(57)【要約】【課題】  小型構造で広帯域化に適したフィルタを提供する。【解決手段】  誘電体１００中に設けた各λ／４共振器２３ａ〜２３ｃの間をλ／２ストリップライン２４ａおよび２４ｂで結合し、このλ／２ストリップライン２４ａおよび２４ｂの両端に入力電極２６および出力電極２８を接続することで、１本の伝送線路中に複数のλ／４共振器がλ／２ごとに設けられた構造とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のλ／４共振器をλ／２ストリップラインで結合させて構成したフィルタ。
【請求項２】
一端が一のストリップラインに接続されるとともに他端が短絡された複数のλ／４共振器を備え、該各λ／４共振器間に存在する前記ストリップラインの長さがλ／２であるフィルタ。
【請求項３】
共振電極を一対のＧＮＤ電極間に配置してストリップライン構造を構成したフィルタにおいて、
前記共振電極は、
第１および第２のλ／４共振電極と、該各λ／４共振電極を結合させるλ／２ストリップラインとを備えたことを特徴とするフィルタ。
【請求項４】
入力電極および出力電極の間に配置された共振電極を一対のＧＮＤ電極間に配置してストリップライン構造を構成したフィルタにおいて、
前記共振電極は、
第１および第２のλ／４共振電極と、該各λ／４共振電極を結合させるλ／２ストリップラインとを備え、
前記入力電極および出力電極は、λ／４ストリップラインで構成されたことを特徴とするフィルタ。
【請求項５】
第１の誘電体層上に形成された共振電極を第２および第３の誘電体層上に形成された一対のＧＮＤ電極で挟持してストリップライン構造を構成したフィルタにおいて、
前記共振電極は、
一のストリップラインと、一端が該ストリップラインに接続されるとともに他端が短絡された複数のλ／４共振器とを備え、
前記各λ／４共振器は、該各共振器間に存在する前記ストリップラインの長さがλ／２となる位置に接続され、
前記一のストリップラインの両端が入力電極および出力電極にそれぞれ接続されたことを特徴とするフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フィルタに関し、特に、小型かつ低損失の要求を満たしつつ広帯域化の実現に有効なフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信機器等の高周波回路部には、高調波等の不要成分を減衰させるためのバンドバスフィルタが用いられる。この種のバンドバスフィルタとしては、良好な減衰特性が小型構造で得られる誘電体共振器を用いてフィルタが主流となっている。特に、誘電体中に形成する共振器として、ストリップラインを利用した分布定数型のフィルタが広く普及している。
【０００３】
この種の分布定数型フィルタとしては、例えば下記の特許文献に記された手法が知られている。
【特許文献１】特開平１１−１７４０５号公報  この特許文献１には、λ／４ストリップラインとλ／２ストリップラインとを結合させることで、バンドバスフィルタやバンドエリミネーションフィルタを構成する手法が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）システムに見られるように、比帯域幅（通過帯域幅／中心周波数）が１００％に近いか、または、それ以上の広帯域化がフィルタに求められている。
【０００５】
しかし、従来のバンドパスフィルタの設計手法や上述した特許文献１に開示された手法では、通過帯域の広帯域化を図るために、多くの共振器を多段化する必要があり、このように共振器の段数を増加させてゆくと、形状の大型化と挿入損失の増加を伴うといった別の課題が生じる。
【０００６】
特に、ＵＷＢシステムのような超広帯域を実現する場合には、２〜３段の共振器では必要な帯域が得られないため、従来の手法では、小型で低損失のフィルタを提供することが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、小型かつ低損失の要求を満たしつつ広帯域化の実現に有効なフィルタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、一対のλ／４共振器をλ／２ストリップラインで結合させて構成したことを特徴とする。
【０００９】
このように構成することで、入力された信号が前記λ／２ストリップラインを通過する際に位相が１８０度回転し、インターディジタルのギャップ結合と同様に作用する。その結果、インターディジタル相当の広帯域がコムライン型でも得られ、インターディジタル結合では実現が困難であったギガヘルツ帯の広帯域バンドパスフィルタが実現できる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、一端が一のストリップラインに接続されるとともに他端が短絡された複数のλ／４共振器を備え、該各λ／４共振器間に存在する前記ストリップラインの長さがλ／２であることを特徴とする。
【００１１】
