JP2000252705A - 帯域通過フィルタおよびそれを用いたデュプレクサおよびそれらを用いた高周波モジュールおよびそれを用いた通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通過帯域の両側に減衰極を形成することので
きる帯域通過フィルタを提供する。 【解決手段】 一端が開放端で他端が接地電極２に接続
して接地端となるマイクロストリップ線路共振器１１、
１２、１３、１４を並べて配置し、内側のマイクロスト
リップ線路共振器１２および１３をコ字状に曲げて、外
側のマイクロストリップ線路共振器１１および１４の開
放端を内側のマイクロストリップライン共振器１２およ
び１３より突出させて形成する。 【効果】 マイクロストリップライン共振器１１および
１４の開放端同士の間の見通しが良くなり、そこに静電
容量が形成されることによって、通過帯域の両側に減衰
極を作り、減衰量を改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は帯域通過フィルタお
よびそれを用いたデュプレクサおよびそれらを用いた高
周波モジュールおよびそれを用いた通信装置、特にマイ
クロ波帯の移動体通信機器のＲＦ段に用いられる帯域通
過フィルタおよびそれを用いたデュプレクサおよびそれ
らを用いた高周波モジュールおよびそれを用いた通信装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の移動体通信機器、特に携帯電話の
小型化、使用周波数の高周波化にともなって、そのＲＦ
段などで用いられる帯域通過フィルタやデュプレクサに
ついても小型化や狭帯域化の要求が強くなってきてい
る。

【０００３】図１０に、従来のコムラインタイプの帯域
通過フィルタの電極パターンを示す。図１０において、
帯域通過フィルタ１は、接地電極２と、長さが目的の周
波数の波長の約４分の１で一端が開放端で他端が接地電
極２に接続して接地端となった分布定数線路型共振器で
あるマイクロストリップ線路共振器３、４、５、６と、
入力端子７、出力端子８から構成されている。ここで、
入力端子７および出力端子８は、マイクロストリップ線
路共振器３および６にそれぞれ接続されている。そし
て、これらは例えば一方主面のほぼ全面に接地電極が形
成されたプリント基板の他方主面の一部に形成されて信
号処理回路に組み込まれたり、あるいは図１１に示すよ
うに、一方主面のほぼ全面に接地電極が形成された小さ
な誘電体基板９の他方主面に形成されて１つのチップ部
品となったりして使用される。なお、図１１において、
図１０と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付して
いる。

【０００４】このように構成された帯域通過フィルタ１
において、入力端子７からマイクロストリップ線路共振
器３に入力された信号は、マイクロストリップ線路共振
器３、４、５、６で構成されるフィルタ回路に入力され
る。各マイクロストリップ線路共振器３、４、５、６
は、それぞれが目的の周波数で共振するとともに、その
接地端近傍で特に強く発生する磁界によって互いに結合
して帯域通過フィルタとして動作しており、目的の周波
数の近辺でのみ信号を通過させ、それ以外の周波数の信
号は反射される。そして、目的の周波数の信号はマイク
ロストリップ線路共振器６から出力端子８に出力され
る。

【０００５】図１２に、帯域通過フィルタ１の通過特性
および反射特性を示す。図１２において、特性ａは挿入
損失を、特性ｂは反射損失を示しており、４ＧＨｚ前後
において約４００ＭＨｚの通過帯域を持っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
帯域通過フィルタ１においては、図１２に示すように、
挿入損失の特性ａには通過帯域の高域側においてのみ減
衰極ｐ１が形成されている。一般に、帯域通過フィルタ
においては通過域以外の帯域における挿入損失の減衰量
は大きいほどよいが、通常のコムラインタイプのフィル
タにおいては、このように減衰極は１つしか形成されな
いか、あるいは全く減衰極が形成されないために、通過
帯域の両側の周波数帯域である減衰域における減衰量を
十分に大きく取ることができないという問題があった。
具体的には図１２に示すように、低域側では３．４ＧＨ
ｚで挿入損失が−４０ｄＢ以下（目標値ＡＬ）、高域側
では４．６ＧＨｚで挿入損失がー４０ｄＢ以下（目標値
ＡＨ）となっている必要があるが、実際にはそれぞれ−
２２ｄＢおよび−２３ｄＢとなっている。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決することを目
的とするもので、通過帯域の両側に減衰極を形成するこ
とのできる帯域通過フィルタおよびそれを用いたデュプ
レクサおよびそれらを用いた高周波モジュールおよびそ
れを用いた通信装置を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の帯域通過フィルタは、一端が開放端で他端
が接地端となる分布定数線路型共振器を複数個並べて配
置して構成したコムラインタイプの帯域通過フィルタに
おいて、外側の前記分布定数線路型共振器の開放端を、
内側の前記分布定数線路型共振器より突出させて形成し
たことを特徴とする。

