(57)【要約】【課題】第二高調波及び第三高調波を濾過することができるローパスフィルターを提供することである。【解決手段】本発明は、第一ポートと、第二ポートと、信号伝送ラインと、第一オープンスタブと、第二オープンスタブと、第一カップリングライン及び第二カップリングラインと、を含む。前記信号伝送ラインは、対向する両側が第一側及び第二側であり、前記第一ポートと前記第二ポートとの間に接続されて、無線周波数信号を前記第一ポートから前記第二ポートに伝送させる。前記第一オープンスタブと前記第二オープンスタブは、前記信号伝送ラインの第一側に位置し、且つ前記信号伝送ラインの第一ポート及び第二ポートに近い箇所にそれぞれに直交接続され、且つ前記信号伝送ラインとともにＴ形空隙を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一ポートと、
第二ポートと、
対向する両側が第一側及び第二側であり、前記第一ポートと前記第二ポートとの間に接続されて、無線周波数信号を前記第一ポートから前記第二ポートに伝送させる信号伝送ラインと、
前記信号伝送ラインの第一側に位置し、且つ前記信号伝送ラインの第一ポート及び第二ポートに近い箇所にそれぞれに直交接続され、且つ前記信号伝送ラインとともにＴ形空隙を形成する第一オープンスタブ及び第二オープンスタブと、
前記信号伝送ラインに平行し且つ前記Ｔ形空隙内に設置され、第一孔を有する第一カップリングラインと、
前記信号伝送ラインに平行し且つ前記信号伝送ラインの第二側に位置し、第二孔を有する第二カップリングラインと、を備えることを特徴とするローパスフィルター。
【請求項２】
前記第一オープンスタブは、矩形の第一接続部と、矩形の第一開放部と、を含み、
前記第一接続部は、前記信号伝送ラインと前記第一開放部との間に直交接続され、前記第一接続部の幅は前記第一開放部の幅より狭いことを特徴とする請求項１に記載のローパスフィルター。
【請求項３】
前記第二オープンスタブは、矩形の第二接続部と、矩形の第二開放部と、を含み、
前記第二接続部は、前記信号伝送ラインと前記第二開放部との間に直交接続され、前記第二接続部の幅は前記第二開放部の幅より狭いことを特徴とする請求項２に記載のローパスフィルター。
【請求項４】
前記第一接続部、前記第二接続部及び前記信号伝送ラインによって第一空隙を形成し前記第一開放部と前記第二開放部との間に第二空隙を形成し、
前記第一空隙及び前記第二空隙によって、前記Ｔ形空隙を形成することを特徴とする請求項３に記載のローパスフィルター。
【請求項５】
前記信号伝送ラインは、順に接続される第一マッチング部、主信号伝送部及び第二マッチング部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載のローパスフィルター。
【請求項６】
前記第一マッチング部は、前記第一ポートと前記主信号伝送部との間に接続され、それぞれ異なる幅を有する少なくとも３つのマイクロストリップを含み、
前記マイクロストリップの幅が前記第一ポートから前記主信号伝送部に至って、次第に狭められることを特徴とする請求項５に記載のローパスフィルター。
【請求項７】
前記第二マッチング部は、前記第二ポートと前記主信号伝送部との間に接続され、それぞれ異なる幅を有する少なくとも３つのマイクロストリップを含み、
前記マイクロストリップの幅が前記主信号伝送部から前記第二ポートに至って、次第に広げられることを特徴とする請求項５に記載のローパスフィルター。
【請求項８】
前記第一孔は、前記第一カップリングラインの両端の中の何れか一端或るいは前記第一カップリングラインの中央部に設けられ、
前記第二孔は、前記第二カップリングラインの両端の中の何れか一端或るいは前記第二カップリングラインの中央部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のローパスフィルター。
【請求項９】
前記第一孔は、前記第一カップリングラインの前記第二ポートに近い一端に設けられ、
前記第二孔は、前記第二カップリングラインの前記第一ポートに近い一端に設けられることを特徴とする請求項８に記載のローパスフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルターに関し、特にローパスフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィルターは、電子信号処理システムの中核部品として、必要な信号を通過させ且つ干渉信号を濾過することができる。電子回路を設計する際、送信増幅器の第二高調波及び第三高調波を濾過するために、一般には、送信増幅器の後にローパスフィルターを設けている。しかし、第二高調波及び第三高調波を濾過することができるローパスフィルターを設計することは、大きな挑戦である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、第二高調波及び第三高調波を濾過することができるローパスフィルター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】