このように構成することで、前述の請求項１と同様に、外部から入力された信号がλ／２進むごとに位相が１８０度回転し、この位相回転位置にλ／４共振器が存在することになるため、インターディジタルと同様に作用し、広帯域化が図られる。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、共振電極を一対のＧＮＤ電極間に配置してストリップライン構造を構成したフィルタにおいて、前記共振電極は、第１および第２のλ／４共振電極と、該各λ／４共振電極を結合させるλ／２ストリップラインとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
このように構成することで、λ／４共振電極とλ／２ストリップラインとを同一のストリップライン構造中に構成することが可能になり、小型かつ広帯域のフィルタが得られる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、入力電極および出力電極の間に配置された共振電極を一対のＧＮＤ電極間に配置してストリップライン構造を構成したフィルタにおいて、前記共振電極は、第１および第２のλ／４共振電極と、該各λ／４共振電極を結合させるλ／２ストリップラインとを備え、前記入力電極および出力電極は、λ／４ストリップラインで構成されたことを特徴とする。
【００１５】
このように入力電極および出力電極をλ／４ストリップラインで構成することにより、より整合の取れた状態が得られるため、各種の特性向上が図られる。
【００１６】
また、請求項５記載の発明は、第１の誘電体層上に形成された共振電極を第２および第３の誘電体層上に形成された一対のＧＮＤ電極で挟持してストリップライン構造を構成したフィルタにおいて、前記共振電極は、一のストリップラインと、一端が該ストリップラインに接続されるとともに他端が短絡された複数のλ／４共振器とを備え、前記各λ／４共振器は、該各共振器間に存在する前記ストリップラインの長さがλ／２となる位置に接続され、前記一のストリップラインの両端が入力電極および出力電極にそれぞれ接続されたことを特徴とする。
【００１７】
このように、入力電極から出力電極のラインにストリップラインを配置し、このストリップラインに複数のλ／４共振器をぶら下げた構造とすることで、伝送特性が良く、かつ、小型で広帯域なフィルタを得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、小型かつ低損失の要求を満たしつつ広帯域化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下説明する実施形態に限らず適宜変更可能である。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るフィルタの外観構造を示す斜視図である。同図に示すように、本フィルタは、バルク状の誘電体１００の表面に、入力外部電極端子１０２、出力外部電極端子１０４、ＧＮＤ外部電極端子１０６ａおよび１０６ｂが形成され、これらの電極端子を介して図示しない回路基板と接続可能な構造で提供される。
【００２１】
図２は、図１のＡ−Ａ’視図を示す断面図である。同図に示すように、本フィルタは、誘電体１００中に複数の内層電極が設けられ、これらが所定の関係で配置されて構成される。本フィルタは、共振電極２２が一対のＧＮＤ電極２０ａおよび２０ｂで挟持されたストリップライン構造を有し、該共振電極２２は、入力外部電極端子１０２と接続された入力電極２６と、出力外部電極端子１０４と接続された出力電極２８と接続される。
【００２２】
図３は、図２に示した共振電極２２周辺の構成を示す平面図である。同図に示すように、共振電極２２は、λ／２ストリップライン２４ａおよび２４ｂで構成された伝送線路に、λ／４共振電極２３ａ〜２３ｃの一端がλ／２ごとに接続された構造を有する。
【００２３】
ここで、λ／４共振電極２３ａ〜２３ｃは、フィルタ帯域の中心周波数に相当する波長λの１／４の電気長を有する片端短絡型のストリップラインパターンで形成され、λ／２ストリップライン２４ａおよび２４ｂは、波長λの１／２の電気長を有するストリップラインパターンで形成される。
【００２４】
また、λ／２ストリップライン２４ａの始端には入力電極２６が接続されるとともに、λ／２ストリップライン２４ｂの終端には出力電極２８が接続されることで、入力から出力にかけた伝送線路が形成される。λ／２ストリップライン２４ａおよび２４ｂに接続される入力電極２６および出力電極２８は、λ／４長のストリップラインで形成される。尚、この入力電極２６および出力電極２８とλ／２ストリップライン２４ａおよび２４ｂとの接続は別層で行っても良い。
【００２５】
図６は、図１に示したフィルタの層構造を示す第１の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第１の誘電体層１００−１上には、入力外部電極端子１０２と、出力外部電極端子１０４と、ＧＮＤ外部電極端子１０６ａおよび１０６ｂとが形成され、これらにより本フィルタの天面が構成される。
