(57)【要約】【課題】  結合係数を所定範囲内で自在に変化させ、比帯域を所定範囲内で自在に変化させる。【解決手段】  共振器３ｏは、自共振器の中央部分１１ａに近い位置で隣接する共振器３ｎの第２の直線部分２３に略平行な第１の直線部分１２と、自共振器の中央部分１１ａに近い位置で隣接する共振器３ｐの第１の直線部分３２に略平行な第２の直線部分１３と、第１の直線部分１２に連続する一方の端部１４ａ側から他方の端部１４ｂ側に向かって共振器３ｎから離れていく第３の直線部分１４と、第２の直線部分１３に連続する一方の端部１５ａ側から他方の端部１５ｂ側に向かって共振器３ｐから離れていく第４の直線部分１５とを有するパターン形状に形成されている。【選択図】  図１
2005057531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の共振器が形成されてなるフィルタであって、
前記共振器が、自共振器の中央部分に近い位置で隣接共振器の一部位に対して平行または略平行な第１の直線部分と、自共振器の中央部分に近い位置で隣接共振器の一部位に対して平行または略平行な第２の直線部分と、前記第１の直線部分に連続する一方の端部側から他方の端部側に向かって隣接共振器から離れていく第３の直線部分と、前記第２の直線部分に連続する一方の端部側から他方の端部側に向かって隣接共振器から離れていく第４の直線部分とを有するパターン形状に形成されていることを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載したフィルタにおいて、
前記共振器が、前記第３の直線部分に連続する第５の直線部分と、前記第４の直線部分に連続する第６の直線部分とを有するパターン形状に形成され、前記第５の直線部分と前記第６の直線部分とが平行または略平行に形成されていることを特徴とするフィルタ。
【請求項３】
請求項２に記載したフィルタにおいて、
前記第５の直線部分が、前記第３の直線部分と前記第４の直線部分との間や前記第１の直線部分と前記第２の直線部分との間に配置されるように前記第３の直線部分に対して屈曲されて形成されていると共に、
前記第６の直線部分が、前記第３の直線部分と前記第４の直線部分との間や前記第１の直線部分と前記第２の直線部分との間に配置されるように前記第４の直線部分に対して屈曲されて形成されていることを特徴とするフィルタ。
【請求項４】
請求項２に記載したフィルタにおいて、
前記第５の直線部分と前記第６の直線部分との各々が、インターディジタル形状に形成されていることを特徴とするフィルタ。
【請求項５】
請求項２に記載したフィルタにおいて、
前記第５の直線部分と前記第６の直線部分との各々が、一方の端部側が他方の端部側よりも幅広な形状に形成されていることを特徴とするフィルタ。
【請求項６】
請求項２に記載したフィルタにおいて、
前記第５の直線部分と前記第６の直線部分との各々が、一方の端部側が他方の端部側から一方の端部側に向かって幅狭となるようにテーパ形状に形成されていることを特徴とするフィルタ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載したフィルタにおいて、
複数の共振器が同心円状に配置されていることを特徴とするフィルタ。
【請求項８】
基板上に複数の共振器が同心円状に配置されて形成されてなるフィルタであって、
初段の共振器と隣接共振器とが互いに異なるパターン形状に形成され、終段の共振器と隣接共振器とが互いに異なるパターン形状に形成され、初段の共振器と終段の共振器とを除いた共振器同士が同一のパターン形状に形成されている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】
本発明は、基板上に複数の共振器が形成されてなるフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば無線通信などに用いられる高周波用平面型フィルタの構造として、下記の特許文献１、２に示すものがある。
【特許文献１】特開２００１−３１３５０３号公報
【特許文献２】米国特許第５８８８９４２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した特許文献１に記載されている構造では、共振器同士を最も接近させた状態でも、結合係数として「０．０２５」程度までしか実現することができない。また、共振器間角度と結合係数との関係により、十分な小型化を実現可能な範囲が結合係数にして「０．００３」〜「０．０２５」程度であることから、フィルタの比帯域としては「０．５％」〜「２％」程度が限界であるという問題がある。
【０００４】
