(57)【要約】【課題】動作周波数及びその帯域幅の調整が容易な周波数選択板を提供する。【解決手段】同一形状の導電パターンで形成される共振器ｋｘｙを、誘電体基板の上に周期的に配列した構造の周波数選択板において、共振器ｋｘｙは、誘電体基板１０１の上に十字を形成する横パターン１０と縦パターン２０の導線部と、横パターンと縦パターンが所定の長さ延伸されたそれぞれの両端部は、直交する方向にそれぞれ延長され、当該先端部分は他方向から延長された先端部分と対角線上に間隔を空けて対向する形状の極板部とを備え、極板部は、隣接する他の共振器の極板部と対向する中心部分が横パターンの幅で切り欠かれ、該切り欠かれた部分の中心から横パターン１０の幅よりも細い幅で且つ所定の長さより短い長さ延伸されて隣接する他の共振器の極板部と接合し、先端部分の間隔は、隣接する他の共振器の極板部との間隔よりも広い形状である。【選択図】図１
2020102801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一形状の導電パターンで形成される共振器を、誘電体基板の上に周期的に配列した構造の周波数選択板において、
前記共振器は、
前記誘電体基板の上に十字を形成する横パターンと縦パターンの導線部と、
前記横パターンと前記縦パターンが所定の長さ延伸されたそれぞれの両端部は、直交する方向にそれぞれ延長され、延長された先端部分は他方向から延長された先端部分と対角線上に間隔を空けて対向する形状の極板部と
を備え、
極板部は、隣接する他の共振器の極板部と対向する中心部分が前記横パターンの幅で切り欠かれ、該切り欠かれた部分の中心から前記横パターンの幅よりも細い幅で且つ前記所定の長さより短い長さ延伸されて隣接する他の共振器の極板部と接合し、前記先端部分の間隔は、隣接する他の共振器の極板部との間隔よりも広い形状である
ことを特徴とする周波数選択板。
【請求項２】
前記導電パターンの上に誘電体膜を挟んで配置される第２導電パターンを備え、
第２導電パターンの平面形状は、隣接する共振器同士の同一部分を覆う形状、及び同一の共振器の前記極板部の間を覆う形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の周波数選択板。
【請求項３】
第２導電パターンの上に誘電体膜を挟んで配置される第３導電パターンを備え、
第３導電パターンの平面形状は、第２導電パターンと同形状である、又は第２導電パタ−ンと異なる形状である
ことを特徴とする請求項２に記載の周波数選択板。
【請求項４】
前記誘電体膜の厚さは、第２導電パターン又は第３導電パターンによって付加される容量成分が集中定数で扱える範囲の厚さである
ことを特徴とする請求項３に記載の周波数選択板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一形状の共振器を、誘電体基板の上に周期的に配列した構造の周波数選択板に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信機器の小型化、高機能化が進み、無線ＬＡＮやＬＴＥ等の回線を使った無線通信サービスが急速に普及している。これに伴い、無線通信端末からの電波の送受信が広域かつ頻繁に行われるようになり、周囲の他の電子機器への影響が懸念されている。
【０００３】
懸念される影響としては、無線環境の劣化、通信障害、及びセキュリティへの脅威などが考えられる。これらの影響を抑制する技術が求められている。
【０００４】
電波環境及び電磁環境を制御する目的で周波数選択板（ＦＳＳ：Frequency Selective Surfaces）を用いることができる。周波数選択板は、波長と同程度以下の寸法の導体パターンで形成された共振器（単位セル）を周期的に配列することで、入射する電磁波の透過特性／反射特性に周波数依存性を持たせたものである。
【０００５】
周波数選択板には、様々な周波数特性を持つ共振構造が存在する。例えば、特定の周波数のみを反射するバンドストップフィルタ特性を持つものは、導体部を共振構造としたものが主であり、リング型、ダイポールアレイ型、トライホール型、パッチ型、及びエルサレムクロス型などがある（非特許文献１）。
【０００６】
周波数選択板は、考慮すべき構造パラメータの数が多く、パラメータがインダクタンス成分とキャパシタンス成分の増減に相反して関係する場合もある。また、単位セルの配列の仕方によってもその特性は変化し、理論として複雑である（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】牧野  滋、「[チュートリアル講演]周波数選択板の基礎と応用」、信学技法、A・P 2015-5, Apl. 2015.