【００２６】
また、同図（ｂ）に示すように、第２の誘電体層１００−２上には、ＧＮＤ電極２０ａが前述のＧＮＤ外部電極端子１０６ａおよび１０６ｂと接した状態で形成され、この第２の誘電体層１００−２が同図（ａ）に示した第１の誘電体層１００−１の下層に配置される。
【００２７】
図５は、図１に示したフィルタの層構造を示す第２の分解平面図である。同図に示すように、第３の誘電体層１００−３上には、λ／４共振電極２３ａ〜２３ｃと、λ／２ストリップライン２４ａおよび２４ｂと、入力電極２６および出力電極２８とが形成され、この第３の誘電体層１００−３が前図（ｂ）に示した第２の誘電体層１００−２の下層に配置される。
【００２８】
図６は、図１に示したフィルタの層構造を示す第３の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第４の誘電体層１００−４上には、ＧＮＤ電極２０ｂが前述のＧＮＤ外部電極端子１０６ａおよび１０６ｂと接した状態で形成され、この第４の誘電体層１００−４が前図に示した第３の誘電体層１００−３の下層に配置される。
【００２９】
また、同図（ｂ）に示すように、第５の誘電体層１００−５上には、入力外部電極端子１０２と、出力外部電極端子１０４と、ＧＮＤ外部電極端子１０６ａおよび１０６ｂとが形成され、これらにより本フィルタの底面が構成される。この第５の誘電体層１００−５は、同図（ａ）に示した第４の誘電体層１００−４の下層に配置される。
【００３０】
上述した各誘電体層１００−１〜１００−５は、積層・焼成工程を経て一体形成され、複数の誘電体層により構成された積層フィルタとして完成する。尚、１０２〜１０６の各外部電極端子は、積層・焼成後に塗布やメッキで形成することが望ましく、上述した各誘電体層１００−１〜１００−５の間には他の中間層を介在させてもよい。
【００３１】
図７は、図１に示したフィルタの等価回路を示す回路図である。同図に示すように、本フィルタは、３段のλ／４共振器ＳＬａ［１］〜ＳＬａ［３］が２つのλ／２ストリップラインＳＬｂ［１］およびＳＬｂ［２］でラダー状に接続された等価構成となる。同図に示したＳＬｉｎおよびＳＬｏｕｔは、前述の入力電極２６および出力電極２８に相当するストリップラインである。
【００３２】
このように、λ／２ストリップラインＳＬｂ［１］およびＳＬｂ［２］によって位相が１８０度回転する位置にλ／４共振器ＳＬａ［１］〜ＳＬａ［３］が配置されるため、インタディジタル相当の広帯域化を図ることができる。
【００３３】
図８は、図１に示したフィルタの通過特性を従来のフィルタと比較した特性図である。同図中、符号５０１で示した実線が本フィルタの特性を示し、符号５０２で示した実線が従来のコムライン型フィルタの特性を示す。同図に示すように、本フィルタの通過特性５０１は、３ＧＨｚ〜９ＧＨｚの広帯域を十分カバーし、従来の通過特性５０２の３倍以上の広帯域化が図られた。
【００３４】
図９は、図７に示した等価回路を多段にした場合の例を示す等価回路図である。同図に示すように、本発明では、λ／４共振器とλ／２ストリップラインの基本ユニットを多段化することで構成しても良い。その場合は、同図に示すように、入力端子と出力端子との間に、λ／４共振器ＳＬａ［１］〜ＳＬａ［Ｎ］とλ／２ストリップラインＳＬｂ［１］〜ＳＬｂ［Ｎ−１］とをラダー状に連結して構成する。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、小型構造で広帯域化を図ることができるため、ＵＷＢシステム等の超広帯域が求められる通信機器への適用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態に係るフィルタの外観構造を示す斜視図である。
【図２】図２のＡ−Ａ’視図を示す断面図である。
【図３】図２に示した共振電極２２周辺の構成を示す平面図である。
【図４】図１に示したフィルタの層構造を示す第１の分解平面図である。
【図５】図１に示したフィルタの層構造を示す第２の分解平面図である。
【図６】図１に示したフィルタの層構造を示す第３の分解平面図である。
【図７】図１に示したフィルタの等価回路を示す回路図である。
【図８】図１に示したフィルタの通過特性を従来のフィルタと比較した特性図である。
【図９】図７に示した等価回路を多段にした場合の例を示す等価回路図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０…フィルタ、２０…ＧＮＤ電極、２２…共振電極、２３…λ／４共振電極、２４…λ／２ストリップライン、２６…入力電極、２８…出力電極、３０…結合電極、１００…誘電体、１０２…入力外部電極端子、１０４…出力外部電極端子、１０６…ＧＮＤ外部電極端子
【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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