(57)【要約】  本発明は、接地面を有する基板上に、３つのプリント線セクション（２０、２１、２２）、すなわち第１の末端と呼ばれる、それらの末端のうちの一方の末端が開放した回路である「スタブ」と、入力端（１）と出力端（２）との間に直列接続され、前記スタブの、第２の末端と呼ばれる、他方の末端を互いの間において接続する第１及び第２のプリント伝送線路（１０、１１）であって、前記第１及び第２のプリント伝送線路は２つのスタブの前記第２の末端の間に挿入され、前記スタブは第１の周波数帯域を除去するように寸法付けられる、前記第１及び第２のプリント伝送線路と、を備えた帯域除去フィルタに関する。本発明によると、開回路スタブ（３０、３１）は、第２の周波数帯域を除去するように前記第１及び第２のプリント伝送線路（１０、１１）のうちの少なくとも１つに挿入されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯域除去フィルタであって、接地面を有する基板上に、３つのプリント線セクション（２０、２１、２２）、すなわち第１の末端と呼ばれる、それらの末端のうちの一方の末端が開放した回路である「スタブ」と、入力端（１）と出力端（２）との間に直列接続され、前記スタブの、第２の末端と呼ばれる、他方の末端を互いの間において接続する第１及び第２のプリント伝送線路（１０、１１）であって、前記第１及び第２のプリント伝送線路は２つのスタブの前記第２の末端の間に挿入され、前記スタブは第１の周波数帯域を除去するように寸法付けられる、前記第１及び第２のプリント伝送線路と、を備え、
開回路スタブ（３０、３１；３０'、３１'）は、第２の周波数帯域を除去するように前記第１及び第２のプリント伝送線路（１０'、１１'）のうちの少なくとも１つに挿入されている、前記帯域除去フィルタ。
【請求項２】
前記第１及び第２の周波数帯域は実質的に同一である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記第１及び第２の周波数帯域は異なる、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項４】
開回路スタブ（３０、３１；３０'、３１'）は、前記第２の周波数帯域を除去するように２つの前記第１及び第２のプリント伝送線路（１０、１１）の各々に挿入されている、請求項１から３のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項５】
開回路スタブ（３２、３３）に挿入された少なくとも１つの第３のプリント伝送線路（１２、１３）をさらに備え、前記第３の伝送線路は前記第１及び第２のプリント伝送線路（１０、１１）に直列に搭載され、前記入力端及び前記第１の伝送線路の間又は前記第２の伝送線路及び前記出力端の間に挿入され、前記スタブは第３の周波数帯域を除去するように寸法付けられる、請求項１から４のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項６】
前記第３の周波数帯域は、前記第１及び第２の周波数帯域のうちの１つと同一である、請求項５に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記第３の周波数帯域は、前記第１及び第２の周波数帯域と異なる、請求項５に記載のフィルタ。
【請求項８】
前記基板は、ＦＲ４として周知の基板などの、低コスト基板である、請求項１から７のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載のフィルタを備えた、無線電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合基準又は複合無線端末の分野に関し、特に同じプリント回路基板上で実現される複数の無線周波数回路を含む端末に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、同じプリント回路基板上で異なる周波数で動作する無線周波数回路の共存を可能にする、そのような端末において用いられ得る帯域除去フィルタに関する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの無線周波数回路は、同じ電気基板上に実装され、基板は、異なる無線周波数回路が共存することができ、かつ回路の各々が他を冒（polluting）さずに動作することができるように設計されなければならない。この制約は、高レベル集積を必要とすることに起因し、無線回路が電気回路上で非常に近接するにつれて全てより強くなる。
【０００４】
図１は、デコーダ端末（またはセットトップボックス）の電気基板における複合無線コンテキストを図式的に例示する。
【０００５】
