特許 7579186 バンドエリミネーションフィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-29

(45)【発行日】2024-11-07

(54)【発明の名称】バンドエリミネーションフィルタ

(51)【国際特許分類】

   H03H 7/01 20060101AFI20241030BHJP

   H03H 7/075 20060101ALN20241030BHJP

【ＦＩ】

H03H7/01 A

H03H7/075 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021045885

(22)【出願日】2021-03-19

(65)【公開番号】P2022144739

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2023-10-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森 直之

【審査官】東 昌秋

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２０１０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５２７８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－６４９１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－２７８１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４１８５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ ７／００－７／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の帯域内の周波数の信号を選択的に減衰させるバンドエリミネーションフィルタであって、
第１の入出力ポートと、
第２の入出力ポートと、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとの間に並列に設けられた第１のバンドパスフィルタおよび第２のバンドパスフィルタとを備え、
前記第１のバンドパスフィルタは、前記第１の入出力ポートに最も近い第１のハイパスフィルタと、前記第２の入出力ポートと前記第１のハイパスフィルタとの間に設けられた第１のローパスフィルタと、前記第２の入出力ポートと前記第１のローパスフィルタとの間に設けられた第３のハイパスフィルタとを含み、
前記第２のバンドパスフィルタは、前記第１の入出力ポートに最も近い第２のローパスフィルタと、前記第２の入出力ポートと前記第２のローパスフィルタとの間に設けられた第２のハイパスフィルタと、前記第２の入出力ポートと前記第２のハイパスフィルタとの間に設けられた第３のローパスフィルタとを含むことを特徴とするバンドエリミネーションフィルタ。

【請求項2】

前記第１のハイパスフィルタと前記第２のローパスフィルタは、それぞれ、前記第１の入出力ポートに直接接続されていることを特徴とする請求項１記載のバンドエリミネーションフィルタ。

【請求項3】

前記第３のハイパスフィルタと前記第３のローパスフィルタは、それぞれ、前記第２の入出力ポートに直接接続されていることを特徴とする請求項１または２記載のバンドエリミネーションフィルタ。

【請求項4】

前記第１ないし第３のハイパスフィルタと前記第１ないし第３のローパスフィルタの各々は、少なくとも１つのインダクタと少なくとも１つのキャパシタを用いて構成されたＬＣフィルタであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のバンドエリミネーションフィルタ。

【請求項5】

前記第１のハイパスフィルタと前記第３のハイパスフィルタは、前記第１のローパスフィルタを中心として、互いに対称な回路構成を有していることを特徴とする請求項４記載のバンドエリミネーションフィルタ。

【請求項6】

前記第２のローパスフィルタと前記第３のローパスフィルタは、前記第２のハイパスフィルタを中心として、互いに対称な回路構成を有していることを特徴とする請求項４または５記載のバンドエリミネーションフィルタ。

【請求項7】

前記第１のバンドパスフィルタと前記第２のバンドパスフィルタの各々は、複数のインダクタと複数のキャパシタを用いて構成されたＬＣフィルタであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のバンドエリミネーションフィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の帯域内の周波数の信号を選択的に減衰させるバンドエリミネーションフィルタに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話機やスマートフォンに代表される小型移動体通信機器、テレビジョン放送用通信機器、無線ＬＡＮ通信機器等の通信機器に使用され得る電子部品の１つとして、バンドエリミネーションフィルタがある。バンドエリミネーションフィルタは、所定の帯域内の周波数の信号を選択的に減衰させる機能を有している。

【0003】

バンドエリミネーションフィルタとしては、例えば特許文献１，２に開示されているように、２つのバンドパスフィルタを並列に接続したものが知られている。特許文献１では、２つのバンドパスフィルタの入力側と出力側の各々が、１／４波長ラインを含むウィルキンソン型の電力分配器を介して並列に接続されている。特許文献２では、２つのバンドパスフィルタの各々が、弾性共振器と、インダクタおよびキャパシタを含む非弾性受動コンポーネントとを含んでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平５－５５８５７号公報

【文献】特開２０２０－１４２０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特に小型の機器に用いられるバンドエリミネーションフィルタには、小型化が求められる。特許文献１，２に開示されているようなバンドエリミネーションフィルタでは、１／４波長ラインや弾性共振器が存在するため、小型化が難しいという問題点があった。

