JP2002335108A - Method of designing impedance transformer - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、主としてVHF帯、
UHF帯、マイクロ波帯、およびミリ波帯で用いられる
インピーダンス変成器の広帯域化に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention mainly relates to a VHF band,
The present invention relates to broadening the impedance transformer used in the UHF band, the microwave band, and the millimeter wave band.
【0002】[0002]
【従来の技術】図34〜35はS.Herbert, “ Microstr
ip Interdigital Filter Design ,”Microwave Journal
,pp.187-188, Nov.1990、あるいは、J.A.G.Malherbe,
“ Microwave Transmission Line Filters”, ARTECH H
OUSE, INC, pp.111-130, 1979.に示され従来の高周波フ
ィルタの設計手順を示す図であり、図34は設計フロ
ー、図35は原形低域通過フィルタの回路、図36はイ
ンタディジタル形帯域通過フィルタの等価回路である。
図35において、Ci’(i=1,3)およびLi’(i=2,4)は
原形低域通過フィルタの素子、G0’は電源インピーダ
ンス、G5’は負荷インピーダンス、gi (i=0,1,…,
5)はフィルタの伝達関数によって定まる係数である。
また、図36において、Li (i=1,…,4)は並列インダ
クタンス、Ji,i+1 (i,=1,2,3)はJインバータ、δ0
およびδ5はインピーダンス変成比である。LiおよびJ
i,i+1はθ=π/2となる周波数近傍で図36(b)お
よび(c)に示す分布定数線路の等価回路で表される。2. Description of the Related Art FIGS. 34 to 35 show S. Herbert, "Microstr.
ip Interdigital Filter Design, ”Microwave Journal
, pp. 187-188, Nov. 1990, or JAGMalherbe,
“Microwave Transmission Line Filters”, ARTECH H
OUSE, INC, pp.111-130, 1979. is a diagram showing the design procedure of a conventional high-frequency filter. FIG. 34 is a design flow, FIG. 35 is a circuit of a low-pass filter, and FIG. It is an equivalent circuit of a bandpass filter.
In FIG. 35, Ci '(i = 1,3) and Li' (i = 2,4) are the elements of the original low-pass filter, G0 'is the power supply impedance, G5' is the load impedance, and gi (i = 0,3). 1,…,
5) is a coefficient determined by the transfer function of the filter.
In FIG. 36, Li (i = 1,..., 4) is a parallel inductance, Ji, i + 1 (i, = 1,2,3) is a J inverter, and δ0
And δ5 are the impedance transformation ratios. Li and J
i and i + 1 are near the frequency where θ = π / 2 and are represented by equivalent circuits of the distributed constant lines shown in FIGS. 36 (b) and (c).
【0003】次に設計手順について説明する。まず初め
に、所望の通過帯域幅、通過帯域内リップル、共振器の
段数、および、伝達関数として用いるチェビシェフ級数
の係数から原形低域通過フィルタの素子値を決定する.
次に、原形低域通過フィルタに対して周波数変換を行
い、さらに、Jインバータを導入して図36(a)に示
す帯域通過フィルタの等価回路に変換する。このときJ
インバータおよび並列インダクタンスを、図36(b),
(c)に示すように、フィルタの中心周波数近傍において
近似的に電気長θの先端短絡スタブを用いた分布定数形
等価回路に置き換える。従来のインタディジタル形帯域
通過フィルタの設計は、この分布定数形等価回路を用い
て行われる。Next, the design procedure will be described. First, the element value of the original low-pass filter is determined from the desired pass band width, the ripple in the pass band, the number of resonator stages, and the coefficient of the Chebyshev series used as the transfer function.
Next, frequency conversion is performed on the original low-pass filter, and a J-inverter is introduced to convert it into an equivalent circuit of the band-pass filter shown in FIG. At this time J
The inverter and the parallel inductance are shown in FIG.
As shown in (c), the filter is replaced with a distributed constant type equivalent circuit using a tip short-circuit stub having an electrical length θ approximately near the center frequency of the filter. A conventional interdigital band-pass filter is designed using this distributed constant type equivalent circuit.
【0004】高周波フィルタは一般に分布定数線路の共
振器により構成され、図36の等価回路により周波数特
性を比較的精度よく計算できる。図36による従来の高
周波フィルタの反射特性は、中心周波数から離れた周波
数では図36(b),(c)の近似による誤差が大きくなるた
め、特に通過帯域が広い場合には図37に実線で示すよ
うに通過帯域端で反射損が大きくなる。A high-frequency filter is generally constituted by a resonator having a distributed constant line, and the frequency characteristics can be calculated relatively accurately by an equivalent circuit shown in FIG. The reflection characteristic of the conventional high-frequency filter shown in FIG. 36 has a large error due to the approximation of FIGS. 36 (b) and (c) at frequencies away from the center frequency. As shown, the reflection loss increases at the pass band edge.
【0005】また、図38〜40は、R.E.Collin, “ F
oundations for Microwave Engineering ”, McGraw-Hi
ll, Inc, pp.639-642, 1979. 、あるいは、特開平6ー
216608に示された従来の別の高周波フィルタの設
計手順を示す図であり、図38は設計フロー、図39は
原形低域通過フィルタの回路、図40と図41は導波管
形帯域通過フィルタの等価回路である。図39におい
て、Ci’(i=1,3,…,11)およびLi’、(i=2,4,…,10)
は原形低域通過フィルタの素子、G0’は電源インピー
ダンス、G5’は負荷インピーダンス、gi 、(i=0,1,
…,12)はフィルタの伝達関数によって定まる係数であ
る。また、図40(a)において、Li (i=1,2,…,1
1)は直列インダクタンス、 Ci (i=1,2,…,11)は直
列キャパシタンス、Ki,i+1 (i,=1,2,3)はKインバー
タである。θ=πとなる周波数近傍において、Ki,j
は図40(b)に示す並列サセプタンスBi,jによって
表される。Bi,jはたとえば誘導性アイリスによって実
現される。また、LiとCiからなる直列共振回路は、電
気長θiの導波管回路で表される。FIGS. 38 to 40 show RECollin, “F
oundations for Microwave Engineering ”, McGraw-Hi
ll, Inc., pp. 639-642, 1979. or another conventional high-frequency filter design procedure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-216608. FIG. 38 is a design flow, and FIG. FIGS. 40 and 41 are equivalent circuits of a waveguide band-pass filter. In FIG. 39, Ci '(i = 1,3, ..., 11) and Li', (i = 2,4, ..., 10)
Is the element of the original low-pass filter, G0 'is the source impedance, G5' is the load impedance, gi, (i = 0,1,
.., 12) are coefficients determined by the transfer function of the filter. In FIG. 40A, Li (i = 1, 2,..., 1
1) is a series inductance, Ci (i = 1,2, ..., 11) is a series capacitance, and Ki, i + 1 (i, = 1,2,3) is a K inverter. In the vicinity of the frequency where θ = π, Ki, j
Is represented by a parallel susceptance Bi, j shown in FIG. Bi, j is realized, for example, by an inductive iris. A series resonance circuit composed of Li and Ci is represented by a waveguide circuit having an electrical length θi.