この端末は、２．４ＧＨｚの周波数で動作するＷｉＦｉ送信機／受信機と、１．９ＧＨｚの周波数で動作するＤＥＣＴ送信機／受信機と、ＧＰＳ受信機と、を備える。矢印は、ＷｉＦｉ送信機が信号を送信するときに、これらの信号がＤＥＣＴ及びＧＰＳ受信機のアンテナによって捕捉されることを示す。
【０００６】
この端末の無線周波数分析は、２．４ＧＨｚでノイズフロアからＤＥＣＴ受信機を保護するために約４５ｄＢの隔離が必要とされることを示している。逆に、ＤＥＣＴ回路が送信するとき、１．９ＧＨｚ信号は、ＷｉＦｉ受信機に関して高レベル干渉と受け取られる。また、ＧＰＳ受信機の感度が一般にほぼ−１３５ｄＢｍ程度に非常に低いことを考えれば、他の送信機によって生成されるノイズフロアからＧＰＳ受信機を保護することは重要である。これは、ＷｉＦｉ送信機又はＤＥＣＴ送信機によって生成されたほんの少しのノイズがＧＰＳ受信を妨害し得ることを意味する。
【０００７】
それ故、共存のこれらの問題を解決するために、送信部分と受信部分の両方において、特別なフィルタがＷｉＦｉ回路に追加されなければならない。可能なものとしては、集積フィルタを有するアンテナを使用することであろう。しかしながら、集積フィルタを有する現在の２．４ＧＨｚアンテナは、ＤＥＣＴ帯域に関連する１０ｄＢの隔離を提供するだけである。１０ｄＢの追加の隔離は、ＤＥＣＴアンテナとＷｉＦｉアンテナとの間の距離を増大することによって取得され得るが、これは不十分であろう。
【０００８】
他の可能なものとしては、ＷｉＦｉアンテナと回路の後段との間の送信及び受信における帯域除去マイクロストリップフィルタを挿入することからなる。例えば、帯域除去フィルタは、伝送線路によって互いに接続された開回路線路セクション又はスタブを備えることは周知である。
【０００９】
そのような除去フィルタは、図２に示される。このフィルタは、接地面を有する基板上で実現され、第１の末端（extremity）開回路を有する３つのスタブ２０、２１及び２２と、入力端１及び出力端２の間に直列接続された２つのプリント伝送線路又はマイクロストリップ線路１０及び１１と、を備える。マイクロストリップ線路路１０及び１１は、スタブの、第２の末端と呼ばれる、末端の間を互いに接続し、マイクロストリップ線路１０はスタブ２０及び２１の第２の末端の間に挿入され、マイクロストリップ線路１１はスタブ２１及び２２の第２の末端の間に挿入される。
【００１０】
スタブは、例えばＤＥＣＴ信号の周波数帯域又はＧＰＳ信号の周波数帯域など、所与の周波数帯域を除去又はフィルタリングするように寸法付けられる。その除去は、長さλ／４のスタブ及び伝送線路を用いることによって実現される。ここで、λはフィルタリングするための周波数帯域の中心周波数に対応する波長である。
【００１１】
このフィルタの分析は、除去がスタブの長さ（λ／４）に主にリンク付けされることを示した。伝送線路１０及び１１の長さは重要とはいえず、除去において目立った悪化なくλ／４周辺で変えることができる。
【００１２】
簡単なマイクロストリップ線路及びスタブを用いたこのフィルタトポロジは、しかしながら、上述の応用においてＤＥＣＴ帯域及び／又はＧＰＳをカットオフするのに必要とされるものなどの高い除去レベルを得ることができない。
【００１３】
さらに、このフィルタは、スタブの長さによって固定される、単一の周波数帯域のみを除去できる。
【発明の概要】
【００１４】
本発明の１つの目的は、高い除去レベルを有するマイクロストリップ線路を用いた帯域除去フィルタを提案することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、簡単な設計で、いくつかの周波数帯域を除去することができる帯域除去フィルタを提案することである。
【００１６】
この目的のため、本発明は、接地面を有する基板上に、３つのプリント線セクション、すなわち第１の末端と呼ばれる、それらの末端のうちの一方の末端が開放した回路である「スタブ」と、入力端と出力端との間に直列接続され、上記スタブの、第２の末端と呼ばれる、他方の末端を互いの間において接続する第１及び第２のプリント伝送線路であって、上記第１及び第２のプリント伝送線路は２つのスタブの上記第２の末端の間に挿入され、上記スタブは第１の周波数帯域を除去するように寸法付けられる、上記第１及び第２のプリント伝送線路と、を備えた帯域除去フィルタを提案する。本発明によると、開回路スタブは、第２の周波数帯域を除去するように上記第１及び第２のプリント伝送線路のうちの少なくとも１つに挿入されている。
【００１７】
本発明によると、上記第１及び第２の周波数帯域は、実質的に同一である。従って、開回路スタブ及び上記プリント伝送線路のうちの少なくとも１つに挿入されたものは、同じ周波数帯域を除去すること、及びこの帯域の高レベルの除去に到達することに寄与する。
【００１８】
変形形態として、上記第１及び第２の周波数帯域は異なる。上記フィルタは、２つの周波数帯域を除去することができる。
