(57)【要約】【課題】広帯域特性を有し、かつ、挿入損失が低く、ユーザの所望する周波数帯域でのみ通過帯域を形成可能であり、多層構造の基板に好適な結合線路フィルタ及びその配置方法を提供する。【解決手段】結合線路フィルタは、互いに平行に配置されており、予め決定された中心周波数で２７０゜の電気的長さを各々が有する、入力ポートを接続された第１の線路共振器と出力ポートと接続された第２の線路共振器、及び前記第１の線路共振器と前記第２の線路共振器との間に配置され、各々が前記中心周波数で９０゜の電気的長さを有し、第１の側が前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の第１の側に整列される、１つ又は複数の線路共振器を含む第３の線路共振部を備え、前記第３の線路共振部に含まれる線路共振器の個数と、前記第１及び前記第２の線路共振器とを合計することにより、前記結合線路フィルタの次数が決定されることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が予め決定された中心周波数で２７０゜の電気的長さを有し、入力ポート及び出力ポートに接続され、互いに平行に配置されている第１の線路共振器及び第２の線路共振器と、
前記第１の線路共振器と前記第２の線路共振器との間に配置され、第１の側が前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の第１の側に整列され、各々が前記中心周波数で９０゜の電気的長さを有する１つ又は複数の線路共振器を備える第３の線路共振部と
を備える結合線路フィルタであって、
前記結合線路フィルタの次数は、前記第３の線路共振部内に含まれる線路共振器の個数を、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器と合わせることにより決定されることを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の結合線路フィルタにおいて、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の前記第１の側は、接地に結合され、前記第３の線路共振部の各線路共振器の前記第１の側又は第２の側は、前記接地に結合されることを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載の結合線路フィルタにおいて、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の第２の側は、接地に結合され、前記第３の線路共振部の各線路共振器の前記第１の側又は第２の側は、前記接地に結合されることを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項４】
請求項１に記載の結合線路フィルタにおいて、前記第３の線路共振部に含まれる線路共振器の個数が２ｎ＋１（ただし、ｎは自然数）の場合に、
前記第１の線路共振器を基準として、奇数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で９０゜の電気的長さを有する一方、偶数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で２７０゜の電気的長さを有することを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項５】
請求項４に記載の結合線路フィルタにおいて、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の前記第１の側は、接地に結合され、
前記偶数番目の場所の線路共振器の第１の側は、前記接地に結合される一方、前記奇数番目の場所の線路共振器の第１の側又は第２の側は、前記接地に結合されることを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項６】
請求項４に記載の結合線路フィルタにおいて、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の第２の側は、接地に結合され、
前記偶数番目に位置する線路共振器の前記第２の側は、前記接地に結合される一方、前記奇数番目に位置する線路共振器の第１の側又は第２の側は、前記接地に結合されることを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項７】
請求項４に記載の結合線路フィルタにおいて、９０゜の電気的長さを有し、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の第２の側に整列され、前記偶数番目に位置する線路共振器と一列に配列された線路共振器を更に備えることを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項８】
請求項１に記載の結合線路フィルタにおいて、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器は、Ｕ字形状に形成されることを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項９】
