JPS6284601A - 超高周波用帯域フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＵＨＦ及びマイクロ波の部類に属する、即ち国
際電気標準会議（ＩＥＣ）によって規定されテイル如き
「超高周波（ｈｙｐｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）　Ｊの範
驕に含まれる電磁波の帯域フィルタに係り、より特定的
には広帯域フィルタと、ストリップ線路導波ｌ唆用いて
構成されるフィルタとに係る。

低域フィルタと高域フィルタとを直列に接続してマイク
ロ波帯域フィルタを構成する技術は、例えばストリップ
線路伝送技術分野で既に知られている。この場合低域フ
ィルタは一連の狭い線路片及び広い線路片で構成され、
これら線路片が夫々フィルタの誘導素子及び各般素子の
役割を果たす。

一方、高域フィルタは接地された狭い線−路片からなり
、これら線路片は誘導素子として機能し且つ開回路状線
路又はコンデンサによって互に接続される。この種のフ
ィルタは低域フィルタと高域フィルタとに多数の極を有
さなければならない。即ち多数の線路片を用いる必要が
あり、そのため高張ると共にコストが高くつく。

先行技術によるこの種のフィルタとしては更に、フィル
タの入口と出口との間に配置され、互に強く結合される
一連の共振子を用いて構成されるものもある。これらの
共振子は互に強く結合されるように極めて接近して配置
される。このタイプのフィルタは、所望の結合を得るた
めにいずれか２つの隣接共振子の相互間距離を１００ミ
クロンより小さくしなければならない場合には、ストリ
ップ線路又はマイクロストリップの形態でも製造が難し
い。何故なら前記結合は、同時に製造された総てのフィ
ルタが互に同じ特性を保持するように全フィルタを通し
て完全に一定していなければならないからである。

本発明の目的はこれらの欠点を解消するか、又は少なく
とも軽減せしめられることにある。

本発明による改良は基本的に、一連の共振子の間の結合
が適切に配置されたコンデンサによって強化され、且つ
帯域消去構面が導入されるような共振子形フィルタに存
する。

木は発明は、入力線路と、両端が夫々開かれた所定長約
λｂ／２の直線共振子ｎ個と、出力線路とからなるｎ＋
２個（ｎは正の整数）の素子を有し、これら素子は電気
的に見て総てが直列に接続され、前記共振子は入力線路
と出力線路との間で、入力線路から出力線路へ向けて第
１番目から第ｎ番目まで順次配置され、入力線路と第１
共振子の第１先端との間、第ｉ共振子の第２先端と第（
ｉ＋１）共振子の第１先端との間（ｉは１及びｎ−１を
含む１からｎ−１までの整数）及び第ｎ共振子の第２先
端と出力線路との間を夫々結合するためのｎ＋１個の容
ｆｆ［結合が組合わせられ、且つ長さλｓ／４（λｓは
、除波すべき波長であり、λｂより小さい）の少なくと
も一対の直線共振子も有し、同一・対内の共振子が２つ
とも一端でｎ−Ｌ２個の素子の１つに接続され、且つ相
互間に（２に＋１）λｂ／４　（ｋは−１より大きい整
数）の電気的距離をおくような超高周波電磁波用帯域フ
ィルタを提供する。

以下添付図面に基づき非限定的具体例を挙げて本発明を
より詳細に説明し、他の特徴を明らかにする。

図面中周−・素子には同一・符号を付した。

第１図から明らかなように本発明のストリップ線路フィ
ルタは基板Ｐを有する。この基板はテフロングラス（Ｔ
　ｅｆｌｏｎ　Ｇ　１ａｓｓ）の商品名で知られている
ポリテトラフルオロエチレンガラスからなり、幅４５＃
、長ざｅ！ｉＭ、厚み１．６ｍｍの矩形プレートの形状
を有する。基板Ｐの図面では見えない表面は、接地面と
して機能する銅デポジット層で被覆される。図面に示さ
れている方の表面では、デポジットされた銅ストリップ
Ａ、　　１〜７　、１０．１１゜７０、７１及びＢが夫
々入力線路、両端が開放された７つの直線共振子、各々
一端で短絡される４つの補助直線共振子及び出力線路を
構成する。尚、本明細書本文と特許請求の範囲に記載の
フィルタは、第１図のへの如き入力線路と８の如き出力
線路とを有するものとして説明されるが、これら２つの
線路の機能は実際には反転し得、線路へを出力リード、
線路Ｂを入力リードとして使用し得る。第１図のフィル
タは、物理的に並列配置される複数のストリップ線路を
有するタイプのフィルタである。実際、共振子１〜７は
フィルタを小型化すべく並列に位置された線路片からな
る。これら線路片は前記入力線路Ａと出力線路Ｂとの間
に配置される。共振子１〜７は半波長導電ストリップで
あり、いずれもほぼλｂ／２の長さを有する。λｂは当
該フィルタの帯域の中心周波数に対応する波長である。

