体を内蔵させ、一方の導体
を前記基板の第１の角部ないし該第１の角部の反対側の
第３の角部にわたって形成し、他方の導体を前記基板の
第２の角部ないし該第２の角部の反対側の第４の角部に
わたって形成することにより、これらの導体を交差さ
せ、これらの各導体の一端をグランドプレーンに接続し
たことを特徴とする。また、本発明は、前記基板の角部
となる導体とグランドプレーンとの接続部を削ることに
より、共振周波数を調整することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明のバンドパスフィルタは、上記構成を有
するので、２本の導体交差部で共振器の結合コンデンサ
が形成される。各導体の一方のグランドプレーンとの接
続部となる角部を削ると、共振周波数が低くなる。

【０００９】

【実施例】図１（Ａ）は本発明によるバンドパスフィル
タの一実施例を示す斜視図、同（Ｂ）はそのＥ−Ｅ断面
図、（Ｃ）は等価回路図である。これらの図において、
２、３は例えばアルミナその他の誘電体でなる基板１内
に形成された銀あるいは銀−パラジウム等の導体であ
り、これらの導体２、３は、図１（Ｂ）に示すように、
上下方向に高低差（例えば約０．３ｍｍ）を有して形成
されている。４、５は基板１の表裏面に形成された導体
でなるグランドプレーンである。

【００１０】導体２、３の一端２ａ、３ａは、図１
（Ａ）に示すように、誘電体１の第１の角部ａ、第２の
角部ｂにそれぞれ形成されたグランドプレーン６、７に
接続され、接地端２ａ、３ａを構成している。共振器
は、導体２、３により各共振器のインダクタンス成分
（図１（Ｃ）のインダクタＬ１、Ｌ２）を構成し、各導
体２、３間の交差部でコンデンサＣ３を構成し、導体
２、３と上下のグランドプレーン４、５との間で容量成
分Ｃ４、Ｃ５を構成する。すなわち２個の共振器を１つ
の基板１内に一体に構成している。

【００１１】導体２、３は、それぞれ基板１の第３の角
部ｃ、第４の角部ｄに露出した開放端２ｂ、３ｂを有
し、各開放端２ｂ、３ｂと各角部ｃ、ｄに形成した端子
８、９との間でコンデンサＣ１、Ｃ２を構成する。

【００１２】なお、このバンドパスフィルタは、一例と
して、導体２、３と誘電体でなる基板１とを印刷法やシ
ート法により積層し、焼成した後、グランドプレーン３
および端子４ａ、４ｂとなる導体を塗布して焼成するこ
とにより、製造できる。

【００１３】このように、複数個の共振器を基板１内に
一体に構成することにより、表面実装形に適した薄形の
外形にすることができる。また、導体２、３を対角線上
に配置したから、基板１すなわちフィルタのサイズを小
さくすることができる。具体的には、基板１を正方形に
形成した場合、従来のように導体２、３を平行に設けた
ものに比較し、一辺の長さを（１／２）^1/2に小形化す
ることができる。また、逆にいえば、許容される寸法を
使って幅の大きな導体２、３を用いることができ、損失
の少ないフィルタが実現できる。

【００１４】共振周波数の調整に関しては、図１（Ａ）
において、１４で示すように、クランドプレーン６と導
体２、３との接続部を角部ａの反対側からレーザビーム
やサンドブラスト法を用いて削除することによって導体
２、３の実効長を長くすることができ、これにより共振
周波数を低下させることができる。また、図２（Ａ）の
平面図に示すように、角部のグランドプレーン６、７な
いし接地端２ａ、３ａ、基板１を例えば線１０、１１で
示す部分まで機械的に削り取ることにより、図２（Ｂ）
に示すように、導体２（または３）とグレンドプレーン
４、５との間に細い導体パターン６ａ、６ｂが形成さ
れ、これが導体２（または３）のインダクタンス成分に
加わるインダクタンス成分となり、共振周波数を下げる
ことができる。

【００１５】反対に、図２（Ａ）の線１２、１３に示す
ように、導体２、３の開放端２ｂ、３ｂ側をグランドプ
レーン４、５や誘電体１と共に削除するか、あるいはグ
ランドプレーン４、５の導体２、３との対向部をレーザ
ビームやサンドブラスト等によって削除することによ
り、導体２、３とグランドプレーン４、５との対向面積
が減少し、共振周波数を上げることができる。このよう
に、共振周波数を高低両方向に調整可能となる。

【００１６】図３（Ａ）は本発明の他の実施例を示す斜
視図、同（Ｂ）はその平面図であり、前記導体２、３の
開放端２ｂ、３ｂを基板１内に内蔵させ、その開放端２
ｂ、３ｂと各角部ｃ、ｄの端子８、９との間に所定の間
隔Ｇを形成することにより、結合コンデンサＣ１、Ｃ２
を構成したものである。また、図４（Ａ）、（Ｂ）に示
すように、基板１は正方形ではなく、長方形に構成して
もよい。

【００１７】上記実施例においては、いずれも導体２、
３を直線状に形成したが、図５（Ａ）または（Ｂ）に示
すように、導体２Ａ（または２Ｂ）、３Ａ（または３
Ｂ）を折れ線状に形成したり、図６（Ａ）または（Ｂ）
に示すように、導体２Ｃ（または２Ｄ）、３Ｃ（または
３Ｄ）を滑らかな曲線状に形成する等、曲線状に形成す
ることにより、線路長を長くすることができ、全体形状
をより小形化できる。なお、第５図（Ａ）および第６図
（Ａ）に示すように、導体２Ａ（２Ｃ）と、３Ａ（３
Ｃ）との交差部ｘが接地端２ａ、３ａ側にある場合は、
共振器間の結合が弱くなる。反対に第５図（Ｂ）および
第６図（Ｂ）に示すように、導体２Ｂ（２Ｄ）と、３Ｂ
（３Ｄ）との交差部ｘが開放端２ｂ、３ｂ側にある場合
は、共振器間の結合強くなるので、導体の曲がり度合を
調整することによって共振器間の結合の強さを調整する
ことも可能となる。

