JP3506428B2 - 高周波部材 - Google Patents
高周波部材Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
- H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
- H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
- H01P1/20372—Hairpin resonators
-
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- H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
- H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
- H01P1/20381—Special shape resonators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信機器などに用
いられる高周波部材に関し、特に、所望の信号周波数帯
域のみ通過させる高周波部材に関する。
いられる高周波部材に関し、特に、所望の信号周波数帯
域のみ通過させる高周波部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線または有線で情報通信を行う通信機
器は、アンプ、ミキサ、フィルタなどの各種の高周波部
材から構成されている。この中には、共振特性を利用し
た高周波部材が多く含まれている。例えば、バンドパス
フィルタは、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。
器は、アンプ、ミキサ、フィルタなどの各種の高周波部
材から構成されている。この中には、共振特性を利用し
た高周波部材が多く含まれている。例えば、バンドパス
フィルタは、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。
【０００３】通信システムでバンドパスフィルタには、
隣接する周波数帯域間で干渉を起こさないようなスカー
ト特性が要求される。ここで、スカート特性とは、通過
帯域端部から阻止域に至る減衰の度合いである。即ち、
急峻なスカート特性を有するバンドパスフィルタを用い
ることで、周波数を有効に利用することができるからで
ある。
隣接する周波数帯域間で干渉を起こさないようなスカー
ト特性が要求される。ここで、スカート特性とは、通過
帯域端部から阻止域に至る減衰の度合いである。即ち、
急峻なスカート特性を有するバンドパスフィルタを用い
ることで、周波数を有効に利用することができるからで
ある。
【０００４】急峻なスカート特性を有するフィルタを実
現するには、まず第１に、フィルタを構成する共振器が
高い無負荷Ｑ値を実現する必要がある。そのためには、
フィルタを作製する基板の誘電損失が小さいことが必要
である。
現するには、まず第１に、フィルタを構成する共振器が
高い無負荷Ｑ値を実現する必要がある。そのためには、
フィルタを作製する基板の誘電損失が小さいことが必要
である。
【０００５】さらに共振素子を構成する導体に超伝導体
を用いると、導体損が極めて小さくなり、非常に高い無
負荷Ｑ値を実現することが可能である。
を用いると、導体損が極めて小さくなり、非常に高い無
負荷Ｑ値を実現することが可能である。
【０００６】フィルタに用いる基板としては、従来Ｌａ
ＡｌＯ3やＭｇＯが主に用いられてきた。これらの基板
の誘電体損失は１０-6程度であり、これは比較的小さな
値である。しかし、例えば、ＬａＡｌＯ3基板は結晶の
ツイン境界をもつために基板内の誘電率が一様ではない
という問題点がある。また、ＭｇＯには、潮解性があり
湿気や水分に対して弱いという問題点がある。
ＡｌＯ3やＭｇＯが主に用いられてきた。これらの基板
の誘電体損失は１０-6程度であり、これは比較的小さな
値である。しかし、例えば、ＬａＡｌＯ3基板は結晶の
ツイン境界をもつために基板内の誘電率が一様ではない
という問題点がある。また、ＭｇＯには、潮解性があり
湿気や水分に対して弱いという問題点がある。
【０００７】これに対し、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）基板
は、誘電体損失が１０-7〜１０-8と非常に小さい上に、
結晶構造が安定しており基板内で誘電率が安定してい
る。また、サファイア基板は、ＭｇＯ基板と比較して力
学的強度が強くて取り扱いやすい。さらに、ＬａＡｌＯ
3基板やＭｇＯ基板と比較して極めて安価であるという
利点がある。さらに、サファイア基板は、ＬａＡｌＯ3
基板やＭｇＯ基板と比較して熱伝導性もよいため、導体
に超伝導体を用いて冷却した場合、温度分布が小さくな
るため、より安定に動作するという利点もある。
は、誘電体損失が１０-7〜１０-8と非常に小さい上に、
結晶構造が安定しており基板内で誘電率が安定してい
る。また、サファイア基板は、ＭｇＯ基板と比較して力
学的強度が強くて取り扱いやすい。さらに、ＬａＡｌＯ
3基板やＭｇＯ基板と比較して極めて安価であるという
利点がある。さらに、サファイア基板は、ＬａＡｌＯ3
基板やＭｇＯ基板と比較して熱伝導性もよいため、導体
に超伝導体を用いて冷却した場合、温度分布が小さくな
るため、より安定に動作するという利点もある。
【０００８】このように、サファイア基板はフィルタ用
基板として極めて優れた特性をもっている。しかし、サ
ファイア結晶は六方晶形であり、誘電率に異方性がある
ため、回路設計が困難であるという問題点があった。
基板として極めて優れた特性をもっている。しかし、サ
ファイア結晶は六方晶形であり、誘電率に異方性がある
ため、回路設計が困難であるという問題点があった。
【０００９】サファイア基板には、図２６（ａ）の１１
に示した（１−１００）面（Ｍ面）を切り出した基板
と、図２６（ｂ）の１２に示した（１−１０２）面（Ｒ
面）を切り出した基板がある。これまで、Ｍ面基板を用
いたフィルタとしては、例えば、「Ａｄｖａｎｃｅｓ
ｉｎ Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、
第４１巻（１９９６年）、第１７５５頁」や「ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ、第３巻（１９９
３年）、第３０３７頁」などの報告がある。
に示した（１−１００）面（Ｍ面）を切り出した基板
と、図２６（ｂ）の１２に示した（１−１０２）面（Ｒ
面）を切り出した基板がある。これまで、Ｍ面基板を用
いたフィルタとしては、例えば、「Ａｄｖａｎｃｅｓ
ｉｎ Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、
第４１巻（１９９６年）、第１７５５頁」や「ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ、第３巻（１９９
３年）、第３０３７頁」などの報告がある。
【００１０】しかし、導体に超伝導体を用いる場合、Ｍ
面上に良質な高温超伝導体膜を成膜することが困難であ
るという問題点がある。
面上に良質な高温超伝導体膜を成膜することが困難であ
るという問題点がある。
【００１１】一方、Ｒ面基板は、Ｍ面基板よりも安価で
あり、良質な高温超伝導体膜を成膜することが可能であ
るという利点がある。Ｒ面基板を用いたフィルタとして
は、フォワード結合型フィルタの報告が「Ｓｕｐｅｒｃ
ｏｎｄ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ.、第１２巻（１
９９９年）、第３９４頁」に見られ、メアンダー・オー
プンループ型共振素子を用いるフィルタの報告が「２０
００ ２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｎｄ Ｍ
ｉｌｌｉｍｅｔｅｒ Ｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、（２０００年）、第１６８
頁」に見られ、さらに擬似集中定数型フィルタの報告が
「ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃ
ｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑ
ｕｅｓ、第４７巻（１９９９年）、第５８６頁」に見ら
れる。
あり、良質な高温超伝導体膜を成膜することが可能であ
るという利点がある。Ｒ面基板を用いたフィルタとして
は、フォワード結合型フィルタの報告が「Ｓｕｐｅｒｃ
ｏｎｄ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ.、第１２巻（１
９９９年）、第３９４頁」に見られ、メアンダー・オー
プンループ型共振素子を用いるフィルタの報告が「２０
００ ２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｎｄ Ｍ