請求項８に記載の結合線路フィルタにおいて、前記第３の線路共振部内に含まれる線路共振器の個数が２ｎ＋１（ただし、ｎは自然数）の場合に、
前記第１の線路共振器を基準として、奇数番目の位置に配置される線路共振器は、前記中心周波数で９０゜の電気的長さを有する一方、偶数番目の位置に配置される線路共振器は、前記中心周波数で２７０゜の電気的長さを有することを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項１０】
請求項８に記載の結合線路フィルタにおいて、前記第３の線路共振部内に含まれる線路共振器の個数が２ｎ＋１（ただし、ｎは自然数）の場合に、
前記第１の線路共振器を基準として、奇数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で９０°の電気的長さを有する一方、偶数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で９０°の電気的長さを有することを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項１１】
請求項１に記載の結合線路フィルタにおいて、前記第１の線路共振器、前記第２の線路共振器、及び前記第３の線路共振部を複数備え、
前記複数の第１の線路共振器、前記複数の第２の線路共振器、及び前記複数の第３の線路共振部はそれぞれ、積層構造から成ることを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の結合線路フィルタにおいて、積層構造を有する、前記複数の第１の線路共振器、前記複数の第２の線路共振器、及び前記複数の第３の線路共振部は、ビアを介して接地に接続されることを特徴とする結合線路フィルタ。
【請求項１３】
予め決定された中心周波数で２７０゜の電気的長さを共に有する第１の線路共振器と第２の線路共振器とを互いに平行に配置するステップと、
前記中心周波数で９０゜の電気的長さを有する１つ又は複数の線路共振器を備える第３の線路共振部を、前記第１の線路共振器と前記第２の線路共振器との間に配置するステップと
を備える、結合線路フィルタ内の線路共振器を配置する方法であって、
前記第３の線路共振部の前記線路共振器の第１の側は、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の第１の側に整列されることを特徴とする結合線路フィルタ内の線路共振器を配置する方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の前記第１の側を接地に接続するステップと、前記第３の線路共振部の前記線路共振器の前記第１の側又は第２の側を前記接地に接続するステップとを更に備えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法において、
前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の第２の側を接地に接続するステップと、前記第３の線路共振部の前記線路共振器の前記第１の側又は第２の側を前記接地に接続するステップとを更に備えることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法において、前記第３の線路共振部内に含まれる前記線路共振器の個数が２ｎ＋１（ただし、ｎは自然数）の場合に、
前記第１の線路共振器を基準として奇数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で９０゜の電気的長さを有する一方、偶数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で２７０゜の電気的長さを有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、
前記中心周波数で９０゜の電気的長さを有する線路共振器を配置するステップであって、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器の第２の側に整列され、且つ前記偶数番目に位置する線路共振器と一列に配列されるステップを更に備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の方法において、前記第１の線路共振器及び前記第２の線路共振器は、Ｕ字形状に形成されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、前記第３の線路共振部内に含まれる前記線路共振器の個数が２ｎ＋１（ただし、ｎは自然数）の場合に、
前記第１の線路共振器を基準として、奇数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で９０゜の電気的長さを有する一方、偶数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で２７０゜の電気的長さを有することを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法において、前記第３の線路共振部内に含まれる前記線路共振器の個数が２ｎ＋１（ただし、ｎは自然数）の場合に、