【００１９】
好ましくは、開回路スタブは、上記第２の周波数帯域の除去のレベルを増加するように２つのプリント伝送線路に挿入されている。
【００２０】
特定の実施形態によると、上記フィルタは、開回路スタブが挿入された少なくとも１つの第３のプリント伝送線路をさらに備え、上記第３の伝送線路は上記第１及び第２のプリント伝送線路に直列に接続され、上記入力端及び上記第１の伝送線路の間又は上記第２の伝送線路及び上記出力端の間に挿入され、上記スタブは第３の周波数帯域を除去するように寸法付けられる。
【００２１】
特定の実施形態によると、上記第３の周波数帯域は、上記第１及び第２の周波数帯域のうちの１つと同一である。この追加のスタブは、上記第１及び第２の周波数帯域のうちの１つの除去レベルを増加させることが可能である。
【００２２】
他の特定の実施形態によると、上記第３の周波数帯域は、上記第１及び第２の周波数帯域と異なる。上記３つの周波数帯域が異なる場合、上記フィルタは３つの周波数帯域をカットオフすることができる。
【００２３】
特定の実施形態によると、上記基板は、ＦＲ４として周知の基板などの、低コスト基板である。分析は、本発明のフィルタが、使用される基板の電気的特性において如何なるドリフトも感応しないことを示した。
【００２４】
他の利点は、例示の目的で与えられた、付属の図面によって例示される以下の例を読むと、当業者によって生じる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】同じプリント回路基板上で実現され、異なる周波数で動作する複数の無線システムを備えた端末の概略図を示す。
【図２】従来技術の帯域除去フィルタの概略を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る帯域除去フィルタの概略を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る帯域除去フィルタの概略を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る帯域除去フィルタの概略を示す図である。
【図６】本発明に準拠しているフィルタの除去性能を例示する曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明によると、伝統的に用いられる３つのスタブを接続する伝送線路に開回路スタブが挿入される、帯域除去フィルタが提案される。
【００２７】
本発明のフィルタの第１の実施形態は、図３において図示される。図２で既に提示された要素は、同じ参照番号を有する。
【００２８】
図３に関して、フィルタは、接地面を有する基板上に、入力端１及び出力端２の間に直列接続された２つのマイクロストリップ線路１０及び１１を備え、３つの線セクション、すなわち第１の末端と呼ばれる、それらの末端のうちの１つにおけるスタブ２０、２１及び２２開回路をまた備える。マイクロストリップ線路１０及び１１は、スタブの２つの末端の間に挿入される。より詳細には、マイクロストリップ線路１０はスタブ２０の第２の末端とスタブ２１の第２の末端との間に接続され、マイクロストリップ線路１１はスタブ２１の第２の末端とスタブ２２の第２の末端との間に接続される。
【００２９】
本発明によると、開回路スタブ３０及び３１は、マイクロストリップ線路１０及び１１にそれぞれ挿入される。
【００３０】
この実施形態において、スタブ２０、２１、２２、３０及び３１は、λ1／４程度に著しく等しい長さを有し、λ1はカットオフ又は除去のための周波数帯域の中心周波数ｆ1に関連付けられた波長である。
【００３１】
内側に挿入され、共振器を形成する開回路スタブを有するこのタイプのマイクロストリップ線路は、ヘリオット−ワット大学のHussein Nasser Hamad Shamanによって作成され"Advanced Ultra Wideband (UWB) microwave filters for modern wireless communication"とタイトル付けされた２００８年８月の論文で説明されている。
【００３２】
この共振器は、長さλ1／４、及び伝送線路の幅Ｗより小さい幅Ｗsを有する線セクションすなわちスタブを形成するようにＵ字形状において伝送線路をプリントすることによって実現される。伝送線路１０及び１１は、スタブ３０及び３１の実現を可能にするようにλ1／４よりわずかに大きい長さＬを有する。前に示したように、線路１０及び１１の長さのこの変更は、フィルタの性能上で影響が小さい。
【００３３】
伝送線路１０及び開回路スタブ３０から形成された共振器と、伝送線路１１及び開回路スタブ３１から形成された共振器とは、同じ方向（線路における同一の点での開回路）又はヘッドトゥーテール（head to tail）（反対方向）に接続される。図３の例において、２つの共振器は、ヘッドトゥーテールに接続される。