【0006】次に設計手順について説明する。まず初め
に、所望の通過帯域幅、通過帯域内リップル、共振器の
段数、および、伝達関数として用いるチェビシェフ関数
を級数展開したときの係数から原形低域通過フィルタの
素子値を決定する。次に、原形低域通過フィルタに対し
て周波数変換を行い、さらに、Kインバータを導入して
図40(a)に示す帯域通過フィルタの等価回路に変換
する。このとき、フィルタの中心周波数近傍において、
図40(a),(b)に示すようにKi,j を並列サセ
プタンスBi,jによって、また、LiとCiからなる直列
共振回路を電気長θiの導波管回路によって近似するこ
とにより、導波管形帯域通過フィルタを図41に示す分
布定数形等価回路で表わす。従来の導波管形帯域通過フ
ィルタの設計は、この分布定数形等価回路を用いて行わ
れる。Next, the design procedure will be described. First, the element value of the original low-pass filter is determined from a desired pass bandwidth, ripple in the pass band, the number of resonator stages, and a coefficient obtained by series expansion of a Chebyshev function used as a transfer function. Next, frequency conversion is performed on the original low-pass filter, and further, a K inverter is introduced to convert to an equivalent circuit of the band-pass filter shown in FIG. At this time, near the center frequency of the filter,
As shown in FIGS. 40 (a) and (b), Ki, j is derived by approximating the parallel susceptance Bi, j, and approximating the series resonant circuit composed of Li and Ci by the waveguide circuit having the electrical length θi. The waveguide type bandpass filter is represented by a distributed constant type equivalent circuit shown in FIG. A conventional waveguide bandpass filter is designed using this distributed constant type equivalent circuit.
【0007】図41による従来の導波管形帯域通過フィ
ルタの反射特性は、図36のフィルタの場合と同様に中
心周波数から離れた周波数では図40(b),(c)の
近似による誤差が大きくなるため、特に通過帯域が広い
場合には図42に実線で示すように通過帯域端で反射損
が大きくなる。特に、導波管形帯域通過フィルタでは周
波数変化に対する導波管管内波長の分散性が大きく、周
波数変化に対する電気長変化の割合が大きいため、スト
リップ線路を用いたフィルタに比べて通過帯域端におけ
る反射特性の劣化が顕著になる。The reflection characteristic of the conventional waveguide band-pass filter shown in FIG. 41 shows that the error due to the approximation shown in FIGS. In particular, when the pass band is wide, the reflection loss increases at the end of the pass band as shown by the solid line in FIG. In particular, in a waveguide band-pass filter, the dispersion of the wavelength in the waveguide with respect to the frequency change is large, and the ratio of the electrical length change to the frequency change is large. Deterioration of characteristics becomes remarkable.
【0008】さらに、図43、44は、R.E.Collin,
“ Foundations for Microwave Engineering ”, McGra
w-Hill, Inc, pp.343-360, 1979. に示された従来のイ
ンピーダンス変成器の設計手順を示す図であり、図43
は設計フロー、図44は等価回路である。図44におい
て、Zi (i=1,2,…,4)は分布定数線路の特性インピー
ダンス、Z0は入力線路の特性インピーダンス、ZL’は
出力線路の特性インピーダンス、θは分布定数線路の電
気長である。FIGS. 43 and 44 show RECollin,
“Foundations for Microwave Engineering”, McGra
FIG. 43 is a diagram showing a design procedure of a conventional impedance transformer shown in w-Hill, Inc., pp. 343-360, 1979.
Is a design flow, and FIG. 44 is an equivalent circuit. In FIG. 44, Zi (i = 1, 2,..., 4) is the characteristic impedance of the distributed constant line, Z0 is the characteristic impedance of the input line, ZL 'is the characteristic impedance of the output line, and θ is the electrical length of the distributed constant line. is there.
【0009】次に、設計手順について説明する。まず初
めにインピーダンス変成器の段数を規定し、図44の等
価回路を用いてインピーダンス変成器の反射係数の式を
求める。各分布定数線路の電気長を等しく設定し、且
つ、隣接する分布定数線路間の接続面における反射が十
分小さいとすると、反射係数は三角関数を用いた多項式
に展開される。このとき、通過帯域内の反射係数は、通
過帯域幅、通過帯域内リップルの数と大きさを規定すれ
ば、チェビシェフ関数を用いて精度よく表される。チェ
ビシェフ関数は三角関数による展開が可能であり、これ
を図44の等価回路から求まる反射係数の多項式と比較
することによりインピーダンス変成器の各分布定数線路
の特性インピーダンスが求まる。このとき、分布定数線
路の線路長は中心周波数において電気長θがπ/2とな
るように設定する。Next, the design procedure will be described. First, the number of stages of the impedance transformer is defined, and the expression of the reflection coefficient of the impedance transformer is obtained using the equivalent circuit of FIG. Assuming that the electric length of each distributed constant line is set equal and that the reflection at the connection surface between adjacent distributed constant lines is sufficiently small, the reflection coefficient is expanded into a polynomial using a trigonometric function. At this time, the reflection coefficient in the pass band is accurately expressed using the Chebyshev function if the pass band width and the number and magnitude of the ripples in the pass band are defined. The Chebyshev function can be expanded by a trigonometric function, and the characteristic impedance of each distributed constant line of the impedance transformer can be obtained by comparing the Chebyshev function with a polynomial of the reflection coefficient obtained from the equivalent circuit of FIG. At this time, the line length of the distributed constant line is set so that the electrical length θ is π / 2 at the center frequency.
【0010】実際のインピーダンス変成器においては、
特性インピーダンスの異なる隣接分布定数線路間の接続
部において導体幅等の物理的なステップを生じるため、
この不連続によりサセプタンスを生じる。このサセプタ
ンスは分布定数線路の電気長を等価的に変化させる働き
があり、通常の設計ではこの電気長変化分を含めたトー
タルの電気長が設計中心周波数でπ/2となるように分
布定数線路の物理長を決定する。しかしながら、このサ
セプタンスによる電気長は分布定数線路の電気長と周波
数変化率が異なるため、不連続のサセプタンス分を含む
等価回路によるインピーダンス変成器の反射係数は、中
心周波数から離れた周波数ではチェビシェフ関数からず
れる。従って、図44による従来のインピーダンス変成
器の反射特性は、図36および図41のフィルタの場合
と同様に中心周波数から離れた周波数では図45に実線
で示すように通過帯域端で反射損が大きくなる。In an actual impedance transformer,
Since physical steps such as conductor width occur at the connection between adjacent distributed constant lines with different characteristic impedances,
This discontinuity causes a susceptance. This susceptance has the function of equivalently changing the electric length of the distributed constant line. In a normal design, the distributed constant line is so controlled that the total electric length including this electric length change becomes π / 2 at the design center frequency. Determine the physical length of However, since the electrical length due to this susceptance differs in frequency from the electrical length of the distributed constant line, the reflection coefficient of the impedance transformer based on the equivalent circuit including the discontinuous susceptance component is based on the Chebyshev function at frequencies away from the center frequency. Shift. Accordingly, the reflection characteristic of the conventional impedance transformer shown in FIG. 44 shows that the reflection loss is large at the pass band edge as shown by the solid line in FIG. 45 at a frequency away from the center frequency as in the case of the filters of FIGS. Become.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来のインピーダンス
変成器の設計方法は以上のようにされているので、設計
の中心周波数から離れた周波数においては物理形状に対
応した等価回路による反射特性が伝達関数から求まる理
想的な反射特性から劣化し、従って、広帯域にわたって
反射の小さな特性が得られないという問題点があった。Since the conventional impedance transformer designing method is as described above, at a frequency distant from the center frequency of the design, the reflection characteristic by the equivalent circuit corresponding to the physical shape is changed by the transfer function. However, there has been a problem that the characteristic of reflection is deteriorated from the ideal reflection characteristic obtained from the above, and therefore, a characteristic of low reflection over a wide band cannot be obtained.