【非特許文献２】BEN A. MUNK,”Frequency Selective Surfaces Theory and Design”,2000.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
理論として複雑で有るが故に、一度の試作で所望の周波数特性を得ることが難しい。したがって、周波数選択板の設計は、コスト、労力を要するという課題がある。
【０００９】
本発明は、この課題に鑑みてなされたものであり、動作周波数及び帯域幅の調整が容易な周波数選択板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る周波数選択板は、同一形状の導電パターンで形成される共振器を、誘電体基板の上に周期的に配列した構造の周波数選択板において、前記共振器は、前記誘電体基板の上に十字を形成する横パターンと縦パターンの導線部と、前記横パターンと前記縦パターンが所定の長さ延伸されたそれぞれの両端部は、直交する方向にそれぞれ延長され、延長された先端部分は他方向から延長された先端部分と対角線上に間隔を空けて対向する形状の極板部とを備え、極板部は、隣接する他の共振器の極板部と対向する中心部分が前記横パターンの幅で切り欠かれ、該切り欠かれた部分の中心から前記横パターンの幅よりも細い幅で且つ前記所定の長さより短い長さ延伸されて隣接する他の共振器の極板部と接合し、前記先端部分の間隔は、隣接する他の共振器の極板部との間隔よりも広い形状であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動作周波数及びその帯域幅の調整が容易な周波数選択板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る周波数選択板の一部の平面を示す図である。
【図２】図１に示す周波数選択板が備える複数の共振周波数に対応する電流が流れる経路を模式的に示す図である。
【図３】図１に示す周波数選択板の誘導成分と容量成分の大凡の位置と等価回路を示す図である。
【図４】図１に示す周波数選択板の形状のパラメータの例を示す図である。
【図５】図１に示す周波数選択板の周波数特性の例を示す図である。
【図６】容量成分によって遮断周波数が変化する例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る周波数選択板の一部の平面を示す図である。
【図８】図７に示す周波数選択板の副共振器を形成する容量成分を示す図である。
【図９】図７に示す周波数選択板の等価回路を示す図である。
【図１０】図７に示す副共振器の導電パターンの形状を変化させた場合の遮断周波数の変化を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る周波数選択板の一部の平面を示す図である。
【図１２】容量成分が、低周波側バンドパス共振器の等価回路に並列に接続された等価回路を示す。
【図１３】低周波側バンドパス共振器に対応する副共振器と高周波側バンドパス共振器に対応する副共振器をそれぞれ構成する第２導電パターンの形状を変えた場合の反射特性の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。複数の図面中同一のものに
は同じ参照符号を付し、説明は繰り返さない。
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る周波数選択板の一部の平面を模式的に示す図である。図１に示す周波数選択板１００は、誘電体基板１０１の上に、漢字の「田」に似た形状の導電パターンで形成された共振器ｋｘｙが周期的に配列されて構成される。図１においてｘ方向を横、ｙ方向を縦と定義する。
【００１５】
誘電体基板１０１は、例えば、ガラスエポキシ基板、ポリミイドフィルム基板等で構成される。誘電体基板１０１の材質は、誘電体材料であれば何でも構わない。