ｉｌｌｉｍｅｔｅｒ Ｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、（２０００年）、第１６８
頁」に見られ、さらに擬似集中定数型フィルタの報告が
「ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃ
ｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑ
ｕｅｓ、第４７巻（１９９９年）、第５８６頁」に見ら
れる。
【００１２】しかし、フォワード結合型フィルタ、メア
ンダー・オープンループ型共振素子を用いるフィルタ、
および擬似集中定数型フィルタは、急峻なスカート特性
を実現するために多段化しなければならない。このた
め、素子全体が大型化し、基板コストが増大するだけで
なく、導体に超伝導体を用いた場合の冷却コストも増大
するという問題がある。
ンダー・オープンループ型共振素子を用いるフィルタ、
および擬似集中定数型フィルタは、急峻なスカート特性
を実現するために多段化しなければならない。このた
め、素子全体が大型化し、基板コストが増大するだけで
なく、導体に超伝導体を用いた場合の冷却コストも増大
するという問題がある。
【００１３】ところで、急峻なスカート特性を実現する
ためにフィルタを多段化しながら、小型化が可能なフィ
ルタの例として、「Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、第３２巻
（１９９３年）、第Ｌ２６０頁」に見られるようなヘア
ピン型フィルタがある。
ためにフィルタを多段化しながら、小型化が可能なフィ
ルタの例として、「Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、第３２巻
（１９９３年）、第Ｌ２６０頁」に見られるようなヘア
ピン型フィルタがある。
【００１４】そこで、サファイアR面基板上にヘアピン
型フィルタ、もしくはヘアピン型フィルタを原型として
改良を加えたフィルタが望まれる。
型フィルタ、もしくはヘアピン型フィルタを原型として
改良を加えたフィルタが望まれる。
【００１５】IEEE Transaction on Applied Supercond
ucivity、第１１巻（２００１年）、第３６１頁には、
いわゆるヘアピンコム型フィルタをフィルタ方向がR面
上で＜１１−２０＞方向と４５度をなす例が示されてい
る。
ucivity、第１１巻（２００１年）、第３６１頁には、
いわゆるヘアピンコム型フィルタをフィルタ方向がR面
上で＜１１−２０＞方向と４５度をなす例が示されてい
る。
【００１６】一般に、サファイアR面では、誘電率テン
ソルの非対角成分が常に寄与する。このため、共振素子
の形状、および共振素子の設置方向によって、インピー
ダンス不整合の効果が大きく異なる。したがって、サフ
ァイアＲ面を用いた場合、適切な共振素子の形状、設置
方向が不明であり、小型のフィルタを実現できなかっ
た。
ソルの非対角成分が常に寄与する。このため、共振素子
の形状、および共振素子の設置方向によって、インピー
ダンス不整合の効果が大きく異なる。したがって、サフ
ァイアＲ面を用いた場合、適切な共振素子の形状、設置
方向が不明であり、小型のフィルタを実現できなかっ
た。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、サ
ファイアR面基板を用いた小型の高性能フィルタを製造
することができなかった。即ち、サファイアＲ面上にヘ
アピン型フィルタ、もしくはヘアピン型フィルタを原型
として改良を加えたフィルタを作製する場合、誘電率テ
ンソルの非対角成分の寄与を考慮しなければ、通過帯域
内のリップルが大きく乱れるという問題があった。
ファイアR面基板を用いた小型の高性能フィルタを製造
することができなかった。即ち、サファイアＲ面上にヘ
アピン型フィルタ、もしくはヘアピン型フィルタを原型
として改良を加えたフィルタを作製する場合、誘電率テ
ンソルの非対角成分の寄与を考慮しなければ、通過帯域
内のリップルが大きく乱れるという問題があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の一側面は、サフ
ァイアＲ面を一主面に有する基板と、前記基板の他主面
上に形成された接地導体と、前記一主面上に形成された
ヘアピン型共振部と、前記共振部を挟む入出力部とを備
え、前記一主面上において、サファイア＜１１−２０＞
方向と前記共振部長辺部がなす角ψが、０度≦ψ≦３０
度であることを特徴とする高周波部材を提供する。
ァイアＲ面を一主面に有する基板と、前記基板の他主面
上に形成された接地導体と、前記一主面上に形成された
ヘアピン型共振部と、前記共振部を挟む入出力部とを備
え、前記一主面上において、サファイア＜１１−２０＞
方向と前記共振部長辺部がなす角ψが、０度≦ψ≦３０
度であることを特徴とする高周波部材を提供する。
【００１９】
【００２０】ここで、前記ヘアピン型共振部が、曲線接
続部を有していてもよい。
続部を有していてもよい。
【００２１】さらに、接地導体及び共振部及び入出力部
が超伝導体であってもよい。
が超伝導体であってもよい。
【００２２】なお、ここで、高周波とは主に無線周波数
帯をいうが、本発明に係る部材を通過しうる周波数は調
整可能である。
帯をいうが、本発明に係る部材を通過しうる周波数は調
整可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する。
説明する。
【００２４】本発明の高周波部材は、サファイアＲ面上
に形成される。ここで、サファイアＲ面とは、サファイ
ア六方晶の（１−１０２）面である（図Ｐ１（ｂ）参
照）。また、サファイアＲ面基板とは、サファイアＲ面
を主面に露出させた基板である。この基板は、サファイ
ア単体の基板であっても、サファイア層を露出させた複
合体であってもよい。無論、実際に用いる基板は、厳密
にＲ面が露出しているものに限られず、Ｒ面近傍を用い
ることも可能である。即ち、面方位の角度誤差は通常の
工業的基板加工で実現される精度で含まれていればよ
い。
に形成される。ここで、サファイアＲ面とは、サファイ
ア六方晶の（１−１０２）面である（図Ｐ１（ｂ）参
照）。また、サファイアＲ面基板とは、サファイアＲ面
を主面に露出させた基板である。この基板は、サファイ
ア単体の基板であっても、サファイア層を露出させた複
合体であってもよい。無論、実際に用いる基板は、厳密
にＲ面が露出しているものに限られず、Ｒ面近傍を用い
ることも可能である。即ち、面方位の角度誤差は通常の
工業的基板加工で実現される精度で含まれていればよ
い。
【００２５】本発明に係る高周波部材の基本的な構成の
例をまず説明する。
例をまず説明する。
【００２６】図１に示すように、サファイアＲ面を切り
出した基板４０の一主面に接地導体４１を設け、他主面
４０ａ上には共振素子４２が配置されている。
出した基板４０の一主面に接地導体４１を設け、他主面
４０ａ上には共振素子４２が配置されている。
【００２７】共振素子４２は基板４０上にパターニング
された導体により形成されている。共振素子４２は入出
力部４５、４６と、その間の共振部４７によって構成さ
れる。共振部４７の長さは、フィルタの所望通過帯域波
長の１／２に対応している。ここに、共振部４７の長さ
とは、パターニングされた導体の長さである。この共振
素子４２の形状については後に詳述する。
された導体により形成されている。共振素子４２は入出
力部４５、４６と、その間の共振部４７によって構成さ
れる。共振部４７の長さは、フィルタの所望通過帯域波
長の１／２に対応している。ここに、共振部４７の長さ
とは、パターニングされた導体の長さである。この共振
素子４２の形状については後に詳述する。
【００２８】この共振素子４２の両端には、同軸線４
３、４４が接続されている。同軸線４３から信号が供給
され、同軸線４４から信号が出力される。
３、４４が接続されている。同軸線４３から信号が供給
され、同軸線４４から信号が出力される。
【００２９】共振素子４２と同軸線４３、４４との間
で、同軸−マイクロストリップ変換が行われている。 （実施形態１）図２は、第１の実施形態に係る高周波部
材の共振素子を示すレイアウト図を示したものである。
で、同軸−マイクロストリップ変換が行われている。 （実施形態１）図２は、第１の実施形態に係る高周波部
材の共振素子を示すレイアウト図を示したものである。
【００３０】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２で示されるストリップ導体を
設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２で示されるストリップ導体を
設ける。
【００３１】導体には厚さ約５００ｎｍのＹ系超伝導薄
膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約０．４ｍｍであ
る。超伝導体としては、レーザー蒸着法、スパッタ法あ
るいは共蒸着法などを用いることができる。また、良質