一方、特許文献２に記載されている構造では、結合係数を計算すると、最大でも「０．０２」程度である。また、結合係数が小さい領域では共振器間隔の変化に対する結合係数の変化が大きいことから、製造が困難であると想定され、特許文献２に記載されているパターン形状で実現可能な比帯域は「０．７％」程度であると考えられる。よって、特許文献２に記載されている構造でも、フィルタの比帯域としては「０．７％」〜「２％」程度が限界であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、結合係数を所定範囲内で自在に変化させることができ、それによって、比帯域を所定範囲内で自在に変化させることができるフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載した発明によれば、共振器が、自共振器の中央部分に近い位置で隣接共振器の一部位に対して平行または略平行な第１の直線部分と、自共振器の中央部分に近い位置で隣接共振器の一部位に対して平行または略平行な第２の直線部分と、第１の直線部分に連続する一方の端部側から他方の端部側に向かって隣接共振器から離れていく第３の直線部分と、第２の直線部分に連続する一方の端部側から他方の端部側に向かって隣接共振器から離れていく第４の直線部分とを有するパターン形状に形成されている。
【０００７】
したがって、第１の直線部分および第２の直線部分の各々が隣接共振器の一部位に対して平行または略平行に形成されていると共に、第３の直線部分および第４の直線部分の各々が一方の端部側から他方の端部側に向かって隣接共振器から離れていくように形成されているので、第１の直線部分および第２の直線部分の長さを変化させることにより、つまり、隣接共振器の一部位に対して平行または略平行な部分の長さを変化させることにより、結合係数を所定範囲内で自在に変化させることができ、比帯域を所定範囲内で自在に変化させることができる。これにより、第１の直線部分および第２の直線部分の長さを長く形成すれば、結合係数を大きくして広帯域フィルタを実現することができ、これとは反対に、第１の直線部分および第２の直線部分の長さを短く形成すれば、結合係数を小さくして狭帯域フィルタを実現することができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明によれば、共振器が、第３の直線部分に連続する第５の直線部分と、第４の直線部分に連続する第６の直線部分とを有するパターン形状に形成され、第５の直線部分と第６の直線部分とが平行または略平行に形成されているので、これら第５の直線部分と第６の直線部分との間に形成される容量を大きくすることができ、その分、共振器長（共振器の全長）を短くすることができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明によれば、第５の直線部分が、第３の直線部分と第４の直線部分との間や第１の直線部分と第２の直線部分との間に配置されるように第３の直線部分に対して屈曲されて形成されると共に、第６の直線部分が、第３の直線部分と第４の直線部分との間や第１の直線部分と第２の直線部分との間に配置されるように第４の直線部分に対して屈曲されて形成されているので、第３の直線部分と第４の直線部分との間や第１の直線部分と第２の直線部分との間のスペースを有効に利用することができ、共振器自体を小型化することができ、特に、複数の共振器を同心円状に配置する構成では、共振器の径方向の長さを短くすることができ、フィルタ自体を小型化することができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明によれば、第５の直線部分と第６の直線部分との各々が、インターディジタル形状に形成されているので、これら第５の直線部分と第６の直線部分との間に形成される容量をより大きくすることができ、共振器長をより短くすることができる。
【００１１】
請求項５に記載した発明によれば、第５の直線部分と第６の直線部分との各々が、一方の端部側が他方の端部側よりも幅広な形状に形成されているので、共振器長をより短くすることができる。
【００１２】
請求項６に記載した発明によれば、第５の直線部分と第６の直線部分との各々が、一方の端部側が他方の端部側から一方の端部側に向かって幅狭となるようにテーパ形状に形成されているので、複数の共振器を共振器間角度が小さい状態で同心円状に配置する構成では、共振器同士が開放端側で物理的に重複してしまうことを未然に回避することができる。
【００１３】
