(57)【要約】【課題】リング共振器の線路長の短縮化を実現し、フィルタの小型化を図ること。【解決手段】このリング共振器型フィルタは、平行結合するように配列された複数のリング共振器１〜３と、一方端に配置されたリング共振器１と結合する第１の入出力端４と、他方端に配置されたリング共振器３と結合する第２の入出力端５とを備える。リング共振器１〜３は、閉ループを形成する無端状の導体パターン１１，２１，３１と、導体パターン１１，２１，３１とグラウンドとの間に設けられた第１及び第２のチップコンデンサ１２、１３、２２、２３、３２、３３とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行結合するように配列された複数のリング共振器と、一方端に配置されたリング共振器と結合する第１の入出力端と、他方端に配置されたリング共振器と結合する第２の入出力端とを備え、
前記リング共振器は、
閉ループを形成する無端状の導体線路と、前記導体線路とグラウンドとの間に設けられた容量素子とを具備したことを特徴とするリング共振器型フィルタ。
【請求項２】
前記導体線路は、矩形をなす枠状のパターンで形成され、隣接するリング共振器の導体線路と隣接していない領域において前記容量素子に接続されたことを特徴とする請求項１記載のリング共振器型フィルタ。
【請求項３】
前記リング共振器は、その導体線路と前記第１又は第２の入出力端との結合点又は隣接するリング共振器との結合点を始点とし、当該導体線路の物理長をＴとして、当該導体線路の前記始点からＴ／４の位置で前記容量素子に接続されることを特徴とする請求項１記載のリング共振器型フィルタ。
【請求項４】
前記リング共振器は、その導体線路の２箇所においてグラウンドとの間にそれぞれ容量素子が設けられ、
当該導体線路の前記始点からＴ／４の位置、３Ｔ／４の位置で対応する前記容量素子にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項３記載のリング共振器型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種高周波装置に用いられる高周波フィルタに係り、特にリング共振器を用いたリング共振器型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にリング共振器は低損失（高いQ）が実現できることが知られている。かかるリング共振器を複数配列してローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ等の所望の周波数特性を実現した高周波フィルタを構築している。
【０００３】
図３は従来のリング共振器型フィルタの構成図である。
同図に示すリング共振器型フィルタは、閉ループの導体線路で構成されたリング共振器１０１〜１０３を３つ配列し、隣接したリング共振器１０１及び１０２、１０２及び１０３をそれぞれ電磁結合するようにしている。リング共振器型フィルタの一端に位置するリング共振器１０１には入出力端子１０４が結合され、他端に位置するリング共振器１０３には入出力端子１０５が結合される。各リング共振器１０１〜１０３を構成している閉ループの導体線路は、当該フィルタの中心周波数に対応した一波長の長さに設定される。
【０００４】
なお、リング共振器を構成している閉ループの導体線路の一部を開放し、当該開放端間をコンデンサで接続することにより、共振器長を一波長よりも短縮したリング共振器型フィルタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６４−１３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、リング共振器型フィルタをより小型化しようとした場合、図３に示すように閉ループの導体線路でリング共振器を構成した場合、線路長として一波長の長さを確保しなければならないため小型化が困難であった。
【０００６】
また、特許文献１に記載のリング共振器型フィルタは、ループ形状伝送路を形成する導体線路の一端を開放しているので、特性の劣化が問題となる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、リング共振器の線路長の短縮化を実現し、大幅な小型化を可能にしたリング共振器型フィルタ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】
【０００８】
本発明のリング共振器型フィルタは、平行結合するように配列された複数のリング共振器と、一方端に配置されたリング共振器と結合する第１の入出力端と、他方端に配置されたリング共振器と結合する第２の入出力端とを備え、前記リング共振器は、閉ループを形成する無端状の導体線路と、前記導体線路とグラウンドとの間に設けられた容量素子とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、無端状の導体線路が閉ループ伝送路を形成し、当該閉ループ伝送路の一部とグラウンドとの間に容量素子が設けられるので、リング共振器における閉ループ伝送路を一波長よりも短縮することができ、しかも有端状の導体線路よりも良好な特性が得られる。
【００１０】
上記リング共振器型フィルタにおいて、前記導体線路は、矩形をなす枠状のパターンで形成され、隣接するリング共振器の導体線路と隣接していない領域において前記容量素子に接続されることが望ましい。
【００１１】