【０００４】
前記問題を解決するために、本発明に係るローパスフィルターは、第一ポートと、第二ポートと、信号伝送ラインと、第一オープンスタブと、第二オープンスタブと、第一カップリングライン及び第二カップリングラインと、を含む。前記信号伝送ラインは、対向する両側が第一側及び第二側であり、前記第一ポートと前記第二ポートとの間に接続されて、無線周波数信号を前記第一ポートから前記第二ポートに伝送させる。前記第一オープンスタブと前記第二オープンスタブは、前記信号伝送ラインの第一側に位置し、且つ前記信号伝送ラインの第一ポート及び第二ポートに近い箇所にそれぞれに直交接続され、且つ前記信号伝送ラインとともにＴ形空隙を形成する。前記第一カップリングラインは、前記信号伝送ラインに平行し且つ前記Ｔ形空隙内に設置され、第一孔を有する。前記第二カップリングラインは、前記信号伝送ラインに平行し且つ前記信号伝送ラインの第二側に位置し、第二孔を有する。
【発明の効果】
【０００５】
従来の技術と比べて、本発明のローパスフィルターは、第一オープンスタブ、信号伝送ライン及び第二オープンスタブによってΠ形フィルターを形成する。これにより、第二高調波を効果的に濾過することができ、且つ第一孔を有する第一カップリングライン及び第二孔を有する第二カップリングラインによって、第三高調波も効果的に濾過することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係るローパスフィルターを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るローパスフィルターの変形例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るローパスフィルターの変形例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るローパスフィルターの変形例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るローパスフィルターの変形例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るローパスフィルターの変形例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るローパスフィルターのΠ形フィルターを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るローパスフィルターの等価電気回路図である。
【図９】本発明の実施形態に係るローパスフィルターの寸法を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るローパスフィルターのΠ形フィルタが高調波を濾過する効果を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るローパスフィルターが高調波を濾過する効果を示す図である。
【０００７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るローパスフィルターを詳細に説明する。各実施形態において、同一箇所には同一符号を付して説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施形態に係るローパスフィルター１００を示す図である。図１に示されたように、前記ローパスフィルター１００は、第一ポート１１と、第二ポート１２と、信号伝送ライン１０と、第一オープンスタブ２１と、第二オープンスタブ２２と、第一カップリングライン３１と、第二カップリングライン３２と、を含む。
【０００９】
前記信号伝送ライン１０の対向する両側は第一側１０１及び第二側１０２である。前記信号伝送ライン１０は、前記第一ポート１１と第二ポート１２との間に接続されて、無線周波数信号を前記第一ポート１１から前記第二ポート１２に伝送させる。
【００１０】
前記信号伝送ライン１０は、順に接続される第一マッチング部１３と、主信号伝送部１５と、第二マッチング部１４と、を含む。前記第一マッチング部１３は、前記第一ポート１１と前記主信号伝送部１５との間に接続されており、それぞれ異なる幅を有する少なくとも３つのマイクロストリップを含み、マイクロストリップの幅は前記第一ポート１１から前記主信号伝送部１５に至って次第に狭められる。前記第二マッチング部１４は、前記第二ポート１２と前記主信号伝送部１５との間に接続されており、それぞれ異なる幅を有する少なくとも３つのマイクロストリップを含み、マイクロストリップの幅は、前記主信号伝送部１５から前記第二ポート１２に至って次第に広げられる。