請求項７に記載した発明によれば、複数の共振器が同心円状に配置されているので、各々の共振器の共振周波数を測定する場合に、測定対象とする共振器を除いた共振器を導体板で覆って導体板を回転させる方法により、各々の共振器の共振周波数を順次測定することができ、各々の共振器の共振周波数を簡易な方法で測定することができる。
【００１４】
請求項８に記載した発明によれば、初段の共振器と隣接共振器とが互いに異なるパターン形状に形成され、終段の共振器と隣接共振器とが互いに異なるパターン形状に形成され、初段の共振器と終段の共振器とを除いた共振器同士が同一のパターン形状に形成されているので、初段の共振器と隣接共振器との間の結合係数および終段の共振器と隣接共振器との間の結合係数を、初段の共振器と終段の共振器とを除いた共振器同士の間の結合係数よりも大きくすることができる。また、初段の共振器と終段の共振器とを除いた共振器に対して、上記した請求項７に記載したものと同様にして、測定対象とする共振器を除いた共振器を導体板で覆って導体板を回転させる方法により、各々の共振器の共振周波数を順次測定することができ、各々の共振器の共振周波数を簡易な方法で測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図１ないし図１２を参照して説明する。
図３は、高周波用平面型フィルタ（以下、フィルタと称する）の平面図を示している。
フィルタ１は、分布定数型のフィルタであって、略円形状の誘電体基板（以下、基板と称する）２の表面に３２個の共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆが同心円状に配置されて形成されていると共に、基板２の裏面にグランドプレーン（図示せず）が形成されて構成されており、マイクロストリップライン型の構造となっている。
【００１６】
共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆの各々は、長さ（ループ長）が波長（λ）の１／２に設定されていると共に、一部が開放された形状となっている。共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆのうち共振器３ａには、信号入力端子として作用する配線５ａがタップ接続されていると共に、共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆのうち共振器４ｆには、信号出力端子として作用する配線５ｂがタップ接続されている。つまり、共振器３ａが初段の共振器となっており、共振器４ｆが終段の共振器となっている。
【００１７】
上記したフィルタ１では、初段の共振器３ａと当該初段の共振器３ａに隣接する（１段後の）共振器３ｂとは、互いに異なる形状（ここでいう形状とは、共振器長、占有面積および開放端の向きなどをも含む）となっており、終段の共振器４ｆと当該終段の共振器４ｆに隣接する（１段前の）共振器４ｅとも、互いに異なる形状となっている。これに対して、初段の共振器３ａと終段の共振器４ｆとを除いた共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅ同士は、全て同一の形状となっている。尚、共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆ、配線５ａ，５ｂおよびグランドプレーンを構成する膜は、いずれも超伝導材料を用いて形成されており、フィルタ１は、いわゆる超伝導フィルタとなっている。また、共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆについて、共振器間角度（図１中「θ１，θ２」および図２中「θ」にて示す）は、必要となる結合係数によって決定される。
【００１８】
図１は、初段の共振器３ａと終段の共振器４ｆとを除いた共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４
の各々の詳細なパターン形状を示している。尚、図１では、共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅのうち例えば共振器３ｏを代表し、共振器３ｏと当該共振器３ｏに隣接する共振器３ｎおよび共振器３ｐとの関係について説明するが、これら以外の共振器についても同様である。
【００１９】
共振器３ｏは、図１中一点鎖線「Ａ」を中心線として略線対称なパターン形状に形成されており、自共振器の中央部分１１ａを含む円弧部分１１と、円弧部分１１の一方の側に連続する第１の直線部分１２と、円弧部分１１の他方の側に連続する第２の直線部分１３と、第１の直線部分１２に連続する第３の直線部分１４と、第２の直線部分１３に連続する第４の直線部分１５と、第３の直線部分１４に連続する第５の直線部分１６と、第４の直線部分１５に連続する第６の直線部分１７とを有するパターン形状に形成されている。