また本発明は、上記リング共振器型フィルタにおいて、前記リング共振器は、その導体線路と前記第１又は第２の入出力端との結合点又は隣接するリング共振器との結合点を始点とし、当該導体線路の物理長をＴとして、当該導体線路の前記始点からＴ／４の位置で前記容量素子に接続されることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、無端状の導体線路で形成される閉ループ伝送路において電流密度が最小になる位置に容量素子が接続されるので、容量素子を接続することによる特性の悪化を抑制することができる。
【００１３】
また本発明は、上記リング共振器型フィルタにおいて、前記リング共振器は、その導体線路の２箇所においてグラウンドとの間にそれぞれ容量素子が設けられ、当該導体線路の前記始点からＴ／４の位置、３Ｔ／４の位置で対応する前記容量素子にそれぞれ接続されることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、無端状の導体線路で形成される閉ループ伝送路において電流密度が最小になる２箇所で容量素子がそれぞれ接続されるので、２つの容量素子を接続することによる特性の悪化を抑制することができると共に閉ループ伝送路をより短縮することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リング共振器の線路長を短縮でき、リング共振器型フィルタの大幅な小型化が可能であると共にループ形状伝送路の一部が開放することによる特性の劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。移動体通信、ワイヤレスＬＡＮ等における送受信装置の高周波フィルタとして適用可能なリング共振器型フィルタの一実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態に係るリング共振器型フィルタの構成図である。
本実施の形態のリング共振器型フィルタは、第１のリング共振器１から第３のリング共振器３を平行結合するように一列に配列した構成となっている。当該リング共振器型フィルタの一端側に位置する第１のリング共振器１に第１の入出力端４が結合し、当該フィルタの他端側に位置する第３のリング共振器に第２の入出力端５が結合するように構成されている。なお、第１、第３のリング共振器１，３と、第１、第２の入出力端４，５とは容量結合又は電磁結合にて結合される。
【００１８】
第１〜第３のリング共振器１〜３は同一構成を有している。第１のリング共振器１は、無端状の導体パターン１１と、該導体パターン１１とグラウンドとの間に接続された第１、第２のチップコンデンサ１２、１３とで構成されている。導体パターン１１は、中央に長方形の開口部１１ａが形成された略矩形の枠状のパターンからなりループ形状伝送路をしている。導体パターン１１の全長をＴとし、導体パターン１１と第１の入出力端４との結合点をＰ１とすると、導体パターン１１のＰ１から時計回りでＴ／４の位置に第１のチップコンデンサ１２が設けられ、Ｐ１から３Ｔ／４の位置に第２のチップコンデンサ１３が設けられている。第１、第２のチップコンデンサ１２，１３は、それぞれの一方の電極が導体パターン１１に接続され、それぞれの他方の電極がグラウンドに接続されている。このように、第１のリング共振器１は、導体パターン１１により形成されるループ形状伝送路の２箇所が第１、第２のチップコンデンサ１２，１３を介してグラウンドに接続されている。
【００１９】
第２のリング共振器２は、無端状で略矩形の枠状のパターンからなる導体パターン２１と、導体パターン２１の２箇所とグラウンドとの間にそれぞれ設けられた第１、第２のチップコンデンサ２２、２３とで構成されている。導体パターン２１の一方の長辺部は第１のリング共振器１の導体パターン１１の他方の長辺部と近接して配置されている。導体パターン２１の全長をＴとし、第１のリング共振器１と導体パターン２１との結合点をＰ２とすると、導体パターン２１のＰ２から時計回りでＴ／４の位置に第１のチップコンデンサ２２が設けられ、Ｐ２から３Ｔ／４の位置に第２のチップコンデンサ２３が設けられている。また、第１、第２のチップコンデンサ２２，２３は、それぞれ一方の電極が導体パターン２１に接続され、それぞれ他方の電極がグラウンドに接続されている。このように、第２のリング共振器２は、導体パターン２１により形成されるループ形状伝送路の２箇所が第１、第２のチップコンデンサ２２，２３を介してグラウンドに接続されている。
【００２０】
第３のリング共振器３は、無端状で略矩形の枠状のパターンからなる導体パターン３１と、導体パターン３１の一部とグラウンドとの間にそれぞれ設けられた第１、第２のチップコンデンサ３２、３３とで構成されている。導体パターン３１の一方の長辺部は第２のリング共振器２の導体パターン２１の他方の長辺部と近接して配置されている。導体パターン３１の全長をＴとし、第２のリング共振器２と導体パターン３１との結合点をＰ３とすると、導体パターン３１のＰ３から時計回りでＴ／４の位置に第１のチップコンデンサ３２が設けられ、Ｐ３から３Ｔ／４の位置に第２のチップコンデンサ３３が設けられている。また、第１、第２のチップコンデンサ３２，３３は、それぞれ一方の電極が導体パターン３１に接続され、それぞれ他方の電極がグラウンドに接続されている。このように、第３のリング共振器３は、導体パターン３１により形成されるループ形状伝送路の２箇所が第１、第２のチップコンデンサ３２，３３を介してグラウンドに接続されている。
【００２１】
以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
第１の入出力端４に高周波信号が印加されると、第１の入出力端４と第１のリング共振器１とが導体パターン１１の点Ｐ１において電磁結合する。第１のリング共振器１に伝搬した高周波信号は、導体パターン１１で形成されるループ形状伝送路を伝搬する。当該ループ形状伝送路は、導体パターン１１のインダクタ成分（Ｌ）と、導体パターン１１の容量にグラウンドとの間に設けられたチップコンデンサ１２、１３の容量を合わせた容量成分（Ｃ）とで構成されるＬＣ共振回路を形成する。