【００１１】
非限定的な例として、前記第一ポート１１の抵抗及び前記第二ポート１２の抵抗は、全て５０Ωであり、前記主信号伝送部１５の抵抗は９０Ωである。マイクロストリップの幅が広ければ広いほど、抵抗は小さいが、逆にマイクロストリップの幅が狭まれば狭まるほど、抵抗は大きい。前記第一マッチング部１３において、マイクロストリップの幅は前記第一ポート１１から前記主信号伝送部１５に至って次第に狭められることにより、抵抗は５０Ωから９０Ωに変化する。前記第二マッチング部１４において、マイクロストリップの幅は前記主信号伝送部１５から前記第二ポート１２に至って次第に広げられることにより、抵抗は９０Ωから５０Ωに変化する。図１に示されたように、前記第一マッチング部１３或いは前記第二マッチング部１４のマイクロストリップの幅は階段式に変化する。変更例として、前記第一マッチング部１３或るいは前記第二マッチング部１４は、台形或るいは三角形である。
【００１２】
前記第一オープンスタブ２１及び前記第二オープンスタブ２２は、前記信号伝送ライン１０の第一側１０１に位置し、且つ前記信号伝送ライン１０のの第一ポート１１及び第二ポート１２に近い箇所にそれぞれに直交接続される。前記第一オープンスタブ２１と、前記第二オープンスタブ２２と、前記信号伝送ライン１０との間に、Ｔ形空隙４０を形成する。本実施形態において、前記Ｔ形空隙４０は、矩形の第一空隙４１及び前記矩形第一空隙４１の中央部に直交接続される第二空隙４２からなる。
【００１３】
前記第一オープンスタブ２１は、矩形の第一接続部２１１と、矩形の第一開放部２１２と、を含む。前記第一接続部２１１は、前記信号伝送ライン１０と前記第一開放部２１２との間に直交接続される。前記第一接続部２１１の幅は前記第一開放部２１２の幅より狭い。
【００１４】
前記第二オープンスタブ２２は、矩形の第二接続部２２１と、矩形の第二開放部２２２と、を含む。前記第二接続部２２１は、前記信号伝送ライン１０と前記第二開放部２２２との間に直交接続される。前記第二接続部２２１の幅は前記第二開放部２２２の幅より狭い。
【００１５】
前記第一接続部２１１、前記第二接続部２２１及び前記信号伝送ライン１０が囲んで前記第一空隙４１を形成する。前記第一開放部２１２と前記第二開放部２２２との間に前記第二空隙４２を形成する。
【００１６】
前記第一カップリングライン３１は、前記信号伝送ライン１０に平行し且つ前記第一空隙４１内に設置される。前記第一カップリングライン３１には、第一孔３１ａを設けられる。本実施形態において、前記第一孔３１ａは、前記第一カップリングライン３１における前記第二ポート１２に近い一端に設置される。
【００１７】
前記第二カップリングライン３２は、前記信号伝送ライン１０に平行し且つ前記信号伝送ライン１０の第二側１０２に位置する。前記第二カップリングライン３２には、第二孔３２ａを設けられる。本実施形態において、前記第二孔３２ａは、前記第二カップリングライン３２における前記第一ポート１１に近い一端に設置される。
【００１８】
図１に示されたローパスフィルター１００は、本発明の好適な実施例であり、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能である。例えば、図２〜図６に示されたように、前記第一孔３１ａは、前記第一カップリングライン３１の両端の中の何れか一端、或いは前記第一カップリングライン３１の中央部に設けることができ、前記第二孔３２ａは、前記第二カップリングライン３２の両端の中の何れか一端、或るいは前記第二カップリングライン３２の中央部に設けることができる。
【００１９】
前記ローパスフィルター１００において、前記第一オープンスタブ２１、前記信号伝送ライン１０及び前記第二オープンスタブ２２によって図７に示されたΠ形フィルターを形成して、第二高調波（ｓｅｃｏｎｄ  ｈａｒｍｏｎｉｃ）を濾過する。前記第一孔３１ａを有する前記第一カップリングライン３１及び前記第二孔３２ａを有する前記第二カップリングライン３２によって、前記ローパスフィルター１００は第三高調波（ｔｈｉｒｄ  ｈａｒｍｏｎｉｃ）を濾過する。
【００２０】