【０００９】また、本発明の帯域通過フィルタは、内側
の前記分布定数線路型共振器の開放端同士を近接させて
形成したことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の帯域通過フィルタは、前記
分布定数線路型共振器の開放端に近接して接地電極を設
け、前記分布定数線路型共振器の開放端と前記接地電極
との間に静電容量を形成したことを特徴とする。

【００１１】また、本発明のデュプレクサは、上記のい
ずれかに記載の帯域通過フィルタを２つ接続して構成し
たことを特徴とする。

【００１２】また、本発明の高周波モジュールは、上記
のいずれかに記載の帯域通過フィルタもしくはデュプレ
クサを用いて構成したことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の通信装置は、上記の高周波
モジュールを用いて構成したことを特徴とする。

【００１４】このように構成することにより、本発明の
帯域通過フィルタにおいては、通過帯域の両側に減衰極
を設けることができる。

【００１５】また、本発明のデュプレクサにおいては、
小型化を図ることができる。

【００１６】また、本発明の高周波モジュールにおいて
は、回路構成を簡単にして小型化およびコストダウンを
図ることができる。

【００１７】また、本発明の通信装置においては、小型
化およびコストダウンを図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の帯域通過フィル
タの一実施例の電極パターンを示す。図１で、図１０と
同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明
は省略する。

【００１９】図１において、帯域通過フィルタ１０は、
接地電極２と、長さが目的の周波数の波長の約４分の１
で一端が開放端で他端が接地電極２に接続して接地端と
なった分布定数線路型共振器であるマイクロストリップ
線路共振器１１、１２、１３、１４と、入力端子７、出
力端子８、接地電極１５および１７、櫛形電極対１６、
１８、１９、２０から構成されている。ここで、外側の
マイクロストリップ線路共振器１１および１４の開放端
と接地電極１５および１７との間にはそれぞれ櫛形電極
対１６および１８が設けられており静電容量が形成され
ている。また、内側のマイクロストリップ線路共振器１
２と１３はその開放端側をコ字状に折り曲げて互いに近
接させるように形成されており、その間には静電容量が
形成されている。さらに、マイクロストリップ線路共振
器１２および１３の開放端と接地電極２との間にはそれ
ぞれ櫛形電極対１９および２０が設けられており静電容
量が形成されている。そして、これらは例えば一方主面
のほぼ全面に接地電極が形成されたプリント基板の他方
主面の一部に形成されて信号処理回路に組み込まれた
り、あるいは図２に示すように、一方主面のほぼ全面に
接地電極が形成された小さな誘電体基板２１の他方主面
に形成されて１つのチップ部品となったりして使用され
る。なお、図２において、図１と同一もしくは同等の部
分には同じ記号を付している。

【００２０】このように構成された帯域通過フィルタ１
０において、マイクロストリップ線路共振器１１、１
２、１３、１４の開放端に形成された静電容量には、そ
の共振周波数を下げる働きがあり、その分だけ各マイク
ロストリップ線路共振器１１、１２、１３、１４の実質
的な長さを目的の周波数の波長の約４分の１より短く
し、帯域通過フィルタ１０の小型化を図る効果がある。

【００２１】また、内側のマイクロストリップ線路共振
器１２と１３をコ字状に折り曲げて形成しているため
に、外側のマイクロストリップ線路共振器１１と１４の
それぞれ開放端が内側のマイクロストリップ線路共振器
１２および１３より突出している。そのため、外側のマ
イクロストリップ線路共振器１１と１４のそれぞれ開放
端同士の間を遮るものが無く、相互の見通しが良くなっ
ている。その結果、マイクロストリップ線路共振器１１
と１４のそれぞれ開放端同士の間には直接的な静電容量
が形成される。