前記第１の線路共振器を基準として、奇数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で９０°の電気的長さを有する一方、偶数番目の場所に配置される線路共振器は、前記中心周波数で９０°の電気的長さを有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結合線路フィルタに関し、より詳細には、高い周波数帯域で使用可能な結合線路フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
広帯域信号の使用及び高速データ処理に有利な無線周波数帯域として、非常に高い周波数を用いることに関心が集まっている。具体的には、６０ＧＨｚ超の周波数帯域が望まれており、これに関する個別部品及びシステムを開発するため韓国内外で研究が行われている。また、個別部品のサイズを最小化するため、及びコストを低減するために、３次元集積のためのＬＴＣＣ（Ｌｏｗ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）技術が採用されている。
【０００３】
一方、無線通信システムにおいて欠かせない部品の一つは、所望の周波数帯域内の信号を選択するフィルタである。このフィルタは、無線通信システムの小型化及び低価格化にとって障害であった。このような無線通信システムでは、集中素子（ｌｕｍｐｅｄ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を用いたフィルタ、伝送線路（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｌｉｎｅ）を用いたマイクロストリップ又はストリップラインフィルタ、共振器フィルタ、導波管フィルタ、及びＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）フィルタが、使用される。
【０００４】
このような多様なフィルタの中で、共振器フィルタは、その優れた電気性能のためマイクロ波帯域に対し主に使用されるフィルタである。この共振器フィルタは、共振器と共振器間の結合要素とから形成され、所望する周波数帯域で極めて低い損失を有することが可能である。また、共振器の構造は、目標の周波数帯域幅を得るため、共振器間の結合量に、非常に広い使用範囲を提供するべきである。しかし、約９０゜の位相の伝送線路を有する共振器フィルタは、係数フィルタが接地されている上面と下面との間の伝送線路を使用するとき、低品質係数を有するので、ｍｍ波領域で低挿入損失を得るために、ほとんど使用されない。
【０００５】
伝送線路を用いたフィルタが高品質係数を有するようにするために、伝送線路の挿入損失特性は優れていなければならない。このため、導電体によって取り囲まれた導波管を用いたフィルタが、伝送線路タイプのフィルタの代わりに、一般に使用されている。このような導波管を有するフィルタは、ＬＴＣＣ技術において、側面を、導電体の代わりに、ビアによって取り囲むことで実現される。
【０００６】
このような導波管を使用するＬＴＣＣフィルタは、従来の導波管フィルタと類似する共振器の形態及び共振器間の結合構造を有する。違いがあるとすれば、１番目の共振器が入力ポートとマイクロストリップ線路を通じて直接結合され、多層で積み重なった導波管がスロットを通じてＬＴＣＣフィルタ内で結合されることである。特許文献１と特許文献２が、そのような導波管を用いるＬＴＣＣフィルタについて開示する。しかし、開示された技術は、共振器間の少ない結合数及び入力／出力ポートと共振器との間の少ない結合量を有し、広帯域特性を有するフィルタを実現するには限界がある。
【０００７】
一方、マイクロ波帯域で使用される結合線路フィルタには、インターディジタル（ｉｎｔｅｒ−ｄｉｇｉｔａｌ）フィルタがあり、これは、以下で添付図面を参照して詳細に説明される。
【０００８】
図１は、典型的なインターディジタルフィルタを示す。
【０００９】
図１を参照すると、一般的なインターディジタルフィルタは、マイクロ波帯域で使用される帯域通過フィルタ（ｂａｎｄ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）の一種である。この帯域通過フィルタは、平面基板の形態を有し、入力線路（Ｉｎｐｕｔ）と出力線路（Ｏｕｔｐｕｔ）との間に複数の線路共振器１１０、１２０、１３０、１４０、及び１５０が配置される。線路共振器１１０、１２０、１３０、１４０、及び１５０は、同一の形態の複数の伝送線路によって実現される。線路共振器１１０、１２０、１３０、１４０、及び１５０は、それらの間の予め決定された間隔だけ離隔して配置される。図１では、第１の線路共振器１１０と第２の線路共振器１２０との間隔は、ｇ１２と表示され、設計帯域幅に応じて共振器間の間隔が決定される。線路共振器１１０、１２０、１３０、１４０、及び１５０は一方の側のみで接地され、接地される側は交互である。例えば、奇数番目の共振器１１０、１３０、及び１５０の第１の側（下側）が接地された場合、偶数番目の共振器１２０、及び１４０の第２の側（上側）が接地される。
【００１０】