【００２０】
共振器３ｏに反時計回り方向で隣接する共振器３ｎは、図１中一点鎖線「Ｂ」を中心線として略線対称なパターン形状に形成されており、上記した共振器３ｏと同様にして、円弧部分２１と、第１の直線部分２２と、第２の直線部分２３と、第３の直線部分２４と、第４の直線部分２５と、第５の直線部分２６と、第６の直線部分２７とを有するパターン形状に形成されている。これら各部分２１〜２７は、共振器３ｏの各部分１１〜１７に相当する。
【００２１】
共振器３ｏに時計回り方向で隣接する共振器３ｐは、図１中一点鎖線「Ｃ」を中心線として略線対称なパターン形状に形成されており、上記した共振器３ｏと同様にして、円弧部分３１と、第１の直線部分３２と、第２の直線部分３３と、第３の直線部分３４と、第４の直線部分３５と、第５の直線部分３６と、第６の直線部分３７とを有するパターン形状に形成されている。これら各部分３１〜３７は、共振器３ｏの各部分１１〜１７に相当する。
【００２２】
この場合、共振器３ｏにおいて、第１の直線部分１２は、隣接する共振器３ｎの第２の直線部分２３に対して所定の共振器間隔を存して略平行に形成されていると共に、第２の直線部分１３は、隣接する共振器３ｐの第１の直線部分３２に対して所定の共振器間隔を存して略平行に形成されている。また、第３の直線部分１４は、その一方の端部１４ａ側から他方の端部１４ｂ側に向かって隣接する共振器３ｎから離れていくように形成されている共に、第４の直線部分１５は、その一方の端部１５ａ側から他方の端部１５ｂ側に向かって隣接する共振器３ｐから離れていくように形成されている。
【００２３】
さらに、第５の直線部分１６は、第３の直線部分１４と第４の直線部分１５との間や第１の直線部分１２と第２の直線部分１３との間に配置されるように第３の直線部分１３に対して鋭角な屈曲角度で屈曲されて形成されていると共に、第６の直線部分１７も、第３の直線部分１４と第４の直線部分１５との間や第１の直線部分１２と第２の直線部分１３との間に配置されるように第３の直線部分１３に対して鋭角な屈曲角度で屈曲されて形成されている。そして、第５の直線部分１６と第６の直線部分１７とは、所定の間隔を存して略平行に形成されている。尚、図１中「Ｏ」は、共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆが同心円状に配置されている同心円の中心を示している。
【００２４】
図２は、初段の共振器３ａの詳細なパターン形状を示している。尚、図２では、初段の共振器３ａと当該初段の共振器３ａに隣接する共振器３ｂとの関係について説明するが、終段の共振器４ｆと当該終段の共振器４ｆに隣接する共振器４ｅとの関係についても同様である。
【００２５】
共振器３ａは、図２中一点鎖線「Ｄ」を中心線として略線対称なパターン形状に形成されており、自共振器の中央部分４１ａを含む円弧部分４１と、円弧部分４１の一方の側に連続する第１の直線部分４２と、円弧部分４１の他方の側に連続する第２の直線部分４３と、第１の直線部分４２に連続する第３の直線部分４４と、第２の直線部分４３に連続する第４の直線部分４５とを有するパターン形状に形成されている。
【００２６】
共振器３ａに隣接する共振器３ｂは、図２中一点鎖線「Ｅ」を中心線として略線対称なパターン形状に形成されており、上記した共振器３ｏと同様にして、円弧部分５１と、第１の直線部分５２と、第２の直線部分５３と、第３の直線部分５４と、第４の直線部分５５と、第５の直線部分５６と、第６の直線部分５７とを有するパターン形状に形成されている。これら各部分５１〜５７は、共振器３ｏの各部分１１〜１７に相当する。
【００２７】
この場合、共振器３ａにおいて、第２の直線部分４３は、隣接する共振器３ｂの第１の直線部分５２に対して所定の共振器間隔を存して略平行に形成されている。また、第３の直線部分４４は、第１の直線部分４２と第２の直線部分４３との間に配置されるように第１の直線部分４２に対して鋭角な屈曲角度で屈曲されて形成されていると共に、第４の直線部分４５も、第１の直線部分４２と第２の直線部分４３との間に配置されるように第２の直線部分４３に対して鋭角な屈曲角度で屈曲されて形成されている。そして、第３の直線部分４４と第４の直線部分４５とは、所定の間隔を存して略平行に形成されている。尚、図２中「Ｏ」も、共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆが同心円状に配置されている同心円の中心を示している。
【００２８】
