(57)【要約】【課題】  製造容易で安価でありながらも、低損失で小型の高周波帯域阻止フィルタと、阻止帯域の容易な調整方法を提供すること。【解決手段】  誘電体の下面にグランド層が形成された高周波回路基板と、その高周波回路基板の上面に設けられるマイクロストリップ線路を有するリング型共振器と、そのマイクロストリップ線路に電気的に接続され、高周波を入出力する入出力線路と、を備えた高周波帯域阻止フィルタにおいて、マイクロストリップ線路の電気長を略１波長とし、高周波信号の入力端子と出力端子との間の電気長を略１／２波長とし、その入力端子と出力端子との間に、コンデンサを設ける。【選択図】  図１
2009278232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体の下面にグランド層が形成された高周波回路基板と、
その高周波回路基板の上面に設けられるマイクロストリップ線路を有するリング型共振器と、
そのマイクロストリップ線路に電気的に接続され、高周波を入出力する入出力線路と、を備えた高周波帯域阻止フィルタにおいて、
マイクロストリップ線路の電気長を略１波長とし、高周波信号の入力端子と出力端子との間の電気長を略１／２波長とし、その入力端子と出力端子との間に、コンデンサを設けた
ことを特徴とする高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項２】
コンデンサを、高周波信号の入力端子と出力端子との中間に設けた
請求項１に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項３】
コンデンサが、チップコンデンサである
請求項１または２に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項４】
コンデンサが、容量可変の可変コンデンサである
請求項１ないし３に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項５】
高周波信号の入力端子と出力端子との間に接地を設けた
請求項１ないし４に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項６】
マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが、次式
【数１】
2009278232.tif 000005
（ただし、Ｚ０は、高周波信号の入力端子部位のインピーダンス、Ｚ１は、入力端子から出力端子までの線路のうち、コンデンサが接続されていない方の線路のインピーダンス、Ｚ２は、入力端子から出力端子までの線路のうち、入力端子及び出力端子部位からコンデンサ接続部位までの線路のインピーダンス）
を満たす
請求項２ないし５に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項７】
減衰極周波数が互いに異なる複数のリング型共振器を連設し、その両端部に高周波の入力線路及び出力線路を接続した
請求項１ないし６に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項８】
リング型共振器の形状が、円または楕円または多角形である
請求項１ないし７に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項９】
高周波回路基板が、ＰＴＦＥまたはガラスエポキシまたはアルミナである
請求項１ないし８に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項１０】
導体が、銅箔である
請求項１ないし９に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項１１】
通過中心周波数が１〜４ＧＨｚである
請求項１ないし１０に記載の高周波帯域阻止フィルタ。
【請求項１２】
誘電体の下面にグランド層が形成された高周波回路基板と、
その高周波回路基板の上面に設けられるマイクロストリップ線路を有するリング型共振器と、
そのマイクロストリップ線路に電気的に接続され、高周波を入出力する入出力線路と、を備えた高周波帯域阻止フィルタにおいて、
マイクロストリップ線路の電気長を略１波長とし、高周波信号の入力端子と出力端子との間の電気長を略１／２波長とし、その入力端子と出力端子との間にコンデンサを設け、
そのコンデンサの容量を変えることによって減衰極周波数を制御して、阻止帯域を調整する
ことを特徴とする高周波帯域阻止フィルタの調整方法。
【請求項１３】
容量可変のコンデンサを用いるか、または、回路上のコンデンサの個数を切り換えることによって、有効容量を変える
請求項１２に記載の高周波帯域阻止フィルタの調整方法。
【請求項１４】
マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを変えることによって減衰極周波数を制御する
請求項１２または１３に記載の高周波帯域阻止フィルタの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号の周波数成分の中で特定の周波数帯域の高周波信号をを減衰させる帯域阻止フィルタと、その阻止帯域を調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表される移動体通信の普及は目覚しく、2007 年末で、携帯電話契約数は１億件を越えた。この移動体通信の急速な発展により、有限資源である周波数の枯渇が叫ばれている。