フィルタの一連のストリップ線路片を互に強力に結合さ
せ、且つこの結合が同時に製造される総てのフィルタに
ついて容易に再現されるようにするためには、複数のコ
ンデンサＣＯ〜Ｃ７を用いて線路Ａと共振子１の第１先
端、共振子１の第２先端と共振子２の第１先端等々のよ
うに順次接続して行き、最後に共振子６の第２先端を共
振子７の第１先端に、共振子７の第２先端を線路已に接
続する。従って線路片１〜７は、コンデンサＣ１〜Ｃ６
と共にジグザグパターンを構成することになる。

４つの補助共振子１０．１１．７０及び７１は四分の〜
波長線路であり、一端を対応主共振子に接続することに
より、即ち補助共振子１０及び１１を主共振子１、補助
共振子７０及び７１を主共振子７に接続することにより
短絡する。これらの短絡共振子は、フィルタの振幅／周
波数応答曲線が第２図の如く、より高い周波数に対して
より急な縁をもつ帯域を有するように、フィルタに帯域
遮断機能を導入する役割を果たす。従って前記補助共振
子の長さは、λｓを除波すべき波長であってλｂより小
さく且なるように選択される前記補助共振子は２つずつ
、即ち１０−１１及び７０−７１のように組合わせられ
、同一対内の共振子は相互間に（２に＋１）λｂ／４に
等しい距離をおいて配置される。尚には正の整数であり
、該具体例では１に等しい。補助共振子相互間の距闇を
このように選択すると、同一・対内の各共振子によって
導入される誘導妨害及び容量妨害がフィルタの帯域内で
相殺される。尚、このようなノツチング又は帯１ｉｉ！
ｍ断機能を組込んだ前記補助共振子は実際には前記相互
間圧１！！ｌ（２に＋１）λｂ／４が維持される限り、
２つのフィルタリードの間の電気路上の任意の地点に配
置し得る。以上説明してきたフィルタは９５０〜１７０
０Ｍ　ＨＺの゛３デシベル周波数帯域を有しこの帯域の
両側では３０デシベルまでの急激な減衰を与える。

第２図に第１図のフィルタの振幅／周波数応答曲線グラ
フを示した。このグラフには３つの曲線Ｇ１　、Ｇ２及
びＧ３が示されている。

曲線Ｇ１は、値の高いコンデンサＣｏ　−０７（Ｃｏ及
びＣ７＝２０ｐ　Ｆ、　Ｃ１〜ＣＧ＝５ｐＦ）を具備し
、補助共振子１０，１１，７０．７１を具備しない場合
の第１図の回路の応答を表わす。この曲線は実質的に、
２００Ｍ　Ｉ−Ｉ　Ｚ以下の周波数で３０ｄ　Ｂ以−Ｆ
であり、２００〜５００ＭＨ１で３０ｄＢから１ｄＢに
変化し、ＳＯＯ〜１６００Ｍ　ＨＺで１〜２（ｊ１３で
あり〈フラットレスポンス）、次いで測定によりカバ−
される周波数の残り、即ち１６００〜３７５０Ｍ　ＨＺ
で１から１１ｄ　Ｂに変わる減衰を与える高域フィルタ
の応答曲線である。この周波数応答は第１図のフィルタ
の帯域、即ち９５０〜１７００Ｍ）−１’ｚの場合とは
全く異なる。

曲線Ｇ２は補助共振子１０．１１．７０．７１を具備せ
ず、Ｇ３で表わされる本発明のフィルタの場合と同様に
セットされるコンデンサ（Ｇｏ　、Ｃ７＝１５ＤＦ。

Ｃ１及びＣ６＝　３ｐＦ、Ｃ２〜Ｃ５＝　１．５ｐＦ）
を具備した時の第１図の回路の振幅／周波数応答を表わ
す。この応答は低周波数の場合には望ましいが、高周波
数では減衰の度合が不十分である。

曲線Ｇ３は第１図の回路の振幅／周波数応答を表わす。

曲線Ｇ２との比較から明らかなように、共振周波数が１
８５０〜２５００Ｍ　ＨＺ帯に含まれるように選択され
た四分の一波長線路の存在によって約２３００Ｍ　ＨＺ
を中心とする消去帯域を与えられるノッヂフィルタを加
えると、当該帯域フィルタの高周波の近傍で減衰が急激
に変化するという効果が得られる。即ら減衰は１７５０
Ｍ　Ｈ７以下では３ｄ１３以下、１８００Ｍ　ＨＺから
２５００Ｍ　ＨＺ以−りにかけては約２０〜３０ｄＢで
あり、約２７００Ｍ　）（ｚ以上になると再び減少する
が、この約２７００Ｍ　ＨＺ以−りのの周波数はこのフ
ィルタの帯域幅（９５０〜１７００Ｍ　ＨＺ　）から十
分に除外されるため、通常は悪影響はない。

第３図から第５図は本発明のフィルタの別の具体例を示
している。このフィルタは第１図のフィルタと同じ特性
を有するが、可撓性基板上の２つの導電層と接地面とで
構成され、第１図のコンデを互に重ね合わせることによ
って得られる。