な超伝導薄膜を得るために、基板と超伝導薄膜との間に
バッファ層を設けることができる。バッファ層として
は、CeO2あるいはYSZなどがある。
膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約０．４ｍｍであ
る。超伝導体としては、レーザー蒸着法、スパッタ法あ
るいは共蒸着法などを用いることができる。また、良質
な超伝導薄膜を得るために、基板と超伝導薄膜との間に
バッファ層を設けることができる。バッファ層として
は、CeO2あるいはYSZなどがある。
【００３２】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
２１、２１の間に、共振部２２を配置している。共振部
２２は各々ヘアピンの一方を短くしたような形状だが、
直線部と角部で構成され、曲線部を持たない。本明細書
においては、このような形状を有角Ｊ字型と呼ぶ。ここ
では、共振部２２を１６個配置した１６段フィルタの例
を説明する。
２１、２１の間に、共振部２２を配置している。共振部
２２は各々ヘアピンの一方を短くしたような形状だが、
直線部と角部で構成され、曲線部を持たない。本明細書
においては、このような形状を有角Ｊ字型と呼ぶ。ここ
では、共振部２２を１６個配置した１６段フィルタの例
を説明する。
【００３３】フィルタ素子全体としては、中央に線対称
な配置である。ただし、この入出力部２１、２１及び共
振部２２の直線部の長さは、整数倍してもフィルタの通
過帯域波長の１／２には一致しないようにする。
な配置である。ただし、この入出力部２１、２１及び共
振部２２の直線部の長さは、整数倍してもフィルタの通
過帯域波長の１／２には一致しないようにする。
【００３４】 この共振部２２の形状は、図３に示され
るように、長辺部３１および短辺部３２が接続部３３で
接続されている。長辺部３１と短辺部３２の長さは異な
る。ただし、短辺部３２の長さはゼロでも構わない。ま
た、長辺部３１が入出力部２１側に配置されているが、
短辺部３２が入出力部２１側に配置されていても良い。
るように、長辺部３１および短辺部３２が接続部３３で
接続されている。長辺部３１と短辺部３２の長さは異な
る。ただし、短辺部３２の長さはゼロでも構わない。ま
た、長辺部３１が入出力部２１側に配置されているが、
短辺部３２が入出力部２１側に配置されていても良い。
【００３５】ここでは、長辺部３１は約２０ｍｍ、短辺
部３２は約９．５ｍｍ、接続部３３は約０．５ｍｍとす
る。
部３２は約９．５ｍｍ、接続部３３は約０．５ｍｍとす
る。
【００３６】このような形状の共振素子をサファイアＲ
面上に配置した場合、サファイアの誘電率異方性のた
め、導体が折れ曲がるたびにインピーダンス不整合が発
生する。このインピーダンス不整合により導体の直線部
分の長さに対応する共振や***振がおこる。しかし、共
振素子内の直線部分の長さは整数倍してもフィルタの所
望帯域の波長と一致しないため、フィルタの通過帯域内
に不要な共振や***振をおこさない。従って、通過帯域
のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現
することが可能となる。このような非対称な共振部２２
を用いると、サファイアＲ面上に任意の方向に共振素子
を形成することが可能である。
面上に配置した場合、サファイアの誘電率異方性のた
め、導体が折れ曲がるたびにインピーダンス不整合が発
生する。このインピーダンス不整合により導体の直線部
分の長さに対応する共振や***振がおこる。しかし、共
振素子内の直線部分の長さは整数倍してもフィルタの所
望帯域の波長と一致しないため、フィルタの通過帯域内
に不要な共振や***振をおこさない。従って、通過帯域
のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現
することが可能となる。このような非対称な共振部２２
を用いると、サファイアＲ面上に任意の方向に共振素子
を形成することが可能である。
【００３７】図４にこの高周波部材の通過特性を示す。
ここで、横軸は入力信号周波数を示し、縦軸は出力信号
強度を相対的に示したものである。
ここで、横軸は入力信号周波数を示し、縦軸は出力信号
強度を相対的に示したものである。
【００３８】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚに対応するように導体を設けて、計測した結果、
リップル約０．３ｄＢ、挿入損失約０．４ｄＢの特性が
得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れたスカート
特性が得られた。ここで、帯域幅は、出力信号強度の最
大値から３ｄB以内の出力強度が得られる周波数帯の幅
を用いて表示する。 （実施形態２）図５は、第２の実施形態に係る高周波部
材のレイアウト図を示したものである。
ＭＨｚに対応するように導体を設けて、計測した結果、
リップル約０．３ｄＢ、挿入損失約０．４ｄＢの特性が
得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れたスカート
特性が得られた。ここで、帯域幅は、出力信号強度の最
大値から３ｄB以内の出力強度が得られる周波数帯の幅
を用いて表示する。 （実施形態２）図５は、第２の実施形態に係る高周波部
材のレイアウト図を示したものである。
【００３９】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図５で示されるストリップ導体を
設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図５で示されるストリップ導体を
設ける。
【００４０】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【００４１】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
の間に、共振部５１を配置している。共振部５１は各々
ヘアピンの一方を短くしたような形状である。本明細書
においては、このような形状をＪ字型と呼ぶ。これは、
第１の実施形態において用いた共振部の角を無くして接
続部を曲線状としたものである。接続部は、円弧を用い
ても良いし、短辺部、長辺部を滑らかに接続するように
しておけばよい。また、図５では、長辺部が入出力部側
に配置されているが、短辺部が入出力部側に配置されて
いても良い。
の間に、共振部５１を配置している。共振部５１は各々
ヘアピンの一方を短くしたような形状である。本明細書
においては、このような形状をＪ字型と呼ぶ。これは、
第１の実施形態において用いた共振部の角を無くして接
続部を曲線状としたものである。接続部は、円弧を用い
ても良いし、短辺部、長辺部を滑らかに接続するように
しておけばよい。また、図５では、長辺部が入出力部側
に配置されているが、短辺部が入出力部側に配置されて
いても良い。
【００４２】このような形状の共振部を用いた他は、第
１の実施形態と同様にして、高周波部材を構成する。
１の実施形態と同様にして、高周波部材を構成する。
【００４３】図６に、本実施形態の高周波部材の通過特
性を示す。
性を示す。
【００４４】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚで、リップル約０．３ｄＢ、挿入損失約０．４ｄ
Ｂの特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れ
たスカート特性が得られた。
ＭＨｚで、リップル約０．３ｄＢ、挿入損失約０．４ｄ
Ｂの特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れ
たスカート特性が得られた。
【００４５】このような共振部においても、直線部分で
発生する共振等は通過帯域とは異なるものであるため、
通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特
性を実現することができる。また、Ｒ面上の任意の方向
に共振素子を形成することができる。 （実施形態３）図７は、第３の実施形態に係る高周波部
材のレイアウト図を示したものである。
発生する共振等は通過帯域とは異なるものであるため、
通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特
性を実現することができる。また、Ｒ面上の任意の方向
に共振素子を形成することができる。 （実施形態３）図７は、第３の実施形態に係る高周波部
材のレイアウト図を示したものである。
【００４６】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図７で示されるストリップ導体を
設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図７で示されるストリップ導体を
設ける。
