(57)【要約】【課題】帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することを可能にする。【解決手段】帯域の両端に減衰極を形成する、結合された４つの共振素子をそれぞれ有する少なくとも２つの結合ブロックと、これらの結合ブロックの結合関係における中央部分に対し対称となる位置の結合ブロックに属する２つの共振素子を、前記２つの共振素子間の位相関係と逆位相であってかつ前記少なくとも２つの結合ブロックのそれぞれの結合より弱い結合で結合させる結合調整機構９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯域の両端に減衰極を形成する、結合された４つの共振素子をそれぞれ有する少なくとも２つの結合ブロックと、
これらの結合ブロックの結合関係における中央部分に対し対称となる位置の結合ブロックに属する２つの共振素子を、前記２つの共振素子間の位相関係と逆位相であってかつ前記少なくとも２つの結合ブロックのそれぞれの結合より弱い結合で結合させる結合調整機構と、
を備えることを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
前記中央部分に対し対称となる位置の前記結合ブロックは、第１の減衰極の位置を決定する、信号入力側に最も近い第１の結合ブロックと、第２の減衰極の位置を決定する、信号出力側に最も近い第２の結合ブロックであり、
前記結合調整機構は、前記第１の結合ブロックの前記信号入力側から数えて２番目の共振素子と、前記第２の結合ブロックの信号出力側から数えて２番目の共振素子とを結合することを特徴とする請求項１記載のフィルタ回路。
【請求項３】
前記中央部分に対し対称となる位置の前記結合ブロックは、第１の減衰極の位置を決定する信号入力側に最も近い第１の結合ブロックと、第２の減衰極の位置を決定する信号出力側に最も近い第２の結合ブロックであり、
前記結合調整機構は、前記第１の結合ブロックの前記信号入力側から数えて３番目の共振素子と、前記第２の結合ブロックの前記信号出力側から数えて３番目の共振素子とを結合することを特徴とする請求項１記載のフィルタ回路。
【請求項４】
前記中央部分に対し対称となる位置の前記結合ブロックは、第１の減衰極の位置を決定する信号入力側に最も近い第１の結合ブロックと、第２の減衰極の位置を決定する信号出力側に最も近い第２の結合ブロックであり、
前記結合調整機構は、前記第１の結合ブロックの前記信号入力側から数えて１番目の共振素子と、前記第２の結合ブロックの前記信号出力側から数えて１番目の共振素子とを結合することを特徴とする請求項１記載のフィルタ回路。
【請求項５】
前記結合調整機構は、前記少なくとも２つの結合ブロックのそれぞれの結合の１／５〜１／１０００の結合で結合させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項６】
前記少なくとも２つの結合ブロックは第１の基板上に形成されたマイクロストリップ線路であり、
前記結合調整機構は、前記第１の基板と異なる第２の基板上に形成されたマイクロストリップ線路を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項７】
前記結合調整機構は、同軸線路を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項８】
前記結合調整機構は、誘電体板を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項９】
前記結合調整機構は、導体を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数組の減衰極を有するフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線または有線で情報通信を行う通信機器は、アンプ回路、ミキサ回路、フィルタ回路などの各種の高周波部品から構成されている。この中で、帯域通過フィルタ回路（以下、バンドパスフィルタともいう）は、共振素子を複数個並べて特定の周波数帯の信号のみを通過させる機能を有する。今日の通信システムにおいては、周波数の有効利用の観点からフィルタ特性は、使用可能な帯域幅が最大限に使用できるよう、シャープな遮断特性を有することが望ましい。さらに、通信機器の小形化に対する需要から、フィルタ回路はより小さいサイズが望ましい。
