JP2002185210A - Low-pass filter element - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ストリップ線路も
しくはマイクロストリップ線路で構成されたローパス・
フィルタ素子のパターン形状に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-pass circuit comprising a strip line or a microstrip line.
It relates to the pattern shape of the filter element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のマイクロ波、ミリ波周波数帯回路
に使用するマイクロストリップ線路で構成されるローパ
ス・フィルタ素子(以降、ＬＰＦ素子と略す)のパターン
形状例を図３（ａ）に示す。 また、その等価回路を図
３（ｂ）に示す。図３（ａ）のＬＰＦ素子は、アルミナ
等の誘電体基板１上に、特性インピーダンスが５０Ωの
マイクロストリップ線路２の伝送主線路間にマイクロス
トリップ線路２よりも細いマイクロストリップ線路２１
の主線路を接続し、さらにマイクロストリップ線路によ
る複数(この例では３つ)のオープンスタブ５，６，７
を、それぞれマイクロストリップ線路２１の信号伝送方
向１０(矢印)に対して、片側(図の下方向)のみに接続し
たものである。 ここで、通過帯域が２８ＧＨｚ以下の
ミリ波帯用のＬＰＦ素子は、アルミナ等の誘電体基板１
の比誘電率が９．８の場合、前記オープンスタブ５，
６，７の長さＬＦは０．９５ｍｍ、またオープンスタブ
５，６，７の間隔ＬＳは０．５ｍｍである。図３（ａ）
のＬＰＦ素子の周波数特性のシミュレーション結果を図
６に示す。図６からも分かる通り、ＬＰＦ素子に必要な
周波数２８ＧＨｚ以上の高周波非通過帯域の挿入損失
が、３２ＧＨｚ程度までは−２０ｄＢ以下が得られてい
るが、４０ＧＨｚ付近になると、−１０ｄＢ以上へと、
挿入損失の劣化が生じることが分かる。 このため、Ｌ
ＰＦ素子として充分なフィルタ特性が得られない。これ
は、図３（ｂ）に示す通り、ＬＰＦ素子を構成するマイ
クロストリップ線路によるオープンスタブ５，６，７が
近接するために、オープンスタブ５，６，７間で結合を
起こすことによるものである。また、実際に前述の従来
例に示すＬＰＦ素子を試作し、周波数特性を測定した結
果を図８に示す。 ここで、測定周波数は、４ＧＨｚか
ら４４ＧＨｚである。図８から分かる通り、−２０ｄＢ
以下の挿入損失が得られる周波数帯域は、２７ＧＨｚか
ら２９ＧＨｚ程度であり、３２ＧＨｚ以上の帯域では挿
入損失が−１０ｄＢ以上と劣化しており、図６のシミュ
レーション結果をほぼ裏付ける、周波数特性になってい
ることが分かる。2. Description of the Related Art FIG. 3A shows an example of a pattern shape of a low-pass filter element (hereinafter abbreviated as an LPF element) composed of a microstrip line used in a conventional microwave or millimeter wave frequency band circuit. FIG. 3B shows an equivalent circuit thereof. The LPF element shown in FIG. 3A has a microstrip line 21 thinner than the microstrip line 2 between transmission main lines of the microstrip line 2 having a characteristic impedance of 50Ω on a dielectric substrate 1 such as alumina.
And a plurality (three in this example) of open stubs 5, 6 and 7 by microstrip lines.
Are connected to only one side (downward in the figure) of the microstrip line 21 with respect to the signal transmission direction 10 (arrow). Here, the LPF element for the millimeter wave band having a pass band of 28 GHz or less is a dielectric substrate 1 made of alumina or the like.
Is 9.8, the open stub 5,
The length LF of 6,7 is 0.95 mm, and the interval LS between the open stubs 5,6,7 is 0.5 mm. FIG. 3 (a)
FIG. 6 shows a simulation result of the frequency characteristic of the LPF element of FIG. As can be seen from FIG. 6, the insertion loss of the high-frequency non-pass band of the frequency of 28 GHz or more required for the LPF element is -20 dB or less up to about 32 GHz, but it becomes -10 dB or more at about 40 GHz.