【００１６】
誘電体基板１０１の上に導電膜１０２が形成される。所定の形状である共振器ｋｘｙ（導電パターン）は、誘電体基板１０１の上に蒸着して形成しても良いし、誘電体基板１０１の表面全体に導電膜１０２を形成してからエッチングして形成しても良い。
【００１７】
共振器ｋｘｙは、例えば、ｘ方向とｙ方向にそれぞれ１０個並べられて周波数選択板１００を構成する。１つの共振器ｋｘｙの大きさは、共振周波数の波長に対して1/3程度の大きさである。
【００１８】
信号は、周波数選択板１００に対して−ｚ方向（裏側）から入力され、ｚ方向（表側）に出力（透過）される。周波数選択板１００に電磁波が入力されると、共振器ｋｘｙが配列されたｘｙ平面に電界が生じ共振現象による電流が流れる。
【００１９】
共振器ｋｘｙの構成を、＋ｘ方向で隣接する共振器ｋ（ｘ＋１）ｙとの関係で説明する。
【００２０】
共振器ｋｘｙは、誘電体基板１０１の上に十字を形成する横パターン１０と縦パターン２０の導線部と、横パターン１０と縦パターン２０が所定の長さ延伸されたそれぞれの両端部は、直交する方向にそれぞれ延長（１２ａ，１２ｂ）され、当該先端部分は他方向から延長された先端部分と対角線上に間隔Ｄを空けて対向する形状の極板部１２とを備える。
【００２１】
そして、極板部１２は、隣接する他の共振器ｋ（ｘ＋１）ｙの極板部１１と対向する中心部分が横パターン１０の幅で切り欠かれ（切り欠き部１３）、切り欠き部１３の中心から横パターン１０の幅よりも細い幅で且つ横パターン１０の長さより短い長さ延伸されて隣接する他の共振器ｋ（ｘ＋１）ｙの極板部１１と接合する（導体パターン１４）。横パターン１０と直交する方向にそれぞれ延長された導体パターン１２ａ，１２ｂの先端部分の間隔Ｄは、隣接する他の共振器ｋ（ｘ＋１）ｙの極板部１１との間隔ｄよりも広い形状である。つまり、極板部１２の平面形状は、外側を下底、内側を上底とする台形であり、下底の中心部分が切り欠かれ、その切り欠かれた切り欠き部１３のｙ方向の中心から横パターン１０よりも細い幅の導体パターン１４が延伸され隣接する他の共振器ｋ（ｘ＋１）ｙの極板部１１と接合される形状である。切り欠き部１３は、導体パターン１４によって切り欠き部１３ａ，１３ｂの2つに分割される。
【００２２】
以上、共振器ｋｘｙの構成を＋ｘ方向で隣接する共振器ｋ（ｘ＋１）ｙとの関係で説明したが、この構成は上下方向（ｙ）及び左右方向（ｘ）で同じである。つまり、各共振器ｋｘｙは、横パターン１０の中心線で上下対称である。また、縦パターン２０の中心線で左右対称である。
【００２３】
この特徴的な共振器ｋｘｙの構成により、本実施形態に係る周波数選択板１００は、3つの共振電流が流れる共振パスを備える。
【００２４】
図２は、周波数選択板１００に流れる3つの共振電流が流れる共振パスを模式的に示す図である。3つの共振電流は、直列共振周波数である遮断周波数（動作周波数）ｆＳｂの共振電流が流れるストップバンド経路Ｓｂ、低周波側の並列共振周波数（低周波側バンドパス周波数ｆＬｂ）の共振電流が流れる低周波側バンドパス経路Ｌｂ、高周波側の並列共振周波数（高周波側バンドパス周波数ｆＨｂ）の共振電流が流れる高周波側バンドパス経路Ｈｂの3つである。
【００２５】
低周波側バンドパス経路Ｌｂは、低周波側バンドパス共振器ｋＬｂを構成する。高周波側バンドパス経路Ｈｂは、高周波側バンドパス共振器ｋＨｂを構成する。
【００２６】
ストップバンド経路Ｓｂは、隣接する共振器ｋｘｙの横パターン１０及び縦パターン２０を通る経路である。図２では、図面が煩雑になることを理由に、ｘ方向の＋ｙ側の経路のみを示している。実際のストップバンド経路Ｓｂは、横パターン１０を中心に−ｙ方向に対称に存在する。また、縦パターン２０を中心に±ｘ方向にも存在する。
【００２７】