さて、発明者らは、上記した共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆについて、共振器間の結合係数を計算した。図４は、その計算結果を示している。尚、図４において、
「ｋ（ｎ−１）＿ｎ」（ｎは２〜３２の整数）
は、（ｎ−１）段目の共振器とｎ段目の共振器との間の結合係数を示している。図４から明らかなように、初段の共振器３ａと当該初段の共振器３ａに隣接する共振器３ｂとの間の結合係数（「ｋ１＿２」）および終段の共振器４ｆと当該終段の共振器４ｆに隣接する共振器４ｅとの間の結合係数（「ｋ３１＿３２」）は、共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅの共振器同士の間の結合係数よりも極めて大きな値となっている。これは、上記したように、共振器３ａと共振器３ｂとが互いに異なる形状に形成されていると共に、共振器４ｆと共振器４ｅとが互いに異なる形状に形成されており、これに対して、これら初段の共振器３ａと終段の共振器４ｆとを除いた共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅ同士が全て同一の形状に形成されていることに起因する。
【００２９】
また、発明者らは、上記したフィルタ１の周波数特性を測定した。図５は、その測定結果を示している。図５から明らかなように、フィルタ１は、「２３２３ＭＨｚ」の中心周波数に対して比帯域として「１２％」程度を実現している。
ところで、フィルタ１の共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆのパターン形状は、上記した形状に限られるものではなく、次に示すような形状に形成されることも可能である。以下、共振器のパターン形状について、図６および図７を参照して説明する。
【００３０】
図６（ａ）に示す共振器６０は、円弧部分６１と、第１の直線部分６２と、第２の直線部分６３と、第３の直線部分６４と、第４の直線部分６５とを有するパターン形状に形成されている。共振器６０は、上記した共振器３ｏと比較すると、各部分６１〜６５が共振器３ｏの各部分１１〜１５に相当するもので、共振器３ｏの第５の直線部分１６に相当する部分と第６の直線部分１７に相当する部分とが省略されている構成となっており、その分、第３の直線部分６４および第４の直線部分６５の長さ（図６中「Ｌ２」にて示す）が共振器３ｏの第３の直線部分１４および第４の直線部分１５の長さよりも長く形成されている。
【００３１】
図６（ｂ）に示す共振器７０は、円弧部分７１と、第１の直線部分７２と、第２の直線部分７３と、第３の直線部分７４と、第４の直線部分７５と、第５の直線部分７６と、第６の直線部分７７とを有するパターン形状に形成されている。共振器７０は、上記した共振器３ｏと比較すると、各部分７１〜７７が共振器３ｏの各部分１１〜１７に相当するものであるが、第５の直線部分７６が第３の直線部分７４と第４の直線部分７５との間や第１の直線部分７２と第２の直線部分７３との間に配置されることなく形成されていると共に、第６の直線部分７７も第３の直線部分７４と第４の直線部分７５との間や第１の直線部分７２と第２の直線部分７３との間に配置されることなく形成されている。
【００３２】
図６（ｃ）に示す共振器８０は、円弧部分８１と、第１の直線部分８２と、第２の直線部分８３と、第３の直線部分８４と、第４の直線部分８５と、第５の直線部分８６と、第６の直線部分８７とを有するパターン形状に形成されている。共振器８０は、上記した共振器７０と比較すると、各部分８１〜８７が共振器７０の各部分７１〜７７に相当するもので、第１の直線部分８２および第２の直線部分８３の長さ（図６中「Ｌ４」にて示す）が共振器７０の第１の直線部分７２および第２の直線部分７３の長さ（図６中「Ｌ１」にて示す）よりも短く形成されていると共に、第３の直線部分８４および第４の直線部分８５の長さ（図６中「Ｌ５」にて示す）が共振器７０の第３の直線部分７４および第４の直線部分７５の長さ（図６中「Ｌ３」にて示す）よりも長く形成されている。
【００３３】
図６（ｄ）に示す共振器９０は、円弧部分９１と、第３の直線部分９４と、第４の直線部分９５と、第５の直線部分９６と、第６の直線部分９７とを有するパターン形状に形成されている。共振器９０は、上記した共振器８０と比較すると、各部分９１，９４〜９７が共振器８０の各部分８１，８４〜８７に相当するもので、共振器８０の第１の直線部分８２に相当する部分と第２の直線部分８３に相当する部分とが省略されており、その分、第３の直線部分９４および第４の直線部分９５の長さ（図６中「Ｌ６」にて示す）が共振器８０の第３の直線部分８４および第４の直線部分８５の長さよりも長く形成されている。
【００３４】
