特許ウォッチ

公開番号2025012523
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115409
出願日2023-07-13
発明の名称フィルタ、高周波モジュール、および通信装置
出願人京セラ株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H03H 7/01 20060101AFI20250117BHJP(基本電子回路)
要約【課題】フィルタの周波特性を改善する。
【解決手段】通過帯域および阻止帯域を有するフィルタは、第1インダクタと第1キャパシタとを有する第1共振器と、第2インダクタと第2キャパシタとを有する第2共振器と、を備えている。前記第1共振器の共振周波数は、前記通過帯域に対して低周波側の前記阻止帯域内に位置しており、前記第2共振器の共振周波数は、前記通過帯域に対して高周波側の前記阻止帯域内に位置している。フィルタの伝搬特性係数γは、1とは異なっている。γは、第1共振器および第2共振器の構成および接続関係に応じて、異なる算出法によって算出されうる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
通過帯域および阻止帯域を有するフィルタであって、
第１インダクタと第１キャパシタとを有する第１共振器と、
第２インダクタと第２キャパシタとを有する第２共振器と、を備えており、
前記第１共振器の共振周波数は、前記通過帯域に対して低周波側の前記阻止帯域内に位置しており、
前記第２共振器の共振周波数は、前記通過帯域に対して高周波側の前記阻止帯域内に位置しており、
前記フィルタの伝搬特性係数として定められるγは、γ≠１であり、
第１パターンでは、
前記フィルタは、第１直列腕と、前記第１直列腕に隣接する第２直列腕と、を含んでおり、
前記第１共振器は、前記第１パターンにおける前記第１直列腕に位置しているとともに、前記第１インダクタと前記第１キャパシタとが並列に接続されたタイプ１第１並列共振器であり、
前記第２共振器は、前記第１パターンにおける前記第２直列腕に位置しているとともに、前記第２インダクタと前記第２キャパシタとが並列に接続されたタイプ１第２並列共振器であり、
前記第１パターンにおけるγは、下記の第１算出法から第５算出法までのいずれかによって定められ、
［第１算出法］
前記第１インダクタのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］として表し、
前記第２インダクタのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］として表し、
前記第１キャパシタのキャパシタンス値Ｃ１［Ｆ］として表し、
前記第２キャパシタのキャパシタンス値Ｃ２［Ｆ］として表した場合に、
β１＝Ｌ１／Ｃ１
β２＝Ｌ２／Ｃ２
としてβ１およびβ２が定められ、
γ＝（β２／β１）
１／２
としてγが定められる、
［第２算出法］
前記タイプ１第１並列共振器の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］として表し、
前記タイプ１第２並列共振器の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］として表し、
前記第１インダクタのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］として表し、
前記第２インダクタのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］として表した場合に、
γ＝（ｆ２／ｆ１）・（Ｌ２／Ｌ１）
としてγが定められる、
［第３算出法］
前記タイプ１第１並列共振器の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］として表し、
前記タイプ１第２並列共振器の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］として表し、
前記第１キャパシタのキャパシタンス値をＣ１［Ｆ］として表し、
前記第２キャパシタのキャパシタンス値をＣ２［Ｆ］として表した場合に、
γ＝（ｆ１／ｆ２）・（Ｃ１／Ｃ２）
としてγが定められる、
［第４算出法］
前記タイプ１第１並列共振器の共振周波数ｆ１［Ｈｚ］として表し、
前記タイプ１第２並列共振器の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］として表し、
ｆ１における前記第１インダクタのリアクタンス値Ｘ１［Ω］として表し、
ｆ２における前記第２インダクタのリアクタンス値をＸ２［Ω］として表した場合に、
γ＝Ｘ２／Ｘ１
としてγが定められる、
［第５算出法］
前記タイプ１第１並列共振器の共振周波数ｆ１［Ｈｚ］として表し、
前記タイプ１第２並列共振器の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］として表し、
ｆ１における前記第１キャパシタのサセプタンス値をＢ１［１／Ω］として表し、
ｆ２における前記第２キャパシタのサセプタンス値をＢ２［１／Ω］として表した場合に、
γ＝Ｂ１／Ｂ２
としてγが定められる、
第２パターンでは、