【００２２】図３に、このように形成された帯域通過フ
ィルタ１０の通過特性および反射特性を示す。図３にお
いて、特性ｃは挿入損失を、特性ｄは反射損失を示して
いる。挿入損失の特性ｃを見て分かるように、従来例と
同様に４ＧＨｚ前後において約４００ＭＨｚの通過帯域
を持っているが、その両側に２つの減衰極ｐ２とｐ３が
形成されている。そのため、通過帯域の両側の減衰域に
おける減衰量が従来に比べて改善されている。具体的に
は、低域側では３．４ＧＨｚで挿入損失が−４３ｄＢ、
高域側では４．６ＧＨｚで挿入損失が−４４ｄＢとな
り、いずれも目標値ＡＬおよびＡＨを満足する−４０ｄ
Ｂ以下が達成されている。

【００２３】このように、帯域通過フィルタ１０の内側
のマイクロストリップ線路共振器１２と１３をコ字状に
折り曲げて、外側のマイクロストリップ線路共振器１１
および１３の開放端を内側のマイクロストリップ線路共
振器１２と１３より突出させて形成することにより、マ
イクロストリップ線路共振器１１と１４の開放端同士の
間に直接的な静電容量を形成することができ、それによ
って通過帯域の両側の減衰域に減衰極を作り、減衰量を
大きくすることができる。

【００２４】また、コ字状に折り曲げて形成した内側の
マイクロストリップ線路共振器１２と１３の開放端側同
士を互いに近接させて、両者の間に静電容量を形成する
ことによっても、通過帯域の両側の減衰域に減衰極を作
り、減衰量を改善することができる。

【００２５】図４ないし図６に、本発明の帯域通過フィ
ルタの別の実施例の電極パターンを示す。図４ないし図
６で、図１と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付
し、その説明は省略する。

【００２６】まず、図４において、帯域通過フィルタ２
５は、接地電極２と、長さが目的の周波数の波長の約４
分の１で一端が開放端で他端が接地電極２に接続して接
地端となった分布定数線路型共振器であるマイクロスト
リップ線路共振器２６、２７、２８、２９と、入力端子
７、出力端子８から構成されている。帯域通過フィルタ
２５において、図１の帯域通過フィルタ１０との違い
は、マイクロストリップ線路共振器２６、２７、２８、
２９の開放端と接地電極との間に静電容量を形成するた
めの櫛形電極対が設けられていないことだけである。

【００２７】このように構成された帯域通過フィルタ２
５においては、マイクロストリップ線路共振器の開放端
と接地電極との間に静電容量を形成することによる小型
化の効果が無い以外は帯域通過フィルタ１０と全く同様
の作用・効果を得ることができる。

【００２８】また、図５においては、帯域通過フィルタ
３０は、接地電極２と、長さが目的の周波数の波長の約
４分の１で一端が開放端で他端が接地電極２に接続して
接地端となった分布定数線路型共振器であるマイクロス
トリップ線路共振器３１、３２、３３、３４と、入力端
子７、出力端子８から構成されている。帯域通過フィル
タ３０において、図４の帯域通過フィルタ２５との違い
は、内側のマイクロストリップ線路共振器３２と３３を
Ｌ字状に形成して、その開放端同士を近接させて両者の
間に静電容量を形成したことだけである。

【００２９】このように構成された帯域通過フィルタ３
０においても、外側のマイクロストリップ線路共振器３
１および３４の開放端を内側のマイクロストリップ線路
共振器３２および３３より突出させて形成しているた
め、マイクロストリップ線路共振器の開放端と接地電極
との間に静電容量を形成することによる小型化の効果が
無い以外は帯域通過フィルタ１０と同様の作用・効果を
得ることができる。

