JP4170865B2 - Ｓａｗフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、組立工程においてフィルタ特性を調整可能であり、広い通過帯域幅と大きな減衰量を得ることができるＳＡＷフィルタに関する。

近年、携帯電話等の小型の通信機器が多用されている。
このような機器では、周波数選択素子として多くのフィルタが使用され、特にＳＡＷフィルタは比較的安価で小型化に適し、また大量生産を行い易く、多くの製品が提供されている。

しかしながら、ＳＡＷフィルタは、原則として設計時に採用した電極のパターンによって通過帯域幅、減衰量等のフィルタ特性は決定されてしまう。
このため完成したＳＡＷフィルタの特性が所望の仕様を満たさない場合は設計を新規に行う必要があり、かつこのような努力を重ねても、一般的に広い通過帯域と、大きな減衰量を得ることは難しい。

一方、ＳＡＷ共振器を用いたラダー型フィルタの並列腕又は／及び直列腕のＳＡＷ共振器に直列にインダクタンスを介挿して、インダクタンスの値に応じて共振点又は／及び反共振点を移動させることにより広い通過帯域と帯域外で大きな抑圧度を得るようにしたものが開示されている。
特開平５−１８３３８０号公報

（従来技術の問題点）しかしながらこのようなものでは、ＳＡＷ共振器に直列にインダクタンスを介挿するようにしているので設計の自由度が低く、現実にラダー型フィルタを製作する場合、何回も設計、試作をやり直す必要があり生産性が低い問題がある。

（発明の目的）本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、設計の自由度が高く、容易に所望の特性のＳＡＷフィルタを組み立てることが出来、かつ組立工程においてフィルタ特性を調整可能なＳＡＷフィルタを提供することを目的とするものである。

本発明は、
第１のＳＡＷ共振器及び第１のインダクタの直列回路と、第２のＳＡＷ共振器及び第２のインダクタの並列回路とを、直列腕に直列に接続し、
前記第１のＳＡＷ共振器及び第２のＳＡＷ共振器と共にラダー型フィルタを構成するように並列腕に第３のＳＡＷ共振器及び第４のＳＡＷ共振器を配置し、
第３のＳＡＷ共振器に対して直列に第３のインダクタを、また第４のＳＡＷ共振器に対して並列に第４のインダクタを夫々接続し、
前記第１のインダクタ及び第４のインダクタは、通過帯域の周波数を調整するために用いられ、
前記第２のインダクタ及び第３のインダクタは、減衰極の周波数を調整するために用いられることを特徴とするインダクタは、通過帯域の周波数を調整するために用いられることを特徴とする。

このような構成による本発明によれば、広い通過帯域と大きな減衰量を得ることができ、しかも挿入損失も少なく、産業上、有用なＳＡＷフィルタを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１に示すブロック図を参照して詳細に説明する。
図１において、１及び２は直列腕のＳＡＷ共振器である。そして３及び４は並列腕のＳＡＷ共振器である。

そして直列腕のＳＡＷ共振器１、２にそれぞれ並列にインダクタンス５、６を接続している。
図２（ａ）に示すように直列腕のＳＡＷ共振器７に並列にインダクタンス８を接続した場合、図２（ｂ）に示すＳ１１特性（図示破線）のように反共振点ｆｒは一定のままで、Ｓ２１特性（図示実線）の共振点ｆｐの周波数をインダクタンス７の値に応じて変化させることができる。

したがって図２（ｃ）に示すようなフィルタ特性のＳ２１特性（図示実線）において、直列腕のＳＡＷ共振器１、２とインダクタンス５、６による共振点ｆｐ１、ｆｐ２の周波数を略減衰極１０に位置するように調整し、かつＳ１１特性（図示破線）の反共振点ｆｒ１、ｆｒ２の周波数を略通過帯域９に位置させる。

同様に、並列腕のＳＡＷ共振器３、４の共振点ｆｐ３、ｆｐ４の周波数も略減衰極１０に位置させ、かつ反共振点ｆｒ３、ｆｒ４の周波数を略通過帯域９に位置させる。

ここでＳＡＷ共振器、単体では共振点の周波数ｆｐに対して反共振点の周波数ｆｒを一定周波数以上に遠ざけることは不可能である。
しかしながら、図１に示すようにＳＡＷ共振器１、２に対して、並列にインダクタンス５、６を接続して、共振点の周波数を可変した場合は共振点の周波数ｆｐに対して反共振点の周波数ｆｒをきわめて離すことが可能となる。

したがって、各ＳＡＷ共振器の反共振点の周波数ｆｒを所望の通過帯域幅に応じて分散して配置することによって広い通過帯域幅を実現できる。
そして各共振点の周波数をできるだけ接近して配置することにより大きな減衰量を得ることができる。

さらに図１に示すブロック図では、各直列腕のＳＡＷ共振器１、２に並列にインダクタンスを接続しているので、各インダクタンス５、６のもつ抵抗分がフィルタ特性の挿入損失となることがない。
このためきわめて小さな挿入損失を実現することができる。