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記第１パターンおよび前記第４パターンの少なくとも一方において、γ＞１である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記第２パターンおよび前記第３パターンの少なくとも一方において、γ＜１である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記第２共振器の共振周波数は、前記第１共振器の共振周波数の２倍以上かつ１０倍以下である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記通過帯域の高域端周波数は、前記通過帯域の低域端周波数の１．１２倍以上かつ４倍以下である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項６】
前記第１パターンまたは前記第４パターンにおける前記第１共振器および前記第２共振器の共振周波数を、ｆ１およびｆ２としてそれぞれ表した場合に、
ｆ０＝（ｆ１・ｆ２）
１／２
としてｆ０［Ｈｚ］が定められ、
α１＝ｆ１／ｆ０
α２＝ｆ２／ｆ０
としてα１とα２とが定められ、
αＳ２１ｍａｘ＝｛（γ・α１＋α２）／（α１＋γ・α２）｝
１／２
としてαＳ２１ｍａｘが定められ、
前記通過帯域の低域端周波数および高域端周波数を、ｆｐ１［Ｈｚ］およびｆｐ２［Ｈｚ］としてそれぞれ表した場合に、
αｐ１＝ｆｐ１／ｆ０
αｐ２＝ｆｐ２／ｆ０
としてαｐ１とαｐ２とが定められ、
αｐ１≦αＳ２１ｍａｘ≦αｐ２
である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記第２パターンまたは前記第３パターンにおける前記第１共振器および前記第２共振器の共振周波数を、ｆ１およびｆ２としてそれぞれ表した場合に、
ｆ０＝（ｆ１・ｆ２）
１／２
としてｆ０［Ｈｚ］が定められ、
α１＝ｆ１／ｆ０
α２＝ｆ２／ｆ０
としてα１とα２とが定められ、
αＳ２１ｍａｘ＝｛（α１＋γ・α２）／（γ・α１＋α２）｝
１／２
としてαＳ２１ｍａｘが定められ、
前記通過帯域の低域端周波数および高域端周波数を、ｆｐ１［Ｈｚ］およびｆｐ２［Ｈｚ］としてそれぞれ表した場合に、
αｐ１＝ｆｐ１／ｆ０
αｐ２＝ｆｐ２／ｆ０
としてαｐ１とαｐ２とが定められ、
αｐ１≦αＳ２１ｍａｘ≦αｐ２
である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項８】
前記第３パターンにおける前記第１共振器および前記第２共振器の共振周波数を、ｆ１［Ｈｚ］およびｆ２［Ｈｚ］としてそれぞれ表した場合に、
ｆ０＝（ｆ１・ｆ２）
１／２
としてｆ０［Ｈｚ］が定められ、
ｆ１とｆ２との間において、前記フィルタの透過係数が極大となる周波数をｆｓ０［Ｈｚ］として表した場合に、
α１＝ｆ１／ｆ０
αｓ０＝ｆｓ０／ｆ０
としてα１とαｓ０とが定められ、
ｆ０［Ｈｚ］における前記第２キャパシタのサセプタンス値ＢＣｓが、前記第３パターンにおいて算出されたγに関する下記の条件式、
TIFF
2025012523000120.tif
15
170
を満たしている、
ここで、
｜Ｓ２１｜＝１０
－０．０１
Ｚ０＝５０［Ω］
δ０＝０．３３２１α１
２
＋０．６７３２α１－０．０８３
である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項９】
前記第４パターンにおける前記第１共振器および前記第２共振器の共振周波数を、ｆ１［Ｈｚ］およびｆ２［Ｈｚ］としてそれぞれ表した場合に、
ｆ０＝（ｆ１・ｆ２）
１／２
としてｆ０［Ｈｚ］が定められ、
ｆ１とｆ２との間において、前記フィルタの透過係数が極大となる周波数をｆｓ０［Ｈｚ］として表した場合に、
α１＝ｆ１／ｆ０
αｓ０＝ｆｓ０／ｆ０
としてα１とαｓ０とが定められ、
ｆ０［Ｈｚ］における前記第１キャパシタのサセプタンス値ＢＣｓが、前記第４パターンにおいて算出されたγに関する下記の条件式、
TIFF
2025012523000121.tif
15
170
を満たしている、
ここで、
｜Ｓ２１｜＝１０
－０．０１
Ｚ０＝５０［Ω］
δ０＝０．３３０４α１
２
＋０．６７６α１－０．０８３７
である、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記第１パターンにおける前記第１共振器および前記第２共振器の共振周波数を、ｆ１［Ｈｚ］およびｆ２［Ｈｚ］としてそれぞれ表した場合に、
ｆ０＝（ｆ１・ｆ２）
１／２
としてｆ０［Ｈｚ］が定められ、
ｆ１とｆ２との間において、前記フィルタの透過係数が極大となる周波数をｆｓ０［Ｈｚ］として表した場合に、
α１＝ｆ１／ｆ０
αｓ０＝ｆｓ０／ｆ０
としてα１とαｓ０とが定められ、
前記第１パターンにおけるβ１が、前記第１パターンにおいて算出されたγに関する下記の条件式、
TIFF
2025012523000122.tif
14
170
を満たしている、
ここで、
｜Ｓ２１｜＝１０
－０．０１
Ｙ０＝０．０２［Ｓ］
δ０＝０．７０６２α１
２
＋０．０３９２α１＋０．１７７８
である、請求項１に記載のフィルタ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、フィルタに関する。
続きを表示（約 4,800 文字）【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、複数の共振回路を有するフィルタの構成例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－３２８２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルタの周波数特性を改善すること望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係るフィルタは、通過帯域および阻止帯域を有するフィルタであって、第１インダクタと第１キャパシタとを有する第１共振器と、第２インダクタと第２キャパシタとを有する第２共振器と、を備えており、前記第１共振器の共振周波数は、前記通過帯域に対して低周波側の前記阻止帯域内に位置しており、前記第２共振器の共振周波数は、前記通過帯域に対して高周波側の前記阻止帯域内に位置しており、前記フィルタの伝搬特性係数として定められるγは、γ≠１であり、