【０００３】
フィルタ特性を実現するためには、複数の共振素子を電磁界にて相互に結合させる必要があり、フィルタ回路の回路定数は各共振素子の共振周波数、共振素子間結合、および外部との結合Ｑｅで構成される。
【０００４】
フィルタ回路における共振素子間結合の実現方法は、以下の２種類に大別できる。第１の結合方法は、共振素子以外に結合用素子を付加することなく、共振素子どうしの位置関係のみで所望の結合を実現するギャップ結合である。このギャップ結合は、チェビシェフ関数型フィルタ回路のように隣接する共振素子間の結合のみで構成されるフィルタ回路に適している。第２の結合方法は、特許文献１、２に開示されているような伝送線路を付加して結合を実現する線路結合である。この線路結合は、減衰極によるスカート特性の急峻化や、群遅延時間平坦化のための飛び越し結合を有するフィルタ回路に適している。また、特許文献３、１０、１１、および非特許文献２には、帯域外に減衰極を設けるため複数の結合ブロックを組み合わせたフィルタ回路が開示されている。
【０００５】
全ての共振素子が同一平面上に配置される平面フィルタ回路では、フィルタ回路の小形化を進めるうえで、隣接する共振素子間の間隔を十分に取ることが難しく、所望の結合以外に、不要な飛び越し結合が存在する。この飛び越し結合の影響により、フィルタ回路の性能またはフィルタ回路の対称性を有する遮断特性の劣化を招き、特性実現を困難とする原因の一つであった。
【０００６】
飛び越し結合の対処方法としては、共振素子の形状や配置を工夫し、飛び越し結合の大きさを小さくする方法や、特許文献４、５に示すように無用な飛び越し結合がある共振素子間に金属板等を挿入することで電磁界的に遮断する方法などがある。また、非特許文献１に示すようにフィルタ回路を構成する共振素子を１つずつ個別に導体でパッケージすることにより共振素子間の飛び越し結合を完全に無くす方法がある。
【０００７】
また、実際にフィルタ回路を製造する際には、用いる基板の厚さのばらつきなど様々な要因により共振周波数や結合が設計値とずれることがあるため、これらのパラメータを後から調整する必要がある。このフィルタ調整方法については、特許文献６、７および１２に示すように誘電体板、誘電体トリマや金属棒により調整する方法や、特許文献８に示すように共振素子間に金属壁を挿入し結合量の調整を行う方法がある。
【０００８】
更に、フィルタ特性のチューニング方法として、特許文献９に示すように入出力の線路間に導体片を挿入し、入力出力間の結合量を可変することで１つの減衰極の位置をチューニングする方法がある。
【特許文献１】特開２００４−５３０３９１号公報
【特許文献２】特開２０００−３４１０７１号公報
【特許文献３】特開２００４−２６０５１０号公報
【特許文献４】特開２００１−３０８６０３号公報
【特許文献５】特開２００４−３４９９６６号公報
【特許文献６】特開２００２−２０４１０２号公報
【特許文献７】特開２００５−２０９９１１号公報
【特許文献８】特開２００１−１０２８０９号公報
【特許文献９】特開昭６２−１３１６０２号公報
【特許文献１０】特開２００４−１１２６６８号公報
【特許文献１１】特表２００４−５３０３９１号公報
【特許文献１２】特開２００５−１５９５１２号公報
【非特許文献１】IEEE Microwave Theory and Techniques Symposium Digest (2006年)、第693頁