図７（ａ）に示す共振器１００は、円弧部分１０１と、第１の直線部分１０２と、第２の直線部分１０３と、第３の直線部分１０４と、第４の直線部分１０５と、第５の直線部分１０６と、第６の直線部分１０７とを有するパターン形状に形成されている。共振器１００は、上記した共振器７０と比較すると、各部分１０１〜１０７が共振器７０の各部分７１〜７７に相当するもので、第５の直線部分１０６と第６の直線部分１０７とがインターディジタル形状に形成されている。
【００３５】
図７（ｂ）に示す共振器１１０は、円弧部分１１１と、第１の直線部分１１２と、第２の直線部分１１３と、第３の直線部分１１４と、第４の直線部分１１５と、第５の直線部分１１６と、第６の直線部分１１７とを有するパターン形状に形成されている。共振器１１０は、上記した共振器７０と比較すると、各部分１１１〜１１７が共振器７０の各部分７１〜７７に相当するもので、第５の直線部分１１６が、一方の端部１１６ａ側が他方の端部１１６ｂ側よりも幅広な形状に形成されていると共に、第６の直線部分１１７が、一方の端部１１７ａ側が他方の端部１１７ｂ側よりも幅広な形状に形成されている。
【００３６】
図７（ｃ）に示す共振器１２０は、円弧部分１２１と、第１の直線部分１２２と、第２の直線部分１２３と、第３の直線部分１２４と、第４の直線部分１２５と、第５の直線部分１２６と、第６の直線部分１２７とを有するパターン形状に形成されている。共振器１２０は、上記した共振器７０と比較すると、各部分１２１〜１２７が共振器７０の各部分７１〜７７に相当するもので、第５の直線部分１２６が、一方の端部１２６ａ側が他方の端部１２６ｂ側から一方の端部１２６ａ側に向かって幅狭となるようにテーパ形状に形成されていると共に、第６の直線部分１２７の一方の端部１２７ａ側が、他方の端部１２７ｂ側から一方の端部１２７ａ側に向かって幅狭となるようにテーパ形状に形成されている。
【００３７】
さて、ここで、発明者らは、共振器間隔と結合係数との関係を測定した。図８は、隣接する共振器同士が同一のパターン形状で直線状に配置されている場合の共振器間隔と結合係数との関係を示している。図８（ａ）に示すように、共振器１３１と共振器１３２とが同一のパターン形状で直線状に配置されている場合では、図８（ｂ）に示すように、共振器間隔（図８中「ｄ」にて示す）が狭い程、大きな結合係数を実現している。
【００３８】
これに対して、図９は、隣接する共振器同士が互いに異なるパターン形状で直線状に配置されている場合の共振器間隔と結合係数との関係を示している。図９（ａ）に示すように、共振器１４１と共振器１４２とが互いに異なるパターン形状（この場合は反転されたパターン形状）で直線状に配置されている場合では、図９（ｂ）に示すように、この場合も、共振器間隔（図９中「ｄ」にて示す）が狭い程、大きな結合係数を実現している。しかも、この場合は、隣接する共振器同士が同一のパターン形状である場合と比較すると、同一の共振器間隔では、より大きな結合係数を実現している。
【００３９】
また、発明者らは、上記した図６（ｂ）で説明したパターン形状の共振器７０を直線状に配置した場合について、第１の直線部分７２および第２の直線部分７３の長さを変化させて共振器間隔と結合係数との関係を測定した。図１０（ａ）に示すように、２個の共振器７０が直線状に配置されている場合では、図１０（ｂ）に示すように、同一の共振器間隔（図１０中「ｄ」にて示す）では、第１の直線部分７２および第２の直線部分７３の長さ（図１０中「Ｌ１」にて示す）が長い程、大きな結合係数を実現している。
【００４０】
また、発明者らは、上記した図６（ｂ）で説明したパターン形状の共振器７０を同心円状に配置した場合について、第１の直線部分７２および第２の直線部分７３の長さを変化させて共振器間角度と結合係数との関係を測定した。図１１（ａ）に示すように、２個の共振器７０が同心円状に配置されている場合では、図１１（ｂ）に示すように、この場合も、同一の共振器間角度（図１１中「θ」にて示す）では、第１の直線部分７２および第２の直線部分７３の長さ（図１１中「Ｌ１」にて示す）が長い程、大きな結合係数を実現している。
【００４１】
さらに、発明者らは、上記したフィルタ１の共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅのうち例えば共振器３ｏと共振器３ｐとについて、共振器３ｏの第１の直線部分１２および第２の直線部分１３の長さと共振器３ｐの第１の直線部分３２および第２の直線部分３３の長さとを変化させて共振器間角度と結合係数との関係を測定した。図１２（ａ）に示すように、共振器３ｏと共振器３ｐとが同心円状に配置されている場合では、図１２（ｂ）に示すように、この場合も、同一の共振器間角度（図１２中「θ」にて示す）では、各々の第１の直線部分および第２の直線部分の長さ（図１２中「Ｌ７」にて示す）が長い程、大きな結合係数を実現している。