第１パターンでは、前記フィルタは、第１直列腕と、前記第１直列腕に隣接する第２直列腕と、を含んでおり、前記第１共振器は、前記第１パターンにおける前記第１直列腕に位置しているとともに、前記第１インダクタと前記第１キャパシタとが並列に接続されたタイプ１第１並列共振器であり、前記第２共振器は、前記第１パターンにおける前記第２直列腕に位置しているとともに、前記第２インダクタと前記第２キャパシタとが並列に接続されたタイプ１第２並列共振器であり、前記第１パターンにおけるγは、下記の第１算出法から第５算出法までのいずれかによって定められ、
［第１算出法］
前記第１インダクタのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］として表し、
前記第２インダクタのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］として表し、
前記第１キャパシタのキャパシタンス値Ｃ１［Ｆ］として表し、
前記第２キャパシタのキャパシタンス値Ｃ２［Ｆ］として表した場合に、
β１＝Ｌ１／Ｃ１
β２＝Ｌ２／Ｃ２
としてβ１およびβ２が定められ、
γ＝（β２／β１）
１／２
としてγが定められる、
［第２算出法］
前記タイプ１第１並列共振器の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］として表し、
前記タイプ１第２並列共振器の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］として表し、
前記第１インダクタのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］として表し、
前記第２インダクタのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］として表した場合に、
γ＝（ｆ２／ｆ１）・（Ｌ２／Ｌ１）
としてγが定められる、
［第３算出法］
前記タイプ１第１並列共振器の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］として表し、
前記タイプ１第２並列共振器の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］として表し、
前記第１キャパシタのキャパシタンス値をＣ１［Ｆ］として表し、
前記第２キャパシタのキャパシタンス値をＣ２［Ｆ］として表した場合に、
γ＝（ｆ１／ｆ２）・（Ｃ１／Ｃ２）
としてγが定められる、
［第４算出法］
前記タイプ１第１並列共振器の共振周波数ｆ１［Ｈｚ］として表し、
前記タイプ１第２並列共振器の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］として表し、
ｆ１における前記第１インダクタのリアクタンス値Ｘ１［Ω］として表し、
ｆ２における前記第２インダクタのリアクタンス値をＸ２［Ω］として表した場合に、
γ＝Ｘ２／Ｘ１
としてγが定められる、
［第５算出法］
前記タイプ１第１並列共振器の共振周波数ｆ１［Ｈｚ］として表し、
前記タイプ１第２並列共振器の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］として表し、
ｆ１における前記第１キャパシタのサセプタンス値をＢ１［１／Ω］として表し、
ｆ２における前記第２キャパシタのサセプタンス値をＢ２［１／Ω］として表した場合に、
γ＝Ｂ１／Ｂ２
としてγが定められる、
第２パターンでは、前記フィルタは、第１並列腕と、前記第１並列腕に隣接する第２並列腕と、を含んでおり、前記第１共振器は、前記第２パターンにおける前記第１並列腕に位置しているとともに、前記第１インダクタと前記第１キャパシタとが直列に接続されたタイプ１第１直列共振器であり、前記第２共振器は、前記第２パターンにおける前記第２並列腕に位置しているとともに、前記第２インダクタと前記第２キャパシタとが直列に接続されたタイプ１第２直列共振器であり、前記第２パターンにおけるγは、下記の第６算出法から第１０算出法までのいずれかによって定められ、
［第６算出法］
前記第１インダクタのインダクタンス値をＬ１［Ｈ］として表し、
前記第２インダクタのインダクタンス値をＬ２［Ｈ］として表し、
前記第１キャパシタのキャパシタンス値Ｃ１［Ｆ］として表し、
前記第２キャパシタのキャパシタンス値Ｃ２［Ｆ］として表した場合に、
β１＝Ｌ１／Ｃ１
β２＝Ｌ２／Ｃ２
としてβ１およびβ２が定められ、
γ＝（β２／β１）
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一態様によれば、フィルタの周波数特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態１におけるフィルタの一構成例を示す。
実施形態１における比較例としてのフィルタの構成例を示す。
実施形態１におけるフィルタおよび比較例におけるフィルタのそれぞれの周波数特性の例を示す。