【非特許文献２】J.S. Hong and M.J. Lancaster, Microwave Filters for RF/Microwave Applications, pp.315-321, John Wiley & Sons, New York, 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、フィルタ回路の製造の際には特性の調整が不可欠であり、従来技術におけるフィルタ回路の特性の調整方法は、設計パラメータとのずれを補正する程度であり、大きく特性を変化させることができなかった。また、上記特許文献９の帯域外特性の調整方法では、２段のフィルタ回路において１組の減衰極の位置を制御することは可能であるが、より急峻な減衰特性を有する複数組の減衰極を有する多段フィルタにおいては適用できなかった。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することのできる、複数組の減衰極を有するフィルタ回路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】
【００１１】
本発明の一態様によるフィルタ回路は、帯域の両端に減衰極を形成する、結合された４つの共振素子をそれぞれ有する少なくとも２つの結合ブロックと、これらの結合ブロックの結合関係における中央部分に対し対称となる位置の結合ブロックに属する２つの共振素子を、前記２つの共振素子間の位相関係と逆位相であってかつ前記少なくとも２つの結合ブロックのそれぞれの結合より弱い結合で結合させる結合調整機構と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することのできる、複数組の減衰極を有するフィルタ回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるフィルタ回路の平面図を図１に、側面を図２に示す。本実施形態のフィルタ回路１は、マイクロストリップ構造の８段帯域通過フィルタであり、誘電体基板２上に形成される。この誘電体基板２の一方の面には地導体３ａが形成され、この地導体３ａが形成された面と反対側の面に線路導体３ｂが形成され、この線路導体３ｂによって、フィルタ回路を構成する入力部の伝送線路４１と、出力部の伝送線路４２と、８個の共振素子５１〜５８と、共振素子間結合用の伝送線路６１、６２、６３と、飛び越し結合用の伝送線路７１、７２とが形成される。また、本実施形態のフィルタ回路１には、結合調整機構９が設けられている。この結合調整機構９は、基板９ａと、この基板９ａに形成された結合調整機構用パターン９ｂとを備えている。各共振素子５ｉ（ｉ＝１，・・・，８）は、キャパシタ成分とインダクタ成分とを備えている。
【００１５】
本実施形態のフィルタ回路１は、帯域の両端に減衰極が設けられたフィルタ回路であり、入力部の伝送線路４１は共振素子５１に電磁界にて結合され、出力部４２の伝送線路は、共振素子５８に電磁界にて結合されている。そして、共振素子５１と共振素子５２との間、共振素子５３と共振素子５４との間、共振素子５５と共振素子５６との間、および共振素子５７と共振素子５８との間は、それぞれ空間的に電磁界にて結合したギャップ結合である。また、共振素子５２と共振素子５３との間は伝送線路６１により結合され、共振素子５４と共振素子５５との間は伝送線路６２により結合され、および共振素子５６と共振素子５７との間は伝送線路６３により結合されている。
【００１６】
更に、共振素子５１と共振素子５４との間には飛び越し結合用の伝送線路７１が設けられ、共振素子５５と共振素子５８との間には飛び越し結合用の伝送線路７２が設けられている。これらの飛び越し結合を設けることにより、フィルタ回路の通過特性Ｓ２１において、帯域の両端に２組の減衰極が設けられ、同じ段を有するチェビシェフ特性のフィルタ回路に比べて、急峻な遮断特性を有するフィルタ回路を実現することができる。なお、共振素子５１と共振素子５４との間の飛び越し結合Ｍ１４は、共振素子５２と共振素子５３との間の結合Ｍ２３と逆位相であり、共振素子５５と共振素子５８との間の飛び越し結合Ｍ５８は、共振素子５６と共振素子５７との間の結合Ｍ６７と逆位相となっている。
【００１７】
このため、本実施形態のフィルタ回路１は、帯域外に減衰極を１組設けるために４つの共振素子による結合ブロックを有しており、共振素子５１〜５４からなる第１の結合ブロックと、共振素子５５〜５８からなる第２の結合ブロックと、を縦続接続した構造を有している。
【００１８】