インターディジタルフィルタの線路共振器１１０、１２０、１３０、１４０、及び１５０は、ユーザにより所望される帯域の中心周波数で９０゜の電気的長さを有していなければならない。ここで、線路共振器１１０、１２０、１３０、１４０、及び１５０が中心周波数で９０゜の電気的長さを有するということは、線路共振器１１０、１２０、１３０、１４０、及び１５０の各々がこの中心周波数でλ（波長）／４の長さを有することを意味する。例えば、１ＧＨｚにおいて１λは３００ｍｍである。従って、９０゜の電気的長さを有するためには、１ＧＨｚにおいて線路共振器の長さは７５ｍｍでなければならない。周波数が高ければ高いほど波長は短くなるため、線路共振器の長さは短くなる。
【００１１】
要約すると、非常に高い周波数では波長は短いので、線路共振器は短くならざるを得ない。例えば、中心周波数が６０ＧＨｚの場合、自由空間で９０゜の電気的長さを有するためには、線路共振器の長さは１．２５ｍｍでなければならない。しかし、図１のインターディジタルフィルタを実際に設計するとき、即ち、線路共振器を所定の基板上に実現する場合、線路共振器の長さは、幅に比べてそれほど長くない。また、共振器の長さが短くなるとき、インターディジタルフィルタの挿入損失に影響する品質係数（Ｑ）は低くなる。
【００１２】
この問題は、高い周波数において９０゜の電気的長さを有する線路共振器を使用する代わりに、２７０゜の電気的長さを有する線路共振器を使用することにより、解決することができる。しかし、２７０゜の電気的長さを有する線路共振器を用いて結合線路フィルタが形成される場合、ユーザにより所望されない低周波数帯域でも形成される通過帯域の問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００４１６６３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０１２０６２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の一実施形態は、広帯域特性及び低挿入損失を有する結合線路フィルタを提供することに向けられる。
【００１５】
本発明の別の実施形態は、ユーザによって所望される周波数帯域でのみ通過帯域を形成することができる結合線路フィルタを提供することに向けられる。
【００１６】
本発明の別の実施形態は、多層構造を有する基板に好適な結合線路フィルタを提供することに向けられる。
【００１７】
本発明の他の目的及び利点は、次の説明によって理解することができ、本発明の実施形態への参照と共に明らかになる。また、本発明が属する分野における当業者にとって、本発明の目的及び利点を特許請求の範囲に記載された手段及びその組み合わせによって達成できることは、明白である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様によると、予め決定された中心周波数で２７０゜の電気的長さを各々が有し、入力ポートと出力ポートとに接続され、互いに平行に配置されている、第１の線路共振器及び第２の線路共振器と、第１の線路共振器と第２の線路共振器との間に配置され、各々が中心周波数で９０゜の電気的長さを有し、第１の側が第１の線路共振器及び第２の線路共振器の第１の側に整列される、１つ又は複数の線路共振器を備える第３の線路共振部とを備え、結合線路フィルタの次数は、第３の線路共振部内の線路共振器の個数と、第１の線路共振器及び第２の線路共振器とを合わせることによって決定されることを特徴とする、結合線路フィルタが提供される。
【００１９】
本発明の別の態様によると、結合線路フィルタ内で線路共振器を配置する方法が提供される。この方法は、予め決定された中心周波数で２７０゜の電気的長さを共に有する第１の線路共振器と第２の線路共振器とを互いに平行に配置するステップと、中心周波数で９０゜の電気的長さを有する１つ又は複数の線路共振器を備える第３の線路共振部を、第１の線路共振器と第２の線路共振器との間に配置するステップであって、第３の線路共振部の線路共振器の第１の側が第１の線路共振器及び第２の線路共振器の第１の側に整列されるように配置されるステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る結合線路フィルタを使用すれば、多層構造の基板に好適であるため、集積化に有利であるという利点がある。また、広帯域特性を有し、かつ、挿入損失が低いという利点がある。更に、多層基板への実現が可能で、結合量を増加させることにより、使用周波数帯域を拡大できるという利点がある。なお、ユーザの所望する周波数帯域でのみ通過帯域を形成し、それ以外の低周波数帯域では通過帯域を形成しないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】典型的なインターディジタルフィルタを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る結合線路フィルタを示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る結合線路フィルタを示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る結合線路フィルタを示す図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る結合線路フィルタを示す図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る結合線路フィルタを示す図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る結合線路フィルタを示す図である。