低周波側バンドパス経路Ｌｂは、隣接する共振器ｋｘｙの切り欠き部１３ａ同士の周りを周回する経路である。図２では、ストップバンド経路Ｓｂと同様にｘ方向の＋ｙ側の経路のみを示している。実際の低周波側バンドパス経路Ｌｂは、横パターン１０を中心に−ｙ方向に対称に存在する。また、縦パターン２０を中心に±ｘ方向にも存在する。
【００２８】
高周波側バンドパス経路Ｈｂは、1つの共振器ｋｘｙの先端部分を対向させる極板部１２ａと２１ｂを周回する経路である。高周波側バンドパス経路Ｈｂは、上下及び左右対称の構成から、1つの共振器ｋｘｙ内に4つ存在する。図２では、極板部１２ａと２１ｂを周回する経路のみを示している。
【００２９】
図３は、各共振パスを構成する誘導成分と容量成分の共振器ｋｘｙ上の部位を模式的に示す図である。誘導成分をＬ、容量成分をＣで表記する。
【００３０】
図３（ａ）は、各成分を構成する部位の大凡の形状を破線で囲って示す図である。図３（ｂ）は、各共振パスを等価回路で示す図である。
【００３１】
ストップバンド経路Ｓｂは、横パターン１０及び縦パターン２０で形成される誘導成分Ｌ１、横パターン１０と直交する方向の極板部１２ａで形成される誘導成分Ｌ２、及び極板部１２ａが隣接する共振器ｋ（ｘ＋１）ｙの極板部１１との間で形成される容量成分Ｃｓの直列接続で表せる（図３（ｂ）に示す矢印の経路）。
【００３２】
低周波側バンドパス経路Ｌｂは、切り欠き部１３のｘ方向の間をつなぐ導体パターン１４で形成される誘導成分Ｌ３が、誘導成分Ｌ２と容量成分Ｃｓの直列接続に並列に接続される経路で表せる（図３（ｂ）に破線の円環で示す経路）。
【００３３】
高周波側バンドパス経路Ｈｂは、導体パターン１２ａ，２１ｂの先端部分で形成される容量成分Ｃｐｈと誘導成分Ｌ２の直列接続が、容量成分Ｌ１に並列に接続される経路で表せる（図３（ｂ）に一点鎖線の円環で示す経路）。
【００３４】
図３（ｂ）に示すＺ０は、空間インピーダンスを表す。空間インピーダンスＺ０は、真空の誘電率と透磁率から決まるインピーダンスである。
【００３５】
各経路で生じる共振周波数は、共振器ｋｘｙの形状を表すパラメータによって決定することができる。パラメータは主に、共振器ｋｘｙの形状を決定する各部の寸法である。
【００３６】
図４は、共振器ｋｘｙの形状を決定するパラメータの例を示す図である。導電パターンの厚さは1.3μmである。共振器ｋｘｙが周期的に配列されるピッチは10mmとした。
【００３７】
横パターン１０及び縦パターン２０の長さをｌ、横パターン１０及び縦パターン２０の幅をｗ、極板部１２のｘ方向の長さをｈ（台形形状の高さ）、切り欠き部の幅をｃｘ、切り欠き部の奥行きをｃｙ、切り欠き部１３内を橋渡す導電パターン１４の幅をｗ２、及び極板部の先端部分の間隔Ｄの幅をｇで表記している。
【００３８】
これらの寸法を決定すれば、導電パターン１４の長さを含めて共振器ｋｘｙの形状が決定される。また、共振器ｋｘｙの形状を決定することで上記の誘導成分Ｌ１，Ｌ２、及び容量成分Ｃｓ，Ｃｐｈの値が決定される。
【００３９】
図５は、図４に示す周波数選択板の共振周波数の解析結果を示す。図５の横軸は周波数［GHz］、縦軸は反射特性を表す反射係数Ｓ１１［dB］である。解析した共振器ｋｘｙのパラメータは、l=6.8mm,d=0.2mm,g=0.8mm,w=1.5mm,w2=0.2mm,cx=1.5mm,cy=1.0mm,h=1.5mmとした。
【００４０】
図５に示すように遮断周波数ｆＳｂを中心に、低周波側透過周波数ｆＬｂ、及び高周波側透過周波数ｆＨｂの3つの共振周波数が得られる。各共振周波数は、それぞれに対応するパラメータによって決定される。
【００４１】
遮断周波数ｆＳｂは、横パターン１０及び縦パターン２０で形成される誘導成分Ｌ１、横パターン１０と直交する方向の極板部１２ａで形成される誘導成分Ｌ２、及び極板部１２ａが隣接する共振器ｋ（ｘ＋１）ｙの極板部１１ａとの間で形成される容量成分Ｃｓによって決まる。よって、遮断周波数ｆＳｂは、パラメータの横パターン１０及び縦パターン２０の長さｌ、横パターン１０及び縦パターン２０の幅ｗ、ピッチｐ、及び隣接する他の共振器の極板部との間隔ｄによって決定される。