図３に本実施形態のフィルタ回路１の結合構造を示す。サークルは共振素子５１〜５８を表し、実線および破線は共振素子間の結合を表している。一般的なチェビシェフフィルタは実線のみの結合からなり、減衰極を持つフィルタは、破線で示した逆位相となる結合を入れることで実現される。ここで、１つの結合ブロックについて考えると、その減衰極の位置は、次式で表される（非特許文献２参照）。
【数１】
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ここで、Ωａは減衰極の位置を表す規格化角周波数、ｇｍは原型低域通過フィルタの規格化素子値、Ｊはアドミッタンスインバータである。これより、４段の結合ブロックによる減衰極の位置Ωａは、ｇ２、Ｊ１（Ｍ１４）、Ｊ２（Ｍ２３）から決定されることがわかる。  
【００１９】
図４に、本実施形態のフィルタ回路の結合関係を表した等価回路を示す。この図４に示す等価回路の結合関係を考えたとき、フィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子において、２共振素子間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンを入れる。そこで、図１のフィルタ回路において、新たに、共振素子５２と共振素子５７との結合Ｍ２７を作り出す。結合Ｍ２７は、図２に示すように、結合調整用機構９のパターン９ｂが形成された基板９ａと、共振素子５１〜５８が形成された基板２との距離を変化させることにより、２共振素子間の結合度を変化させる。なお、本実施形態においては、結合調整機構は、基板９ａ上にパターニングされた伝送線路（導体）９ｂを備えていたが、例えば、特許文献６の図１に開示されているように、誘電体板を備えていてもよい。この場合、この誘電体板と、結合させる共振素子との間の距離を変化させることになる。
【００２０】
次に、共振素子５２と共振素子５７との結合Ｍ２７の結合度を、Ｍ２７＝０、Ｍ２７＝−１．５×１０−４、Ｍ２７＝−２．５×１０−４、Ｍ２７＝−６．５×１０−５と変化させた場合の周波数特性の変化を図５に示す。この図５からわかるように、共振素子５２と共振素子５７との結合Ｍ２７を設けることにより、フィルタ回路の帯域外の特性を調整することができる。これは、（１）式中のｇｍの項（ここでは、共振素子５２および共振素子５７の規格化素子値）が摂動を受け減衰極が変化する。ここで、結合Ｍ２７は、共振素子５２から共振素子５７までの結合関係に対し、逆位相となるような結合である場合、互いの減衰極の間隔が広がる方向へ変化し、その結合値は他の結合パラメータの値に比べ１／５から１／１０００程度の小さい値であることが望ましい。また、結合Ｍ２７が、共振素子５２から共振素子５７までの結合と同位相の場合は、減衰極の位置が重なる方向に変化し、調整することも可能である。
【００２１】
本実施形態のフィルタ回路を構成する共振素子５１〜５８は、両端開放のマイクロストリップ線路を折り曲げた構造であり、フィルタ仕様の中心周波数ｆｃとフィルタの帯域幅ｄｆから定義されるｆｃ−ｄｆ／２からｆｃ＋ｄｆ／２の周波数範囲内にてほぼ半波長の整数倍となる電気長を持つ。例えば、厚さが０．４３ｍｍ、比誘電率が１０の誘電体基板２を用いると、共振周波数が２ＧＨｚである両端開放半波長ヘアピン共振素子の大きさは、各共振素子の線路幅が約０．４ｍｍでその全長が約３０ｍｍで形成される。
【００２２】
フィルタ回路を構成する共振素子は、それぞれ電磁界にて結合しており、相互に結合すべき共振素子５ｉ（ｉ＝１、・・・、７）と共振素子５ｊ（ｊ＞ｉ）との結合量はフィルタ仕様により決定することができ、結合係数Ｍｉｊで表される。また、外部回路と入出力部４１、４２の共振素子との結合量は外部Ｑｅ値で表される。例えば、図５に示す特性を有するフィルタ回路は、比帯域幅１．０％、帯域内リップル幅０．０１ｄＢとなる帯域両端に２組の減衰極をもつ８段フィルタの外部Ｑおよび結合係数Ｍｉｊは、Ｑｅ＝１０３、Ｍ１２＝７．６２×１０−３、Ｍ２３＝７．６４×１０−３、Ｍ３４＝４．７２×１０−３、Ｍ４５＝５．２６×１０−３、Ｍ５６＝５．０８×１０−３、Ｍ６７＝６．９７×１０−３、Ｍ７８＝７．９３×１０−３、Ｍ１４＝−２．８１×１０−３、Ｍ５８＝−１．７３ｘ１０−３と決定される。