It can be seen that the insertion loss deteriorates. Therefore, L
Sufficient filter characteristics cannot be obtained as a PF element. This is because, as shown in FIG. 3B, the open stubs 5, 6, and 7 formed by the microstrip lines constituting the LPF element are close to each other, so that coupling occurs between the open stubs 5, 6, and 7. is there. FIG. 8 shows the result of actually producing the LPF element shown in the above-mentioned conventional example and measuring the frequency characteristics. Here, the measurement frequency is from 4 GHz to 44 GHz. As can be seen from FIG. 8, -20 dB
The frequency band in which the following insertion loss can be obtained is from about 27 GHz to about 29 GHz, and in the band of 32 GHz or more, the insertion loss is degraded to -10 dB or more, which is a frequency characteristic substantially supporting the simulation result of FIG. You can see that.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図３（ａ）に示した従
来のＬＰＦ素子には、以下に述べるような欠点がある。
図６の周波数特性に示す通り、ＬＰＦ素子に必要な周波
数２８ＧＨｚ以上の高周波非通過帯域の挿入損失が、３
２ＧＨｚ程度までは−２０ｄＢ以下が得られているが、
４０ＧＨｚ付近になると−１０ｄＢ以上と挿入損失の劣
化が生じており、ＬＰＦ素子として充分な特性が得られ
ていない。この原因は、図３の（ｂ）からも分かる通
り、ＬＰＦ素子を構成するマイクロストリップ線路によ
るオープンスタブ５，６，７が近接するために、４０Ｇ
Ｈｚ以上の高い周波数帯域では、各オープンスタブ間で
結合を起こしてフィルタ特性が劣化することによる。本
発明はこれらの欠点を除去し、ＬＰＦ素子の高周波非通
過帯域での挿入損失劣化を改善することを目的とする。The conventional LPF element shown in FIG. 3A has the following disadvantages.
As shown in the frequency characteristics of FIG. 6, the insertion loss of the high-frequency non-pass band of 28 GHz or higher required for the LPF element is 3
Up to about 2 GHz, -20 dB or less is obtained,
In the vicinity of 40 GHz, the insertion loss deteriorates to -10 dB or more, and sufficient characteristics as an LPF element cannot be obtained. As can be seen from FIG. 3B, the cause of this is that the open stubs 5, 6, and 7 formed by the microstrip lines constituting the LPF element are close to each other, and the
In a high frequency band of not less than Hz, coupling occurs between the open stubs, and the filter characteristics are deteriorated. An object of the present invention is to eliminate these drawbacks and improve the insertion loss deterioration in the high-frequency non-pass band of the LPF element.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ＬＰＦ素子を構成するマイクロストリッ
プ線路によるオープンスタブをＬＰＦ素子の信号伝送方
向に対して両側に交互に配置するものである。また、オ
ープンスタブが前記ローパス・フィルタ素子の主伝送線
路の信号伝送方向の両側に複数ある場合、前記片側もし
くは両側におけるオープンスタブ同士の先端の間隔を拡
げる構成としたローパス・フィルタ素子である。その結
果、従来の信号伝送方向に対し片側のみの配置の場合と
比較して、マイクロストリップ線路によるオープンスタ
ブ同士の間隔を広くすることができる。これにより、オ
ープンスタブ間の結合が減少し、ＬＰＦ素子の高周波非
通過帯域の挿入損失劣化を改善することができる。According to the present invention, in order to achieve the above object, open stubs composed of microstrip lines constituting an LPF element are alternately arranged on both sides in the signal transmission direction of the LPF element. is there. Further, when there are a plurality of open stubs on both sides of the main transmission line of the low-pass filter element in the signal transmission direction, the low-pass filter element is configured to increase the interval between the tips of the open stubs on one or both sides. As a result, the distance between the open stubs formed by the microstrip lines can be increased as compared with the conventional arrangement in which only one side is arranged in the signal transmission direction. Thereby, the coupling between the open stubs is reduced, and the deterioration of the insertion loss in the high-frequency non-pass band of the LPF element can be improved.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】以下に、本発明による実施例を、
図１（ａ）および図２（ａ）のＬＰＦ素子のパターン形
状を例にして説明する。 また、各の等価回路を、図１
（ｂ）および図２（ｂ）に示す。 ここで、従来例と同
様、オープンスタブ寸法は、通過帯域が２８ＧＨｚ以下
のミリ波帯用ＬＰＦ素子を例にして示す。 なお、この
実施例では、３つのオープンスタブによるＬＰＦ素子を
例にしたが、３つに限定されるものではなく、複数のオ
ープンスタブを信号伝送方向に対して両側に交互に配置
した構成であればよい。まず、図１（ａ）のＬＰＦ素子
は、図３（ａ）の従来例と同様、アルミナ等の誘電体基
板１上に、特性インピーダンスが５０Ωのマイクロスト
リップ線路２の信号伝送主線路間に、マイクロストリッ
プ線路２よりも細いマイクロストリップ線路２１の主線
路を接続し、さらにマイクロストリップ線路によるオー
プンスタブ５，６１，７を、それぞれ、マイクロストリ
ップ線路２１の信号伝送方向１０(矢印)に対して両側に
交互に接続し、オープンスタブ５，７のみ、同方向の片
側(図の下方向)に配置したものである。 なお、図１
（ｂ）に示すように、オープンスタブ５，７間で結合が
生じるが、従来例に比べるとオープンスタブ５，７間の
距離が拡がるため、その結合の度合いは低下する。ここ
で、各オープンスタブの長さＬＦは、従来例と同様、ア
ルミナ等の誘電体基板１の比誘電率が９．８の場合、
０．９５ｍｍとなり、オープンスタブ５，７の間隔ＬＳ
１は、従来例の間隔ＬＳの０．５ｍｍに比べて拡がり、
１．２ｍｍとなる。Embodiments of the present invention will be described below.