図８は、本発明の実施形態に係るローパスフィルター１００の等価電気回路図を示している。前記主信号伝送部１５は、抵抗値が９０Ωであるマイクロストリップであることができる。図８に示す第一ポートP１及び第二ポートP２は、図１に示す前記第一ポート１１及び第二ポート１２に相当する。前記第一ポートP１及び前記第二ポットP２の抵抗値は、全て５０Ωである。図８に示す第一インダクタンスL１は、図１に示す前記第一マッチング部１３に相当し、前記第一ポートP１と前記主信号伝送部１５との間に接続される。前記第一ポートP１と前記主信号伝送部１５との間の抵抗とマッチングするために、前記第一インダクタンスL１は、抵抗変化効果を生じることができる。図８に示す第二インダクタンスL２は、図１に示す前記第二マッチング部１４に相当し、前記主信号伝送部１５と前記第二ポートP２との間に接続される。前記主信号伝送部１５と前記第二ポートP２との間の抵抗とマッチングするために、前記第二インダクタンスL２は、抵抗変化効果を生じることができる。
【００２１】
図８に示す第一コンデンサＣ１は、図１に示す前記第一オープンスタブ２１に相当する。前記第一コンデンサＣ１の一端は、ノードn１を介して前記主信号伝送部１５に接続され、前記第一コンデンサＣ１の他端はアースする。前記第一コンデンサＣ１は、前記ノードn１を介して、前記主信号伝送部１５で伝送される第二高調波をグランドにガイドして、前記第二高調波を濾過する。図８に示す第二コンデンサＣ２は、図１に示す前記第二オープンスタブ２２に相当する。前記第二コンデンサＣ２の一端は、ノードn２を介して前記主信号伝送部１５に接続され、前記第二コンデンサＣ２の他端はアースする。前記第二コンデンサＣ２は、前記ノードn２を介して、前記主信号伝送部１５で伝送される第二高調波をグランドにガイドして、前記第二高調波を濾過する。
【００２２】
図８に示すノードn３とグランドとの間に直列連結される第三コンデンサＣ３及び第三インダクタンスL３は、図１に示す前記第一孔３１ａを有する前記第一カップリングライン３１に相当する。前記第三コンデンサＣ３及び前記第三インダクタンスL３は、前記ノードn３を介して、前記主信号伝送部１５で伝送される第三高調波をグランドにガイドして、前記第三高調波を濾過する。図８に示すノードn４とグランドとの間に直列連結される第四コンデンサＣ４及び第四インダクタンスL４は、図１に示す前記第二孔３２ａを有する前記第二カップリングライン３２に相当する。前記第四コンデンサＣ４及び前記第四インダクタンスL４は、前記ノードn４を介して、前記主信号伝送部１５で伝送される第三高調波をグランドにガイドして、前記第三高調波を濾過する。
【００２３】
図９は、本発明の実施形態に係るローパスフィルター１００の寸法を示す図である。非限定的な例として、前記第一マッチング部１３及び前記第二マッチング部１４は、前記主信号伝送部１５の垂直二等分線に軸対称になっているので、前記第一マッチング部１３の寸法のみを説明する。前記第一マッチング部１３の幅は、３４ミル（ミル＝１／１０００インチ＝０.０２５４ｍｍ）から１８ミルに変わってから、さらに１２ミルに変わる。前記第一マッチング部１３の幅が３４ミル、１８ミル、１２ミルである時、その長さはそれぞれ１５ミル、１７ミル、１７ミルである。前記第一オープンスタブ２１の長さ及び前記第二オープンスタブ２２の長さは、全て１７３ミルであり、前記第一オープンスタブ２１の幅及び前記第二オープンスタブ２２の幅は、全て（３４＋６６）ミルである。前記第一オープンスタブ２１の第一開放部２１２の長さ及び第二オープンスタブ２２の第二開放部２２２の長さは、全て１２９ミルである。前記第一カップリングライン３１は、長さが１５１ミルであり、幅が２８ミルである。前記第一孔３１ａの円心から前記第二接続部２２１までの距離は２０ミルである。前記第二カップリングライン３２は、長さが１５１ミルであり、幅が２８ミルであり、前記信号伝送ライン１０と（３６−２８）ミル離れている。前記第二孔３２ａの円心から前記第二カップリングライン３２の近い端までの距離は１０ミルである。
【００２４】
図１０は、本発明の実施形態に係るローパスフィルター１００のΠ形フィルター（図７に示す）が高調波を濾過する効果を示す図である。前記ローパスフィルター１００のΠ形フィルター（図７に示す）は、３．５ＧＨｚのＷｉＭＡＸ周波数の中で操作される。通信同業組合の規約により、作業周波数（３．５ＧＨｚ）のリターンロス（Ｒｅｔｕｒｎ  Ｌｏｓｓ）は−１０ｄＢ以下でなければならず、第二高調波（７．５ＧＨｚ）の挿入損失（Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  Ｌｏｓｓ）は−４０ｄＢ以下でなければならず、第三高調波１０．５ＧＨｚ）の挿入損失は−２０ｄＢ以下でなければならない。
【００２５】
図１０において、Ｓ１はリターンロスを示す曲線図であり、Ｓ２は挿入損失を示す曲線図である。図１０に示すＳ１から分かるように、作業周波数Ｘが３．５ＧＨｚである時、リターンロスＹが−１０ｄＢ以下であることは、３．５ＧＨｚの無線周波数信号が前記第一ポート１１と前記第二ポート１２との間で伝送することができることを意味し、作業周波数Ｘが７．５ＧＨｚ〜１０．５ＧＨｚである時、リターンロスＹがおよそ０ｄＢであることは、７．５ＧＨｚ〜１０．５ＧＨｚの無線周波数信号が、前記第一ポート１１と前記第二ポート１２との間で伝送することができないことを意味する。