【００２３】
また、外部と接続している入出力部の伝送線路４１、４２は直接に共振素子に接続することもできる。ここで各共振素子間の結合は、ギャップ結合のみではなく、結合伝送線路による結合、共振素子に直接に接続されたタップ結合による結合を含んでもよい。
【００２４】
フィルタ回路を構成する共振素子は、絶縁基板２上に形成された導電性材料で形成することができる。絶縁基板は、片面に地導体を有し、反対面に線路導体を有する。導電性材料は、銅や金といた金属、ニオブ（Ｎｂ）またはニオブスズ（ＮｂＳｎ）といった超電導体、およびＹ系銅酸化物高温超伝導を含む。基板は、酸化マグネシウム、サファイアまたはアルミン酸ランタン等の材料を用いることができる。例えば、厚さ約０．４３ｍｍ、比誘電率が約１０の酸化マグネシウム基板（図示略）上に超伝導マイクロストリップ線路を形成する。ここで、マイクロストリップ線路の超伝導体は、厚さ約５００ｎｍのＹ系銅酸化物高温超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約０．４ｍｍである。また、良質なＹ系銅酸化物超伝導薄膜を得るために、基板と超伝導薄膜との間にはバッファ層を設けてもよい。バッファ層としては、ＣｅＯ２やＹＳＺ等を用いることができる。超伝導薄膜は、レーザー蒸着法、スパッタ法、共蒸着法あるいはＭＯＤ(Metal Organic Deposition)法などにより形成することができる。また、フィルタ構造としては、マイクロストリップ線路の他に、ストリップ線路、コプレーナ線路といった多様な構造とすることができる。更に、本実施形態のような平面フィルタに限らず、誘電体フィルタや空洞共振器を用いた導波管フィルタなどさまざまなフィルタに本発明を適用できることは云うまでもない。
【００２５】
なお、本実施形態においては、共振素子のパターンは図１に示すヘアピン形状であったが、この他に、メアンダー形状、オープンループ形状、またはスパイラル形状など多様な形状を取ることができる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。
【００２７】
（変形例）
次に、本実施形態の一変形例によるフィルタ回路を図６に示す。図６は、本変形例によるフィルタ回路１Ａの平面図である。本変形例によるフィルタ回路１Ａは、図１に示す第１実施形態によるフィルタ回路において、共振素子５３と共振素子５６との間に、共振素子５３と共振素子５６とのＭ３６を遮断するため、および結合調整機構９を設けたことによる、共振素子５2と共振素子５6間に発生する不要な飛び越し結合Ｍ26および共振素子５3と共振素子５7間に発生するＭ37を遮断するための金属壁１０を設けた構成となっている。この金属壁１０を設けたことにより、フィルタの遮断特性の非対称を抑制するという効果を得ることができる。
【００２８】
なお、本変形例も第１実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態によるフィルタ回路を図７に示す。図７は、本実施形態によるフィルタ回路１Ｂの平面図である。本実施形態のフィルタ回路１Ｂは、マイクロストリップ構造のフィルタ回路であり、誘電体基板（図示せず）上に形成される。この誘電体基板の一方の面には地導体（図示せず）が形成され、この地導体が形成された面と反対側の面に線路導体が形成され、この線路導体によって、フィルタ回路を構成する入力部の伝送線路４１と、出力部の伝送線路４２と、１１個の共振素子５１〜５１１と、共振素子間結合用の伝送線路６１〜６６と、飛び越し結合用の伝送線路７１、７２とが形成される。また、本実施形態のフィルタ回路１Ｂには、同軸線路１２が設けられている。この同軸線路１２は、共振素子５４と共振素子５８とを電気的に接続する。各共振素子５ｉ（ｉ＝１，・・・，１１）は、キャパシタ成分とインダクタ成分とを備えている。
【００３０】