【００２２】
ここで、ＬＣ共振回路における共振周波数はインダクタ成分（Ｌ）と容量成分（Ｃ）の積で決まる。フィルタに求められる周波数は固定であるので、チップコンデンサ１２、１３の容量が大きくなるほど、相対的にインダクタ成分（Ｌ）が小さくなることになる。インダクタ成分（Ｌ）が小さくなるということは、インダクタ成分（Ｌ）を構成する導体パターン１１の物理長が短くなることを意味している。すなわち、本実施の形態は導体パターン１１とグラウンドとの間に第１、第２のチップコンデンサ１２、１３を接続することで、容量成分（Ｃ）を大きくして、導体パターン１１の物理長を一波長よりも大幅に短くしている。但し、共振器として動作するためにＬ特性条件は満たさなければならないので、チップコンデンサ１２、１３による容量成分（Ｃ）の付加には上限がある。チップコンデンサ１２、１３による容量を、Ｌ特性条件を満たす上限まで上げることにより導体パターン１１の物理長を最も短くできるが、それに応じて特性が低下する。したがって、所望の特性を得られる範囲内でチップコンデンサ１２、１３による容量の増加を図ることになる。
【００２３】
第２、第３のリング共振器２，３は、第１のリング共振器１と同じ構成であり、第１のリング共振器１と同様に、導体パターン２１、３１の物理長を一波長よりも大幅に短くして小型化が図られることになる。
【００２４】
上記したように、高周波信号が導体パターン１１を伝搬する際、第１、第２のチップコンデンサ１２、１３により特性が劣化する。本実施の形態では、第１、第２のチップコンデンサ１２、１３の接続位置をＰ１からＴ／４、３Ｔ／４の位置とすることで、特性の劣化を抑制している。図２に示すように、導体パターン１１を伝搬する高周波信号は結合位置Ｐ１で高周波信号の電流密度が最大になり、Ｔ／４、３Ｔ／４の位置で電流密度が最小になる。したがって、電流密度が最小になるＴ／４、３Ｔ／４の位置に第１、第２のチップコンデンサ１２、１３を設けることにより特性劣化を最小限に抑えることができる。
【００２５】
また、第１のリング共振器１は第２のリング共振器２と導体パターン２１の点Ｐ２において電磁結合し、第２のリング共振器２に高周波信号が伝搬する。第２のリング共振器２は、第１のリング共振器１と同様の原理で共振する。このとき、第２のリング共振器２においても第１、第２のチップコンデンサ２２、２３の接続位置で特性が劣化するが、電流密度が最小になるＴ／４、３Ｔ／４の位置に第１、第２のチップコンデンサ２２、２３を設けることにより特性劣化を最小限に抑えることができている。
【００２６】
さらに、第２のリング共振器２における導体パターン２１の他方の長辺部と第３のリング共振器３とが導体パターン３１の点Ｐ３において電磁結合する。そして、第３のリング共振器３が共振し、第３のリング共振器３の導体パターン３１に結合した第２の入出力端５から特定周波数の高周波信号が出力される。第３のリング共振器３においても第１、第２のチップコンデンサ３２、３３の接続位置で特性が劣化するが、電流密度が最小になるＴ／４、３Ｔ／４の位置に第１、第２のチップコンデンサ３２、３３を設けることにより特性劣化を最小限に抑えることができている。
【００２７】
以上のように、本実施の形態によれば、リング共振器１〜３において閉ループを形成するリング状の導体パターン１１〜１３の途中（２箇所）にそれぞれの一端がグラウンドに接続する第１、第２のチップコンデンサ１２，１３，２２，２３，３２，３３を設けたので、導体パターン１１〜１３の物理長を一波長よりも大幅に短縮でき、リング共振器及びリング共振器型フィルタの小型化を実現できる。
【００２８】
また、本実施の形態によれば、リング共振器１〜３において閉ループを形成するリング状の導体パターン１１〜１３は無端状であるので、上記特許文献１に記載のリング共振器のように有端状の伝送路に比べて、特性が良くなるといった効果もある。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、リング共振器１〜３において閉ループを形成する導体パターンの２箇所に第１、第２のチップコンデンサを接続しているが、１つのチップコンデンサを接続するだけでも良い。
【００３０】
また、上記実施の形態では、閉ループを形成するリング状の導体パターン１１〜１３に対してディスクリート部品であるチップコンデンサを接続したが、パターン化された容量素子を設けるようにしても良い。例えば、多層基板の表層に導体パターン１１〜１３を形成すると共に裏面にグラウンド層を形成し、表層及び内層にパターン化容量素子の電極パターンを形成し、電極パターン間に誘電層を形成する。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、リング共振器を結合してなる高周波フィルタに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るリング共振器型フィルタの構成図
【図２】上記実施の形態におけるチップコンデンサの接続位置を説明するための説明図
【図３】従来のリング共振器型フィルタの構成図
【符号の説明】
【００３３】
１  第１のリング共振器
２  第２のリング共振器
３  第３のリング共振器
４  第１の入出力端
５  第２の入出力端
１１、２１、３１  リング状の導体パターン
１２、１３、２２、２３、３２、３３  チップコンデンサ
【図１】
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【図２】
2007208687.tif 000004
【図３】
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