1A and 2A will be described as an example of the pattern shape of the LPF element. Each equivalent circuit is shown in FIG.
(B) and FIG. 2 (b). Here, as in the conventional example, the dimensions of the open stub are shown using an LPF element for a millimeter wave band having a pass band of 28 GHz or less as an example. In this embodiment, an LPF element having three open stubs has been described as an example. However, the number of the open stubs is not limited to three, and a configuration in which a plurality of open stubs are alternately arranged on both sides in the signal transmission direction. I just need. First, the LPF element of FIG. 1A is, like the conventional example of FIG. 3A, provided on a dielectric substrate 1 of alumina or the like between signal transmission main lines of a microstrip line 2 having a characteristic impedance of 50Ω. The main line of the microstrip line 21 which is thinner than the microstrip line 2 is connected, and the open stubs 5, 61, 7 formed by the microstrip line are respectively connected to both sides with respect to the signal transmission direction 10 (arrow) of the microstrip line 21. , And only the open stubs 5 and 7 are arranged on one side in the same direction (downward in the figure). FIG.
As shown in (b), the connection occurs between the open stubs 5 and 7, but the degree of the connection is reduced because the distance between the open stubs 5 and 7 is wider than in the conventional example. Here, the length LF of each open stub is, as in the conventional example, when the relative permittivity of the dielectric substrate 1 such as alumina is 9.8.
0.95mm, the distance LS between open stubs 5 and 7
1 is wider than the conventional interval LS of 0.5 mm,
1.2 mm.
【０００６】また、図２（ａ）のＬＰＦ素子は、図１
（ａ）の実施例と同様であるが、図１（ａ）のオープン
スタブ５，７の先端の間隔ＬＳ２が、マイクロストリッ
プ線路２１の接続位置の間隔から更に拡がる配置のオー
プンスタブ５１，７１としたものである。 この場合
も、図２（ｂ）に示すように、オープンスタブ５１，７
１間で結合が生じるが、図１（ｂ）に比べてオープンス
タブ５１，７１の先端間の距離が拡がるため、その結合
の度合いはさらに低下する。ここで、図１（ａ）に示す
ＬＰＦ素子の周波数特性のシミュレーション結果を図４
に示す。 図４からも分かる通り、ＬＰＦ素子に必要な
周波数２８ＧＨｚ以上での挿入損失は、３５ＧＨｚ程度
まで−２０ｄＢ以下が得られている。 また４０ＧＨｚ
付近でも−１０ｄＢ程度と、図６の従来例のシミュレー
ション結果に比べて、挿入損失の劣化が改善されている
ことがわかる。また、図２（ａ）の周波数特性シミュレ
ーション結果を図５に示す。 図５の場合は、図２
（ａ）のオープンスタブ５１，７１の先端の間隔ＬＳ２
を、１．５ｍｍ，２．０ｍｍ，２．５ｍｍと拡げていく
ことにより、図４以上に、挿入損失劣化が改善されてい
ることがわかる。ここで図２（ａ）の実施例の場合、オ
ープンスタブ５１，７１の形状は、直線パターンである
が、曲線パターンでも良いことは言うまでもない。Further, the LPF element shown in FIG.
1 (a), except that the distance LS2 between the distal ends of the open stubs 5 and 7 in FIG. 1A is larger than the distance between the connection positions of the microstrip lines 21 and the open stubs 51 and 71. It was done. Also in this case, as shown in FIG.