【００４２】
以上に説明したように第１の実施形態によれば、フィルタ１において、共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅを、自共振器の中央部分に近い位置で隣接共振器の一部位に対して略平行な第１の直線部分と、自共振器の中央部分に近い位置で隣接共振器の一部位に対して略平行な第２の直線部分と、第１の直線部分に連続する一方の端部側から他方の端部側に向かって隣接共振器から離れていく第３の直線部分と、第２の直線部分に連続する一方の端部側から他方の端部側に向かって隣接共振器から離れていく第４の直線部分とを有するパターン形状に形成したので、第１の直線部分および第２の直線部分の長さを変化させることにより、結合係数を所定範囲内で自在に変化させることができ、比帯域を所定範囲内で自在に変化させることができる。これにより、この場合であれば、第１の直線部分および第２の直線部分の長さを長く形成したことにより、結合係数を大きくして広帯域フィルタを実現することができる。
【００４３】
また、共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅを、第３の直線部分に連続する第５の直線部分と、第４の直線部分に連続する第６の直線部分とを有するパターン形状に形成し、第５の直線部分と第６の直線部分とを略平行に形成したので、これら第５の直線部分と第６の直線部分との間に形成される容量を大きくすることができ、その分、共振器長を短くすることができる。
【００４４】
また、第５の直線部分を、第３の直線部分と第４の直線部分との間や第１の直線部分と第２の直線部分との間に配置されるように第３の直線部分に対して屈曲させて形成すると共に、第６の直線部分を、第３の直線部分と第４の直線部分との間や第１の直線部分と第２の直線部分との間に配置されるように第４の直線部分に対して屈曲させて形成したので、第３の直線部分と第４の直線部分との間や第１の直線部分と第２の直線部分との間のスペースを有効に利用することができ、共振器自体を小型化することができ、特に、本実施例のように、共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅを同心円状に配置する構成では、共振器の径方向の長さを短くすることができ、フィルタ１自体を小型化することができる。
【００４５】
また、第５の直線部分と第６の直線部分との各々を、図７（ａ）に示したように、インターディジタル形状に形成すれば、これら第５の直線部分と第６の直線部分との間に形成される容量をより大きくすることができ、共振器長をより短くすることができる。また、第５の直線部分と第６の直線部分との各々を、図７（ｂ）に示したように、一方の端部側が他方の端部側よりも幅広な形状に形成すれば、共振器長をより短くすることができる。また、第５の直線部分と第６の直線部分との各々を、図７（ｃ）に示したように、一方の端部側が他方の端部側から一方の端部側に向かって幅狭となるようにテーパ形状に形成すれば、複数の共振器を共振器間角度が小さい状態で同心円状に配置する構成では、共振器同士が開放端側で物理的に重複してしまうことを未然に回避することができる。
【００４６】
また、共振器３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆを同心円状に配置したので、共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅの共振周波数を測定する場合に、測定対象とする共振器を除いた共振器を導体板で覆って導体板を回転させる方法により、各々の共振器の共振周波数を順次測定することができ、各々の共振器の共振周波数を簡易な方法で測定することができる。
【００４７】
さらに、初段の共振器３ａと当該初段の共振器３ａに隣接する共振器３ｂとを互いに異なるパターン形状に形成し、終段の共振器４ｆと当該終段の共振器４ｆに隣接する共振器４ｅとを互いに異なるパターン形状に形成し、初段の共振器と終段の共振器とを除いた共振器同士を同一のパターン形状に形成したので、共振器３ａと共振器３ｂとの間の結合係数および共振器４ｆと共振器４ｅとの間の結合係数を、共振器３ｂ〜３ｚ，４ａ〜４ｅ同士の間の結合係数よりも大きくすることができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図１３ないし図１６を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。上記した第１の実施形態は、共振器間の結合係数を大きくして広帯域フィルタを実現するものであるが、これに対して、第２の実施形態は、共振器間の結合係数を小さくして狭帯域フィルタを実現するものである。