【００４２】
図６は、容量成分Ｃｓによって遮断周波数ｆＳｂが変化する例を示す図である。図６の横軸は周波数［GHz］、縦軸は透過特性を表す透過係数Ｓ２１［dB］である。破線は容量成分Ｃｓを大きくした場合であり、一点鎖線は容量成分Ｃｓを小さくした場合である。このように、例えば容量成分Ｃｓによって遮断周波数ｆＳｂを変化させることができる。
【００４３】
低周波側透過周波数ｆＬｂは、切り欠き部１３内を橋渡しする導電パターン１４の幅ｗ２とピッチｐによる誘導成分Ｌ３と、誘導成分Ｌ２と容量成分Ｃｓとによって決まる。誘導成分Ｌ２と容量成分Ｃｓは、遮断周波数ｆＳｂを決定するパラメータでもある。したがって、低周波側透過周波数ｆＬｂは、主に導電パターン１４の幅ｗ２で制御することができる。
【００４４】
高周波側透過周波数ｆＨｂは、導体パターン１２ａ，２１ｂの先端部分で形成される容量成分Ｃｐｈと誘導成分Ｌ２によって決まる。誘導成分Ｌ２は、遮断周波数ｆＳｂを決定するパラメータでもある。したがって、高周波側透過周波数ｆＨｂは、主に導体パターン１２ａ，２１ｂの先端部分で形成される容量成分Ｃｐｈで制御することができる。
【００４５】
このように3つの共振器の共振周波数は、それぞれ独立させて制御することが可能である。つまり、動作周波数及びその帯域幅の調整が容易である。
【００４６】
以上説明したように本実施形態に係る周波数選択板１００は、同一形状の導電パターンで形成される共振器ｋｘｙを、誘電体基板１０１の上に周期的に配列した構造の周波数選択板１００において、共振器ｋｘｙは、誘電体基板１０１の上に十字を形成する横パターン１０と縦パターン２０の導線部と、横パターン１０と縦パターン２０が所定の長さ延伸されたそれぞれの両端部は、直交する方向にそれぞれ延長され、当該先端部分は他方向から延長された先端部分と対角線上に間隔を空けて対向する形状の極板部１２とを備え、極板部１２は、隣接する他の共振器の極板部１１と対向する中心部分が横パターン１０の幅で切り欠かれ、該切り欠かれた部分１３の中心から横パターン１０の幅よりも細い幅で且つ所定の長さより短い長さ延伸されて隣接する他の共振器の極板部１１と接合し、極板部の先端部分の間隔Ｄは、隣接する他の共振器の極板部との間隔ｄよりも広い形状である。これにより動作周波数及びその帯域幅の調整を容易にすることができる。
【００４７】
本実施形態に係る周波数選択板１００は、遮断周波数ｆＳｂを中心に、低周波側透過周波数ｆＬｂ、及び高周波側透過周波数ｆＨｂを備えるので、低周波側透過周波数ｆＬｂと高周波側透過周波数ｆＨｂを遮断周波数ｆＳｂに近づけることで遮断特性（バンドストップ特性）を狭帯域化することもできる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態に係る周波数選択板の平面図を模式的に示す図である。図６に示す周波数選択板２００は、副共振器を備える点で周波数選択板１００（図１）と異なる。
【００４９】
図７に示す周波数選択板２００の副共振器は、隣接する極板部１２ａと１１ａの先端部分を覆う例えばホームベース形状の第２導電パターンＦｋｐで構成される。ｙ方向の極板部２１，２２の先端部分にも第２導電パターンＦｋｐが形成される。
【００５０】
第２導電パターンＦｋｐは、極板部１２ａ等の導電膜１０２と誘電体層を挟んで重ね合わせて形成される。導電パターンＦｋｐを、層状に重ね合わせる方法としては、例えば共振器ｋｘｙと導電パターンＦｋｐが形成されたフレキシブル基板又はリジッド基板を2つ重ねて実装する方法や、ＰＥＴ基板に印刷された2枚の導電パターンをラミネート加工によって重ね合わせた状態で固定する方法などが考えられる。又は、蒸着膜及び拡散膜を形成する半導体プロセスを用いて作製してもよい。