【0006】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、２つのバンドパスフィルタが並列に接続されたバンドエリミネーションフィルタであって、小型化が可能なバンドエリミネーションフィルタを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のバンドエリミネーションフィルタは、所定の帯域内の周波数の信号を選択的に減衰させるものである。バンドエリミネーションフィルタは、第１の入出力ポートと、第２の入出力ポートと、第１の入出力ポートと第２の入出力ポートとの間に並列に設けられた第１のバンドパスフィルタおよび第２のバンドパスフィルタとを備えている。第１のバンドパスフィルタは、第１の入出力ポートに最も近い第１のハイパスフィルタと、第２の入出力ポートと第１のハイパスフィルタとの間に設けられた第１のローパスフィルタとを含んでいる。第２のバンドパスフィルタは、第１の入出力ポートに最も近い第２のローパスフィルタと、第２の入出力ポートと第２のローパスフィルタとの間に設けられた第２のハイパスフィルタとを含んでいる。

【0008】

本発明のバンドエリミネーションフィルタにおいて、第１のハイパスフィルタと第２のローパスフィルタは、それぞれ、第１の入出力ポートに直接接続されていてもよい。

【0009】

また、本発明のバンドエリミネーションフィルタにおいて、第１のバンドパスフィルタは、更に、第２の入出力ポートと第１のローパスフィルタとの間に設けられた第３のハイパスフィルタを含んでいてもよい。また、第２のバンドパスフィルタは、更に、第２の入出力ポートと第２のハイパスフィルタとの間に設けられた第３のローパスフィルタを含んでいてもよい。この場合、第３のハイパスフィルタと第３のローパスフィルタは、それぞれ、第２の入出力ポートに直接接続されていてもよい。

【0010】

また、本発明のバンドエリミネーションフィルタにおいて、第１ないし第３のハイパスフィルタと第１ないし第３のローパスフィルタの各々は、少なくとも１つのインダクタと少なくとも１つのキャパシタを用いて構成されたＬＣフィルタであってもよい。この場合、第１のハイパスフィルタと第３のハイパスフィルタは、第１のローパスフィルタを中心として、互いに対称な回路構成を有していてもよい。また、第２のローパスフィルタと第３のローパスフィルタは、第２のハイパスフィルタを中心として、互いに対称な回路構成を有していてもよい。

【0011】

また、本発明のバンドエリミネーションフィルタにおいて、第１のバンドパスフィルタと第２のバンドパスフィルタの各々は、複数のインダクタと複数のキャパシタを用いて構成されたＬＣフィルタであってもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明のバンドエリミネーションフィルタは、第１の入出力ポートと第２の入出力ポートとの間に並列に設けられた第１のバンドパスフィルタおよび第２のバンドパスフィルタとを備えている。第１のバンドパスフィルタは、第１の入出力ポートに最も近い第１のハイパスフィルタを含んでいる。第２のバンドパスフィルタは、第１の入出力ポートに最も近い第２のローパスフィルタを含んでいる。これにより、本発明によれば、２つのバンドパスフィルタが並列に接続されたバンドエリミネーションフィルタを小型化することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタの構成を示す機能ブロック図である。

【図2】本発明の一実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタの回路構成の一例を示す回路図である。

【図3】本発明の一実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタの通過減衰特性の一例を示す特性図である。

【図4】本発明の一実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタの反射減衰特性の一例を示す特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１を参照して、本発明の一実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタ１の構成の概略について説明する。本実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタ１は、所定の帯域内の周波数の信号を選択的に減衰させるものである。バンドエリミネーションフィルタ１は、第１の入出力ポート２と、第２の入出力ポート３と、第１の入出力ポート２と第２の入出力ポート３との間に並列に設けられた第１のバンドパスフィルタ１０および第２のバンドパスフィルタ２０とを備えている。

【0015】

第１のバンドパスフィルタ１０は、第１の入出力ポート２に最も近い第１のハイパスフィルタ１１と、第２の入出力ポート３と第１のハイパスフィルタ１１との間に設けられた第１のローパスフィルタ１２とを含んでいる。第１のバンドパスフィルタ１０は、更に、第２の入出力ポート３と第１のローパスフィルタ１２との間に設けられたハイパスフィルタ１３を含んでいる。第１のバンドパスフィルタ１０において、ハイパスフィルタ１３は、第２の入出力ポート３に最も近い。