【００１８】また、図７（Ａ）に示すように、導体２
Ｅ、３Ｅの接地端２ａ、３ａ側の幅を狭幅にし、入出力
端子８、９側の幅を広幅に形成することにより、図７
（Ｂ）の等価回路に示すように、インダクタンス成分Ｌ
３、Ｌ４が付加された回路が実現され、共振周波数が低
周波側に移り、高周波化するには小形化する必要がある
ので、より小形化できることになる。反対に、接地端２
ａ、３ａ側を広幅とし、入出力端２ｂ、３ｂ側を狭幅と
すれば、損失の少ないフィルタが実現される。

【００１９】また、図８（Ａ）に示すように、導体２
Ｆ、３Ｆの交差部ｅの幅を他の部分より狭幅に形成する
か、あるいは図８（Ｂ）に示すように、交差部ｅに穴ｋ
を設けて対向面積を狭くすることにより、共振器の間の
結合を弱くして周波数特性を急峻にし、狭帯域のフィル
タを構成することができる。この反対に、図８（Ｃ）に
示すように、導体２Ｇ、３Ｇの交差部ｆの幅を他の部分
より広幅に形成することにより、共振器の間の結合を強
くして周波数特性を緩慢にし、広帯域幅のフィルタを得
ることができ、共振器間の結合度合の選択により特性を
設定できる。

【００２０】また、図９（Ａ）に示すように、導体２
Ｈ、３Ｈの交差部ｇをその部分での磁気的結合が逆相
（電流の向きが同方向）となる（インダクタンスに相互
インダクタンスＭが減じられる結合）ように配設する
か、あるいは反対に、図９（Ｂ）に示すように、導体２
Ｉ、３Ｉの交差部ｈをその部分での磁気的結合が同相
（電流の向きが逆方向）になる（インダクタンスに相互
インダクタンスＭが加わる結合）ように配設するか、図
４で示したように、ある程度傾斜を持たせる等、交差部
における向きを調整することにより、共振器間の結合を
調整することができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１によれば、誘電体でなる基板内
に２本の導体を一体に形成して２個の共振器からなるバ
ンドパスフィルタを構成すると共に、結合コンデンサも
誘電体内に構成した上、四角形をなす基板に対角線上に
相互に交差するように導体を配置したので、表面実装に
適した薄形、小形のバンドパスフィルタが実現できる。
また、２本の導体が交差状に配置されるため、寄生結合
がなく、許容寸法を有効に使用した幅広の導体を使用で
きるので、小形でありながら低損失のバンドパスフィル
タが実現できる。

【００２２】請求項２によれば、共振器の接地側と開放
側が配置されている接地端側を削ることによって共振周
波数を調整するため、共振周波数が低くなる方向に容易
に調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明によるバンドパスフィルタの一
実施例を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面図、
（Ｃ）は該バンドパスフィルタの等価回路図である。

【図２】（Ａ）は本実施例のバンドパスフィルタの角部
削除を説明する平面図、（Ｂ）は削除部の角部を示す斜
視図である。

【図３】（Ａ）は本発明によるバンドパスフィルタの他
の実施例を示す斜視図、（Ｂ）はその平面図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明によるバンド
パスフィルタの他の実施例を示す平面図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明によるバンド
パスフィルタの他の実施例を示す平面図である。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明によるバンド
パスフィルタの他の実施例を示す平面図である。

【図７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明によるバンド
パスフィルタの他の実施例を示す平面図とその等価回路
図、（Ｃ）は本発明によるバンドパスフィルタの他の実
施例を示す平面図である。

【図８】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明によるバンド
パスフィルタの他の実施例を示す平面図および導体形状
を示す平面図、（Ｃ）は本発明によるバンドパスフィル
タの他の実施例を示す平面図である。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明によるバンド
パスフィルタの他の実施例を示す平面図である。

【図１０】（Ａ）はバンドパスフィルタの一例の等価回
路図、（Ｂ）はその特性図、（Ｃ）は従来のバンドパス
フィルタの分解斜視図、（Ｄ）はその組立て状態を示す
断面図である。

【符号の説明】

１誘電体（基板）２、２Ａ〜２Ｉ、３、３Ａ〜３Ｉ導体２ａ、３ａ接地端２ｂ、３ｂ開放端４〜７グランドプレーン８、９端子１０〜１３削除部を示す線１４削除部ａ第１の角部ｂ第２の角部ｃ第３の角部ｄ第４の角部ｅ〜ｈ交差部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ストリップ構造の共振器を用いた二次のバ
ンドパスフィルタにおいて、誘電体でなる四角形の基板
内の異なる高さに２本の導体を内蔵させ、一方の導体を
前記基板の第１の角部ないし該第１の角部の反対側の第
３の角部にわたって形成し、他方の導体を前記基板の第
２の角部ないし該第２の角部の反対側の第４の角部にわ
たって形成することにより、これらの導体を交差させ、
これらの各導体の一端をグランドプレーンに接続したこ
とを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】請求項１のバンドパスフィルタにおいて、
前記導体のグランドプレーンとの接続部を削ることによ
り、共振周波数を調整することを特徴とするバンドパス
フィルタの共振周波数調整方法。