【００４９】
図１４に示すように、フィルタ２０１は、略円形状の基板２０２の表面に１６個の共振器２０３ａ〜２０３ｐが同心円状に配置されて形成されていると共に、基板２０２の裏面にグランドプレーンが形成されて構成されており、マイクロストリップライン型の構造となっている。共振器２０３ａには、信号入力端子として作用する配線２０４ａがタップ接続されていると共に、共振器２０３ｐには、信号出力端子として作用する配線２０４ｂがタップ接続されている。そして、共振器２０３ａ〜２０３ｐ同士は、全て同一の形状となっている。
【００５０】
図１３は、共振器２０３ａ〜２０３ｐの各々の詳細なパターン形状を示している。尚、図１３では、共振器２０３ｇを代表して説明するが、これ以外の共振器についても同様である。共振器２０３ｇは、上記した第１の実施形態の図６（ｄ）に記載した共振器９０と類似したパターン形状に形成されており、円弧部分２１１と、第３の直線部分２１４と、第４の直線部分２１５と、第５の直線部分２１６と、第６の直線部分２１７とを有するパターン形状に形成されている。つまり、共振器２０３ｇは、上記した第１の実施形態に記載した共振器３ｏと比較すると、各部分２１１，２１４〜２１７が共振器３ｏの各部分１１，１４〜１７に相当するもので、共振器３ｏの第１の直線部分１２に相当する部分と第２の直線部分１３に相当する部分とが省略されて形成されている。
【００５１】
さて、ここでも、発明者らは、上記した共振器２０３ａ〜２０３ｐについて、共振器間の結合係数を計算した。図１５は、その計算結果を示している。また、発明者らは、上記したフィルタ２０１の周波数特性を測定した。図１６は、その測定結果を示している。図１６から明らかなように、フィルタ２０１は、「２０００ＭＨｚ」の中心周波数に対して比帯域として「０．２％」を実現している。
【００５２】
以上に説明したように第２の実施形態によれば、フィルタ２０１において、共振器２０３ａ〜２０３ｐを、上記した第１の実施形態に記載したものと比較すると、第１の直線部分および第２の直線部分の長さを短く形成した（共振器３ｏの第１の直線部分１２に相当する部分と第２の直線部分１３に相当する部分とを省略した）ことにより、結合係数を小さくして狭帯域フィルタを実現することができる。
【００５３】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
共振器の段数（個数）は、３２段や１６段に限らず、他の段数であっても良い。
共振器のパターン形状は、他の形状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る共振器のパターン形状を示す図
【図２】図１相当図
【図３】フィルタの平面図
【図４】共振器間の結合係数を示す図
【図５】フィルタの周波数特性を示す図
【図６】共振器の他のパターン形状を示す図
【図７】図６相当図
【図８】共振器間隔と結合係数との関係を示す図
【図９】図８相当図
【図１０】図８相当図
【図１１】共振器間角度と結合係数との関係を示す図
【図１２】図１１相当図
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る共振器のパターン形状を示す図
【図１４】図３相当図
【図１５】図４相当図
【図１６】図５相当図
【符号の説明】
【００５５】
図面中、１はフィルタ、２は基板、３ａ〜３ｚ，４ａ〜４ｆは共振器、１１ａは共振器の中央部分、１２は第１の直線部分、１３は第２の直線部分、１４は第３の直線部分、１４ａは一方の端部、１４ｂは他方の端部、１５は第４の直線部分、１５ａは一方の端部、１５ｂは他方の端部、１６は第５の直線部分、１７は第６の直線部分、１１０は共振器、１１６は第５の直線部分、１１６ａは一方の端部、１１６ｂは他方の端部、１１７は第６の直線部分、１１７ａは一方の端部、１１７ｂは他方の端部、１２０は共振器、１２６は第５の直線部分、１２６ａは一方の端部、１２６ｂは他方の端部、１２７は第６の直線部分、１２７ａは一方の端部、１２７ｂは他方の端部、２０１はフィルタ、２０２は基板、２０３ａ〜２０３ｐは共振器、２１４は第３の直線部分、２１５は第４の直線部分、２１６は第５の直線部分、２１７は第６の直線部分である。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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