また、１〜５ＧＨｚ帯の移動通信システムが展開されるようになり、その帯域に対応可能な高周波回路のマイクロ波集積回路化やモノシリックマイクロ波集積回路化が要求されている。しかし、周波数がＧＨｚの領域に対応可能なＱ値の大きなインダクタ素子を作ることは難しい。
また、近年の急速な通信機器の小型化に伴い、通信機器に用いる各種フィルタも小型のものが要求されている。
有限資源である周波数を有効に使うためには、急峻なスカート特性をもつマイクロ波フィルタが必要である。無線システムにおける帯域阻止フィルタは、受信電波の周波数や送信電波の周波数を選別する不可欠の部品である。
【０００３】
従来、帯域阻止フィルタには、誘電体共振器を用いたフィルタが使用されていた。
誘電体共振器フィルタによると、通過帯域が狭く、挿入損失が少なく、負荷Q値が高いフィルタ特性が得られる。しかし、仮に誘電率を大きくして装置を小型化したとすると、誘電体共振器の温度特性が敏感になり共振周波数が温度によって変化してしまう難点がある。また、圧力によっても共振周波数が変動するため、その調整は経験と勘に頼らざるを得ず、製造の困難性や高コスト化の原因となっていた。
【０００４】
マイクロストリップ線路を用いた半波長共振器で形成される帯域阻止フィルタもあり、特許文献１〜４などに、関連技術が開示されているが、従来の帯域阻止フィルタは、十分な小型化が達成されていず、また性能の再現性や製造コストなどの点で問題点があった。
【特許文献１】特開２００７−６８１２３号公報
【特許文献２】特開２００４−１３４８９４号公報
【特許文献３】特開２００４−１３５１０２号公報
【特許文献４】特開２００４−３４９９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、製造容易で安価でありながらも、低損失で小型の高周波帯域阻止フィルタと、阻止帯域の容易な調整方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の高周波帯域阻止フィルタは次の構成を備える。
すなわち、誘電体の下面にグランド層が形成された高周波回路基板と、その高周波回路基板の上面に設けられるマイクロストリップ線路を有するリング型共振器と、そのマイクロストリップ線路に電気的に接続され、高周波を入出力する入出力線路と、を備えた高周波帯域阻止フィルタにおいて、マイクロストリップ線路の電気長を略１波長とし、高周波信号の入力端子と出力端子との間の電気長を略１／２波長とし、その入力端子と出力端子との間に、コンデンサを設けたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、コンデンサを、高周波信号の入力端子と出力端子との中間に設けてもよい。
【０００８】
コンデンサには、チップコンデンサが有用に用いられる。
【０００９】
コンデンサに、容量可変の可変コンデンサを用いて、阻止帯域の調整に寄与させてもよい。
【００１０】
高周波信号の入力端子と出力端子との間に接地を設けて、直流成分の除去に寄与させてもよい。
【００１１】
マイクロストリップ線路を、その特性インピーダンスが、次式
【数１】
2009278232.tif 000003
（ただし、Ｚ０は、高周波信号の入力端子部位のインピーダンス、Ｚ１は、入力端子から出力端子までの線路のうち、コンデンサが接続されていない方の線路のインピーダンス、Ｚ２は、入力端子から出力端子までの線路のうち、入力端子及び出力端子部位からコンデンサ接続部位までの線路のインピーダンス）
を満たすように設計してもよい。
【００１２】
減衰極周波数が互いに異なる複数のリング型共振器を連設し、その両端部に高周波の入力線路及び出力線路を接続して、阻止帯域の広帯域化に寄与させてもよい。
【００１３】
リング型共振器の形状としては、円または楕円または多角形のものが好適に利用できる。
【００１４】
高周波回路基板には、ＰＴＦＥまたはガラスエポキシまたはアルミナが好適に利用できる。
【００１５】
導体には、銅箔が好適に利用できる。
【００１６】
通過中心周波数として１〜４ＧＨｚを満たすように設計してもよい。
【００１７】
本発明の高周波帯域阻止フィルタの調整方法は、誘電体の下面にグランド層が形成された高周波回路基板と、その高周波回路基板の上面に設けられるマイクロストリップ線路を有するリング型共振器と、そのマイクロストリップ線路に電気的に接続され、高周波を入出力する入出力線路と、を備えた高周波帯域阻止フィルタにおいて、マイクロストリップ線路の電気長を略１波長とし、高周波信号の入力端子と出力端子との間の電気長を略１／２波長とし、その入力端子と出力端子との間にコンデンサを設け、そのコンデンサの容量を変えることによって減衰極周波数を制御して、阻止帯域を調整することを特徴とする。
【００１８】
ここで、容量可変のコンデンサを用いるか、または、回路上のコンデンサの個数を切り換えることによって、有効容量の調整に寄与させてもよい。
【００１９】
マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを変えることによって減衰極周波数を制御してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、マイクロストリップ線路及びコンデンサを用いたために製造容易で小型安価でありながらも性能が安定し、低損失で小型の高周波帯域阻止フィルタを提供でき、その阻止帯域も調整容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は、従来公知の技術を援用して適宜設計変更可能である。