【００２６】
図１０に示すＳ２からよく分かるように、作業周波数Ｘが３．６ＧＨｚである時、挿入損失Ｙが−０．４４ｄＢであることは、３．５ＧＨｚ付近の無線周波数信号を濾過することができないことを意味し、作業周波数Ｘが６．８０ＧＨｚ〜７．２ＧＨｚである時、挿入損失Ｙが−４９．６９ｄＢ〜−５５．８９ｄＢであり、この時、挿入損失がすでに−４０ｄＢ以下であることは、６．８０ＧＨｚ〜７．２ＧＨｚの間の第二高調波を効果的に濾過することができることを意味する。作業周波数Ｘが１０．２０ＧＨｚ〜１０．８０ＧＨｚである時、挿入損失Ｙが−１０．７２ｄＢ〜−４．４５ｄＢであり、この時、挿入損失がすでに−２０ｄＢ以上であることは、１０．２０ＧＨｚ〜１０．８０ＧＨｚの間の第三高調波を効果的に濾過することができないことを意味する。つまり、図７に示されたΠ形フィルターは、第二高調波を効果的に濾過することができるが、第三高調波を効果的に濾過することができない。
【００２７】
図１１は、本発明の実施形態に係るローパスフィルター１００（図１に示す）が高調波を濾過する効果を示す図である。前記ローパスフィルター１００は、３．５ＧＨｚのＷｉＭＡＸ周波数の中で操作される。
【００２８】
図１１において、Ｓ３はリターンロスを示す曲線図であり、Ｓ４は挿入損失を示す曲線図である。図１１に示すＳ３から分かるように、作業周波数Ｘが３．５ＧＨｚである時、リターンロスＹが−１０ｄＢ以下であることは、３．５ＧＨｚの無線周波数信号が前記第一ポート１１と前記第二ポート１２との間で伝送することができることを意味し、作業周波数Ｘが７．５ＧＨｚ〜１０．５ＧＨｚである時、リターンロスＹがおよそ０ｄＢであることは、７．５ＧＨｚ〜１０．５ＧＨｚの無線周波数信号が前記第一ポート１１と前記第二ポート１２との間で伝送することができないことを意味する。
【００２９】
図１１に示すＳ４から分かるように、作業周波数Ｘが３．６ＧＨｚである時、挿入損失Ｙが−０．３７ｄＢであることは、３．５ＧＨｚ付近の無線周波数信号を濾過することができないことを意味し、作業周波数Ｘが−６．８０ＧＨｚ〜−７．２０ＧＨｚである時、挿入損失Ｙが−５５．９４ｄＢ〜−５９．９７ｄＢであり、この時、挿入損失がすでに−４０ｄＢ以下であることは、第二高調波を効果に濾過したことを意味する。作業の周波数Ｘが１０．２０ＧＨｚ〜１０．８０ＧＨｚである時、挿入損失Ｙが−３３．７５ｄＢ〜−２４．９８ｄＢであり、この時、挿入損失がすでに−２０ｄＢ以下であることは、第三高調波を効果的に濾過したことを説明する。つまり、図１に示すようにローパスフィルター１００は第二高調波を効果に濾過することができるだけではなく、第三高調波も効果に濾過することができる。
【００３０】
本発明のローパスフィルターは、第一オープンスタブ、信号伝送ライン及び第二オープンスタブによって、Π形フィルターを形成する。これにより、第二高調波を効果的に濾過することができ、且つ第一孔を有する第一カップリングライン及び第二孔を有する第二カップリングラインによって、第三高調波も効果に濾過することができる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
【符号の説明】
【００３２】
１００      ローパスフィルター
１０        信号伝送ライン
１１        第一ポート
１２        第二ポート
１３        第一マッチング部
１４        第二マッチング部
１５        主信号伝送部
１０１      第一側
１０２      第二側
２１        第一オープンスタブ
２１１      第一接続部
２１２      第一開放部
２２        第二オープンスタブ
２２１      第二接続部
２２２      第二開放部
３１        第一カップリングライン
３１ａ      第一孔
３２        第二カップリングライン
３２ａ      第二孔
４０        Ｔ形空隙
４１        第一空隙
４２        第二空隙
【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】
2012156985.tif 000008
【図７】
2012156985.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012156985.tif 000011
【図１０】
2012156985.tif 000012
【図１１】
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