本実施形態のフィルタ回路１Ｂは、帯域の両端に減衰極が設けられたフィルタ回路であり、入力部の伝送線路４１は共振素子５１に電磁界にて結合され、出力部４２の伝送線路は、共振素子５１１に電磁界にて結合されている。そして、共振素子５２と共振素子５３との間、共振素子５４と共振素子５５との間、共振素子５７と共振素子５８との間、および共振素子５９と共振素子５１０との間は、それぞれ空間的に電磁界にて結合したギャップ結合である。また、共振素子５１と共振素子５２との間は伝送線路６１により結合され、共振素子５３と共振素子５４との間は伝送線路６２により結合され、共振素子５５と共振素子５６との間は伝送線路６３により結合され、共振素子５６と共振素子５７との間は伝送線路６４により結合され、共振素子５８と共振素子５９との間は伝送線路６５により結合され、および共振素子５１０と共振素子５１１との間は伝送線路６６により結合されている。
【００３１】
更に、共振素子５２と共振素子５５との間には飛び越し結合用の伝送線路７１が設けられ、共振素子５７と共振素子５１０との間には飛び越し結合用の伝送線路７２が設けられている。これらの飛び越し結合を設けることにより、フィルタ回路の通過特性Ｓ２１において、帯域の両端に２組の減衰極が設けられ、同じ段を有するチェビシェフ特性のフィルタ回路に比べて、急峻な遮断特性を有するフィルタ回路を実現することができる。
【００３２】
本実施形態のフィルタ回路１Ｂにおいては、帯域外に減衰極を１組設けるために４つの共振素子により１つの結合ブロックを構成しており、共振素子５２〜５５からなる第１の結合ブロックと、共振素子５７〜５１０からなる第２の結合ブロックと、その他の共振素子５１、５６、５１１と、を備えている。図８は、図７に示す本実施形態のフィルタ回路１Ｂの結合関係を表した等価回路である。
【００３３】
本実施形態において、フィルタ回路を構成する共振素子の結合関係においてフィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンを入れるために、例えば共振素子５４と共振素子５８との結合Ｍ４８が設けられている。共振素子５４と共振素子５８との結合Ｍ４８としては、結合用伝送線路として同軸線路１２が用いられている。２共振素子５４、５８と同軸線路１２との距離を変化させることにより、２共振素子５４、５８間の結合度を変化させ、フィルタの帯域外の特性を調整することができる。ここで、結合Ｍ４８は、共振素子５４から共振素子５８までの結合関係に対し、逆位相となるような結合であり、他の結合パラメータの値に比べ１／５から１／１０００程度の小さい値が望ましい。また、共振素子５４、５８間の結合には、同軸線路の他、導波管、ストリップライン、コプレーナ線路、ＮＲＤ(Non Radiative Dielectric Wave Guide)伝送線路など様々な導波路を用いることができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態も第１実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。
【００３５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３施形態によるフィルタ回路を図９に示す。図９は、本実施形態によるフィルタ回路１Ｃの平面図である。本実施形態のフィルタ回路１Ｃは、マイクロストリップ構造のフィルタ回路であり、誘電体基板（図示せず）上に形成される。この誘電体基板の一方の面には地導体（図示せず）が形成され、この地導体が形成された面と反対側の面に線路導体が形成され、この線路導体によって、フィルタ回路を構成する入力部の伝送線路４１と、出力部の伝送線路４２と、１２個の共振素子５１〜５１２と、共振素子間結合用の伝送線路６１〜６５と、飛び越し結合用の伝送線路７１〜７３とが形成される。また、本実施形態のフィルタ回路１Ｃには、結合調整機構９が設けられている。この結合調整機構９は、基板９ａと、この基板９ａに形成された結合調整機構用パターン９ｂとを備えている。各共振素子５ｉ（ｉ＝１，・・・，１２）は、キャパシタ成分とインダクタ成分とを備えている。
【００３６】