【0012】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、広帯域にわたって反射を小さく
できるインピーダンス変成器の設計法を得ることを目的
とする。The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a method of designing an impedance transformer capable of reducing reflection over a wide band.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】第1の発明に係わるイン
ピーダンス変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の
伝送線路と、上記伝送線路間のインピーダンスステップ
と、上記伝送線路と入出力線路との間のインピーダンス
ステップとを備えたインピーダンス変成器の設計方法に
おいて、上記伝送線路の線路長、および特性インピーダ
ンスを決定するパラメータの数以上の数の周波数を選択
し、上記選択した周波数において上記インピーダンス変
成器の通過特性あるいは反射特性が所望の値に近づくよ
うに上記伝送線路の線路長、および特性インピーダンス
を決定したものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for designing an impedance transformer, comprising: a plurality of transmission lines of approximately 1/4 wavelength; an impedance step between the transmission lines; In the impedance transformer between the line and the impedance step, the line length of the transmission line, and the number of the number of parameters or more to determine the characteristic impedance is selected, the frequency at the selected frequency The transmission line length and the characteristic impedance of the transmission line are determined so that the transmission characteristic or the reflection characteristic of the impedance transformer approaches a desired value.
【0014】また、第2の発明に係わるインピーダンス
変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の伝送線路
と、上記伝送線路間のインピーダンスステップと、上記
伝送線路と入出力線路との間のインピーダンスステップ
とを備えたインピーダンス変成器の設計方法において、
上記インピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路
内の電波の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の傾
き零点を複数設定し、上記複数の傾き零点に対応する周
波数を反射零周波数あるいは反射極大周波数として規定
し、上記反射零周波数あるいは上記反射極大周波数にお
いて反射が極小値あるいは所定の極大値となるように上
記伝送線路の線路長、および特性インピーダンスを決定
したものである。Further, a method of designing an impedance transformer according to a second aspect of the present invention is a method of designing an impedance transformer, comprising: a plurality of transmission lines of approximately 1/4 wavelength; an impedance step between the transmission lines; And a method for designing an impedance transformer having an impedance step of
A plurality of slope zeros of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in the pass band of the impedance transformer, and a frequency corresponding to the plurality of slope zeros is defined as a reflection zero frequency or a reflection maximum frequency. The line length and the characteristic impedance of the transmission line are determined so that the reflection has a minimum value or a predetermined maximum value at the reflection zero frequency or the reflection maximum frequency.
【0015】また、第3の発明に係わるインピーダンス
変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の伝送線路
と、上記伝送線路間のインピーダンスステップと、上記
伝送線路と入出力線路との間のインピーダンスステップ
とを備えたインピーダンス変成器の設計方法において、
上記インピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路
内の電波の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の零
点を複数設定し、上記複数の零点に対応する周波数を反
射零周波数として規定し、上記反射零周波数において反
射が極小となるように上記伝送線路の線路長、および特
性インピーダンスを決定したものである。In a third aspect of the present invention, there is provided a method for designing an impedance transformer, comprising: a plurality of substantially quarter-wave transmission lines; an impedance step between the transmission lines; And a method for designing an impedance transformer having an impedance step of
A plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in the pass band of the impedance transformer, and the frequencies corresponding to the plurality of zeros are defined as a reflection zero frequency, and the reflection zero frequency is defined. The line length and the characteristic impedance of the transmission line are determined so that the reflection is minimized.
【0016】また、第4の発明に係わるインピーダンス
変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の伝送線路
と、上記伝送線路間のインピーダンスステップと、上記
伝送線路と入出力線路との間のインピーダンスステップ
とを備えたインピーダンス変成器の設計方法において、
上記インピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路
内の電波の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の零
点を複数設定し、上記複数の零点に対応する周波数を反
射零周波数として規定し、上記反射零周波数において反
射が極小となるように上記伝送線路の線路長、および特
性インピーダンスを決定し、上記寸法を用いて得られる
上記インピーダンス変成器の反射特性のうち、理想的な
チェビシェフ形変成器の特性より反射の大きな周波数を
選び、上記反射の大きな周波数および上記反射零周波数
において反射が所定の大きさ以下となるように上記伝送
線路の線路長、および特性インピーダンスを決定したも
のである。In a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for designing an impedance transformer, comprising the steps of: transmitting a plurality of substantially quarter-wave transmission lines; And a method for designing an impedance transformer having an impedance step of
A plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in the pass band of the impedance transformer, and the frequencies corresponding to the plurality of zeros are defined as a reflection zero frequency, and the reflection zero frequency is defined. The line length of the transmission line and the characteristic impedance are determined so that the reflection is minimized, and the reflection characteristics of the impedance transformer obtained using the above dimensions are determined from the characteristics of the ideal Chebyshev type transformer. Is selected, and the line length and the characteristic impedance of the transmission line are determined so that the reflection is equal to or less than a predetermined value at the large reflection frequency and the zero reflection frequency.
【0017】また、第5の発明に係わるインピーダンス
変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の伝送線路
と、上記伝送線路間のインピーダンスステップと、上記
伝送線路と入出力線路との間のインピーダンスステップ
とを備えたインピーダンス変成器の設計方法において、
上記インピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路
内の電波の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の極
大点を複数設定し、上記複数の極大点に対応する周波数
を反射極大周波数として規定し、上記反射極大周波数に
おいて反射が所定の極大値となるように上記伝送線路の
線路長、および特性インピーダンスを決定したものであ
る。In a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for designing an impedance transformer, comprising the steps of: transmitting a plurality of substantially quarter-wavelength transmission lines, an impedance step between the transmission lines, and a step between the transmission line and the input / output line; And a method for designing an impedance transformer having an impedance step of
A plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in a pass band of the impedance transformer, and a frequency corresponding to the plurality of maximum points is defined as a reflection maximum frequency. The transmission line length and the characteristic impedance are determined so that the reflection has a predetermined maximum value at the maximum frequency.