1, the distance between the distal ends of the open stubs 51 and 71 is increased as compared with FIG. 1B, so that the degree of the coupling is further reduced. Here, the simulation result of the frequency characteristic of the LPF element shown in FIG.
Shown in As can be seen from FIG. 4, the insertion loss at a frequency of 28 GHz or more required for the LPF element is -20 dB or less up to about 35 GHz. Also 40GHz
It can be seen that even in the vicinity, the deterioration of the insertion loss is improved as compared with the simulation result of the conventional example of FIG. FIG. 5 shows the result of the frequency characteristic simulation shown in FIG. In the case of FIG. 5, FIG.
The interval LS2 between the tips of the open stubs 51 and 71 in FIG.
Is increased to 1.5 mm, 2.0 mm and 2.5 mm, it can be understood that the insertion loss deterioration is improved more than in FIG. Here, in the case of the embodiment of FIG. 2A, the shapes of the open stubs 51 and 71 are linear patterns, but needless to say, they may be curved patterns.
【０００７】実際に、本発明の実施例(図２)のＬＰＦ素
子を試作し、周波数特性を測定した結果を図８に示す。
この場合のオープンスタブ５１，７１の先端の間隔Ｌ
Ｓ２は、２．５ｍｍである。 また、測定周波数は４Ｇ
Ｈｚから４４ＧＨｚである。図８からも分かるように、
−２０ｄＢ以下の挿入損失が得られる周波数帯域は、２
５ＧＨｚから３３ＧＨｚ程度となり、高域側について見
れば、図７の従来例の試作特性の２９ＧＨｚに比べ、４
ＧＨｚ程度拡がり改善されたことがわかる。また、３３
ＧＨｚ以上の帯域についても、３８ＧＨｚ程度までは挿
入損失特性が、従来例の試作特性に比べて向上し、−２
０ｄＢから−１０ｄＢの値が得られている。 さらに、
３８ＧＨｚから４４ＧＨｚの帯域でも挿入損失特性が改
善されている。 以上の測定結果は、図６のオープンス
タブ５１，７１の先端の間隔ＬＳ２：２．５ｍｍの挿入
損失特性シミュレーション結果に近い結果が得られてお
り、本発明の効果を充分に示すものといえる。Actually, an LPF element according to the embodiment of the present invention (FIG. 2) was experimentally manufactured, and the frequency characteristics were measured. FIG. 8 shows the result.
In this case, the distance L between the tips of the open stubs 51 and 71
S2 is 2.5 mm. The measurement frequency is 4G
Hz to 44 GHz. As can be seen from FIG.
The frequency band in which the insertion loss of −20 dB or less is obtained is 2
From 5 GHz to about 33 GHz, when viewed from the high frequency side, compared to the 29 GHz of the prototype characteristics of the conventional example of FIG.
It can be seen that the frequency range has been improved by about GHz. Also, 33
Even in the band above GHz, the insertion loss characteristics up to about 38 GHz are improved as compared with the prototype characteristics of the conventional example, and -2.
Values from 0 dB to -10 dB are obtained. further,
The insertion loss characteristics are improved even in the band from 38 GHz to 44 GHz. The above measurement results are close to the simulation results of the insertion loss characteristics when the distance LS2 between the tips of the open stubs 51 and 71 in FIG. 6 is 2.5 mm, and it can be said that the effects of the present invention are sufficiently shown.
【０００８】[0008]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ＬＰ
Ｆ素子を構成するマイクロストリップ線路によるオープ
ンスタブを、ＬＰＦ素子の信号伝送方向に対して両側に
交互に配置する。 そのため、従来のオープンスタブを
信号伝送方向に対し片側のみに配置した場合と比較し
て、マイクロストリップ線路によるオープンスタブ同士
の間隔を拡げることができる。 これにより、オープン
スタブ間の結合が減少し、ＬＰＦ素子の高周波非通過帯
域の挿入損失劣化が改善され、ＬＰＦ素子のフィルタ特
性の向上が可能となる。As described above, according to the present invention, LP
Open stubs composed of microstrip lines constituting the F element are alternately arranged on both sides in the signal transmission direction of the LPF element. Therefore, the interval between the open stubs by the microstrip line can be increased as compared with the case where the conventional open stub is arranged only on one side in the signal transmission direction. Thereby, the coupling between the open stubs is reduced, the insertion loss deterioration in the high-frequency non-pass band of the LPF element is improved, and the filter characteristic of the LPF element can be improved.
