JPH08330807A - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板や基板上に形成されたパターン等によっ
て発生する寄生インピーダンスを補正し、フィルタ単体
ではなく、装置実装時の特性を向上させる。 【構成】 伝送ラインに複数個の誘電体共振器１が縦続
接続され、この誘電体共振器間はキャパシタ４で結合さ
れている。最終段の誘電体共振器と出力端の間に寄生イ
ンピーダンス補正用のインダクタ２が挿入されている。
又、最終段と隣接した誘電体共振器と出力端の間が伝送
ラインと並列にキャパシタ３で接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線通信の分野で使用
される誘電体フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯で用
いられる高周波部品は、５０Ω終端時を理想状態として
高周波特性を規定し、又、この規定に基づいた特性を要
求される場合が多い。しかしながら、これら高周波部品
が高周波回路装置に組み込まれる際には、装置側の基板
に搭載されるのが一般的であり、この時には、必ずし
も、理想状態になく、搭載した基板の有する寄生インピ
ーダンスによって、５０Ωからずれているのが普通であ
る。このため、理想状態で回路定数を設定して設計され
た高周波部品は、基板の寄生インピーダンスによって、
装置搭載時には所望の特性を示さない結果となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】誘電体フィルタにおい
ては、部品相互間の干渉を防止するため、接地を十分確
保することが重要であるとされており、このため、アー
スパターンの面積を大きくとっている。この場合、フィ
ルタを実装するランドパターンとアースパターンに容量
性の寄生インピーダンスが現れることになる。この容量
性の寄生インピーダンスによって、理想状態で設計され
た誘電体フィルタの実装評価時に、特性が劣化して現れ
るという問題があった。

【０００４】そこで、本発明の技術的課題は、端子部か
ら見たインピーダンスを誘導性とし、容量性の寄生イン
ピーダンスが加わった状態で理想状態となる、言い替え
れば、実装時の特性が向上する誘電体フィルタを提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、比誘電率が１
以上の基板を用いて構成された帯域通過型の誘電体フィ
ルタであって、伝送ラインに縦続接続された誘電体共振
器の最終段と出力端との間にインダクタが挿入され、最
終段に隣接した誘電体共振器と出力端の間を伝送ライン
と並列にキャパシタで接続したことを特徴とする誘電体
フィルタを提供する。

【０００６】又、本発明は、前記誘電体フィルタをアン
テナ共用器に応用し、装置実装時に特性の良いアンテナ
共用器を提供する。

【０００７】

【作用】一般に、誘電体フィルタにおいて、伝送ライン
と並列にキャパシタが挿入された場合、その挙動は容量
性へと推移する。単体の挙動が容量性である場合、もし
くは、単体の挙動が理想状態である場合、並列のキャパ
シタが挿入されれば、容量性の挙動を示すようになる。
これに対して、単体の挙動が誘導性を示すように回路を
構成しておけば、並列にキャパシタが挿入されても、そ
の挙動が理想状態へ近付くこととなる。しかし、単純に
素子を置換しただけの場合、減衰を十分とることができ
ないという不具合を生じる。そこで、本発明のように、
素子の挙動が誘導性を示すように構成した上で、なおか
つ、伝送ラインと並列にキャパシタを接続することによ
って、十分な源衰を確保することが可能となる。

【０００８】

【実施例】本発明による誘電体フィルタの等価回路図を
図１に、又、従来の誘電体フィルタの等価回路図を図２
に示す。

【０００９】本実施例では、誘電体共振器を二つ用いて
構成した帯域通過フィルタの例を示す。従来の誘電体フ
ィルタでは、共振器１間及び入出力間を全てキャパシタ
４で接続した構成となっている。このフィルタを装置に
搭載した場合、等価的に基板の寄生インピーダンスであ
るキャパシタＣｓ５が、共振器と並列に接続された形と
なる。

【００１０】これに対して、本発明の誘電体フィルタで
は、最終段の共振器１と出力端の間にインダクタ２を挿
入し、従来、最終段と出力端の間を結合していたキャパ
シタを、最終段と隣接した誘電体共振器と出力端の間
に、伝送ラインと並列に接続してキャパシタ３を設けて
いる。これによって、装置搭載時に生ずる基板からの寄
生インピーダンスをキャンセルし、理想状態の特性を得
ることができる。