【図８】本発明の第７の実施形態に係る結合線路フィルタを示す図である。
【図９】ＬＴＣＣ技術に適用される図１の典型的な３次インターディジタルフィルタを示す斜視図である。
【図１０】３段に積層された図１の従来の３次インターディジタルフィルタを示す斜視図である。
【図１１】ＬＴＣＣ技術を適用して３段に積層された図３に示す本発明の第２の実施形態に係る結合線路フィルタを示す斜視図である。
【図１２】図９乃至図１１の結合線路フィルタの反射係数Ｓ１１と透過係数Ｓ２１とを比較的に示すグラフである。
【図１３】図１０乃至図１１の結合線路フィルタの透過係数Ｓ２１を比較的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の利点、特徴、及び態様は、以下で説明される添付図面への参照と共に、次の説明から明らかになるであろう。以下で用いられる用語は、本発明の理解を容易にするためのものであって、様々な用語は、同じ用途で使用されるにもかかわらず、各製造会社又は研究グループによって、異なることがある。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る結合線路フィルタを示す。
【００２４】
図２を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る結合線路フィルタは、入力線路（Ｉｎｐｕｔ）と、出力線路（Ｏｕｔｐｕｔ）と、複数の線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４とを備える。
【００２５】
入力線路は第１の線路共振器２１０に直接接続され、出力線路は最後の線路共振器２１４に直接接続される。線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４の個数は、ユーザの所望する次数（ｏｒｄｅｒ）に基づいて決定される。ユーザが３次の結合線路フィルタを設計することを希望する場合、結合線路フィルタは３つの線路共振器で実現される。
【００２６】
また、線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４の各々は、設計値に応じて決定された幅を有し、線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４は、平行に配置される。しかし、線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４の長さは、図２に示すように、互いに異なる。即ち、線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４のうち、図２に示される、入力線路から奇数番目の場所に配置される線路共振器２１０、２１２、…、２１４は（以下、奇数番目に位置する線路共振器とする）、予め決定された第１の長さを有するのに対して、入力線路から偶数番目の場所に配置される線路共振器２１１、…、２１３は（以下、偶数番目に位置する線路共振器とする）、予め決定された第２の長さを有する。
【００２７】
本発明の第１の実施形態では、第１の長さと第２の長さが異なり、第１の長さが第２の長さより長いと仮定する。偶数番目に位置する線路共振器２１１、…、２１３の第２の長さは、奇数番目に位置する線路共振器２１０、２１２、…、２１４の第１の長さの１／３とすることが可能である。奇数番目に位置する線路共振器２１０、２１２、…、２１４の電気的長さを２７０゜にすることが可能である一方、偶数番目に位置する線路共振器２１１、…、２１３の電気的長さを９０゜にすることが可能である。
【００２８】
また、複数の線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４の各々は、接地される一方の側を有する。ここで、接地は、接地線路の形成により実現され（図示せず）、線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４の各々に直接接続することができる。また、接地面（図示せず）を、線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４が配置され、複数のビアを介して接地のために線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４に接続された、所定基板の上又は下に配置することができる。このような接地面（図示せず）は、後で図１０を参照して詳細に説明される。
【００２９】
複数の線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４は、２つの側を有するが、一方の側のみが接地される。更に、線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４は同一方向に接地される。
【００３０】
また、奇数番目に位置する線路共振器２１０、２１２、…、２１４の接地された側を、偶数番目に位置する線路共振器２１１、…、２１３の接地された側と、同様の位置に配列することができる。
【００３１】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る結合線路フィルタを示す。
【００３２】