【００３４】
（ヘッドトゥーテール又はそうではない）選択された構成によると、フィルタを得ることができ、該フィルタは右又は左に急勾配の傾斜を有する非対称伝達関数を有する。
【００３５】
ＷｉＦｉ帯域を通し、ＤＥＣＴ帯域をフィルタリングさせるように意図されたフィルタに関して、フィルタの伝達関数の右手傾斜を増大して可能な限りＷｉＦｉ帯域を低下（degrade）させることは重要である。（ヘッドトゥーテール又はスタブ３０及び３１がない）選択された構成は、従って、応用に従って変わる。
【００３６】
この第１の実施形態において、５つのスタブ２０、２１、２２、３０及び３１は、中心周波数ｆ1周辺の周波数帯域を除去するのに寄与し、この帯域に関して高レベルの除去に到達できる。この実施形態は、単一の周波数帯域、例えばＤＥＣＴに関連付けられた帯域又はＧＰＳに関連付けられた帯域を除去するために用いられる。
【００３７】
図４によって例示される他の実施形態によると、マイクロストリップ線路１０及び１１はそれぞれ、スタブ２０、２１及び２２の長さλ1／４とは異なる長さλ2／４を有する開回路スタブ３０'及び３１'を備える。λ2は、カットオフ又は除去するための第２の周波数帯域の中心周波数ｆ2に関連付けられた波長である。
【００３８】
このフィルタは、従って、２つの周波数帯域、例えばＤＥＣＴに関連付けられた帯域又はＧＰＳに関連付けられた帯域を除去することを可能にする。
【００３９】
他の共振器はまた、他の周波数帯域を除去するために追加されることができ、所与の周波数帯域で要求される除去のレベルを増大することができる。例えば、図５に例示される実施形態において、フィルタは、フィルタの入力端１及び出力端２の間のマイクロストリップ線路１０及び１１に直列接続された２つの他の共振器も有する。
【００４０】
マイクロストリップ線路１２から、及びその中に挿入されたスタブ３２から形成された第１の共振器は、入力端１とマイクロストリップ線路１０との間に接続される。マイクロストリップ線路１３から、及びその中に挿入されたスタブ３３から形成された第２の共振器は、マイクロストリップ線路１１と出力端２との間に接続される。
【００４１】
スタブ３２及び３３の長さは、例えば、λ3／４に等しい。λ3は、カットオフ又は除去するための第３の周波数帯域の中心周波数ｆ3に関連付けられた波長である。当然、スタブ３０及び３１と、又はスタブ２０、２１及び２２と同じ長さを有するスタブ３２及び３３を使用してこれらのスタブに関連付けられた周波数帯域の１つの除去のレベルを増加することも可能である。マイクロストリップ線路の長さは、スタブが備える長さよりわずかに大きくとられる。
【００４２】
当然、所与の周波数帯域で要求される除去のレベルに従って、フィルタに共振器を加えることが必要となり得る。ここで提示されたフィルタトポロジは、共振器がフィルタの入力端と出力端との間に非常に容易に追加されることを可能にする。
【００４３】
フィルタのコンパクトさを向上するために、性能の損失なしでマイクロストリップ線路１０乃至１３において曲げ（bend）を実現することが可能である。
【００４４】
図６は、波長λ1及びλ3が等しく（λ1＝λ3）、ＤＥＣＴの周波数帯域の中心周波数に関連付けられており、波長λ2がＧＰＳ周波数帯域の中心周波数に関連付けられている、図５のフィルタに準拠しているフィルタの性能を例示する。
【００４５】
図６に示されるように、このフィルタは、２．４Ｈｚ ＷｉＦｉ帯域を減衰せずにＧＰＳ及びＤＥＣＴ帯域において−６０ｄＢの除去率（rejection rate）に到達するように用いられ得る。
【００４６】
このフィルタトポロジは、基板のパラメータに関連付けられたドリフト（drift）及びスタブ又はマイクロストリップ線路の製作公差にほとんど感応しないという利点も有する。フィルタの除去性能は、スタブの長さ（λ／４）に本質的に関連付けられる。スタブのインピーダンス又は基板の比誘電率のドリフトは、除去帯域の幅に影響するだけである。
【００４７】
このタイプのフィルタはそれ故、図１において図式的に例示された場合において、異なる周波数帯域で動作する無線システム間で同じプリント回路基板上での共存を可能にするように基準端末(standard terminals)上で用いられるのに特に適する。
【００４８】
上述した実施形態は、例として提供されている。特に共振器の数、基板又は伝送線路に用いられる材料、動作周波数帯域等に関して、それらが変更され得ることは当業者に明らかであろう。
【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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【国際調査報告】
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