【００１１】このことを示したのが、図３〜図６であ
る。図３及び図４は、誘電体フィルタのスミスチャート
であり、図３は本発明による誘電体フィルタにおける特
性を示す図であり、図４は従来の誘電体フィルタの周波
数特性を示す図である。図中の実線は、誘電体フィルタ
単体を、点線は誘電体フィルタの装置側基板搭載時を示
している。

【００１２】図３及び図４に示すスミスチャートは、デ
バイスのインピーダンスの状態を示すが、理想状態、即
ち、この場合では、５０Ω終端の状態に近い程、図の中
央左右に引かれた直線に、その軌跡が近付くことにな
る。又、インピーダンスが誘導性であると直線より上側
に、容量性であると直線より下側に軌跡が描かれる。従
って、本発明による誘電体フィルタ（図３）は、単体で
は誘導性の挙動を示しており、装置側の基板に搭載した
時、理想状態に近付くことがわかる。それに対して、従
来の誘電体フィルタ（図４）では、単体時に容量性の挙
動を示しており、装置側に搭載した時により容量性の挙
動を示すようになる。

【００１３】これを減衰量の周波数特性で示したのが、
図５、図６である。図５が本発明、図６が従来例の周波
数特性である。実線はフィルタ単体、点線は装置側基板
搭載時の特性を表している。誘電体フィルタにおいて
は、一般的に、インピーダンスが理想状態から離れるに
従って、挿入損失が大きくなる。従って、設計に際して
は、誘電体フィルタとしてインピーダンスが理想状態と
なるよう設計される。ところが、誘電体フィルタは、そ
れだけで動作するわけではなく、装置内のデバイスの一
つとして、装置側の基板に搭載されるため、実際の動作
環境でのインピーダンスは単体の時のインピーダンスと
は異なり、それが特性の差をもたらす。単体の周波数特
性は、何れの場合も、さほど差は見られないが、装置実
装時では、本発明の誘電体フィルタの減衰特性を損なう
ことなく、挿入損失が小さくなり、逆に、従来例では、
挿入損失が大きくなっているのがわかる。

【００１４】又、本発明による誘電体フィルタをアンテ
ナ共用器に応用すれば、実装時に、より優れた特性のア
ンテナ共用器を提供することができる。

【００１５】なお、本実施例では、２素子の誘電体フィ
ルタについて述べたが、素子数や共振器間の結合等は、
必要に応じて設計すればよく、実施例に限ったものでは
ない。

【００１６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、装置実装時に減衰特性を損なうことなく、挿入損失
の小さい優れた特性の誘電体フィルタ及びそれを応用し
たアンテナ共用器を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による誘電体フィルタの等価回路図。

【図２】従来の誘電体フィルタの等価回路図。

【図３】本発明の誘電体フィルタのスミスチャートを示
す図。

【図４】従来の誘電体フィルタのスミスチャートを示す
図。

【図５】本発明の誘電体フィルタの周波数特性を示す
図。

【図６】従来の誘電体フィルタの周波数特性を示す図。

【符号の説明】

１ 誘電体共振器 ２ （寄生インピーダンス補正用）インダクタ ３ （伝送ラインと並列に設けた）キャパシタ ４ （結合用）キャパシタ ５ （寄生インピーダンスである）キャパシタＣｓ ａ 実線−誘電体フィルタ単体時の特性 ｂ 点線−誘電体フィルタの装置側基板搭載時の特性

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比誘電率が１以上の基板を用いて構成さ
   れた帯域通過型の誘電体フィルタであって、伝送ライン
   に縦続接続された誘電体共振器の最終段と出力端との間
   にインダクタが挿入され、最終段と隣接した誘電体共振
   器と出力端の間を伝送ラインと並列にキャパシタで接続
   したことを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の誘電体フィルタをアンテ
   ナ共用器の受信側に用いたことを特徴とするアンテナ共
   用器。