【0016】

第２のバンドパスフィルタ２０は、第１の入出力ポート２に最も近い第２のローパスフィルタ２１と、第２の入出力ポート３と第２のローパスフィルタ２１との間に設けられた第２のハイパスフィルタ２２とを含んでいる。第２のバンドパスフィルタ２０は、更に、第２の入出力ポート３と第２のハイパスフィルタ２２との間に設けられたローパスフィルタ２３を含んでいる。第２のバンドパスフィルタ２０において、ローパスフィルタ２３は、第２の入出力ポート３に最も近い。

【0017】

なお、図１では、ハイパスフィルタをＨＰＦと記し、ローパスフィルタをＬＰＦと記している。

【0018】

本実施の形態では、第１のハイパスフィルタ１１と第２のローパスフィルタ２１は、それぞれ、第１の入出力ポート２に直接接続されている。また、ハイパスフィルタ１３とローパスフィルタ２３は、それぞれ、第２の入出力ポート３に直接接続されている。

【0019】

第１のハイパスフィルタ１１、第１のローパスフィルタ１２、ハイパスフィルタ１３、第２のローパスフィルタ２１、第２のハイパスフィルタ２２およびローパスフィルタ２３の各々は、少なくとも１つのインダクタと少なくとも１つのキャパシタを用いて構成されたＬＣフィルタである。また、第１のバンドパスフィルタ１０と第２のバンドパスフィルタ２０の各々は、複数のインダクタと複数のキャパシタを用いて構成されたＬＣフィルタである。

【0020】

次に、図２を参照して、バンドエリミネーションフィルタ１の回路構成の一例について説明する。

【0021】

第１のバンドパスフィルタ１０の第１のハイパスフィルタ１１は、インダクタＬ１と、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４とを含んでいる。キャパシタＣ１の一端は、第１の入出力ポート２に接続されている。キャパシタＣ２の一端は、キャパシタＣ１の他端に接続されている。キャパシタＣ３の一端は、キャパシタＣ１の一端に接続されている。キャパシタＣ３の他端は、キャパシタＣ２の他端に接続されている。

【0022】

インダクタＬ１の一端は、キャパシタＣ１とキャパシタＣ２の接続点に接続されている。インダクタＬ１の他端は、グランドに接続されている。キャパシタＣ４は、インダクタＬ１に対して並列に接続されている。

【0023】

第１のバンドパスフィルタ１０の第１のローパスフィルタ１２は、インダクタＬ２と、キャパシタＣ５，Ｃ６，Ｃ７とを含んでいる。キャパシタＣ５の一端は、第１のハイパスフィルタ１１のキャパシタＣ２の他端に接続されている。キャパシタＣ６の一端は、キャパシタＣ５の一端に接続されている。キャパシタＣ７の一端は、キャパシタＣ５の他端に接続されている。キャパシタＣ６，Ｃ７の各他端は、グランドに接続されている。インダクタＬ２は、キャパシタＣ５に対して並列に接続されている。

【0024】

第１のバンドパスフィルタ１０のハイパスフィルタ１３は、インダクタＬ３と、キャパシタＣ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１とを含んでいる。キャパシタＣ８の一端は、第１のローパスフィルタ１２のキャパシタＣ５の他端に接続されている。キャパシタＣ９の一端は、キャパシタＣ８の他端に接続されている。キャパシタＣ９の他端は、第２の入出力ポート３に接続されている。キャパシタＣ１０の一端は、キャパシタＣ８の一端に接続されている。キャパシタＣ１０の他端は、キャパシタＣ９の他端に接続されている。

【0025】

インダクタＬ３の一端は、キャパシタＣ８とキャパシタＣ９の接続点に接続されている。インダクタＬ３の他端は、グランドに接続されている。キャパシタＣ１１は、インダクタＬ３に対して並列に接続されている。

【0026】

第２のバンドパスフィルタ２０の第２のローパスフィルタ２１は、インダクタＬ４，Ｌ５と、キャパシタＣ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５とを含んでいる。インダクタＬ４の一端は、第１の入出力ポート２に接続されている。キャパシタＣ１２は、インダクタＬ４に対して並列に接続されている。キャパシタＣ１３の一端は、インダクタＬ４の他端に接続されている。キャパシタＣ１３の他端は、グランドに接続されている。