【0018】また、第6の発明に係わるインピーダンス
変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の伝送線路
と、上記伝送線路間のインピーダンスステップと、上記
伝送線路と入出力線路との間のインピーダンスステップ
とを備えたインピーダンス変成器の設計方法において、
上記インピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路
内の電波の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の極
大点を複数設定し、上記複数の極大点に対応する周波数
を反射極大周波数として規定し、上記反射極大周波数に
おいて反射が所定の極大値となるように上記伝送線路の
線路長、および特性インピーダンスを決定し、上記寸法
を用いて得られる上記インピーダンス変成器の反射特性
のうち、理想的なチェビシェフ形変成器の特性より反射
の大きな周波数を選び、上記反射の大きな周波数および
上記反射極大周波数において反射が所定の大きさ以下と
なるように上記伝送線路の線路長、および特性インピー
ダンスを決定したものである。In a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for designing an impedance transformer, comprising the steps of: transmitting a plurality of substantially quarter-wavelength transmission lines; impedance steps between the transmission lines; And a method for designing an impedance transformer having an impedance step of
A plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in a pass band of the impedance transformer, and a frequency corresponding to the plurality of maximum points is defined as a reflection maximum frequency. The line length of the transmission line and the characteristic impedance are determined so that the reflection has a predetermined maximum value at the maximum frequency, and among the reflection characteristics of the impedance transformer obtained using the above dimensions, the ideal Chebyshev type transformation is performed. The line length and the characteristic impedance of the transmission line are determined so that the reflection at a large frequency is selected from the characteristics of the device and the reflection is not more than a predetermined value at the large reflection frequency and the maximum reflection frequency.
【0019】また、第7の発明に係わるインピーダンス
変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の導波管と上
記導波管間の高さ方向あるいは幅方向のステップと、上
記導波管と入出力導波管との間の高さ方向あるいは幅方
向のステップとを備えた導波管形のインピーダンス変成
器の設計方法において、上記インピーダンス変成器の通
過帯域内に上記導波管の管内波長の関数としてのチェビ
シェフ関数の零点を複数設定し、上記複数の零点の上記
管内波長に対応する周波数を反射零周波数として規定
し、上記反射零周波数において反射が極小となるように
上記導波管の軸長、および、高さあるいは幅を決定した
ものである。The method of designing an impedance transformer according to a seventh aspect of the present invention is a method of designing an impedance transformer, comprising: a step of making a plurality of substantially quarter-wavelength waveguides between the waveguides in a height direction or a width direction; A method for designing a waveguide-type impedance transformer having a step in a height direction or a width direction between a tube and an input / output waveguide, the method comprising the steps of: A plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength are set, and a frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of zeros is defined as a reflection zero frequency, and the waveguide is set so that the reflection is minimized at the reflection zero frequency. It determines the axial length and height or width of the tube.
【0020】また、第8の発明に係わるインピーダンス
変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の導波管と上
記導波管間の高さ方向あるいは幅方向のステップと、上
記導波管と入出力導波管との間の高さ方向あるいは幅方
向のステップとを備えた導波管形のインピーダンス変成
器の設計方法において、上記インピーダンス変成器の通
過帯域内に上記導波管の管内波長の関数としてのチェビ
シェフ関数の零点を複数設定し、上記複数の零点の上記
管内波長に対応する周波数を反射零周波数として規定
し、上記反射零周波数において反射が極小となるように
上記導波管の軸長、および、高さあるいは幅を決定し、
上記寸法を用いて得られる上記導波管形のインピーダン
ス変成器の反射特性のうち、理想的なチェビシェフ形変
成器の特性より反射の大きな周波数を選び、上記反射の
大きな周波数および上記反射零周波数において反射が所
定の大きさ以下となるように上記導波管の軸長、およ
び、高さあるいは幅を決定したものである。The method of designing an impedance transformer according to an eighth aspect of the present invention is a method of designing an impedance transformer, comprising: a plurality of substantially quarter-wavelength waveguides; A method for designing a waveguide-type impedance transformer having a step in a height direction or a width direction between a tube and an input / output waveguide, the method comprising the steps of: A plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength are set, and a frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of zeros is defined as a reflection zero frequency, and the waveguide is set so that the reflection is minimized at the reflection zero frequency. Determine the axial length of the tube and its height or width,
Of the reflection characteristics of the waveguide type impedance transformer obtained using the above dimensions, a frequency having a large reflection is selected from the characteristics of an ideal Chebyshev type transformer, and at the large reflection frequency and the zero reflection frequency. The axial length and the height or width of the waveguide are determined so that the reflection is equal to or less than a predetermined value.
【0021】また、第9の発明に係わるインピーダンス
変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の導波管と上
記導波管間の高さ方向あるいは幅方向のステップと、上
記導波管と入出力導波管との間の高さ方向あるいは幅方
向のステップとを備えた導波管形のインピーダンス変成
器の設計方法において、上記インピーダンス変成器の通
過帯域内に上記導波管の管内波長の関数としてのチェビ
シェフ関数の極大点を複数設定し、上記複数の極大点の
上記管内波長に対応する周波数を反射極大周波数として
規定し、上記反射極大周波数において反射が所定の極大
値となるように上記導波管の軸長、および、高さあるい
は幅を決定したものである。A method of designing an impedance transformer according to a ninth aspect of the present invention is a method of designing an impedance transformer, comprising: a plurality of substantially quarter-wavelength waveguides; A method for designing a waveguide-type impedance transformer having a step in a height direction or a width direction between a tube and an input / output waveguide, the method comprising the steps of: A plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength are set, a frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of local points is defined as a reflection maximum frequency, and the reflection at the reflection maximum frequency has a predetermined maximum value. Thus, the axial length and the height or width of the waveguide are determined.
【0022】また、第10の発明に係わるインピーダン
ス変成器の設計方法は、複数の略1/4波長の導波管と
上記導波管間の高さ方向あるいは幅方向のステップと、
上記導波管と入出力導波管との間の高さ方向あるいは幅
方向のステップとを備えた導波管形のインピーダンス変
成器の設計方法において、上記インピーダンス変成器の
通過帯域内に上記導波管の管内波長の関数としてのチェ
ビシェフ関数の極大点を複数設定し、上記複数の極大点
の上記管内波長に対応する周波数を反射極大周波数とし
て規定し、上記反射極大周波数において反射が所定の極
大値となるように上記導波管の軸長、および、高さある
いは幅を決定し、上記寸法を用いて得られる上記導波管
形のインピーダンス変成器の反射特性のうち、理想的な
チェビシェフ形変成器の特性より反射の大きな周波数を
選び、上記反射の大きな周波数および上記反射極大周波
数において反射が所定の大きさ以下となるように上記導
波管の軸長、および、高さあるいは幅を決定したもので
ある。A method for designing an impedance transformer according to a tenth aspect of the present invention is a method of designing an impedance transformer, comprising: a plurality of substantially quarter-wavelength waveguides;
In a method for designing a waveguide-type impedance transformer having a step in a height direction or a width direction between the waveguide and the input / output waveguide, the method includes designing the waveguide into a passband of the impedance transformer. A plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength of the waveguide are set, and the frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of local points is defined as a reflection maximum frequency, and the reflection at the reflection maximum frequency has a predetermined maximum. The axial length of the waveguide, and the height or width are determined so as to be a value, and among the reflection characteristics of the waveguide type impedance transformer obtained using the above dimensions, the ideal Chebyshev type A frequency having a large reflection is selected from the characteristics of the transformer, and the axial length of the waveguide is set so that the reflection is equal to or less than a predetermined magnitude at the large reflection frequency and the maximum reflection frequency. It is obtained by determining the height or width.