図３を参照すると、本発明の第２の実施形態に係る結合線路フィルタは、図２に示す第１の実施形態に係る結合線路フィルタに類似する構造を有する。この２つの結合線路フィルタ間の差異は、第２の実施形態に係る結合線路フィルタが線路共振器２１０、２１１、２１２、…、２１３、及び２１４の接地方向と異なる、線路共振器３１０、３１１、３１２、…、３１３、及び３１４の接地方向を有することである。即ち、複数の線路共振器３１０、３１１、３１２、…、３１３、及び３１４のうち、偶数番目に位置する線路共振器３１１、…、３１３は、他方の側を接地させる。ここで、偶数番目に位置する線路共振器３１１、…、３１３の他方の側とは、奇数番目に位置する線路共振器３１０、３１２、…、３１４が配置されない側を意味する。
【００３３】
図２及び図３に示す本発明の実施形態は、長さの短い共振器が、長さの長い共振器と同一の接地方向を有すること、又は長さの長い共振器と反対の接地方向を有することを示す。図２及び図３に示す結合線路フィルタは、同様の効果を有するが、図２に示す第１の実施形態に係る結合線路フィルタは、線路共振器が同一の接地方向を有するため、図３に示す第２の実施形態に係る結合線路フィルタより少ない結合量を有する。従って、図３に示す第２の実施形態の結合線路フィルタが、この２つの結合線路フィルタ間ではより効果的である。
【００３４】
図４は、本発明の第３の実施形態に係る結合線路フィルタを示す。
【００３５】
図４を参照すると、本発明の第３の実施形態に係る結合線路フィルタは、図２に示す第１の実施形態に係る結合線路フィルタに類似している。この２つの結合線路フィルタ間の差異は、図２に示す第１の実施形態に係る結合線路フィルタの偶数番目に位置する線路共振器２１１、…、２１３は、奇数番目に位置する線路共振器２１０、２１２、…、２１４の一方の側に配置されるのに対し、図４に示す第３の実施形態に係る結合線路フィルタの偶数番目に位置する線路共振器４１１、…、４１３は、奇数番目に位置する線路共振器４１０、４１２、…、４１４の他方の側に配置されることである。図４に示す第３の実施形態に係る結合線路フィルタの偶数番目に位置する線路共振器４１１、…、４１３は、偶数番目に位置する線路共振器４１１、…、４１３が配置されない、奇数番目に位置する線路共振器４１０、４１２、…、４１４の側に向かって同一方向で接地される。
【００３６】
図５は、本発明の第４の実施形態に係る結合線路フィルタを示す。
【００３７】
図５を参照すると、本発明の第４の実施形態の結合線路フィルタは、図３に示す本発明の第２の実施形態の結合線路フィルタに類似している。この２つの結合線路フィルタ間の差異は、図３に示す第２の実施形態の結合線路フィルタの偶数番目に位置する線路共振器３１１、…、３１３は、奇数番目に位置する線路共振器３１０、３１２、…、３１４の一方の側に配置されるのに対し、図５に示す第４の実施形態の結合線路フィルタの偶数番目に位置する線路共振器５１１、…、５１３は、奇数番目に位置する線路共振器５１０、５１２、…、５１４の他方の側に配置されることである。図５に示す第４の実施形態の結合線路フィルタの偶数番目に位置する線路共振器５１１、…、５１３は、偶数番目に位置する線路共振器５１１、…、５１３が配置される、奇数番目に位置する線路共振器５１０、５１２、…、５１４の側に向かって同一方向で接地される。
【００３８】
図４及び図５に示す本発明の実施形態は、長さの短い共振器が、長さの長い共振器と同一の接地方向を有すること、又は長さの長い共振器と反対の接地方向を有することを示す。図４及び図５に示す結合線路フィルタは、同様の効果を有するが、図４に示す第３の実施形態の結合線路フィルタは、同一の接地方向を有するので、図５に示す第４の実施形態の結合線路フィルタより少ない結合量を有する。従って、図５に示す第４の実施形態の結合線路フィルタが、この２つの結合線路フィルタ間ではより効果的である。
【００３９】
図６は、本発明の第５の実施形態に係る結合線路フィルタを示す。
【００４０】
図６を参照すると、本発明の第５の実施形態の結合線路フィルタは、図５に示す第４の実施形態の結合線路フィルタの偶数番目に位置する線路共振器５１１、…、５１３に、図３に示す第２の実施形態の結合線路フィルタの構造を追加した構造を有する。
【００４１】
第５の実施形態の結合線路フィルタでは、偶数番目に位置する線路共振器６１１、６１２、…、６１４、６１５は、９０゜の電気的長さを有し、第１の線路共振器６１０と最後の線路共振器６１６の両側に配置されるので、第２の線路共振器６１１と６１２との間の間隔はλ／４となる。
【００４２】
図７は、本発明の第６の実施形態に係る結合線路フィルタを示す。
【００４３】
図７を参照すると、本発明の第６の実施形態の結合線路フィルタは、線路共振器５１０、５１１、５１２、…、５１３、及び５１４のうち、第１の線路共振器５１０と最後の線路共振器５１４の形態を除いて、図５に示す本発明の第４の実施形態の結合線路フィルタの構造を有する。他の線路共振器５１１、５１２、…、５１３は同一である。
【００４４】
第１の線路共振器７１０及び最後の線路共振器７１４は、「Ｕ」状に湾曲した形態を有する。第１の線路共振器７１０及び最後の線路共振器７１４は「Ｕ」状に曲げられるが、それらは２７０゜の電気的長さを維持する。
【００４５】
図８は、本発明の第７の実施形態に係る結合線路フィルタを示す。
【００４６】