【0027】

キャパシタＣ１４の一端は、インダクタＬ４の他端に接続されている。インダクタＬ５は、キャパシタＣ１４に対して並列に接続されている。キャパシタＣ１５の一端は、キャパシタＣ１４の他端に接続されている。キャパシタＣ１５の他端は、グランドに接続されている。

【0028】

第２のバンドパスフィルタ２０の第２のハイパスフィルタ２２は、インダクタＬ６と、キャパシタＣ１６，Ｃ１７，Ｃ１８，Ｃ１９とを含んでいる。キャパシタＣ１６の一端は、第２のローパスフィルタ２１のキャパシタＣ１４の他端に接続されている。キャパシタＣ１７の一端は、キャパシタＣ１６の他端に接続されている。キャパシタＣ１８の一端は、キャパシタＣ１６の一端に接続されている。キャパシタＣ１８の他端は、キャパシタＣ１７の他端に接続されている。

【0029】

インダクタＬ６の一端は、キャパシタＣ１６とキャパシタＣ１７の接続点に接続されている。インダクタＬ６の他端は、グランドに接続されている。キャパシタＣ１９は、インダクタＬ６に対して並列に接続されている。

【0030】

第２のバンドパスフィルタ２０のローパスフィルタ２３は、インダクタＬ７，Ｌ８と、キャパシタＣ２０，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３とを含んでいる。キャパシタＣ２０の一端は、第２のハイパスフィルタ２２のキャパシタＣ１７の他端に接続されている。インダクタＬ７は、キャパシタＣ２０に対して並列に接続されている。キャパシタＣ２１の一端は、キャパシタＣ２０の一端に接続されている。キャパシタＣ２１の他端は、グランドに接続されている。

【0031】

インダクタＬ８の一端は、キャパシタＣ２０の他端に接続されている。インダクタＬ８の他端は、第２の入出力ポート３に接続されている。キャパシタＣ２２は、インダクタＬ８に対して並列に接続されている。キャパシタＣ２３の一端は、インダクタＬ８の一端に接続されている。キャパシタＣ２３の他端は、グランドに接続されている。

【0032】

図２に示した例では、第１のハイパスフィルタ１１とハイパスフィルタ１３は、第１のローパスフィルタ１２を中心として、互いに対称な回路構成を有している。すなわち、第１のバンドパスフィルタ１０では、第１のハイパスフィルタ１１に含まれるキャパシタとハイパスフィルタ１３に含まれるキャパシタの、回路図上での配置が、第１のローパスフィルタ１２を中心として互いに対称となり、第１のハイパスフィルタ１１に含まれるインダクタとハイパスフィルタ１３に含まれるインダクタの、回路図上での配置が、第１のローパスフィルタ１２を中心として互いに対称となっている。図２に示した例では、キャパシタＣ１，Ｃ９の回路図上での配置は、互いに対称となっている。

【0033】

同様に、キャパシタＣ２，Ｃ８の回路図上での配置は、互いに対称となっている。また、キャパシタＣ３，Ｃ１０の回路図上での配置は、互いに対称となっている。また、インダクタＬ１，Ｌ３の回路図上での配置は、互いに対称となっている。また、キャパシタＣ４，Ｃ１１の回路図上での配置は、互いに対称となっている。

【0034】

また、図２に示した例では、第２のローパスフィルタ２１とローパスフィルタ２３は、第２のハイパスフィルタ２２を中心として、互いに対称な回路構成を有している。すなわち、第２のバンドパスフィルタ２０では、第２のローパスフィルタ２１に含まれるキャパシタとローパスフィルタ２３に含まれるキャパシタの、回路図上での配置が、第２のハイパスフィルタ２２を中心として互いに対称となり、第２のローパスフィルタ２１に含まれるインダクタとローパスフィルタ２３に含まれるインダクタの、回路図上での配置が、第２のハイパスフィルタ２２を中心として互いに対称となっている。図２に示した例では、インダクタＬ４，Ｌ８の回路図上での配置は、互いに対称となっている。

【0035】

同様に、キャパシタＣ１２，Ｃ２２の回路図上での配置は、互いに対称となっている。また、キャパシタＣ１３，Ｃ２３の回路図上での配置は、互いに対称となっている。また、キャパシタＣ１４，Ｃ２０の回路図上での配置は、互いに対称となっている。また、インダクタＬ５，Ｌ７の回路図上での配置は、互いに対称となっている。また、キャパシタＣ１５，Ｃ２１の回路図上での配置は、互いに対称となっている。