【００５１】
図８は、副共振器の構造を模式的に示す図である。図７（ａ）はその斜視図である。図８（ｂ）は図８（ａ）に示すＡ−Ａ線で切った断面図である。
【００５２】
図８（ａ）に示すように、隣接する極板部１２ａと１１ａに、誘電体層を挟んで重ねられた導電パターンＦｋｐによって、2つの容量成分Ｃｓ′の直列接続が、隣接する極板部１２ａ，１１ａで形成される容量成分Ｃｓに並列に接続される。
【００５３】
図８（ｂ）に示すように、容量成分Ｃｓ′は、誘電体基板１０１、導電膜１０２、誘電体膜１０３、及び第２導電パターン１０４の4層で構成される。なお、更に誘電体膜と導電膜を増やしても良い。詳しくは後述する。
【００５４】
図９は、副共振器を備える周波数選択板２００の等価回路を模式的に示す図である。導電膜１０２で形成される共振器ｋｘｙ（以降、主共振器と称する場合がある）の等価回路は、誘導成分Ｌと容量成分Ｃｓの直列接続で表現している。
【００５５】
よって、周波数選択板２００は、主共振器ｋｘｙの容量成分Ｃｓに、2つの容量成分Ｃｓ′の直列接続が並列に接続された等価回路で表せる。第２導電パターンＦｋｐと極板部１２ａ，１１ａの間に形成される容量は、極板部１２ａ，１１ａ同士の間で形成されう容量成分Ｃｓよりも大きい（Ｃｓ′≫Ｃｓ）。
【００５６】
図９に示す等価回路から明らかなように、本実施形態に係る周波数選択板２００の遮断周波数は、容量成分Ｃｓ′が付加された周波数である。したがって、主共振器ｋｘｙの形状はそのままにし、副共振器を形成する第２導電パターンの形状を変えることで、遮断周波数を制御することができる。
【００５７】
図１０は、第２導電パターンＦｋｐの形状を変えた場合の遮断周波数の変化を示す図である。
【００５８】
図１０（ａ）はｘ方向の長さを変えた場合の変化を示す図であり、図１０（ｂ）はｙ方向の長さを変えた場合の変化を示す図である。図１０の横軸は周波数［GHz］、縦軸は透過特性を表す透過係数Ｓ２１［dB］である。
【００５９】
図１０（ａ）のパラメータ0mmは、図６に示す第２導電パターンＦｋｐの形状の場合である。パラメータ0.2mmは、第２導電パターンＦｋｐの幅を−0.2mmしたことを表す。つまり、一方の極板部１２ａの外側から−0.1mm、他方の極板部１１ａの外側から−0.1mmした場合の特性である。
【００６０】
図１０（ａ）に示すように、第２導電パターンＦｋｐの幅を0〜1mmの範囲で変えることで遮断周波数を約1GHzの範囲で可変することができる。つまり、主共振器ｋｘｙの形状を変えずに第２導電パターンＦｋｐの形状を変えることで遮断周波数を調整することができる。
【００６１】
図１０（ｂ）のパラメータ0mm〜0.5mmは、第２導電パターンＦｋｐのｙ方向の長さを変化させた寸法を表す。パラメータ0mmは、図６に示す第２導電パターンＦｋｐの形状の場合である。
【００６２】
図１０（ｂ）に示すように、第２導電パターンＦｋｐのｙ方向の長さを0〜0.5mmの範囲で変えることで遮断周波数を約0.5GHzの範囲で可変することができる。このように第２導電パターンＦｋｐのｙ方向の長さを変えても遮断周波数を調整することができる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係る周波数選択板２００は、導線部の上に誘電体膜を挟んで配置される第２導電パターンを備え、第２導電パターンの平面形状は、隣接する共振器同士で同一部分を覆う形状、及び同一の共振器の極板部の間を覆う形状である。これにより、主共振器ｋｘｙの形状を変えずにその遮断周波数を調整することができる。
【００６４】
〔第３実施形態〕
図１１は、本発明の第３実施形態に係る周波数選択板の平面図を模式的に示す図である。図１１に示す周波数選択板３００は、周波数選択板１００（図１）に対して低周波側バンドパス共振器ｋＬｂと高周波側バンドパス共振器ｋＨｂのそれぞれに対応する副共振器を備えたものである。