【００３０】さらに、図６においては、帯域通過フィル
タ３５は、接地電極２と、長さが目的の周波数の波長の
約４分の１で一端が開放端で他端が接地電極２に接続し
て接地端となった分布定数線路型共振器であるマイクロ
ストリップ線路共振器３６、３７、３８、３９と、入力
端子７、出力端子８から構成されている。帯域通過フィ
ルタ３５において、図５の帯域通過フィルタ３０との違
いは、外側のマイクロストリップ線路共振器３６と３９
もＬ字状に形成して、その開放端同士を向かい合わせて
形成したことだけである。

【００３１】このように構成された帯域通過フィルタ３
５においては、外側のマイクロストリップ線路共振器３
１および３４の開放端を内側のマイクロストリップ線路
共振器３２および３３より突出させて形成しているだけ
でなく、外側のマイクロストリップ線路共振器３６と３
９の開放端同士の間に形成される静電容量をさらに大き
く取ることができ、帯域通過フィルタ３０と同様の作用
・効果にくわえて、通過帯域の両側の減衰極の作成が容
易になるという効果もある。

【００３２】なお、上記の各実施例においては、４つの
分布定数線路型共振器であるマイクロストリップライン
共振器を用いて帯域通過フィルタを構成していたが、マ
イクロストリップライン共振器の数は４つに限るもので
はなく、３つ以上のマイクロストリップライン共振器を
用いて構成したものであれば構わないものである。ま
た、上記の各実施例においては、分布定数線路型共振器
としてマイクロストリップ線路共振器を用いたが、これ
はトリプレート構造のストリップ線路共振器などの別の
分布定数線路型共振器でも構わないものである。

【００３３】図７に、本発明の帯域通過フィルタを用い
て構成したデュプレクサの一実施例のブロック図を示
す。図８において、デュプレクサ６０は、互いに周波数
帯域の異なる２つの本発明の帯域通過フィルタ６１およ
び６２を、一方の端子同士を互いに接続してアンテナ端
子６３とし、帯域通過フィルタ６１の他方の端子を送信
側端子６４、帯域通過フィルタ６２の他方の端子を受信
側端子６５として構成されている。

【００３４】このように構成されたデュプレクサは、ア
ンテナ端子６３を外部アンテナに、送信側端子６４を送
信回路に、受信側端子６５を受信回路にそれぞれ接続さ
れて通信装置を構成し、共通の外部アンテナを用いた送
受信時に、送信信号が受信回路に入り込んだり、受信信
号が送信回路に入り込んだりするのを防止する。特に、
本発明の帯域通過フィルタを用いることによって、相手
の帯域通過フィルタの通過帯域における減衰量を大きく
することができ、送信側端子６４と受信側端子６５との
間のアイソレーションを十分に取ることができる。

【００３５】図８に、本発明の帯域通過フィルタを用い
て構成した高周波モジュールの一実施例を示す。図８に
おいて、高周波モジュール４０は、ＲＦフィルタとして
の本発明の帯域通過フィルタ１０、ＲＦアンプ４１、局
部発振器４２、ミキサ４３、ＩＦフィルタ４４、ＩＦア
ンプ４５、および入力端子４６と出力端子４７で構成さ
れたダウンコンバータである。ここで、入力端子４６は
帯域通過フィルタ１０とＲＦアンプ４１を順に介してミ
キサ４３に接続されている。また、局部発振器４２もミ
キサ４３に接続されている。そして、ミキサ４３の出力
はＩＦフィルタ４４とＩＦアンプ４５を順に介して出力
端子４７に接続されている。

【００３６】このように構成された高周波モジュール４
０においては、本発明の帯域通過フィルタ１０を用いて
いるために減衰域における減衰量を大きく取ることがで
きるため、減衰量の不足を補うためのノッチフィルタな
どの別の部品を用いる必要が無くなる。また、後段に接
続されるＲＦアンプなどの入力整合回路を簡素化でき
る。その結果、高周波モジュール４０の小型化とコスト
ダウンを図ることができる。

【００３７】なお、図８においては帯域通過フィルタ１
０を用いて高周波モジュール４０を構成したが、図４な
いし図７に示した帯域通過フィルタ２５、３０、３５や
デュプレクサ６０を用いて高周波モジュールを構成して
も構わないもので、同様の作用効果を奏するものであ
る。

