JP4643666B2

JP4643666B2 - ２次高調波抑圧フィルタ

Info

Publication number: JP4643666B2
Application number: JP2008041371A
Authority: JP
Inventors: 治夫小島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: JP2009200911A

Description

本発明は、高周波回路のフィルタ装置に係り、特に基本波の２次高調波を抑圧する高調波抑圧フィルタに関する。

高周波回路において高調波は高周波回路の性能を悪化させる。このためこの高調波を抑圧するフィルタが提案されている（例えば、特許文献１）。

図４は従来の高調波抑圧フィルタの例である。図４に示すように、従来の高調波抑圧フィルタは、入力端子１０に接続する基本波の１／８波長の長さの第１の開放線路１１１と、入力端子１０と第１の開放線路１１１とに一端を接続する５０Ω線路１１４と、５０Ω線路１１４の他端に接続する基本波の１／８波長の長さの第２の開放線路１１２と、を備える。

図５は従来の高調波抑圧フィルタの２次高調波のインピーダンスの遷移を示すイミッタンスチャートである。基本波の１／８波長の長さの第１の開放線路１１１は２次高調波には１／４波長の長さを有する開放スタブ回路として機能する。このため、図４のＦ点におけるインピーダンスは図５のＦ１点となる。

５０Ω線路１１４は任意の長さを有するため、この長さに対応したインピーダンスが生じる。このため、図４のＧ点におけるインピーダンスは図５のＧ１点となる。

出力側にインピーダンスが５０Ωの負荷が接続されているとき、図４のＨ点からみると、基本波の１／８波長の長さの第２の開放線路１１２は２次高調波には１／４波長の長さを有する開放スタブ回路として機能する。このため、図４のＨ点におけるインピーダンスは図５のＨ１点となる。

このことは、従来の高調波フィルタは、２次高調波にとってＨ点において短絡し、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）が大きくなり、反射損失が最大となることを意味する。このため、２次高調波を抑圧できる。
特開平８−２７４５０４号公報

しかし、従来の高調波フィルタは出力側に接続される負荷が、アンテナなどのようにインピーダンスが正確に５０Ωでなく、ＶＳＷＲが大きい場合には、２次高調波の抑圧が悪化するという問題点があった。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、２次高調波における周波数においてＶＳＷＲが大きい負荷を接続しても２次高調波の抑圧が悪化しない２次高調波抑圧フィルタを提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明の一実施形態は、出力側が２次高調波にとって短絡となる高調波フィルタと、前記高調波フィルタの出力側に接続され、出力側が２次高調波にとって開放となる高周波回路と、一端が高周波回路の出力側と出力端子に接続する終端抵抗と、基本波の１／４波長の長さを有し、一端が抵抗の他端に接続し、他端がグランドに接地する線路とを有する短絡線路と、を備える２次高調波抑圧フィルタを提供する。

本発明によれば、アンテナ等の２次高調波にとってＶＳＷＲが大きい負荷を接続しても、２次高調波の抑圧が悪化しないという効果がある。

以下、本発明による２次高調波抑圧フィルタの一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。なお、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

図１は本実施形態の２次高調波抑圧フィルタ１を示す回路図である。図１に示すように、２次高調波抑圧フィルタ１は、出力側が短絡となる高調波フィルタ２と、高調波フィルタ２の出力側に接続された、出力側が２次高調波にとって開放となる高周波回路と、高周波回路の出力側と出力端子１４に接続する５０Ωの終端抵抗１２に直列に接続された基本波の１／４波長の長さの短絡線路１３と、を備える。

高周波回路は例えば高調波フィルタ２の出力側に接続された基本波の１／８波長の長さの５０Ω線路１１３が挙げられる。高周波回路はこれに限られるものではない。

高調波フィルタ２は、例えば入力端子１０に接続する基本波の１／８波長の長さの第１の開放線路１１１と、入力端子１０と第１の開放線路１１１とに一端を接続する５０Ω線路１１４と、５０Ω線路１１４の他端に接続する基本波の１／８波長の長さの第２の開放線路１１２と、を備える。高周波フィルタ２はこれに限られるものではない。

以上の構成をとった場合、接続は次のようになる。すなわち、２次高調波抑圧フィルタ１においては、基本波の１／８波長の長さの第１の開放線路１１１は入力端子に接続する。５０Ω線路１１４は入力端子と前記第１の開放線路とに一端を接続する。基本波の１／８波長の長さの第２の開放線路１１２は５０Ω線路１１４の他端に接続する。基本波の１／８波長の長さの５０Ω線路１１３は５０Ω線路１１４の他端と第２の開放線路１１２とに一端を接続する。基本波の１／４波長の長さの短絡線路１３は５０Ω線路１１３の他端と出力端子に接続する５０Ωの終端抵抗１２に直列に一端を接続し、他端は接地する。

次に、２次高調波抑圧フィルタ１の動作について説明する。図２は２次高調波抑圧フィルタ１の２次高調波のインピーダンスの遷移を示すイミッタンスチャートである。基本波の１／８波長の長さの第１の開放線路１１１は２次高調波には１／４波長の長さを有する開放スタブ回路として機能する。このため、図１のＡ点におけるインピーダンスは図２のＡ１点となる。

５０Ω線路１１４は任意の長さを有するため、この長さに対応したインピーダンスが生じる。このため、図１のＢ点におけるインピーダンスは図２のＢ１点となる。

図１のＣ点からみると、基本波の１／８波長の長さの第２の開放線路１１２は２次高調波には１／４波長の長さを有する開放スタブ回路として機能する。このため、図１のＣ点におけるインピーダンスは図２のＣ１点となる。