【００６５】
低周波側バンドパス共振器ｋＬｂに対応する副共振器は、この例では2つの第２導電パターンＦｋＬｂ１とＦｋＬｂ２で構成される。第２導電パターンＦｋＬｂ１，ＦｋＬｂ２は、第２導電パターンＦｋｐと同様に、極板部１２ａ等の導電膜１０２と誘電体層を挟んで重ね合わせて形成される。
【００６６】
第２導電パターンＦｋＬｂ１，ＦｋＬｂ２のそれぞれは、容量成分Ｃｓ１′とＣｓ２′を形成させる。第２導電パターンＦｋＬｂ１，ＦｋＬｂ２は、隣接する共振器を跨いで同じ形状である。つまり、極板板１２ａの上の形状と、極板板１１ａの上のそれぞれの第２導電パターンＦｋＬｂ１形状は同じであり、隣接する共振器の間で繋がっている。容量成分Ｃｓ１′とＣｓ２′は、低周波側バンドパス共振器ｋＬｂの並列共振周波数に並列に接続されて作用する。
【００６７】
図１２は、容量成分Ｃｓ１′とＣｓ２′が、低周波側バンドパス共振器ｋＬｂの等価回路に並列に接続された等価回路を示す。この等価回路から明らかなように、本実施形態に係る周波数選択板３００の低周波側透過周波数ｆＬｂは、容量成分Ｃｓ１′とＣｓ２′が付加された周波数である。したがって、低周波側バンドパス共振器ｋＬｂの形状はそのままにし、副共振器を形成する第２導電パターンの形状を変えることで、低周波側透過周波数ｆＬｂを制御することができる。
【００６８】
第２導電パターンＦｋＨｂ１は、高周波側バンドパス共振器ｋＨｂの等価回路に並列に接続される容量成分Ｃｓ１′を形成する。第２導電パターンＦｋＨｂ１によって高周波側透過周波数ｆＨｂを制御することができる。その作用は、低周波側透過周波数ｆＬｂの場合と同じである。
【００６９】
低周波側バンドパス共振器ｋＬｂと高周波側バンドパス共振器ｋＨｂは、それぞれ独立させて制御することができる。よって、低周波側バンドパス共振器ｋＬｂに対応する第２導電パターンＦｋＬｂ１，ＦｋＬｂ２、及び高周波側バンドパス共振器ｋＨｂに対応する第２導電パターンＦｋＨｂ１の形状を変化させることで、遮断周波数の帯域幅を制御することができる。
【００７０】
図１３は、主共振器ｋｘｙの形状を固定し、低周波側バンドパス共振器ｋＬｂに対応する副共振器と高周波側バンドパス共振器ｋＨｂに対応する副共振器をそれぞれ構成する第２導電パターンＦｋＬｂ１，ＦｋＬｂ２，ＦｋＨｂ１の形状を変えた場合の反射特性の例を示す図である。
【００７１】
図１３の横軸は周波数［GHz］、縦軸は反射特性を表す反射係数Ｓ１１［dB］である。
【００７２】
図１３において、破線は、低周波側透過周波数ｆＬｂを下げ、高周波側透過周波数ｆＨｂを上げた特性例を示す。一点鎖線は、低周波側透過周波数ｆＬｂを上げ、高周波側透過周波数ｆＨｂを下げた特性例を示す。このように低周波側バンドパス共振器ｋＬｂと高周波側バンドパス共振器ｋＨｂにそれぞれ対応する副共振器を構成する第２導電パターンＦｋＬｂ１，ＦｋＬｂ２，ＦｋＨｂ１の形状を変えることで周波数選択板３００の帯域幅を制御することができる。
【００７３】
ここで注目すべきは、遮断周波数が大きく変化していない点である。図１３に示す例では、遮断周波数は3%以下の変化であった。このように遮断周波数を変化させずに帯域幅を可変することができる。
【００７４】
第２導電パターンＦｋＬｂ１，ＦｋＬｂ２と第２導電パターンＦｋＨｂ１は、何れも第２導電パターンに設ける例で説明したが、両者は異なる層の導電パターンに設けるようにしても良い。例えば、第２導電パターンＦｋＨｂ１を、第２導電パターンＦｋＬｂ１等の上に誘電体膜を挟んで配置される第３導電パターン（図示せず）で形成するようにしても良い。
【００７５】
また、第２導電パターンＦｋＬｂ１，ＦｋＬｂ２と重なるように同じ形状の第３導電パターン（図示せず）を形成するようにしても良い。同じ形状の第３導電パターンによって、並列共振回路に更に並列に容量成分を付加することができる。
【００７６】