【0023】[0023]
【作用】第1の発明においては、設計パラメータとして
の伝送線路の線路長、および特性インピーダンスを決定
するパラメータの数以上の数の周波数を選択し、上記選
択した周波数においてインピーダンス変成器の通過特性
あるいは反射特性が所望の値に近づくように上記伝送線
路の線路長、および特性インピーダンスを決定したの
で、中心周波数のみでなく選択した上記周波数の範囲内
の複数の周波数を用いて上記パラメータの数以上の条件
式が設定され、最適化手法等により通過帯域が広い場合
でも所望の反射特性の得られる上記設計パラメータの値
を決定できる。According to the first aspect of the present invention, the line length of the transmission line as a design parameter and frequencies equal to or greater than the number of parameters for determining the characteristic impedance are selected, and the pass characteristic or impedance characteristic of the impedance transformer is selected at the selected frequency. Since the line length of the transmission line and the characteristic impedance are determined so that the reflection characteristic approaches a desired value, not only the center frequency but also a plurality of frequencies within the range of the selected frequency and the number of the parameters or more are used. A conditional expression is set, and the value of the above-mentioned design parameter that can obtain a desired reflection characteristic can be determined by an optimization method or the like even when the pass band is wide.
【0024】第2の発明においては、インピーダンス変
成器の通過帯域内に伝送線路内の電波の周波数の関数と
してのチェビシェフ関数の傾き零点を複数設定し、上記
複数の傾き零点に対応する周波数を反射零周波数あるい
は反射極大周波数として規定し、上記反射零周波数ある
いは上記反射極大周波数において反射が極小値あるいは
所定の極大値となるように設計パラメータとしての伝送
線路の線路長、および特性インピーダンスを決定したの
で、最適化手法等により上記通過帯域内のすべての周波
数においてチェビシェフ関数による理想特性に近い所望
の反射特性の得られる上記設計パラメータの値を決定で
きる。In the second invention, a plurality of slope zeros of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in the pass band of the impedance transformer, and the frequencies corresponding to the plurality of slope zeros are reflected. Since the line length of the transmission line as a design parameter and the characteristic impedance were determined so that the reflection would be a minimum value or a predetermined maximum value at the reflection zero frequency or the reflection maximum frequency as defined as the zero frequency or the reflection maximum frequency. The value of the design parameter that can obtain the desired reflection characteristic close to the ideal characteristic by the Chebyshev function at all frequencies in the passband can be determined by an optimization method or the like.
【0025】第3の発明においては、インピーダンス変
成器の通過帯域内に伝送線路内の電波の周波数の関数と
してのチェビシェフ関数の零点を複数設定し、上記複数
の零点に対応する周波数を反射零周波数として規定し、
上記反射零周波数において反射が極小となるように設計
パラメータとしての伝送線路の線路長、および特性イン
ピーダンスを決定したので、最小限の周波数を用いた最
適化手法等により上記通過帯域内のすべての周波数にお
いてチェビシェフ関数による理想特性に近い所望の反射
特性の得られる上記設計パラメータの値を決定できる。In the third invention, a plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in a pass band of the impedance transformer, and a frequency corresponding to the plurality of zeros is set to a reflection zero frequency. Stipulated as
Since the line length of the transmission line and the characteristic impedance as design parameters were determined so that the reflection was minimized at the zero reflection frequency, all frequencies in the passband were determined by an optimization method using the minimum frequency. The value of the above-mentioned design parameter can be determined to obtain a desired reflection characteristic close to the ideal characteristic by the Chebyshev function.
【0026】第4の発明においては、インピーダンス変
成器の通過帯域内に伝送線路内の電波の周波数の関数と
してのチェビシェフ関数の零点を複数設定し、上記複数
の零点に対応する周波数を反射零周波数として規定し、
上記反射零周波数において反射が極小となるように設計
パラメータとしての伝送線路の線路長、および特性イン
ピーダンスを決定し、上記寸法を用いて得られる上記イ
ンピーダンス変成器の反射特性のうち、理想的なチェビ
シェフ形変成器の特性より反射の大きな周波数を選び、
上記反射の大きな周波数および上記反射零周波数におい
て反射が所定の大きさ以下となるように上記伝送線路の
軸長および高さを決定したので、複数回の最適化がさ
れ、最小限の周波数を用いた最適化手法等により上記通
過帯域内のすべての周波数においてチェビシェフ関数に
よる理想特性に非常に近い所望の反射特性の得られる上
記設計パラメータの値を決定できる。In the fourth invention, a plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in a pass band of the impedance transformer, and a frequency corresponding to the plurality of zeros is set to a reflection zero frequency. Stipulated as
The line length of the transmission line and the characteristic impedance as design parameters are determined so that the reflection is minimized at the reflection zero frequency, and among the reflection characteristics of the impedance transformer obtained using the above dimensions, the ideal Chebyshev Select a frequency with a large reflection from the characteristics of the shape transformer,
Since the axial length and height of the transmission line are determined so that the reflection is equal to or less than a predetermined value at the large reflection frequency and the zero reflection frequency, optimization is performed a plurality of times, and the minimum frequency is used. By using an optimized optimization method or the like, it is possible to determine the values of the design parameters that can obtain desired reflection characteristics very close to the ideal characteristics based on the Chebyshev function at all frequencies in the passband.
【0027】第5の発明においては、インピーダンス変
成器の通過帯域内に伝送線路内の電波の周波数の関数と
してのチェビシェフ関数の極大点を複数設定し、上記複
数の極大点に対応する周波数を反射極大周波数として規
定し、上記反射極大周波数において反射が所定の極大値
となるように設計パラメータとしての伝送線路の線路
長、および特性インピーダンスを決定したので、最小限
の周波数を用いた最適化手法等により上記通過帯域内の
すべての周波数においてチェビシェフ関数による理想特
性に近い所望の反射特性の得られる上記設計パラメータ
の値を決定できる。In the fifth invention, a plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in the pass band of the impedance transformer, and the frequencies corresponding to the plurality of maximum points are reflected. Since the line length of the transmission line and the characteristic impedance as design parameters are determined so that the reflection has a predetermined maximum value at the above-mentioned reflection maximum frequency, an optimization method using the minimum frequency is specified. Thus, the values of the design parameters that can obtain the desired reflection characteristics close to the ideal characteristics based on the Chebyshev function at all frequencies within the passband can be determined.