実施形態１の比較例におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１における２ポート回路の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
αＳ１およびαＳ２の一例を模式的に示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの別の構成例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態１におけるフィルタのさらに別の構成例を示す。
実施形態１におけるフィルタのさらに別の構成例を示す。
図２０の複合フィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの一構成例を示す。
実施形態２における比較例としてのフィルタの構成例を示す。
実施形態２におけるフィルタおよび比較例におけるフィルタのそれぞれの周波数特性の例を示す。
実施形態２の比較例におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２における２ポート回路の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの別の構成例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態２におけるフィルタのさらに別の構成例を示す。
実施形態２におけるフィルタのさらに別の構成例を示す。
実施形態３におけるフィルタの一構成例を示す。
実施形態３におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態３におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態３におけるフィルタの別の構成例を示す。
実施形態３におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態３におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態３におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態３におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態３におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態３におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態３におけるフィルタのさらに別の構成例を示す。
実施形態３におけるフィルタのさらに別の構成例を示す。
実施形態４におけるフィルタの一構成例を示す。
実施形態４におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態４におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態４におけるフィルタの別の構成例を示す。
実施形態４におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態４におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態４におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態４におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態４におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態４におけるフィルタの周波数特性の例を示す。
実施形態４におけるフィルタのさらに別の構成例を示す。
実施形態４におけるフィルタのさらに別の構成例を示す。
実施形態５における通信装置の概略的な構成を例示する。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態１〕
実施形態１について以下に説明する。説明の便宜上、実施形態１にて説明したコンポーネント（構成要素）と同じ機能を有するコンポーネントについては、以降の各実施形態では同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。簡潔化のため、公知の技術事項についても説明を適宜省略する。
【０００９】
本明細書において述べる各コンポーネントおよび各数値は、特に矛盾のない限り、いずれも単なる一例である。それゆえ、例えば、特に矛盾のない限り、各コンポーネントの位置関係および接続関係は、各図の例に限定されない。また、各図は、必ずしもスケール通りに図示されていない。本明細書では、特に矛盾のない限り、２つの数ＡおよびＢについての表記「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上かつＢ以下」を表す。
【００１０】
本明細書における「接続されている」という記載は、電気回路の文脈においては、「電気的に接続されている」ことを意味する。したがって、「接続されている」という記載は、物理的な接続を必ずしも意味しない。本明細書では、あるインダクタＬのインダクタンス値についてもＬと表記する。また、あるキャパシタＣのキャパシタンス値についてもＣと表記する。
（【００１１】以降は省略されています）

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