また、図１１において鈎形状の第２導電パターンＦｋＨｂ１を、第３導電パターン（図示せず）を形成するようにしても良い。そうすることで、高周波側バンドパス共振器ｋＨｂに作用する副共振器を付加することができる。
【００７７】
このように本発明の第３実施形態に係る周波数選択板３００は、第２導電パターンの上に誘電体膜を挟んで配置される第３導電パターンを備え、第３導電パターンの平面形状は、第２導電パターンと同形状である、又は第２導電パターンと異なる形状である。これにより、周波数選択板３００の設計の自由度を向上させることができる。また、同じ平面形状でより大きな容量成分を付加することができるので、周波数選択板を小型化することができる。
【００７８】
なお、誘電体膜１０３（図８（ｂ））の厚さは、第２導電パターン又は第３導電パターンによって付加される容量成分が集中常数で扱える範囲の厚さである。例えば、共振器ｋｘｙを、誘電体基板１０１の上に周期的に配列するピッチを10mmとした場合は、導電パターンの間の間隔を0.125mm程度にすると良い。これによれば、厚さ方向における電磁波の伝送線路的な伝搬を無視することができ、周波数選択板２００，３００の設計を容易にすることができる。
【００７９】
以上説明したように本実施形態に係る周波数選択板１００によれば、遮断周波数ｆＳｂを中心に、低周波側透過周波数ｆＬｂ、及び高周波側透過周波数ｆＨｂの3つの共振周波数が得られる。各共振周波数は、それぞれに対応するパラメータによって決定される。したがって、動作周波数及びその帯域幅の調整が容易な周波数選択板を提供することができる。
【００８０】
また、周波数選択板２００によれば、主共振器ｋｘｙに対応する副共振器を備える。副共振器を構成する導電パターンによって、動作周波数及びその帯域幅の調整が行える。主共振器ｋｘｙを変更せずに副共振器を調整することで遮断周波数の帯域幅を容易に調整できる。
【００８１】
また、周波数選択板３００によれば、低周波側バンドパス共振器ｋＬｂと高周波側バンドパス共振器ｋＨｂのそれぞれに対応する副共振器を備える。それぞれに対応する副共振器を構成する導電パターンによって、動作周波数及びその帯域幅の調整が行える。副共振器の共振周波数は独立して調整できるので動作周波数及びその帯域幅の調整が容易である。
【００８２】
なお、主共振器ｋｘｙに対応する副共振器と低周波側バンドパス共振器ｋＬｂと高周波側バンドパス共振器ｋＨｂのそれぞれに対応する副共振器を、同じ周波数選択板に実装することも可能である。また、図１、図７、及び図１１にそれぞれ示した周波数選択板の平面形状は、一例であり導電パターンの形状はこれらに限定されない。例えば、隣接する他の共振器の極板部と接合する導電パターンの幅は、図に示す幅よりも細くても良いし、太くても良い。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００８３】
１００，２００，３００：周波数選択板
１０３：誘電体膜
１０：横パターン（導線部）
２０：縦パターン（導線部）
１２，１２ａ，１２ｂ；極板部
１３，１３ａ，１３ｂ：切り欠き部
１４：導電パターン（隣接する他の共振器の極板部と接合する導電パターン）
ｋｘｙ：共振器（主共振器）
ｄ：隣接する他の共振器の極板部との間隔
Ｄ：極板部の先端部分の対角線を挟んだ間隔 
ｌ：横パターン及び縦パターンの長さ
ｗ：横パターン及び縦パターンの幅
ｈ：極板部１２のｘ方向の長さ（台形の高さ）
ｃｘ：切り欠き部の幅
ｃｙ：切り欠き部の奥行き
ｗ２：切り欠き部内を橋渡す導電パターンの幅
ｇ：極板部の先端部分の間隔の幅
ＦｋＬｂ１，ＦｋＬｂ２，ＦｋＨｂ１：第２導電パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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