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伝送線路共振器、帯域通過フィルタ及び分波器 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P120007258
整理番号 11-020JP00
掲載日 2012年4月6日
出願番号 特願2011-222918
公開番号 特開2013-085076
登録番号 特許第5920868号
出願日 平成23年10月7日(2011.10.7)
公開日 平成25年5月9日(2013.5.9)
登録日 平成28年4月22日(2016.4.22)
発明者
  • 和田 光司
  • 佐川 守一
  • 牧本 三夫
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 伝送線路共振器、帯域通過フィルタ及び分波器 コモンズ 外国出願あり
発明の概要 【課題】従来の両端短絡型の単一伝送線路共振器は、共振器のサイズが1/2波長に制限されるという問題がある。
【解決手段】本発明の分布結合線路を有する伝送線路共振器は、分布定数線路を所定の距離だけ離間して平行に配置した分布結合線路12a,12bと、分布結合線路12a,12bの一端が両端に接続された一様線路11と、分布結合線路12a,12bの他端が接続された短絡接地部13とを備える。本発明の分布結合線路を有する伝送線路共振器は、分布結合線路12a,12bの結合度を増大することによって、共振周波数を低下させることができ、共振器のサイズを小型化することが可能となる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


高周波帯、マイクロ波帯で用いられる共振器は、1/4波長型又は1/2波長型の一様線路共振器が主流である。最近では、非特許文献1に示すように、線路インピーダンスの異なる複数の伝送線路から構成されるステップインピーダンス共振器(以下、SIRともいう。)が、小型化、スプリアス抑圧あるいは多様な結合方式の実現を目的として用いられるようになってきている。



SIRには、多様な構造のものがある。代表的なものとして、1/4波長型における一端開放他端短絡型SIRと、1/2波長型の両端開放型SIRがある。非特許文献2及び3に示すように、1/4波長型SIRは、もっとも小型化することができることから、従来から積極的に開発実用化が行われてきた。そして、近年においては、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics、低温同時焼成セラミクス)プロセス技術の確立により、1/4波長型SIRは、特許文献1に示すようにマイクロ波帯無線システム用フィルタに多く用いられるようになった。



1/2波長型の両端開放型SIRは、ストリップ線路又はマイクロストリップ線路を利用することによって、実現が容易であり、実用的には、U字状や矩形ループ状に構成した小型ヘアピン共振器やスプリットリング共振器として広く応用に供されている。



しかしながら、1/2波長型の両端開放型SIRにおいては、小型化と低損失化(あるいは共振器の高Q化)とが両立しないことが指摘されている。これを解決するために、両端短絡型SIRが考えられるが、共振器が大型化してしまうという欠点がある。

産業上の利用分野


本発明は、高周波回路で用いられる伝送線路共振器に関し、特に、分布結合線路を用いた伝送線路共振器並びにその伝送線路共振器を用いた帯域通過フィルタ及び分波器に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
一端を短絡接地部に接続した第1の分布定数線路と、該第1の分布定数線路から所定距離だけ離間して平行に配置され、該第1の分布定数線路の短絡接地された該一端に対向する一端を短絡接地部に接続した第2の分布定数線路とからなる分布結合線路と、
上記分布結合線路のそれぞれ他方の端に両端が接続された単一伝送線路とを備え、
上記分布結合線路は、偶モードインピーダンス及び/又は奇モードインピーダンスを有しており、以下の条件を満たす式で表わされる上記分布結合線路の結合度の増大に応じて共振周波数が低下することを特徴とする伝送線路共振器。
k=(Zce-Zco)/(Zce+Zco),0≦k≦1
(ただし、kは上記結合度であり、Zceは、上記偶モードインピーダンスであり、Zcoは、上記奇モードインピーダンスである。)

【請求項2】
上記単一伝送線路は、
第1の線路インピーダンス及び第1の線路長を有する第1の伝送線路、又は、
第2の線路インピーダンス及び第2の線路長を有する第2の伝送線路と、該第2の伝送線路の一端に一方の端が接続された、第3の線路インピーダンス及び第3の線路長を有する第3の伝送線路と、該第2の伝送線路の他端に一方の端が接続された、該第3の線路インピーダンス及び第3の線路長を有する第4の伝送線路とからなるステップインピーダンス伝送線路であることを特徴とする請求項1記載の伝送線路共振器。