【0036】

次に、本実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタ１の特性の一例について説明する。図３は、本実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタ１の通過減衰特性の一例を示す特性図である。図４は、本実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタ１の反射減衰特性の一例を示す特性図である。図３および図４において、横軸は周波数を示し、縦軸は減衰量を示している。

【0037】

図３に示したように、バンドエリミネーションフィルタ１では、第１のバンドパスフィルタ１０と第２のバンドパスフィルタ２０の一方によって、低域側の通過帯域が形成され、他方によって高域側の通過帯域が形成される。そして、低域側の通過帯域と高域側の通過帯域の間に、その帯域内の信号が選択的に減衰される阻止帯域が形成される。

【0038】

次に、本実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタ１の作用および効果について説明する。本実施の形態に係るバンドエリミネーションフィルタ１は、第１の入出力ポート２と第２の入出力ポート３との間に並列に設けられた第１のバンドパスフィルタ１０および第２のバンドパスフィルタ２０を備えている。第１のバンドパスフィルタ１０は、第１の入出力ポート２に最も近い第１のハイパスフィルタ１１を含んでいる。第２のバンドパスフィルタ２０は、第１の入出力ポート２に最も近い第２のローパスフィルタ２１を含んでいる。本実施の形態では特に、第１のハイパスフィルタ１１と第２のローパスフィルタ２１は、それぞれ、第１の入出力ポート２に直接接続されている。

【0039】

バンドエリミネーションフィルタ１では、第１の入出力ポート２から入力された信号の、第１のバンドパスフィルタ１０と第２のバンドパスフィルタ２０への分配は、インピーダス整合によって行われる。すなわち、バンドエリミネーションフィルタ１では、より低い周波数の信号は第２のバンドパスフィルタ２０に分配され、より高い周波数の信号は第１のバンドパスフィルタ１０に分配される。従って、本実施の形態では、第１の入出力ポート２と第１および第２のバンドパスフィルタ１０，２０との間に、電力分配器を設ける必要はない。これにより、本実施の形態によれば、バンドエリミネーションフィルタ１を小型化することができる。

【0040】

また、本実施の形態では、第１のバンドパスフィルタ１０は、第２の入出力ポート３に最も近いハイパスフィルタ１３を含み、第２のバンドパスフィルタ２０は、第２の入出力ポート３に最も近いローパスフィルタ２３を含んでいる。本実施の形態では特に、ハイパスフィルタ１３とローパスフィルタ２３は、それぞれ、第２の入出力ポート３に直接接続されている。バンドエリミネーションフィルタ１では、第２の入出力ポート３から入力された信号の、第１のバンドパスフィルタ１０と第２のバンドパスフィルタ２０への分配は、インピーダス整合によって行われる。すなわち、バンドエリミネーションフィルタ１では、より低い周波数の信号は第２のバンドパスフィルタ２０に分配され、より高い周波数の信号は第１のバンドパスフィルタ１０に分配される。従って、本実施の形態では、第２の入出力ポート３と第１および第２のバンドパスフィルタ１０，２０との間に、電力分配器を設ける必要はない。これにより、本実施の形態によれば、バンドエリミネーションフィルタ１を小型化することができる。

【0041】

また、本実施の形態では、第１のバンドパスフィルタ１０と第２のバンドパスフィルタ２０の各々は、複数のインダクタと複数のキャパシタを用いて構成されたＬＣフィルタである。そのため、例えば、バンドエリミネーションフィルタ１を、小型化に適したＬＴＣＣ多層基板を用いて構成することができる。

【0042】

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、請求の範囲の要件を満たす限り、第１および第２のバンドパスフィルタ１０，２０の各々の構成は、実施の形態に示した例に限られず、任意である。

【符号の説明】

【0043】

１…バンドエリミネーションフィルタ、２…第１の入出力ポート、３…第２の入出力ポート、１０…第１のバンドパスフィルタ、１１…第１のハイパスフィルタ、１２…第１のローパスフィルタ、１３…ハイパスフィルタ、２０…第２のバンドパスフィルタ、２１…第２のローパスフィルタ、２２…第２のハイパスフィルタ、２３…ローパスフィルタ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】