【００４７】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【００４８】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
の間に、共振部７１を配置している。共振部７１は、各
々Ｌ字形をしている。これは、第１の実施形態の共振部
の短辺部の長さをゼロにしたものに相当する。本明細書
においては、この形状も有形Ｊ字型と呼ぶ。
の間に、共振部７１を配置している。共振部７１は、各
々Ｌ字形をしている。これは、第１の実施形態の共振部
の短辺部の長さをゼロにしたものに相当する。本明細書
においては、この形状も有形Ｊ字型と呼ぶ。
【００４９】このような形状の共振部を用いた他は、第
１の実施形態と同様にして、高周波部材を構成する。
１の実施形態と同様にして、高周波部材を構成する。
【００５０】図８にこの高周波部材の通過特性を示す。
【００５１】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚで、リップル０．３ｄＢ、挿入損失０．４ｄＢの
特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れたス
カート特性が得られた。 このような共振部において
も、直線部分で発生する共振等は通過帯域とは異なるも
のであるため、通過帯域のリップルを乱すことなく、所
望のフィルタ特性を実現することができる。また、Ｒ面
上の任意の方向に共振素子を形成することができる。 （実施形態４）図９は、第４の実施形態に係る高周波部
材のレイアウト図を示したものである。
ＭＨｚで、リップル０．３ｄＢ、挿入損失０．４ｄＢの
特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れたス
カート特性が得られた。 このような共振部において
も、直線部分で発生する共振等は通過帯域とは異なるも
のであるため、通過帯域のリップルを乱すことなく、所
望のフィルタ特性を実現することができる。また、Ｒ面
上の任意の方向に共振素子を形成することができる。 （実施形態４）図９は、第４の実施形態に係る高周波部
材のレイアウト図を示したものである。
【００５２】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図９で示されるストリップ導体を
設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図９で示されるストリップ導体を
設ける。
【００５３】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【００５４】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
の間に、図１０に示すような、共振部９１を配置してい
る。各々の共振部９１は切断部をもつ長方形をしてい
る。本明細書においては、この形状を切り欠き矩形と呼
ぶ。
の間に、図１０に示すような、共振部９１を配置してい
る。各々の共振部９１は切断部をもつ長方形をしてい
る。本明細書においては、この形状を切り欠き矩形と呼
ぶ。
【００５５】図１０に切り欠き矩形を示す。ここで、矩
形は、長辺部１０１と接続部１０２を持ち、もう一方の
長辺１０１に切断部を１０３が設けられている。この切
断部１０３の両側には短辺部１０４、１０５が設けられ
ている。この短辺部１０４と短辺部１０５は必ずしも同
じ長さにする必要は無い。
形は、長辺部１０１と接続部１０２を持ち、もう一方の
長辺１０１に切断部を１０３が設けられている。この切
断部１０３の両側には短辺部１０４、１０５が設けられ
ている。この短辺部１０４と短辺部１０５は必ずしも同
じ長さにする必要は無い。
【００５６】このような形状の共振部を用いた他は、第
１の実施形態と同様にして、高周波部材を構成する。
１の実施形態と同様にして、高周波部材を構成する。
【００５７】図１１にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【００５８】中心周波数１．９ＧＨｚ、帯域幅２０ＭＨ
ｚで、リップル０．３ｄＢ、挿入損失０．４ｄＢの特性
が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れたスカー
ト特性が得られた。
ｚで、リップル０．３ｄＢ、挿入損失０．４ｄＢの特性
が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れたスカー
ト特性が得られた。
【００５９】このような共振部においても、直線部分で
発生する共振等は通過帯域とは異なるものであるため、
通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特
性を実現することができる。また、Ｒ面上の任意の方向
に共振素子を形成することができる。 （実施形態５）図１２は、第５の実施形態に係る高周波
部材のレイアウト図を示したものである。
発生する共振等は通過帯域とは異なるものであるため、
通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特
性を実現することができる。また、Ｒ面上の任意の方向
に共振素子を形成することができる。 （実施形態５）図１２は、第５の実施形態に係る高周波
部材のレイアウト図を示したものである。
【００６０】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図１２で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図１２で示されるストリップ導体
を設ける。
【００６１】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【００６２】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
の間に、図１３に示すような、共振部１２１を配置して
いる。各々の共振部１２１は切断部をもつ長方形をして
いる。第４の実施形態においては矩形の長辺側に切断部
を設けたが、本実施形態においては、矩形の接続部に切
断部を設ける。本明細書においては、この形状をも切り
欠き矩形と呼ぶ。
の間に、図１３に示すような、共振部１２１を配置して
いる。各々の共振部１２１は切断部をもつ長方形をして
いる。第４の実施形態においては矩形の長辺側に切断部
を設けたが、本実施形態においては、矩形の接続部に切
断部を設ける。本明細書においては、この形状をも切り
欠き矩形と呼ぶ。
【００６３】図１２においては、このような共振部１２
１を切り欠き部が交互になるように配置しているが、切
り欠き部を一つの方向に揃えることも可能である。
１を切り欠き部が交互になるように配置しているが、切
り欠き部を一つの方向に揃えることも可能である。
【００６４】図１３に本実施形態の切り欠き矩形を示
す。ここで、矩形は、長辺部１３１、１３２を持ち、接
続部１３３と短辺部１３４、１３５を持つ。この短辺部
１３３と短辺部１３５の間に切断部を有する。ここで、
短辺部１３３と短辺部１３５の長さは必ずしも一致して
いる必要はない。
す。ここで、矩形は、長辺部１３１、１３２を持ち、接
続部１３３と短辺部１３４、１３５を持つ。この短辺部
１３３と短辺部１３５の間に切断部を有する。ここで、
短辺部１３３と短辺部１３５の長さは必ずしも一致して
いる必要はない。
【００６５】このような形状の共振部を用いた他は、第
１の実施形態と同様にして、高周波部材を構成する。
１の実施形態と同様にして、高周波部材を構成する。
【００６６】図１４にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【００６７】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚで、リップル約０．３ｄＢ、挿入損失約０．４ｄ
Ｂの特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れ
たスカート特性が得られた。
ＭＨｚで、リップル約０．３ｄＢ、挿入損失約０．４ｄ
Ｂの特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れ
たスカート特性が得られた。
【００６８】このような共振部においても、直線部分で
発生する共振等は通過帯域とは異なるものであるため、
通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特
性を実現することができる。また、Ｒ面上の任意の方向
に共振素子を形成することができる。 （実施形態６）図１５は、第６の実施形態に係る高周波
部材のレイアウト図を示したものである。
発生する共振等は通過帯域とは異なるものであるため、
通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特
性を実現することができる。また、Ｒ面上の任意の方向
に共振素子を形成することができる。 （実施形態６）図１５は、第６の実施形態に係る高周波
部材のレイアウト図を示したものである。