【0028】第6の発明においては、インピーダンス変
成器の通過帯域内に伝送線路内の電波の周波数の関数と
してのチェビシェフ関数の極大点を複数設定し、上記複
数の極大点に対応する周波数を反射極大周波数として規
定し、上記反射極大周波数において反射が所定の極大値
となるように設計パラメータとしての伝送線路の線路
長、および特性インピーダンスを決定し、上記寸法を用
いて得られる上記インピーダンス変成器の反射特性のう
ち、理想的なチェビシェフ形変成器の特性より反射の大
きな周波数を選び、上記反射の大きな周波数および上記
反射極大周波数において反射が所定の大きさ以下となる
ように上記伝送線路の線路長、および特性インピーダン
スを決定したので、複数回の最適化がされ、最小限の周
波数を用いた最適化手法等により上記通過帯域内のすべ
ての周波数においてチェビシェフ関数による理想特性に
非常に近い所望の反射特性の得られる上記設計パラメー
タの値を決定できる。In the sixth invention, a plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in the pass band of the impedance transformer, and the frequencies corresponding to the plurality of maximum points are reflected. Defined as the maximum frequency, determine the line length of the transmission line as a design parameter and the characteristic impedance so that the reflection at the reflection maximum frequency has a predetermined maximum value, and determine the characteristic impedance of the impedance transformer obtained using the dimensions. Among the reflection characteristics, a frequency with a large reflection is selected from the characteristics of an ideal Chebyshev type transformer, and the line length of the transmission line is set so that the reflection is equal to or less than a predetermined value at the large reflection frequency and the maximum reflection frequency. , And the characteristic impedance has been determined, so optimization is performed multiple times, and optimization using the minimum frequency You can determine the value of the design parameters obtained of the desired reflection characteristics very close to the ideal characteristics of Chebyshev function at all frequencies within the passband by such law.
【0029】第7の発明においては、インピーダンス変
成器の通過帯域内に導波管の管内波長の関数としてのチ
ェビシェフ関数の零点を複数設定し、上記複数の零点の
上記管内波長に対応する周波数を反射零周波数として規
定し、上記反射零周波数において反射が極小となるよう
に設計パラメータとしての導波管の軸長、および、高さ
あるいは幅を決定したので、ステップによるサセプタン
スの周波数変化の特に大きい導波管形インピーダンス変
成器に対しても、最小限の周波数を用いた最適化手法等
により上記通過帯域内のすべての周波数においてチェビ
シェフ関数による理想特性に近い所望の反射特性の得ら
れる上記設計パラメータの値を決定できる。In the seventh invention, a plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength of the waveguide are set in the pass band of the impedance transformer, and a frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of zeros is set. Since the axial length of the waveguide as a design parameter and the height or width are determined so that the reflection is minimized at the zero reflection frequency, the frequency change of the susceptance due to the step is particularly large. For the waveguide-type impedance transformer, the above-mentioned design parameters that can obtain a desired reflection characteristic close to the ideal characteristic by the Chebyshev function at all frequencies in the passband by an optimization method using the minimum frequency and the like. Can be determined.
【0030】第8の発明においては、インピーダンス変
成器の通過帯域内に上記導波管の管内波長の関数として
のチェビシェフ関数の零点を複数設定し、上記複数の零
点の上記管内波長に対応する周波数を反射零周波数とし
て規定し、上記反射零周波数において反射が極小となる
ように設計パラメータとしての導波管の軸長、および、
高さあるいは幅を決定し、上記寸法を用いて得られる上
記導波管形インピーダンス変成器の反射特性のうち、理
想的なチェビシェフ形変成器の特性より反射の大きな周
波数を選び、上記反射の大きな周波数および上記反射零
周波数において反射が所定の大きさ以下となるように上
記導波管の軸長、および、高さあるいは幅を決定したの
で、複数回の最適化がされ、ステップによるサセプタン
スの周波数変化の特に大きい導波管形インピーダンス変
成器に対しても、最小限の周波数を用いた最適化手法等
により上記通過帯域内のすべての周波数においてチェビ
シェフ関数による理想特性に非常に近い所望の反射特性
の得られる上記設計パラメータの値を決定できる。In the eighth invention, a plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength of the waveguide are set in a pass band of the impedance transformer, and a frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of zeros is set. Is defined as the zero reflection frequency, the axial length of the waveguide as a design parameter so that the reflection is minimal at the zero reflection frequency, and
The height or width is determined, and among the reflection characteristics of the waveguide type impedance transformer obtained by using the above dimensions, a frequency having a large reflection is selected from the characteristics of an ideal Chebyshev type transformer, and a large reflection is selected. Since the axial length and the height or width of the waveguide are determined so that the reflection is equal to or less than a predetermined value at the frequency and the reflection zero frequency, optimization is performed a plurality of times, and the frequency of the susceptance by the step is determined. Even for a waveguide-type impedance transformer with a particularly large change, the desired reflection characteristic very close to the ideal characteristic by the Chebyshev function at all the frequencies in the above passband by the optimization method using the minimum frequency, etc. Can be determined.
【0031】第9の発明においては、インピーダンス変
成器の通過帯域内に導波管の管内波長の関数としてのチ
ェビシェフ関数の極大点を複数設定し、上記複数の極大
点の上記管内波長に対応する周波数を反射極大周波数と
して規定し、上記反射極大周波数において反射が所定の
極大値となるように設計パラメータとしての導波管の軸
長、および、高さあるいは幅を決定したので、ステップ
によるサセプタンスの周波数変化の特に大きい導波管形
インピーダンス変成器に対しても、最小限の周波数を用
いた最適化手法等により上記通過帯域内のすべての周波
数においてチェビシェフ関数による理想特性に近い所望
の反射特性の得られる上記設計パラメータの値を決定で
きる。In the ninth invention, a plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength of the waveguide are set in the pass band of the impedance transformer, and correspond to the guide wavelengths of the plurality of maximum points. The frequency is defined as the reflection maximum frequency, and the axial length of the waveguide as a design parameter and the height or width are determined so that the reflection has a predetermined maximum value at the reflection maximum frequency. Even for a waveguide-type impedance transformer having a particularly large frequency change, the desired reflection characteristic close to the ideal characteristic by the Chebyshev function is obtained at all the frequencies in the passband by an optimization method using the minimum frequency and the like. The value of the obtained design parameter can be determined.