本実施形態のフィルタ回路１Ｃは、帯域の両端に減衰極が設けられたフィルタ回路であり、入力部の伝送線路４１は共振素子５１に電磁界にて結合され、出力部４２の伝送線路は、共振素子５１２に電磁界にて結合されている。そして、共振素子５１と共振素子５２との間、共振素子５３と共振素子５４との間、共振素子５５と共振素子５６との間、共振素子５７と共振素子５８との間、共振素子５９と共振素子５１０との間、および共振素子５１１と共振素子５１２との間は、それぞれ空間的に電磁界にて結合したギャップ結合である。また、共振素子５２と共振素子５３との間は伝送線路６１により結合され、共振素子５４と共振素子５５との間は伝送線路６２により結合され、共振素子５６と共振素子５７との間は伝送線路６３により結合され、共振素子５８と共振素子５９との間は伝送線路６４により結合され、および共振素子５１０と共振素子５１１との間は伝送線路６５により結合されている。
【００３７】
更に、共振素子５１と共振素子５４との間には飛び越し結合用の伝送線路７１が設けられ、共振素子５５と共振素子５８との間には飛び越し結合用の伝送線路７２が設けられ、および共振素子５９と共振素子５１２との間には飛び越し結合用の伝送線路７３が設けられている。これらの飛び越し結合を設けることにより、フィルタ回路の通過特性Ｓ２１において、帯域の両端に３組の減衰極が設けられ、同じ段を有するチェビシェフ特性のフィルタ回路に比べて、急峻な遮断特性を有するフィルタ回路を実現することができる。
【００３８】
本実施形態のフィルタ回路１Ｃは、帯域外に減衰極を１組設けるために４つの共振素子により１つの結合ブロックを構成しており、共振素子５１〜５４からなる第１の結合ブロックと、共振素子５５〜５８からなる第２の結合ブロックと、共振素子５９〜５１２からなる第３の結合ブロックと、を備えている。
【００３９】
また、本実施形態のフィルタ回路１Ｃにおいては、フィルタ回路を構成する共振素子の結合関係においてフィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンを入れるために、第１の結合ブロックの共振素子５１と、第３の結合ブロックの共振素子５１２との結合Ｍ１１２を作り出す。この結合Ｍ１１２は、基板９ａ上に結合用の伝送線路９ｂをパターンニングし、共振素子と、基板９ａとの距離を変化させることにより、２共振素子間の結合度を変化させ、これにより、フィルタ特性を調整する。ここで、結合Ｍ１１２は、共振素子５１から共振素子５１２までの結合関係に対し、逆位相となるような結合であり、他の結合パラメータの値に比べ１／５から１／１０００程度の小さい値が望ましい。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態も第１実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。
【００４１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態によるフィルタ回路を図１０に示す。本実施形態のフィルタ回路１Ｄは、図１に示す第１実施形態によるフィルタ回路１において、結合調整機構９の代わりに、共振素子５１〜５８が形成されている基板上に、共振素子５１と、共振素子５８とを結合する結合調整用の伝送線路１３を設けた構成となっている。
【００４２】
この伝送線路１３は、フィルタ回路の結合関係において、フィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子５１、５８間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンとなっている。この伝送線路１３は、共振素子が形成される基板上に、予めパターンニングにより形成しておき、伝送線路１３のＴ字部分１３ａ、１３ｂのパターンのトリミングすることにより、２共振素子５１、５８間の結合度を変化させ、これにより、フィルタの帯域外の特性を調整する構成となっている。ここで、共振素子５１と共振素子５８との間の結合Ｍ１８は、共振素子５１から共振素子５８までの結合関係に対し、逆位相となるような結合であり、他の結合パラメータの値に比べ１／５から１／１０００程度の小さい値であることが望ましい。ここで、結合Ｍ１８が共振素子５４と共振素子５５との間の結合Ｍ４５に対して逆位相の結合となる時、共振素子５１，５４，５５，５８の結合関係より、新たに帯域外に１組の減衰極を設けることが可能となり、既存の減衰極の調整に加え、更に急峻なフィルタを構成することができる。