第３図は、ポリアミドの可撓性基板Ｓ１上に６つの銅ス
トリップＡ、　　１＋１０＋１１．３，５．７÷７０＋
７１、及びＢをデポジットしたものを示している。

第４図は、別の可撓性ポリアミド基板Ｓ２上に３つの銅
ストリップ２．４及び６をデポジットしたものである。

これら基板Ｓ１及びＧ２はいずれも３５Ｘ１４４ｍ矩形
プレートであり、一方の上に他方を接着して第５図の回
路アセンブリを構成する。

プレートＳ１及びＧ２の下側には、ポリアミド基板の片
面を銅デポジット層で被覆したものからなる接地面も接
着する。この接地面は第５図では見られない。

第１図のフィルタに比肩するフィルタを得るためには、
プレートＳ１及びＧ２と、その上のデポジットストリッ
プと、前記接地面とで構成されるアセンブリに、２つの
小型固定コンデンサを付加しさえすればよい。これらコ
ンデンサはいずれも１５ｐＦの容量を有し、第５図に符
号ＣＯ及びＣ７で示されている。第１図の場合と同様に
入力線路及び出力線路は夫々符号Ａ及びＢで表わし、半
波長線路共振子は符号１〜１、四分の一波長共振子は符
号１０，１１．７０及び７１で表わした。線路Ａと共振
子１との間、及び共振子７と線路Ｂどの間の容量結合は
夫々コンデンサＣＯ及びＣ７によって行なわれる。これ
らに対し、半波長共振子相互間の結合は、結合すべき先
端同士を重ね合わせることによって実施される。従って
、ポリアミド基板からなる誘電体によって互に分離され
る２つの対向表面は結合コンデンサの２つのプレートを
構成することになる。これらの〕ンデン号は第５図に符
号Ｃ１〜Ｃ６で示されている。

他にも様々な構造の帯域フィルタを本発明の範囲を逸脱
せずに実現づ°ることができる。

例えば、本発明のフィルタは３プレート構造を有するよ
うに、即ち共振子が２つの互に平行な接地平面で分離し
ているスペース内に配置されるように形成してもよい。

また、第１図の具体例に基づきコンデンサ０１〜Ｃ１を
、誘電性基板にデポジットした金属タブによって形成す
ることもできる。

その場合これらのタブは、例えば第１図のコンデンナＣ
１を代換すべく、当該タブの両端が前記コンデンサＣ１
に接続される共振子１及び２の対応先端と夫々向かい合
うように配置する。

対向し合う面は−・連の共振子相互間の結合を規定する
。

第１図〜第５図のＣＯ及びＣ７の如きコンデンサもこの
ように銅表面を互に対向させる技術、又は第５図もしく
はそれと等価の技術によって形成し得る。そのためには
前記対向端に、これら先端を分離する誘電体の厚み及び
誘電率と、所望のキャパシタンスとに応じて十分に大き
な表面積を与えればよい。

単一の半波長形共振子と単一・の四分の一波長共振子対
とだけを含むフィルタも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフィルタの第１具体例の説明図、第２
図は第１図のフィルタの周波数応答曲線を示すグラフ、
第３図、第４図及び第５図は本発明の第２具体例の説明
図である。 Ｐ、８１　、Ｓ２・・・・・・基板、Ａ・・・・・・入
力線路、Ｂ・・・・・・出力線路、１〜７・・・・・・
共振子、１０、１１．７０．７１・・・・・・補助共振
子、Ｇｏ−０７・・・・・・コンデンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力線路１つと、両端が開放された所定長約λｂ
   ／２の直線共振子ｎ個と、出力線路１つとからなるｎ＋
   ２個（ｎは正の整数）の素子を有し、これら素子が総て
   電気的に直列接続され、前記共振子は入力線路と出力線
   路との間に第１番目から第ｎ番目まで順次配置され、入
   力線路と第１共振子の第１先端との間、第ｉ共振子の第
   ２先端と第（ｉ＋１）共振子の第１先端との間（ｉは１
   及びｎ−１を含む１からｎ−１までの整数）、及び第ｎ
   共振子の第２先端と出力線路との間を夫々結合するため
   にｎ＋１個の容量結合が組合わせられ、且つ長さλｓ／
   ４（λｓは除波すべき波長であり、λｂより小さい）の
   少なくとも一対の直線共振子をも有し、同一対内の各共
   振子の一端が前記ｎ＋２個の素子の１つに接続され、こ
   れら同一対内の共振子の間に（２ｋ＋１）λｂ／４（ｋ
   は−１より大きい整数）の電気的距離がおかれる超高周
   波電磁波用帯域フィルタ。
2. （２）ｎ＋２個の素子がストリップ線路導波管技術に従
   って構成され、これらｎ＋２個の素子が１つの誘電性基
   板の２つの面の上に配分され、ｎ＋１個の２素子間容量
   結合のうち少なくとも１つが、２つの素子中の一方の素
   子の一端と他方の素子の一端とを向かい合わせにするこ
   とで実施され、そのためにこれら２つの素子が前記基板
   の互に対向する面に１つずつ配置され、且つこれら素子
   の向かい合う先端の表面積が所望のキャパシタンスに応
   じて決定される特許請求の範囲第１項に記載の帯域フィ
   ルタ。