図１は、試作した高周波帯域阻止過フィルタの要部を示す回路図である。
図示のリング共振器型フィルタは、電気長で１波長のマイクロストリップ線路を有し、高周波信号の入力端子と出力端子との間の電気長を１／２波長とし、その入力端子と出力端子との間に、コンデンサを設けた構造である。
【００２２】
すなわち、高周波信号を入力する入力線路との接続位置（In）から、高周波信号の出力線路との接続位置（Out）までの２つのマイクロストリップ線路の長さは、いずれも等しく、通過中心周波数の略１／２波長であり、入力線路との接続位置（In）及び出力線路との接続位置（Out）からコンデンサ（C）の接続路線までの２つのマイクロストリップ線路の長さは、いずれも等しく、通過中心周波数の略１／４波長である。
なお、リング型共振器の形状としては、電気長及びインピーダンスが同じものであればリングの形状は問わず、円や楕円、四角形等の多角形が利用できる。
【００２３】
マイクロストリップ線路が設けられる高周波回路基板は、誘電体の下面にグランド層が形成されている。導体には、銅箔、高周波回路基板には、ＰＴＦＥやガラスエポキシ、アルミナなどが利用できる。
図示の例では、回路基板は、比誘電率2.2、誘電体厚0.381mm、誘電体損0.0009、誘電体厚0.38mm、導体は、電解銅箔で厚みは18μmである。
【００２４】
本構成では、高周波信号が入力線路を介してマイクロストリップ線路に入力されると、高周波信号の周波数成分の中で特定の通過中心周波数の高周波信号にマイクロストリップ線路が共振し、特定の通過中心周波数の高周波信号が出力線路に出力される。この際、通過中心周波数の近傍の高域側と低域側にそれぞれ減衰極周波数がそれぞれ発生する。これにより、急峻なスカート特性をもつ阻止域を得ることができる。
【００２５】
なお、高周波信号を入出力する入出力線路にマイクロストリップ線路（Line  in/out）を設けて、高周波信号の反射を抑えてもよい。そのマイクロストリップ線路の特性インピーダンスは、減衰極周波数には影響しない。
【００２６】
リング共振器を構成するマイクロストリップ線路は、その特性インピーダンスが、次式
【数１】
2009278232.tif 000004
（ただし、Ｚ０は、高周波信号の入力端子部位のインピーダンス、Ｚ１は、入力端子から出力端子までの線路のうち、コンデンサが接続されていない方の線路のインピーダンス、Ｚ２は、入力端子から出力端子までの線路のうち、入力端子及び出力端子部位からコンデンサ接続部位までの線路のインピーダンス）
を満たすように設計してもよい。
【００２７】
減衰極周波数は、マイクロストリップ線路の特性インピーダンス、または、コンデンサ（C）の容量を変えることによって制御される。
コンデンサ（C）には、チップ形もリード形も利用できる。また、容量可変式のコンデンサを用いるか、または、回路上のコンデンサの個数を切り換えることによって、有効容量を調整してもよい。
【００２８】
なお、容量C(F)のコンデンサのインピーダンスXは、周波数f(Hz)で、X＝1/2πfC (Ω)となる。
【００２９】
図２及び３は、試作した帯域阻止フィルタの実測周波数特性グラフである。
図２は、コンデンサ（C）の容量が8pFの場合であり、通過中心周波数2GHzのとき、783.687MHzと3.17889GHzに減衰極周波数が現れ、阻止帯域において急峻な減衰が得られた。
図３は、コンデンサ（C）の容量が33pFの場合であり、通過中心周波数2GHzのとき、401MHzと3.08217GHzに減衰極周波数が現れ、阻止帯域において急峻な減衰が得られた。
これから、本実施例の帯域阻止フィルタは、通過中心周波数の両側に２つの帯域阻止帯を有するフィルタとして機能していることが分かった。
【００３０】
図４は、別実施例の高周波帯域阻止過フィルタの要部を示す回路図である。
図示の例では、コンデンサ（C）の接続路線が接地されている。これによると、直流成分を除去することができる。
【００３１】
図５は、別実施例の高周波帯域阻止過フィルタの要部を示す回路図である。
図示の例では、減衰極周波数が互いに異なる複数のリング型共振器が連設され、その両端部に高周波の入力線路及び出力線路が接続されている。
これによると、各リング型共振器による阻止帯域を組み合わせて得ることができるので、阻止帯域を広帯域化が可能になる。
なお、直流成分の除去には、図示のように１箇所のリング型共振器のみ接地しておけばよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の高周波帯域阻止フィルタによると、製造容易で小型安価でありながらも安定した性能を有し、低損失な帯域阻止特性を備えるので、信号の通過域と阻止域との境界付近において信号の通過率変化が急峻になることが望まれるＵＷＢ規格にも対応でき、周波数割り当ての多い携帯無線通信システムや、隣接チャンネルへの干渉が問題となる航空機等の交通システム用無線機器など諸々の場面に活用でき、産業上利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】高周波帯域阻止過フィルタの要部を示す回路図
【図２】帯域阻止フィルタの実測周波数特性グラフ
【図３】同、帯域阻止フィルタの実測周波数特性グラフ
【図４】別実施例の高周波帯域阻止過フィルタの要部を示す回路図
【図５】別実施例の高周波帯域阻止過フィルタの要部を示す回路図
【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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