また、共振素子５１と共振素子５８との間の結合Ｍ１８の調整は、他の周知の方法を用いてもよい。例えば、特許文献７（特開２００５−２０９９１１公報）に示すように、誘電体棒を用いた結合調整機構を用いて、同一基板上に結合用伝送線路１３のＴ字部分１３ａ、１３ｂの実効誘電率を可変させ、結合を調整しても良い。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態も第１実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。
【００４４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態によるフィルタ回路を図１１に示す。本実施形態のフィルタ回路１Ｅは、図１０に示す第４実施形態のフィルタ回路１Ｄにおいて、結合調整用の伝送線路１３の代わりに、結合調整用の導体１４を設けた構成となっている。
【００４５】
この導体１４は、フィルタ回路の結合関係において、フィルタ回路の中央部分に対し対称となるように選びだした異なる結合ブロックに属する２共振素子５３、５６間の位相関係と逆位相となる、弱い結合を作り出す結合パターンとなっている。この導体１４は、共振素子５３と共振素子５６との間に結合Ｍ３６を作り出す。この結合Ｍ３６は、図１２に示すような支持誘電体１５に付加された結合調整用の導体１４と、２共振素子５３、５６との距離を可変することにより、２共振素子５３、５６間の結合度を変化させることで、フィルタの帯域外の特性を調整する構成となっている。ここで、結合Ｍ３６は、共振素子５３から共振素子５６までの結合関係に対し、逆位相となるような結合であり、他の結合パラメータの値に比べて、１／５から１／１０００程度の小さい値であることが望ましい。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態も第４実施形態と同様に、帯域内の特性に与える影響を可及的に少なくし、かつ減衰極の位置を動かし帯域外の減衰量を調整することができる。
【００４７】
以上述べたように、本発明の各実施形態においては、調整のために付加される結合は、従来の設計パラメータに対する影響は無視できるほど小さいため、帯域内の特性に影響を与えず、特性を調整することが可能となる。また、帯域外の所定の位置の減衰量を改善し、後天的にフィルタの帯域外特性や帯域幅を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態によるフィルタ回路の平面図。
【図２】第１実施形態のフィルタ回路の側面図。
【図３】第１実施形態のフィルタ回路の結合関係を示す図。
【図４】第１実施形態のフィルタの等価回路図。
【図５】第１実施形態のフィルタ回路の周波数特性を示す図。
【図６】第１実施形態の一変形例によるフィルタ回路の平面図。
【図７】本発明の第２実施形態によるフィルタ回路の平面図。
【図８】第２実施形態のフィルタ回路の等価回路図。
【図９】本発明の第３実施形態によるフィルタ回路の平面図。
【図１０】本発明の第４実施形態によるフィルタ回路の平面図。
【図１１】本発明の第５実施形態によるフィルタ回路の平面図。
【図１２】第５実施形態のフィルタ回路の側面図。
【符号の説明】
【００４９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ  フィルタ回路
２  誘電体基板
３ａ  地導体
３ｂ  線路導体
４１  入力部の伝送線路
４２  出力部の伝送線路
５１〜５１２  共振素子
６１〜６５  共振素子間結合用の伝送線路
７１〜７３  飛び越し結合用の伝送線路
９  結合調整機構
９ａ  結合調整機構用基板
９ｂ  結合調整機構用のパターン
９ｃ  グランド
１０  結合遮断用金属壁
１２  同軸線路
１３  結合調整用導体
１４  結合調整用導体
【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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