【００６９】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図１５で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図１５で示されるストリップ導体
を設ける。
【００７０】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【００７１】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
の間に、図１５に示すように、共振部１５１を配置して
いる。各々の共振部１５１は対称なヘアピン形状をして
いる。ヘアピンは、２つの長辺部と接続部を備える。こ
こでは、角部を有するヘアピン形状の例を挙げている
が、角部のないヘアピン形であってもよい。本明細書で
は、角部があるものもないものも含めて、このような形
をヘアピン型という。
の間に、図１５に示すように、共振部１５１を配置して
いる。各々の共振部１５１は対称なヘアピン形状をして
いる。ヘアピンは、２つの長辺部と接続部を備える。こ
こでは、角部を有するヘアピン形状の例を挙げている
が、角部のないヘアピン形であってもよい。本明細書で
は、角部があるものもないものも含めて、このような形
をヘアピン型という。
【００７２】ここで、共振部１５１の長辺部がサファイ
ア基板上の＜１１−２０＞方向１５２に一致するか、ま
たは、なす角ψが、０°≦ψ≦３０°を満足するように
配置する。ここで、方位＜１１−２０＞は図中の矢印１
５２方向をもつベクトルだが、長辺部は向きを持たない
ので、方位＜１１−２０＞と長辺部がなす角ψは０°か
ら９０°で定義される。
ア基板上の＜１１−２０＞方向１５２に一致するか、ま
たは、なす角ψが、０°≦ψ≦３０°を満足するように
配置する。ここで、方位＜１１−２０＞は図中の矢印１
５２方向をもつベクトルだが、長辺部は向きを持たない
ので、方位＜１１−２０＞と長辺部がなす角ψは０°か
ら９０°で定義される。
【００７３】サファイアには誘電率に異方性があるた
め、ヘアピン型共振素子をR面上に配置した場合、ヘア
ピン型共振素子の配置する方位を適切に選択しないと、
インピーダンス不整合によりフィルタの通過帯域のリッ
プルが大きく乱れる。
め、ヘアピン型共振素子をR面上に配置した場合、ヘア
ピン型共振素子の配置する方位を適切に選択しないと、
インピーダンス不整合によりフィルタの通過帯域のリッ
プルが大きく乱れる。
【００７４】ヘアピン型１７段フィルタを、サファイア
R面上に作製し、各々のヘアピン形共振素子の長辺部
と、サファイアの＜１１−２０＞方向のなす角ψを０°
から９０°まで変化させる実験を行った。この実験結果
を図１６に示す。ここで横軸はψ、縦軸は帯域内のリッ
プル量を表す。図中、点線がψ＝３０°である。すなわ
ち、０°≦ψ≦３０°では、帯域内リップルの乱れは１
ｄＢ以下と小さい。これに対し、ψが３０°を超えると
急激にリップルの乱れが大きくなることを実験によって
見出した。よって、０°≦ψ≦３０°とすることによ
り、通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィル
タ特性を実現することが明らかになった。ただし、ψが
0°であるときが最も乱れが少なく、好ましい。さら
に、フィルタが多段になり共振部の個数が多くなると、
インピーダンス不整合によるリップルの乱れは大きくな
るので、多段になればなるほどψは0°付近であること
が好ましい。
R面上に作製し、各々のヘアピン形共振素子の長辺部
と、サファイアの＜１１−２０＞方向のなす角ψを０°
から９０°まで変化させる実験を行った。この実験結果
を図１６に示す。ここで横軸はψ、縦軸は帯域内のリッ
プル量を表す。図中、点線がψ＝３０°である。すなわ
ち、０°≦ψ≦３０°では、帯域内リップルの乱れは１
ｄＢ以下と小さい。これに対し、ψが３０°を超えると
急激にリップルの乱れが大きくなることを実験によって
見出した。よって、０°≦ψ≦３０°とすることによ
り、通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィル
タ特性を実現することが明らかになった。ただし、ψが
0°であるときが最も乱れが少なく、好ましい。さら
に、フィルタが多段になり共振部の個数が多くなると、
インピーダンス不整合によるリップルの乱れは大きくな
るので、多段になればなるほどψは0°付近であること
が好ましい。
【００７５】このような形状の共振部を用い、その長辺
部の方向をサファイア基板の＜１１−２０＞方向とのな
す角を制御した他は、第１の実施形態と同様にして、高
周波部材を構成する。
部の方向をサファイア基板の＜１１−２０＞方向とのな
す角を制御した他は、第１の実施形態と同様にして、高
周波部材を構成する。
【００７６】図１７にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。ここでは、共振部の長辺部とサファイア基板の＜１
１−２０＞方向とのなす角は約１０°である。
す。ここでは、共振部の長辺部とサファイア基板の＜１
１−２０＞方向とのなす角は約１０°である。
【００７７】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚで、リップル約０．５ｄＢ、挿入損失約０．４ｄ
Ｂの特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れ
たスカート特性が得られた。
ＭＨｚで、リップル約０．５ｄＢ、挿入損失約０．４ｄ
Ｂの特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れ
たスカート特性が得られた。
【００７８】このような対称なヘアピン型共振部におい
ても、その長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方
向とのなす角を制御することにより、通過帯域のリップ
ルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現すること
ができる。（実施形態７） 図１８は、第７の実施形態に係る高周波部材のレイアウ
ト図を示したものである。
ても、その長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方
向とのなす角を制御することにより、通過帯域のリップ
ルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現すること
ができる。（実施形態７） 図１８は、第７の実施形態に係る高周波部材のレイアウ
ト図を示したものである。
【００７９】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図１８で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図１８で示されるストリップ導体
を設ける。
【００８０】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【００８１】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
の間に、図１８に示すように、共振部１８１を配置して
いる。各々の共振部１８１は角部を有するヘアピン型で
ある。実施形態６においては、ヘアピンの長辺部をそろ
えて配置しているが、本実施例においては各共振部１８
１の長辺部の一部が重なるように配置している。これ
は、共振素子をずらせて配置することにより、素子間の
結合を弱くして、小型な17段フィルタを実現している。
の間に、図１８に示すように、共振部１８１を配置して
いる。各々の共振部１８１は角部を有するヘアピン型で
ある。実施形態６においては、ヘアピンの長辺部をそろ
えて配置しているが、本実施例においては各共振部１８
１の長辺部の一部が重なるように配置している。これ
は、共振素子をずらせて配置することにより、素子間の
結合を弱くして、小型な17段フィルタを実現している。
【００８２】ここでも、共振部１８１の長辺部がサファ
イア基板上の＜１１−２０＞方向１５２となす角ψが、
０°≦ψ≦３０°を満足するように配置する。
イア基板上の＜１１−２０＞方向１５２となす角ψが、
０°≦ψ≦３０°を満足するように配置する。
【００８３】図１９にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【００８４】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚで、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄ
Ｂの特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れ
たスカート特性が得られた。
ＭＨｚで、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄ
Ｂの特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れ
たスカート特性が得られた。
【００８５】このようなヘアピン型共振部の配置におい
ても、その長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方
向とのなす角を制御することにより、通過帯域のリップ
ルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現すること
ができる。 （実施形態８）図２０は、第８の実施形態に係る高周波
部材のレイアウト図を示したものである。
ても、その長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方
向とのなす角を制御することにより、通過帯域のリップ
ルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現すること
ができる。 （実施形態８）図２０は、第８の実施形態に係る高周波
部材のレイアウト図を示したものである。
【００８６】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２０で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２０で示されるストリップ導体
を設ける。
【００８７】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【００８８】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
の間に、図２０に示すように、共振部２０１を配置して
いる。各々の共振部２０１は角部を持たないヘアピン型
である。
の間に、図２０に示すように、共振部２０１を配置して
いる。各々の共振部２０１は角部を持たないヘアピン型
である。
【００８９】ここでも、共振部２０１の長辺部がサファ
イア基板上の＜１１−２０＞方向１５２となす角ψが、
０°≦ψ≦３０°を満足するように配置する。
イア基板上の＜１１−２０＞方向１５２となす角ψが、
０°≦ψ≦３０°を満足するように配置する。
【００９０】図２１にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【００９１】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．４ｄＢ
の特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．４ｄＢ
の特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
【００９２】ヘアピン形共振素子の短辺部分を円弧状に
することにより、インピーダンス不整合を緩和し、挿入
損失をより小さくすることができる。 （実施形態９）図２２は、第９の実施形態に係る高周波
部材のレイアウト図を示したものである。
することにより、インピーダンス不整合を緩和し、挿入
損失をより小さくすることができる。 （実施形態９）図２２は、第９の実施形態に係る高周波
部材のレイアウト図を示したものである。
【００９３】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２２で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２２で示されるストリップ導体
を設ける。
【００９４】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【００９５】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
の間に、図２２に示すように、共振部２２１を配置して
いる。各々の共振部２２１は角部を有するヘアピン型で
ある。ここでは、２３段フィルタの例を説明する。
の間に、図２２に示すように、共振部２２１を配置して
いる。各々の共振部２２１は角部を有するヘアピン型で
ある。ここでは、２３段フィルタの例を説明する。
【００９６】ここでも、共振部２２１の長辺部がサファ
イア基板上の＜１１−２０＞方向２２２と一致するよう
にしている。即ち、＜１１−２０＞方向と共振部の長辺
部のなす角ψが０°の場合である。
イア基板上の＜１１−２０＞方向２２２と一致するよう
にしている。即ち、＜１１−２０＞方向と共振部の長辺
部のなす角ψが０°の場合である。
【００９７】図２３にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【００９８】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約４０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約４０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
【００９９】このようなヘアピン型共振部の配置におい
ても、その長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方
向とのなす角を制御することにより、通過帯域のリップ
ルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現すること
ができる。 （実施形態１０）図２４は、第１０の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
ても、その長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方
向とのなす角を制御することにより、通過帯域のリップ
ルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現すること
ができる。 （実施形態１０）図２４は、第１０の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
【０１００】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２４で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２４で示されるストリップ導体
を設ける。
【０１０１】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【０１０２】本実施形態においては、Ｌ字型の入出力部
の間に、図２４に示すように、共振部２４１を配置して
いる。各々の共振部２４１は角部を有するヘアピン型で
ある。
の間に、図２４に示すように、共振部２４１を配置して
いる。各々の共振部２４１は角部を有するヘアピン型で
ある。
【０１０３】ここでは、共振部２４１の長辺部とサファ
イア基板上の＜１１−２０＞方向２４２とがなす角ψ
が、約１０°の場合である。
イア基板上の＜１１−２０＞方向２４２とがなす角ψ
が、約１０°の場合である。
【０１０４】図２５にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【０１０５】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚ、リップル約０．５ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。
ＭＨｚ、リップル約０．５ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。
【０１０６】このようなヘアピン型共振部の配置におい
ても、その長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方
向とのなす角を制御することにより、通過帯域のリップ
ルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現すること
ができる。 （実施形態１１）図２７は、第１１の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
ても、その長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方
向とのなす角を制御することにより、通過帯域のリップ
ルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を実現すること
ができる。 （実施形態１１）図２７は、第１１の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
【０１０７】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２７で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２７で示されるストリップ導体
を設ける。