たとえば図１に示すブロック図の構成のフィルタについて、シュミレーションを行ったところ比帯域９％以上で挿入損失０．３ｄＢ、減衰量５５ｄＢのフィルタが実現できる結果を得られた。
したがって、通過帯域が広く、挿入損失が少なく、かつ大きな減衰量のフィルタを実現できる。

このような構成であれば、フィルタの組立工程において最適な値のインダクタンスを選択することによってフィルタ特性の調整が可能であり、それによって通過帯域が広く、大きな減衰量のフィルタ特性を実現することができる。
また、インダクタンスをＳＡＷ共振器に並列に接続するようにしている。したがってＳＡＷ共振器に直列にインダクタンスを接続する場合のように、本質的なインダクタンスの抵抗分によって損失を生じることがなく、挿入損失の少ないフィルタを実現することができる。

特にＳＡＷ共振器に直列にインダクタンスを接続する構成では、要求されるフィルタの特性によっては、大きな値のインダクタンスを用いる必要があり、さらに小型化しなければならない場合は必然的にインダクタンスの抵抗分は大きくなる。したがって、このようなフィルタを用いると挿入損失は著しく増大し、実用的に用いることができないことも考えられる。

なお本発明は、上記実施の態様に限定されるものではなく、たとえば図３に示すように直列腕のＳＡＷ共振器１、２に並列にインダクタンス５、６を接続し、並列腕のＳＡＷ共振器３に直列にインダクタンス９を接続するようにしてもよい。
この場合、図４（ａ）に示すように並列腕のＳＡＷ共振器１０に直列にインダクタンス１１を接続した場合は、図４（ｂ）に示すようにＳ１１特性の反共振点の周波数は一定であり、インダクタンス１１の値に応じてＳ２１特性の共振点ｆｐの周波数を可変することができる。

したがって最適なフィルタ特性を得るために調整可能な要素が多くなり、容易に所望の特性を得ることができるように調整することができる。
さらに本発明は図５に示す他の実施態様のように直列腕のＳＡＷ共振器１、２に対して直列及び並列にインダクタンス１２、６を接続している。
そして並列腕のＳＡＷ共振器３、４に対して直列及び並列にインダクタンス９、１３を接続するようにしてもよい。
この場合、図６（ａ）に示すように直列腕のＳＡＷ共振器１４に直列にインダクタンス１５を接続すると図６（ｂ）に示すようにＳ１１特性の反共振点の周波数ｆｒはインダクタンス１５の値に応じて可変出来、Ｓ２１特性の共振点ｆｐの周波数は一定値となる。

また図７（ａ）に示すように並列腕のＳＡＷ共振器１６に並列にインダクタンス１７を接続した場合は、図７（ｂ）に示すようにＳ１１特性の反共振点の周波数ｆｒをインダクタンス１７の値に応じて可変することができ、Ｓ２１特性の共振点ｆｐの周波数は一定値となる。

したがって、このような組み合わせでフィルタを組み立てれば、調整可能な要素はさらに多くなり、所望の特性のフィルタを容易に実現することができる。
なお上記実施の態様では、ＳＡＷ共振器に並列又は直列にインダクタンスを接続して共振点の周波数を可変するものについて説明したがこのようなものに限定されることなく、たとえばＳＡＷ共振器に並列又は直列にコンデンサを接続して共振周波数を可変するようにしてもよい。

このようにすると、一般的には広い通過帯域を得ることは難しいが、急峻な減衰特性を得られる利点がある。

本発明の一実施形態のブロック図である。 （ａ）は図１に示す実施態様の要部の回路図、（ｂ）はＳパラメータの変化を示す図、（ｃ）はフィルタの特性図である。 本発明の他の実施態様のブロック図である。 （ａ）は図３に示す実施態様の要部の回路図、（ｂ）はＳパラメータの変化を示す図である。 本発明のさらに他の実施態様のブロック図である。 （ａ）は図５に示す実施態様の要部の回路図、（ｂ）はＳパラメータの変化を示す図である。 （ａ）は図５に示す実施態様の他の要部の回路図、（ｂ）はＳパラメータの変化を示す図である。

符号の説明

１、２、３、４、７、１０、１４、１６ ・・ＳＡＷ共振器
５、６、８、９、１１、１２、１３、１５、１７ ・・インダクタンス

Claims (1)

1. 第１のＳＡＷ共振器及び第１のインダクタの直列回路と、第２のＳＡＷ共振器及び第２のインダクタの並列回路とを、直列腕に直列に接続し、
   前記第１のＳＡＷ共振器及び第２のＳＡＷ共振器と共にラダー型フィルタを構成するように並列腕に第３のＳＡＷ共振器及び第４のＳＡＷ共振器を配置し、
   第３のＳＡＷ共振器に対して直列に第３のインダクタを、また第４のＳＡＷ共振器に対して並列に第４のインダクタを夫々接続し、
   前記第１のインダクタ及び第４のインダクタは、通過帯域の周波数を調整するために用いられ、
   前記第２のインダクタ及び第３のインダクタは、減衰極の周波数を調整するために用いられることを特徴とするＳＡＷフィルタ。

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