【0032】第10の発明においては、インピーダンス
変成器の通過帯域内に導波管の管内波長の関数としての
チェビシェフ関数の極大点を複数設定し、上記複数の極
大点の上記管内波長に対応する周波数を反射極大周波数
として規定し、上記反射極大周波数において反射が所定
の極大値となるように設計パラメータとしての導波管の
軸長、および、高さあるいは幅を決定し、上記寸法を用
いて得られる上記導波管形インピーダンス変成器の反射
特性のうち、理想的なチェビシェフ形変成器の特性より
反射の大きな周波数を選び、上記反射の大きな周波数お
よび上記反射極大周波数において反射が所定の大きさ以
下となるように上記導波管の軸長、および、高さあるい
は幅を決定したので、ステップによるサセプタンスの周
波数変化の特に大きい導波管形インピーダンス変成器に
対しても、最小限の周波数を用いた最適化手法等により
上記通過帯域内のすべての周波数においてチェビシェフ
関数による理想特性に非常に近い所望の反射特性の得ら
れる上記設計パラメータの値を決定できる。In the tenth aspect, a plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength of the waveguide are set in the pass band of the impedance transformer, and correspond to the guide wavelengths of the plurality of maximum points. The frequency is defined as the reflection maximum frequency, the axial length of the waveguide as a design parameter, and the height or width are determined so that the reflection at the reflection maximum frequency has a predetermined maximum value, and the above dimensions are used. Among the reflection characteristics of the obtained waveguide impedance transformer, a frequency having a large reflection is selected from the characteristics of an ideal Chebyshev type transformer, and the reflection has a predetermined magnitude at the large reflection frequency and the maximum reflection frequency. Since the axial length and the height or width of the waveguide were determined as follows, the frequency change of the susceptance due to the step was particularly large. Even for a waveguide-type impedance transformer, a desired reflection characteristic very close to the ideal characteristic by the Chebyshev function can be obtained at all the frequencies in the passband by an optimization method using the minimum frequency or the like. The value of the design parameter can be determined.
【0033】[0033]
【実施例】実施例1.図1はこの発明の一実施例を示す
概略構成図、図2は内導体パターンの形状を示す図であ
り、図において、1a、1bは誘電体基板、2aは誘電
体基板1aの一方の面全面に導体膜を密着して形成され
た外導体、3、6、および、7は誘電体基板1aの他方
の面に導体膜を密着して形成された内導体、9は誘電体
基板1a、1b、外導体2a、2b、および、内導体3
を貫通する貫通孔の内周面に外導体2a、2b、およ
び、内導体3と連続する導体膜を密着して形成されるス
ルーホール、30は誘電体基板1a、1bと外導体2
a、2bと内導体3とで構成されるストリップ線路共振
器、60は誘電体基板1a、1bと外導体2a、2bと
内導体6とで構成されるストリップ線路の入力線路、7
0は誘電体基板1a、1bと外導体2a、2bと内導体
7とで構成されるストリップ線路の出力線路、P1は入
力端、P2は出力端である。誘電体基板1aと1bは、
内導体3、6、および、7を挟み込むように重ね合わさ
れている。複数の内導体3はそれぞれ長さが略1/4波
長に設定されており、一端がスルーホール9により外導
体2a、2bに接続され短絡されている。このため、共
振器30は一端短絡他端開放の1/4波長共振器となっ
ている。複数の共振器30は全てが平行に配置され、隣
接するもの同志は交互に逆側の一端がスルーホール9に
よって短絡されている。[Embodiment 1] FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the shape of an inner conductor pattern. In the drawings, reference numerals 1a and 1b denote dielectric substrates, and 2a denotes one surface of a dielectric substrate 1a. Outer conductors 3, 6 and 7 formed by closely attaching a conductive film to the entire surface are inner conductors formed by closely attaching a conductive film to the other surface of the dielectric substrate 1a, and 9 denotes a dielectric substrate 1a. 1b, outer conductors 2a, 2b, and inner conductor 3
A through-hole formed by closely adhering a conductor film continuous with the outer conductors 2a and 2b and the inner conductor 3 on the inner peripheral surface of the through-hole penetrating through the through holes 30 is a dielectric substrate 1a, 1b and the outer conductor 2
a, a strip line resonator comprising an inner conductor 3; 60, an input line of a strip line comprising dielectric substrates 1a, 1b, outer conductors 2a, 2b and an inner conductor 6;
Reference numeral 0 denotes an output line of a strip line composed of the dielectric substrates 1a and 1b, the outer conductors 2a and 2b, and the inner conductor 7, P1 denotes an input terminal, and P2 denotes an output terminal. The dielectric substrates 1a and 1b are
The inner conductors 3, 6, and 7 are overlapped so as to sandwich them. Each of the plurality of inner conductors 3 has a length set to approximately 1 / wavelength, and one end is connected to the outer conductors 2 a and 2 b by a through hole 9 and short-circuited. For this reason, the resonator 30 is a quarter-wavelength resonator in which one end is short-circuited and the other end is open. All of the plurality of resonators 30 are arranged in parallel, and adjacent ones are alternately short-circuited at opposite ends by the through holes 9.
【0034】次に、動作について説明する。隣接する共
振器30は短絡端と開放端が対向するように配置されて
いるため、相互に電界により結合する。その結合量は内
導体3の間隔あるいは内導体3の幅によって調整され
る。Next, the operation will be described. Since the adjacent resonators 30 are arranged so that the short-circuit end and the open end face each other, they are mutually coupled by an electric field. The amount of coupling is adjusted by the distance between the inner conductors 3 or the width of the inner conductors 3.
【0035】今、内導体3それぞれの長さが1/4波長
付近で所定長さに設定され、全ての共振器30が同一の
周波数、例えばf0で共振しているものとすれば、その
周波数f0では、共振状態にある共振器30は相互に強
く結合しており、入力線路60への入射波初段の共振器
30へ導かれ、隣接する共振器へ電界により結合するこ
とを繰り返して出力線路70より出力される。しかしな
がら、f0以外の周波数では、共振器30相互の結合は
非常に弱く、入力線路60への入射波はその電力のほと
んどが反射される。このように、図1および図2に示し
たストリップ線路フィルタは帯域通過フィルタとしての
機能を有する。Now, assuming that the length of each of the inner conductors 3 is set to a predetermined length in the vicinity of 1/4 wavelength, and that all the resonators 30 resonate at the same frequency, for example, f0, At f0, the resonators 30 in the resonance state are strongly coupled to each other, are guided to the resonator 30 at the first stage of the incident wave to the input line 60, and are repeatedly coupled to the adjacent resonator by the electric field, thereby repeating the output line. 70. However, at frequencies other than f0, the coupling between the resonators 30 is very weak, and most of the power of the incident wave on the input line 60 is reflected. Thus, the stripline filters shown in FIGS. 1 and 2 have a function as a bandpass filter.