このことは、従来の高調波フィルタは、２次高調波にとってＣ点において短絡し、ＶＳＷＲが大きくなり、反射損失が最大となることを意味する。このため、ほとんどの２次高調波を抑圧できる。

２次高調波抑圧フィルタ１はさらに基本波の１／８波長の長さの５０Ω線路１１３を接続する。この第２の５０Ω線路１１３は２次高調波にとって１／４波長５０Ω線路として機能し、回路が開放となる。すなわち、図１のＤ点におけるインピーダンスは図２のＤ１点となる。

２次高調波抑圧フィルタ１はさらに５０Ωの終端抵抗１２に直列に接続された基本波の１／４波長の長さの短絡線路１３と、を備える。基本波の１／４波長の長さの短絡線路１３は２次高調波にとって１／２波長短絡線として機能し、終端抵抗１２のインピーダンスと同一になる。すなわち、出力端子１４から見たインピーダンスは終端抵抗１２のインピーダンスと同一になるため、ＶＳＷＲの値は小さく反射損失は最小となる。このため、２次高調波は終端抵抗１２において熱エネルギーに変換される。

このようにして、２次高調波抑圧フィルタ１は２次高調波における周波数においてＶＳＷＲが大きい負荷を接続しても２次高調波を効率よく抑圧する。

ここで、基本波について説明する。図３は２次高調波抑圧フィルタ１の基本波のインピーダンスの遷移を示すイミッタンスチャートである。基本波の１／８波長の長さの第１の開放線路１１１は基本波には開放スタブ回路として機能する。このため、図１のＡ点におけるインピーダンスは図３のＡ２点となる。

５０Ω線路１１４は任意の長さを有するため、この長さに対応したインピーダンスが生じる。このため、図１のＢ点におけるインピーダンスは図２のＢ２点となる。

図１のＣ点からみると、基本波の１／８波長の長さの第２の開放線路１１２は基本波には開放スタブ回路として機能する。このため、図１のＣ点におけるインピーダンスは図３のＣ２点となる。すなわち、ＶＳＷＲの値は小さくなる。

また、基本波の１／８波長の長さの５０Ω線路１１３はＶＳＷＲに影響を与えない。図１のＪ点のインピーダンスも基本波において１／４波長となる短絡線路１３の効果により開放となる。このため、出力端子１４から見たインピーダンスは図３のＣ２点と同一となり、ＶＳＷＲの値は小さく、反射損失は最小となる。

以上述べたように、本実施形態の２次高調波抑圧フィルタ１は、出力側が短絡となる高調波フィルタ２と、高調波フィルタ２の出力側に接続された、出力側が２次高調波にとって開放となる高周波回路と、高周波回路の出力側と出力端子１４に接続する５０Ωの終端抵抗１２に直列に接続された基本波の１／４波長の長さの短絡線路１３と、を備える。このため、アンテナ等の２次高調波にとってＶＳＷＲが大きい負荷を接続しても、２次高調波の抑圧が悪化しないという効果がある。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

２次高調波抑圧フィルタ１を示す回路図である。２次高調波抑圧フィルタ１の２次高調波のインピーダンスの遷移を示すイミッタンスチャートである。２次高調波抑圧フィルタ１の基本波のインピーダンスの遷移を示すイミッタンスチャートである。従来の高調波抑圧フィルタの例である。従来の高調波抑圧フィルタの２次高調波のインピーダンスの遷移を示すイミッタンスチャートである。

符号の説明

１：２次高調波抑圧フィルタ、
２：高調波フィルタ、
１２：終端抵抗、
１３：基本波の１／４波長の長さの短絡線路、
１１１：基本波の１／８波長の長さの第１の開放線路、
１１２：基本波の１／８波長の長さの第２の開放線路、
１１３：基本波の１／８波長の長さの５０Ω線路、
１１４：５０Ω線路。

Claims

出力側が２次高調波にとって短絡となる高調波フィルタと、
前記高調波フィルタの出力側に接続され、出力側が２次高調波にとって開放となる高周波回路と、
一端が前記高周波回路の出力側と出力端子に接続された終端抵抗と、基本波の１／４波長の長さを有し、一端が前記抵抗の他端に接続され、他端がグランドに接地された線路とを有する短絡線路と、
を備える２次高調波抑圧フィルタ。
出力側が２次高調波にとって短絡となる高調波フィルタと、
前記高調波フィルタの出力側に接続され、基本波の１／８波長の長さを有し、出力側が２次高調波にとって開放となる第１の線路と、
一端が前記第１の線路の他端と出力端子に接続された終端抵抗と、基本波の１／４波長の長さを有し、一端が前記抵抗の他端に接続され、他端がグランドに接地された線路とを有する短絡線路と、
を備える２次高調波抑圧フィルタ。
入力端子に接続する基本波の１／８波長の長さの第１の開放線路と、
前記入力端子と前記第１の開放線路とに一端を接続された第２の線路と、
前記第２の線路の他端に接続する基本波の１／８波長の長さの第２の開放線路と、
前記第２の線路の他端と前記第２の開放線路とに一端を接続され、基本波の１／８波長の長さを有し、出力側が２次高調波にとって開放となる第１の線路と、
一端が前記第１の線路の他端と出力端子に接続する終端抵抗と、基本波の１／４波長の長さを有し、一端が前記抵抗の他端に接続され、他端がグランドに接地された線路とを有する短絡線路と、
を備える２次高調波抑圧フィルタ。