【０１０８】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【０１０９】本実施形態においては、入出力部をL字型
に曲げず、図２７に示すように直線形の入出力部２７１
を設けている。各々の共振部２７２は角部を有するヘア
ピン型である。
に曲げず、図２７に示すように直線形の入出力部２７１
を設けている。各々の共振部２７２は角部を有するヘア
ピン型である。
【０１１０】ここでは、共振部２７２の長辺部とサファ
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
【０１１１】図２８にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【０１１２】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約４０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約４０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
【０１１３】このように、入出力部は直線形でもよく、
さらに円弧など自由な曲線を描いてもよい。 （実施形態１２）図２９は、第１２の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
さらに円弧など自由な曲線を描いてもよい。 （実施形態１２）図２９は、第１２の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
【０１１４】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２９で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２９で示されるストリップ導体
を設ける。
【０１１５】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【０１１６】本実施形態においては、ギャップ励振では
なく図２９に示すようにタップ励振による入出力部２９
１を設けている。各々の共振部２９２は角部を有するヘ
アピン型である。
なく図２９に示すようにタップ励振による入出力部２９
１を設けている。各々の共振部２９２は角部を有するヘ
アピン型である。
【０１１７】ここでは、共振部２９２の長辺部とサファ
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
【０１１８】図３０にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【０１１９】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約４０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約４０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
【０１２０】このように、入出力部はタップ励振を用い
てもよく、また２９１はL字型である必要はなく、直線
や円弧など自由な曲線を描いてもよい。 （実施形態１３）図３１は、第１３の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
てもよく、また２９１はL字型である必要はなく、直線
や円弧など自由な曲線を描いてもよい。 （実施形態１３）図３１は、第１３の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
【０１２１】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２９で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２９で示されるストリップ導体
を設ける。
【０１２２】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【０１２３】本実施形態においては、いわゆるヘアピン
コム型フィルタとなっており、各々の共振部３１１は角
部を有するヘアピン型である。
コム型フィルタとなっており、各々の共振部３１１は角
部を有するヘアピン型である。
【０１２４】ここでは、共振部３１１の長辺部とサファ
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
【０１２５】図３０にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【０１２６】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
【０１２７】このように、ヘアピンコム型フィルタで
も、ヘアピン型共振部の長辺部とサファイア基板の＜１
１−２０＞方向とのなす角を制御することにより、通過
帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を
実現することができる。しかし、ヘアピンコム型フィル
タでは、共振部間の強い結合が必要となる広帯域フィル
タの実現が困難であり、ヘアピン型のほうが設計が容易
であるという利点がある。 （実施形態１４）図３３は、第１４の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
も、ヘアピン型共振部の長辺部とサファイア基板の＜１
１−２０＞方向とのなす角を制御することにより、通過
帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィルタ特性を
実現することができる。しかし、ヘアピンコム型フィル
タでは、共振部間の強い結合が必要となる広帯域フィル
タの実現が困難であり、ヘアピン型のほうが設計が容易
であるという利点がある。 （実施形態１４）図３３は、第１４の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
【０１２８】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２９で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２９で示されるストリップ導体
を設ける。
【０１２９】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【０１３０】本実施形態においては、角部を有するヘア
ピン型共振部３３１および直線形共振部３３２の両方か
ら構成されている。
ピン型共振部３３１および直線形共振部３３２の両方か
ら構成されている。
【０１３１】ここでは、共振部３１１の長辺部とサファ
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
【０１３２】図３４にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【０１３３】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
【０１３４】このように、ヘアピン型共振部と他の形状
の共振部を両方含むフィルタでも、ヘアピン型共振部の
長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方向とのなす
角を制御することにより、通過帯域のリップルを乱すこ
となく、所望のフィルタ特性を実現することができる。 （実施形態１５）図３５は、第１５の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
の共振部を両方含むフィルタでも、ヘアピン型共振部の
長辺部とサファイア基板の＜１１−２０＞方向とのなす
角を制御することにより、通過帯域のリップルを乱すこ
となく、所望のフィルタ特性を実現することができる。 （実施形態１５）図３５は、第１５の実施形態に係る高
周波部材のレイアウト図を示したものである。
【０１３５】厚さ約０．４３ｍｍのサファイアＲ面を切
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２９で示されるストリップ導体
を設ける。
り出した基板（図示せず）の一主面に接地導体（図示せ
ず）を設け、他主面に図２９で示されるストリップ導体
を設ける。
【０１３６】このストリップ導体には厚さ約５００ｎｍ
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
のＹ系超伝導薄膜を用い、ストリップ導体の線路幅は約
０．４ｍｍとする。
【０１３７】本実施形態においては、角部を有するヘア
ピン型共振部３５１、J字型共振部３５２および切り欠
き矩形共振部３５３から構成されており、これらが非対
称に配置されている。
ピン型共振部３５１、J字型共振部３５２および切り欠
き矩形共振部３５３から構成されており、これらが非対
称に配置されている。