図８を参照すると、本発明の第７の実施形態の結合線路フィルタは、本発明の第６の実施形態の結合線路フィルタに類似している。この２つの結合線路フィルタの差異は、第１の線路共振器８１０と最後の線路共振器８１４を除くすべての線路共振器８１１、８１２、…、８１３が９０゜の電気的長さを有することである。
【００４７】
上述のように、図２乃至図８に示す本発明の実施形態に係る結合線路フィルタは、従来のインターディジタルフィルタで使用される伝送線路より少ない伝送線路を用いて共振器を形成するので、経済的である。更に、多層構造の基板を使用するので、他の回路と容易に集積可能であるという点で有利である。
【００４８】
また、図２乃至図８に示す本発明の実施形態に係る結合線路フィルタは、ユーザの所望する高周波数帯域以外の低周波帯域で通過帯域を作らないという別の利点がある。更に、広帯域特性も低挿入速度も有する。以下では、これらの有利な態様について添付図面を参照して説明する。
【００４９】
図９は、ＬＴＣＣ技術を適用した図１の典型的な３次インターディジタルフィルタを示す斜視図である。図１０は、３段に積層された図１の典型的な３次インターディジタルフィルタを示す斜視図である。図１１は、ＬＴＣＣ技術を適用することにより３段に積層された図３に示す本発明の第２の実施形態の結合線路フィルタを示す斜視図である。
【００５０】
図９を参照すると、典型的な３次インターディジタルフィルタを構成する入力線路、出力線路、及び複数の線路共振器が、ＬＴＣＣ基板９１０内に配置される。ここで、ＬＴＣＣ基板９１０の上面と下面には接地面が設けられる。ＬＴＣＣ基板９１０内の線路共振器の各々は、ビア９２０を介して接地基板に接続される一方の側を有する。
【００５１】
一方、実際に実現されたＬＴＣＣ基板９１０は、５．９の誘電率と、０．０２の損失正接を有し、線路共振器は、電気的長さが２７０゜である伝送線路から形成された。
【００５２】
図１０は、３段に積層された図１の典型的な３次インターディジタルフィルタを示す。図９に示すインターディジタルフィルタのように、ＬＴＣＣ基板１０１０の上面と下面には接地面が設けられており、ビア１０２０を介して複数の線路共振器が接地面に接続される。線路共振器は、図９に示す複数の線路共振器と同様に、電気的長さが２７０゜の伝送線路を用いて実現される。
【００５３】
図１１を参照すると、３段で積層されＬＴＣＣ基板１１１０内に配置された、図３に示す本発明の第２の実施形態の結合線路フィルタを示している。この構造においても、ビア１１２０を介して複数の共振器が接地面に接続されている。図１１に示す線路共振器のうち、長さの長い共振器は、中心周波数で電気的長さが２７０゜の伝送線路から形成され、長さの短い共振器は、電気的長さが、長さの長い共振器の１／３、即ち、９０゜の伝送線路から形成される。
【００５４】
このような図９乃至図１１に示す結合線路フィルタの効果は、高周波回路の解析において高い信頼性を有する電磁界解析を利用して分析された。以下、図１２及び図１３を参照して、図９乃至図１１に示すフィルタの効果を説明する。
【００５５】
図１２は、図９乃至図１１に示す結合線路フィルタの反射係数Ｓ１１と透過係数Ｓ２１とを比較的に示すグラフである。
【００５６】
このグラフでは、参照番号１２１０は、図９に示す結合線路フィルタの反射係数Ｓ１１と透過係数Ｓ２１とを示すグラフであり、参照番号１２２０は、図１０に示す結合線路フィルタの反射係数Ｓ１１と透過係数Ｓ２１とを示すグラフである。参照番号１２３０は、図１１に示す結合線路フィルタの反射係数Ｓ１１と透過係数Ｓ２１とを示すグラフである。
【００５７】
図１２のグラフから、図９及び図１０に示す一般的なインターディジタルフィルタが類似する反射係数Ｓ１１と透過係数Ｓ２１とを有することがわかる。図示していないが、図１０の結合線路フィルタの線路共振器間の間隔を約４０μｍより広くする場合、図１０の結合線路フィルタの線路共振器間は、図９の結合線路フィルタと類似する結果を依然として有する。
【００５８】
図１２を再び参照すると、図１１に示す本発明の結合線路フィルタは、図９及び図１０に示す一般的なインターディジタルフィルタと類似の周波数特性を有することが観察される。
【００５９】
図１３は、図１０乃至図１１の結合線路フィルタの透過係数Ｓ２１を低周波数で比較的に示すグラフである。この図において、参照番号１２２０は、図１０に示す結合線路フィルタの透過係数Ｓ２１を示すグラフであり、参照番号１２３０は、図１１に示す結合線路フィルタの透過係数Ｓ２１を示すグラフである。
【００６０】
図１３を参照すると、図１１に示す本発明の結合線路フィルタは、低い周波数帯域で図１０に示す一般的なインターディジタルフィルタより約２０ｄＢ超の信号を遮断する効果を有することが観察される。このような結果に基づいて、図１１に示す本発明の結合線路フィルタにより多くの短い線路共振器を使用すると、低周波数帯域における信号遮断の効果が増加されることが予想される。
【００６１】
具体的な実施形態に関して本発明が説明されてきたが、特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないで、様々な変化及び変更をなすことができることは、当業者にとって明白であろう。
【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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