JPS63171012A - バンドパスフイルタ - 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】 崖１」４１む１黛狂 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ィルタに関する。

来の　Ｔ　びその。　点 上記の周波数領域におけるバンドパスフィルタのフィル
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った。

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
価回路であられされるものであ・るが、バンドパスフィ
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った。

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って、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、コンパクトにはなったものの
フィルタ特性の面においては必ずしもそのｒＱＪ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っ
て、コンパクトであって、かつフィルタ特性をより向上
させたバンドパスフィルタを提供することを目的とする
。

目　占を解゛するための手 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って構成されるコイルとでＬ
Ｃ直列回路を形成し、かっこのＬ　Ｃ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
器間をコイルによっ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ィルタ全体が嵩低（
構成できる。しがも、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、フィル
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
ることによって、フィ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。

スー」Ｌ二桝 第１図は本発明の第１の実施例としてのバンドパスフィ
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ＦＲＤ
Ｒ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１
ａ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７
’ｌａ、　　２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５
ｂと１つのコイルパターン２ｃ、３ｃ、４ｃ、５（とか
ら成っている。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５ｂ、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って決まる容量の
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
、３ｃ、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ＬＬ、Ｌ
２．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
ＬＬ、Ｌ２．　　（Ｌ３．Ｌ４）を接続したＬＣ直列回
路に第２のコンデンサＣ２（Ｃ４）を並列接続した等価
回路であられされる共振器Ｑｌ、Ｑ２を構成する。そし
て、この等価回路をもつ共振器Ｑｌ、Ｑ２が、磁気結合
され、かつ、前記導電コイルパターン６によって接続さ
れているので、第３図に示す如き等価回路をもつバンド
パスフィルタを構成する。図中、Ｍは２つのコイルパタ
ーン２ｃ、４ａ間の磁気的結合度をあられす相互インダ
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Ｑｌ、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、これによってバンドパスフィルタの通過帯域
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ィルタの周波数特性を
示し、第５図は接続コイルＬ５を設けなかった例を示す
。中心周波数は共に４５８Ｍ）ｌｚ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ィルタは第３図に示す等
価回路を有する導電パターンからなり、高張ることもな
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）誘電帯基板：厚み０．４ｍ、縦横寸法１４×９鶴
、比誘電率８０ （ロ）導電パターン：Ａ’ｌ＝７　　　　　（ｍ）。

（各パターンと　１２＝１．５　　　（璽ａ）　＋寸法
は共通）　　１３＝’ｌ　　　　（ｍ）。

１４＝３．　５　　（＋ｕ）　。

１５＝６　　　　（ｎ）。

Ｊ６＝３．５　　　　　　（ｍ重）　　。

ｊ２７＝１．１　　（ｍｍ）。

Ｃｌ−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＝１鶴尚、コ
イルパターン２０〜５Ｃ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＝
１．５ｍ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
Ｑｌ、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、ｌｌ：＋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ｄｉ、ｄ２をおいて形成すると共に、表面１
ａ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、１２，１３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、１
４．１５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段結合したフィルタにおいても、２段結
合のフィルタと同様に共振器Ｑｌ、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ィ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．Ｌ
１３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ィルタは中心周波数
４００ＭＨｚの両側のすぐ近くに極Ｐ１゜Ｐ２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より高周波数側に極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（移動することにより、極Ｐｉ、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を介して接続させ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
の導出位置を違えである。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ィルタにお
いても前記第１及び第２の実施例と同様に、共振器Ｑｌ
、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ィルタの等
価回路図を示す。図において、Ｌｌ６及びＬｌ７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ィルタは中心周波数４０４ＭＨ
ｚ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（、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ットを入れ
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。

光皿皇須果 本発明に係るバンドパスフィ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、フィルタ全体が嵩低く
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っ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器は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ィルタもＱが高く良好
な選択度をもつ。

■コンデンサ電極パターン及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の印刷マスクを使
用でき、簡単な作業で容易にかつ安価にバンドパスフィ
ルタを形成できる。

■多段結合した複数の共振器の少な（とも１つの共振器
間をコイルによって接続したので、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ィ
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図のフィルタを構成する
共振器の等価回路図、第３図は第１図のフィルタの等価
回路図、第４図は該フィ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っ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
バンドパスフィルタの正面図、図（ロ）は側面図、図（
ハ）は背面図、第７図は第６図のフィルタの等価回路図
、第８図は第６図のフィ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
フィルタの正面図、図（ロ）は側面図、図（ハ）は背面
図、第１０図は第９図のフィルタの等価回路図、第１１
図はそのフィ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、Ｃ２゜Ｃ４
，Ｃ６・・・第２のコンデンサ、Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３、Ｌ
４．Ｌ５．Ｌ７．Ｌ８・・・コイル、Ｑｌ、Ｃ２、Ｃ３
・・・共振器。 特許出願人　：　株式会社　村田製作所第２図 第３図 第６図 （ロ）

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って
   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って接続したこ
   とを特徴とするバンドパスフィルタ。