【０１３８】ここでは、共振部３５１の長辺部とサファ
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
イア基板上の＜１１−２０＞方向とがなす角ψは、実施
形態９と同様に約０°である。
【０１３９】図３６にこのフィルタ回路の通過特性を示
す。
す。
【０１４０】中心周波数約１．９ＧＨｚ、帯域幅約２０
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
ＭＨｚ、リップル約０．４ｄＢ、挿入損失約０．５ｄＢ
の特性が得られた。また、約３０ｄB／１MHｚの優れた
スカート特性が得られた。
【０１４１】このように、ヘアピン型共振部と他の形状
の共振部を両方含み、それらが非対称に配置されるフィ
ルタでも、ヘアピン型共振部の長辺部とサファイア基板
の＜１１−２０＞方向とのなす角を制御することによ
り、通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィル
タ特性を実現することができる。
の共振部を両方含み、それらが非対称に配置されるフィ
ルタでも、ヘアピン型共振部の長辺部とサファイア基板
の＜１１−２０＞方向とのなす角を制御することによ
り、通過帯域のリップルを乱すことなく、所望のフィル
タ特性を実現することができる。
【０１４２】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、非対称な共振部を配置することで、サファイアR面
基板を用いて急峻なスカート特性を有しかつ低コストな
バンドパスフィルタの実現が可能となる。
ば、非対称な共振部を配置することで、サファイアR面
基板を用いて急峻なスカート特性を有しかつ低コストな
バンドパスフィルタの実現が可能となる。
【０１４３】また、サファイアR面基板上に対称な共振
部を配置しても、その方向を制御することで急峻なスカ
ート特性を有しかつ低コストなバンドパスフィルタの実
現が可能となる。
部を配置しても、その方向を制御することで急峻なスカ
ート特性を有しかつ低コストなバンドパスフィルタの実
現が可能となる。
【図１】本発明に係る高周波部材の構成を説明するため
の例。
の例。
【図２】本発明の第1の実施形態に係る高周波部材のレ
イアウト図。
イアウト図。
【図３】本発明の第1の実施形態に係る高周波部材の共
振部の拡大図。
振部の拡大図。
【図４】本発明の第1の実施形態に係る高周波部材の周
波数特性図。
波数特性図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る高周波部材のレ
イアウト図。
イアウト図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る高周波部材の周
波数特性図。
波数特性図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る高周波部材のレ
イアウト図。
イアウト図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る高周波部材の周
波数特性図。
波数特性図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る高周波部材のレ
イアウト図。
イアウト図。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る高周波部材の
共振部の拡大図。
共振部の拡大図。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る高周波部材の
周波数特性図。
周波数特性図。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る高周波部材の
レイアウト図。
レイアウト図。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る高周波部材の
共振部の拡大図。
共振部の拡大図。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る高周波部材の
周波数特性図。
周波数特性図。
【図１５】本発明の第６の実施形態に係る高周波部材の
レイアウト図。
レイアウト図。
【図１６】サファイアR面上で、＜１１−２０＞方向と
共振部の長辺部の方向とがなす角ψを０度から９０度ま
で変化させたときのリップル量の変化を説明する図。
共振部の長辺部の方向とがなす角ψを０度から９０度ま
で変化させたときのリップル量の変化を説明する図。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る高周波部材の
周波数特性図。
周波数特性図。
【図１８】本発明の第７の実施形態に係る高周波部材の
レイアウト図。
レイアウト図。
【図１９】本発明の第７の実施形態に係る高周波部材の
周波数特性図。
周波数特性図。
【図２０】本発明の第８の実施形態に係る高周波部材の
レイアウト図。
レイアウト図。
【図２１】本発明の第８の実施形態に係る高周波部材の
周波数特性図。
周波数特性図。
【図２２】本発明の第９の実施形態に係る高周波部材の
レイアウト図。
レイアウト図。
【図２３】本発明の第９の実施形態に係る高周波部材の
周波数特性図。
周波数特性図。
【図２４】本発明の第１０の実施形態に係る高周波部材
のレイアウト図。
のレイアウト図。
【図２５】本発明の第１０の実施形態に係る高周波部材
の周波数特性図。
の周波数特性図。
【図２６】サファイア結晶の面方位を説明する図。
【図２７】本発明の第１１の実施形態に係る高周波部材
のレイアウト図。
のレイアウト図。
【図２８】本発明の第１１の実施形態に係る高周波部材
の周波数特性図。
の周波数特性図。
【図２９】本発明の第１２の実施形態に係る高周波部材
のレイアウト図。
のレイアウト図。
【図３０】本発明の第１２の実施形態に係る高周波部材
の周波数特性図。
の周波数特性図。
【図３１】本発明の第１３の実施形態に係る高周波部材
のレイアウト図。
のレイアウト図。
【図３２】本発明の第１３の実施形態に係る高周波部材
の周波数特性図。
の周波数特性図。
【図３３】本発明の第１４の実施形態に係る高周波部材
のレイアウト図。
のレイアウト図。
【図３４】本発明の第１４の実施形態に係る高周波部材
の周波数特性図。
の周波数特性図。
【図３５】本発明の第１５の実施形態に係る高周波部材
のレイアウト図。
のレイアウト図。
【図３６】本発明の第１５の実施形態に係る高周波部材
の周波数特性図。
の周波数特性図。
【符号の説明】
１１ サファイア（１−１００）面
１２ サファイア（１−１０２）面
２１ 共振素子入出力部
２２ 共振素子共振部
３１ J字型共振部長辺部
３２ J字型共振部短辺部
３３ J字型接続部
４０ サファイアR面基板
４１ 接地導体
４２ 共振素子
４３ ４４ 同軸線
４５ ４６ 入出力部
４７ 共振部
１５１ 共振部
１５２ サファイア結晶＜１１−２０＞方向
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山崎 六月
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝 研究開発センター内
(72)発明者 加屋野 博幸
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝 研究開発センター内
(72)発明者 橋本 龍典
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝 研究開発センター内
(56)参考文献 特開 平７−142905（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−204801（ＪＰ，Ａ)
特開2000−357903（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−265008（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/20 - 1/219
H01P 7/00 - 7/10
H01L 39/00
Claims (4)
- 【請求項１】サファイアＲ面を一主面に有する基板と、 前記基板の他主面上に形成された接地導体と、 前記一主面上に形成されたヘアピン型共振部と、 前記共振部を挟む入出力部とを備え、 前記一主面上において、サファイア＜１１−２０＞方向
と前記共振部長辺部がなす角ψが、０度≦ψ≦３０度で
あることを特徴とする高周波部材。 - 【請求項２】前記ヘアピン型共振部が、曲線接続部を有
することを特徴とする請求項１記載の高周波部材。 - 【請求項３】接地導体及び共振部及び入出力部が超伝導
体であることを特徴とする請求項１記載の高周波部材。 - 【請求項４】前記基板と前記超電導体との間にバッファ
層が設けられていることを特徴とする請求項３記載の高
周波部材。
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