【００３８】図９に、本発明の高周波モジュールを用い
て構成した通信装置の一実施例を示す。図９において、
通信装置５０は、高周波モジュール４０、アンテナ５
１、信号処理回路５２から構成されている。ここで、ア
ンテナ５１は高周波モジュール４０に接続され、高周波
モジュール４０は信号処理回路５２に接続されている。

【００３９】このように構成された通信装置５０におい
ては、本発明の高周波モジュール４０を用いることによ
り、小型化とコストダウンを図ることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の帯域通過フィルタによれば、一
端が開放端で他端が接地端となる分布定数線路型共振器
を複数個並べて配置して、外側の分布定数線路型共振器
の開放端を、内側の分布定数線路型共振器より突出させ
て形成することにより、通過帯域の両側に減衰極を形成
して減衰域における減衰量を大きくすることができる。
また、内側の分布定数線路型共振器の開放端同士の間に
静電容量を形成することによっても、通過帯域の両側に
減衰極を形成して、減衰域における減衰量を大きくする
ことができる。さらに、各分布定数線路型共振器の開放
端と接地電極との間に静電容量を形成することによっ
て、帯域通過フィルタの小型化を図ることができる。

【００４１】また、本発明のデュプレクサによれば、本
発明の帯域通過フィルタを用いることによって小型化を
図り、送信側端子と受信側端子の間の十分なアイソレー
ションを取ることができる。

【００４２】また、本発明の高周波モジュールによれ
ば、本発明の帯域通過フィルタを用いることによって小
型化とコストダウンを図ることができる。

【００４３】また、本発明の通信装置によれば、本発明
の高周波モジュールを用いることによって小型化とコス
トダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯域通過フィルタの一実施例の電極パ
ターンを示す図である。

【図２】図１の帯域通過フィルタの構成を示す斜視図で
ある。

【図３】図１の帯域通過フィルタの通過特性および反射
特性を示す図である。

【図４】本発明の帯域通過フィルタの別の実施例の電極
パターンを示す図である。

【図５】本発明の帯域通過フィルタのさらに別の実施例
の電極パターンを示す図である。

【図６】本発明の帯域通過フィルタのさらに別の実施例
の電極パターンを示す図である。

【図７】本発明のデュプレクサの一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図８】本発明の高周波モジュールの一実施例を示すブ
ロック図である。

【図９】本発明の通信装置の一実施例を示すブロック図
である。

【図１０】従来の帯域通過フィルタの電極パターンを示
す図である。

【図１１】図１０の帯域通過フィルタの構成を示す斜視
図である。

【図１２】従来の帯域通過フィルタの通過特性および反
射特性を示す図である。

【符号の説明】

２、１５、１７…接地電極 ７…入力端子 ８…出力端子 １０、２５、３０、３５…帯域通過フィルタ １１、１２、１３、１４、２６、２７、２８、２９、３
１、３２、３３、３４、３６、３７、３８、３９…マイ
クロストリップ線路型共振器 １６、１８、１９、２０…櫛形電極対 ２１…誘電体基板 ４０…高周波モジュール ５０…通信装置 ６０…デュプレクサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が開放端で他端が接地端となる分布
   定数線路型共振器を複数個並べて配置して構成したコム
   ラインタイプの帯域通過フィルタにおいて、外側の前記
   分布定数線路型共振器の開放端を、内側の前記分布定数
   線路型共振器より突出させて形成したことを特徴とする
   帯域通過フィルタ。
2. 【請求項２】 内側の前記分布定数線路型共振器の開放
   端同士を近接させて形成したことを特徴とする、請求項
   １に記載の帯域通過フィルタ。
3. 【請求項３】 前記分布定数線路型共振器の開放端に近
   接して接地電極を設け、前記分布定数線路型共振器の開
   放端と前記接地電極との間に静電容量を形成したことを
   特徴とする、請求項１または２に記載の帯域通過フィル
   タ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の帯
   域通過フィルタを２つ接続して構成したことを特徴とす
   るデュプレクサ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の帯
   域通過フィルタ、もしくは請求項４に記載のデュプレク
   サを用いて構成したことを特徴とする高周波モジュー
   ル。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の高周波モジュールを用
   いて構成したことを特徴とする通信装置。