【図１】本発明によるＬＰＦ素子のパターン形状の一実
施例を示す模式図と等価回路FIG. 1 is a schematic diagram and an equivalent circuit showing one embodiment of a pattern shape of an LPF element according to the present invention.
【図２】本発明によるＬＰＦ素子のパターン形状の他の
実施例を示す模式図と等価回路FIG. 2 is a schematic diagram and an equivalent circuit showing another embodiment of the pattern shape of the LPF element according to the present invention.
【図３】従来技術によるＬＰＦ素子のパターン形状を示
す模式図と等価回路FIG. 3 is a schematic diagram and an equivalent circuit showing a pattern shape of an LPF element according to the related art.
【図４】本発明のＬＰＦ素子の一実施例の周波数特性シ
ミュレーション結果を示す図FIG. 4 is a diagram showing a frequency characteristic simulation result of one embodiment of the LPF element of the present invention.
【図５】本発明のＬＰＦ素子の他実施例の周波数特性シ
ミュレーション結果を示す図FIG. 5 is a diagram showing a frequency characteristic simulation result of another example of the LPF element of the present invention.
【図６】従来技術によるＬＰＦ素子の周波数特性シミュ
レーション結果を示す図FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of a frequency characteristic of an LPF element according to the related art.
【図７】本発明により試作したＬＰＦ素子の周波数特性
の測定結果を示す図FIG. 7 is a diagram showing a measurement result of a frequency characteristic of an LPF element prototyped according to the present invention;
【図８】従来技術により試作したＬＰＦ素子の周波数特
性の測定結果を示す図FIG. 8 is a diagram showing a measurement result of a frequency characteristic of an LPF element prototyped by a conventional technique;
１：誘電体基板、２，２１：マイクロストリップ線路
(主線路)、５，５１，６，６１，７，７１：オープンス
タブ(ローパスフィルタ部)、１０：信号伝送方向(主線
路)、ＬＦ：マイクロストリップ線路によるオープンス
タブの長さ、ＬＳ１，ＬＳ２：マイクロストリップ線路
によるオープンスタブ同士の間隔。1: dielectric substrate, 2, 21: microstrip line
(Main line), 5, 51, 6, 61, 7, 71: open stub (low-pass filter section), 10: signal transmission direction (main line), LF: length of open stub by microstrip line, LS1, LS2 : Distance between open stubs by a microstrip line.
Claims (3)
ップ線路により構成されるローパス・フィルタ素子にお
いて、該ローパス・フィルタ素子のオープンスタブを、
該ローパス・フィルタ素子の主伝送線路の信号伝送方向
に対し、左右両側に配置する構成としたことを特徴とす
るローパス・フィルタ素子。1. A low-pass filter element comprising a stripline or a microstrip line, wherein an open stub of the low-pass filter element is
A low-pass filter element, wherein the low-pass filter element is arranged on both left and right sides with respect to a signal transmission direction of a main transmission line of the low-pass filter element.
が、前記ローパス・フィルタ素子の主伝送線路の信号伝
送方向の両側に複数ある場合、前記オープンスタブを、
前記主伝送線路の信号伝送方向に対し左右両側に交互に
配置することを特徴とするローパス・フィルタ素子。2. The method according to claim 1, wherein the plurality of open stubs are provided on both sides of the main transmission line of the low-pass filter element in the signal transmission direction.
A low-pass filter element, which is arranged alternately on both left and right sides with respect to a signal transmission direction of the main transmission line.
ンスタブが前記ローパス・フィルタ素子の主伝送線路の
信号伝送方向の両側に複数ある場合、前記片側もしくは
両側におけるオープンスタブ同士の先端の間隔を拡げる
構成としたことを特徴とするローパス・フィルタ素子。3. The device according to claim 1, wherein, when the plurality of open stubs are provided on both sides of the main transmission line of the low-pass filter element in the signal transmission direction, the distance between the ends of the open stubs on one or both sides is increased. A low-pass filter element having a configuration.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000385673A JP2002185210A (en) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | Low-pass filter element |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000385673A JP2002185210A (en) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | Low-pass filter element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002185210A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006067281A (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna switch module |
| JP2011205343A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Furuno Electric Co Ltd | Phase shifter |
-
2000
- 2000-12-19 JP JP2000385673A patent/JP2002185210A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006067281A (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna switch module |
| JP2011205343A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Furuno Electric Co Ltd | Phase shifter |
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