【請求項3】
上記分布結合線路は、
一端を短絡接地部に接続した第1の分布定数線路と、該第1の分布定数線路から所定距離だけ離間して平行に配置され、該第1の分布定数線路の短絡接地された該一端に対向する一端を短絡接地部に接続した第2の分布定数線路とからなる第1の分布結合線路と、
上記第1及び第2の分布定数線路とは異なる第3の分布定数線路と、該第3の分布定数線路から離間して平行に配置された第4の分布定数線路とからなり、それぞれ一方の端が上記第1の分布結合線路のそれぞれ他端に接続された第2の分布結合線路とを備え、
上記単一伝送線路の両端は、上記第2の分布結合線路のそれぞれ他方の端に接続され、
上記第1の分布結合線路は、第1の偶モードインピーダンス及び/又は第1の奇モードインピーダンスを有しており、
上記第2の分布結合線路は、第2の偶モードインピーダンス及び/又は第2の奇モードインピーダンスを有しており、
以下の条件を満たす式で表わされる、上記第1及び第2の分布結合線路の結合度の増大に応じて共振周波数が低下することを特徴とする請求項1又は2記載の伝送線路共振器。
k1=(Zce1-Zco1)/(Zce1+Zco1),0≦k1≦1
k2=(Zce2-Zco2)/(Zce2+Zco2),0≦k2≦1
(ただし、k1,k2は上記第1及び第2の結合度であり、Zce1,Zce2は、上記第1及び第2の偶モードインピーダンスであり、Zco1,Zco2は、上記第1及び第2の奇モードインピーダンスである。)

【請求項4】
上記単一伝送線路の中央部に一端が接続され他端が短絡接地された容量性素子をさらに備えることを特徴とする請求項1~3いずれか1項記載の伝送線路共振器。

【請求項5】
上記容量性素子は、集中定数素子、可変容量素子又は分布定数素子のうちのいずれか1つであることを特徴とする請求項4記載の伝送線路共振器。

【請求項6】
上記分布定数素子は、インタデジタルキャパシタ、長方形状のスタブ、インピーダンスステップを有するスタブ、T型スタブ又は折り返し線路構造のスタブのうちのいずれか1つであることを特徴とする請求項5記載の伝送線路共振器。

【請求項7】
上記単一伝送線路は、ループ状に配置されていることを特徴とする請求項1~6いずれか1項記載の伝送線路共振器。

【請求項8】
上記分布結合線路又は上記第1の分布結合線路の短絡接地部に接続された端は、ループ状に配置された上記単一伝送線路のループの内部に配置されることを特徴とする請求項7記載の伝送線路共振器。

【請求項9】
一端を短絡接地部に接続した第1の分布定数線路と、該第1の分布定数線路から所定距離だけ離間して平行に配置され、該第1の分布定数線路の短絡接地された該一端に対向する一端を短絡接地部に接続した第2の分布定数線路とからなる分布結合線路と、該分布結合線路のそれぞれ他方の端に両端が接続された単一伝送線路とを備え、該単一伝送線路は、第1の線路インピーダンス及び第1の線路長を有しており、ループ状に配置され、該分布結合線路は、偶モードインピーダンス及び/又は奇モードインピーダンスを有しており、以下の共振条件を満たす式で表わされる該分布結合線路の結合度の増大に応じて共振周波数が低下する、同一の共振周波数を有する2個以上の伝送線路共振器を含み、
k=(Zce-Zco)/(Zce+Zco),0≦k≦1
(ただし、kは上記結合度であり、Zceは、上記偶モードインピーダンスであり、Zcoは、上記奇モードインピーダンスである。)
上記2個以上の伝送線路共振器のうちの1つの伝送線路共振器に結合させた入力端子と、
上記2個以上の伝送線路共振器の残りのうちの1つの他の伝送線路共振器に結合させた出力端子とを備え、
上記2個以上の伝送線路共振器をそれぞれ相互に隣接するように所定の距離だけ離間して配置して結合させてなる帯域通過フィルタ。

【請求項10】
上記2個以上の伝送線路共振器は、3個以上の伝送線路共振器であり、
上記3個以上の伝送線路共振器のうちの任意の1つの伝送線路共振器と任意の他の1つの伝送線路共振器とを互いに結合させた請求項9記載の帯域通過フィルタ。

【請求項11】
一端を短絡接地部に接続した第1の分布定数線路と、該第1の分布定数線路から所定距離だけ離間して平行に配置され、該第1の分布定数線路の短絡接地された該一端に対向する一端を短絡接地部に接続した第2の分布定数線路とからなる分布結合線路と、該分布結合線路のそれぞれ他方の端に両端が接続された単一伝送線路とを備え、該単一伝送線路は、第1のインピーダンス及び第1の線路長を有しており、ループ状に配置され、該分布結合線路は、偶モードインピーダンス及び/又は奇モードインピーダンスを有しており、以下の条件を満たす式で表わされる上記分布結合線路の結合度の増大に応じて共振周波数が低下する、同一の共振周波数を有する2個以上の伝送線路共振器をそれぞれ相互に隣接するように所定の距離だけ離間して配置して結合させてなる2個以上の帯域通過フィルタを含み、
k=(Zce-Zco)/(Zce+Zco),0≦k≦1
(ただし、kは上記結合度であり、Zceは、上記偶モードインピーダンスであり、Zcoは、上記奇モードインピーダンスである。)
上記2個以上の帯域通過フィルタのそれぞれの入力に結合させた入力端子と、
上記2個以上の帯域通過フィルタのそれぞれの上記入力端子を有する伝送線路共振器以外の伝送線路共振器に結合させた出力端子とを備え、
上記2個以上の帯域通過フィルタは、それぞれ異なる通過帯域を有する分波器。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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