【0036】次に、設計手順のフローを図3について説
明する。まず、ステップ1において、原形低域通過フィ
ルタから変形され集中定数素子で構成された理想的なチ
ェビシェフ特性を有する帯域通過フィルタと図1のフィ
ルタの物理形状に応じて決定された分布定数形の等価回
路をフィルタの通過帯域の中心周波数において比較し、
設計パラメータとしての共振器間隔、共振器幅、およ
び、共振器長の初期設計を行う。ステップ1は図34〜
図36に示す従来の設計手順と同様である。このとき、
図1のフィルタにおいて隣接する2つの共振器のみを取
り出したペア共振器は、図4に示すような分布定数線路
から成る等価回路で表される。図4において10は電気
長θの先端短絡スタブの等価回路、11は電気長θの線
路の等価回路である。図4の等価回路を組み合わせて用
いることにより、図1のフィルタは図36に示すのと同
様の分布定数線路形等価回路で表される。Next, the flow of the design procedure will be described with reference to FIG. First, in step 1, the equivalent of a band-pass filter having ideal Chebyshev characteristics, which is formed from a lumped-constant element and is deformed from the original low-pass filter, and a distributed constant type determined according to the physical shape of the filter of FIG. Compare the circuit at the center frequency of the passband of the filter,
An initial design of the resonator interval, resonator width, and resonator length as design parameters is performed. Step 1 is shown in FIG.
This is the same as the conventional design procedure shown in FIG. At this time,
A pair resonator obtained by taking out only two adjacent resonators in the filter of FIG. 1 is represented by an equivalent circuit including distributed constant lines as shown in FIG. In FIG. 4, reference numeral 10 denotes an equivalent circuit of a short-circuit stub having an electrical length θ, and reference numeral 11 denotes an equivalent circuit of a line having an electrical length θ. By using the equivalent circuit of FIG. 4 in combination, the filter of FIG. 1 is represented by a distributed constant line equivalent circuit similar to that shown in FIG.
【0037】次に、ステップ2において、設計パラメー
タの数以上の周波数を選択し、図5に示すように、これ
らの周波数における挿入損あるいは反射損を規定する。
図5は、図1のフィルタの所望の通過および反射特性を
示す図であり、図において、f1〜f13は選択した周波
数である。規定する通過損と反射損のレベルを同様にす
るため、通過帯域の周波数f2〜f10では反射損、通過
帯域外の周波数f1およびf11〜f13では通過損をそれ
ぞれ規定している。Next, in step 2, frequencies equal to or more than the number of design parameters are selected, and insertion loss or reflection loss at these frequencies is defined as shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing desired pass and reflection characteristics of the filter of FIG. 1, wherein f1 to f13 are selected frequencies. In order to make the specified levels of the pass loss and the reflection loss the same, the reflection loss is specified at frequencies f2 to f10 in the pass band, and the pass loss is specified at frequencies f1 and f11 to f13 outside the pass band.
【0038】最後に、ステップ3において、上記分布定
数線路形等価回路によるフィルタの特性計算を行い、周
波数f2〜f10における反射損の値と、周波数f1および
f11〜f13における挿入損が所望の値となるように、等
価回路のパラメータを最適化する。最適化により得られ
たパラメータから共振器間隔、共振器幅、および、共振
器長が求まる。Finally, in Step 3, the filter characteristics are calculated using the above-mentioned distributed constant line type equivalent circuit, and the values of the reflection loss at the frequencies f2 to f10 and the insertion loss at the frequencies f1 and f11 to f13 are set to desired values. Optimize the parameters of the equivalent circuit. The resonator interval, resonator width, and resonator length are obtained from the parameters obtained by the optimization.
【0039】以上のように、図3の設計手順による実施
例は、通過帯域内の複数の周波数において反射損を所望
の値に規定しているため、通過帯域が広い場合でも通過
帯域端での反射の増加は少なく、通過帯域全体に渡って
良好な特性が得られる。As described above, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 3, since the reflection loss is set to a desired value at a plurality of frequencies in the pass band, even when the pass band is wide, the reflection loss at the end of the pass band is not affected. The increase in reflection is small, and good characteristics are obtained over the entire pass band.
【0040】また、周波数をパラメータの数以上選択し
ているため関係式がパラメータの数以上得られ、最適化
の際に、等価回路による特性計算結果が所望の特性に近
づく可能性が高い。Further, since the frequency is selected more than the number of parameters, the relational expression can be obtained more than the number of parameters, and there is a high possibility that the characteristic calculation result by the equivalent circuit approaches the desired characteristic at the time of optimization.
【0041】実施例2.図6は、この発明の他の実施例
の設計手順を示すフローであり、ステップ2において、
通過帯域内にチェビシェフ特性の反射零および極大周波
数を選択し、図7に示すように、これらの周波数におけ
る反射損を規定した場合である。図7は、図1のフィル
タの所望の反射特性を示す図であり、図において、f
1、f3、f5、および、f7は反射零周波数であり、次の
第2式で与えられる。Embodiment 2 FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the design procedure of another embodiment of the present invention.
In this case, the reflection zero and the maximum frequency of the Chebyshev characteristic are selected in the pass band, and the reflection loss at these frequencies is defined as shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing desired reflection characteristics of the filter of FIG.
1, f3, f5, and f7 are reflection zero frequencies, and are given by the following second equations.
【0042】[0042]
【数1】 (Equation 1)
【0043】また、f2、f4、および、f6は反射極大
周波数であり、次の第3式で与えられる。Also, f2, f4 and f6 are reflection maximum frequencies, and are given by the following third equation.
【0044】[0044]
【数2】 (Equation 2)
【0045】このように、図6の設計手順による実施例
は、通過帯域内の全ての反射零周波数を規定しているた
め、通過帯域が広い場合でも通過帯域端での反射の増加
や反射零周波数のずれは少なく、通過帯域全体に渡って
チェビシェフ関数による理想的な反射特性が得られる。As described above, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 6, since all the reflection zero frequencies in the pass band are defined, even if the pass band is wide, the reflection increase at the end of the pass band or the reflection zero is not caused. The frequency shift is small, and an ideal reflection characteristic by the Chebyshev function can be obtained over the entire pass band.
【0046】なお、反射零および極大周波数の数はパラ
メータの総数より少ないため、全てのパラメータを最適
化の際の変数として指定できないが、例えば、共振器間
隔のみを変数に指定し、他のパラメータにつては共振器
間隔の変化により各共振器の共振周波数と特性インピー
ダンスが変化しないように共振器長と共振器幅を補正す
ることで、良好な反射特性を実現できる。Since the number of the reflection zero and the maximum frequency is smaller than the total number of parameters, not all parameters can be designated as variables for optimization. For example, only the resonator interval is designated as a variable and other parameters are designated. As for, good reflection characteristics can be realized by correcting the resonator length and the resonator width so that the resonance frequency and the characteristic impedance of each resonator do not change due to the change in the resonator spacing.
【0047】従って、図6の設計手順による実施例は、
図3の場合と同様に、広帯域なストリップ線路フィルタ
を得ることができる他に、少数の周波数に対して反射損
を規定するだけで反射特性の良好なものが得られるとい
う利点を有する。Therefore, the embodiment according to the design procedure of FIG.
As in the case of FIG. 3, in addition to being able to obtain a broadband stripline filter, there is an advantage that a filter having good reflection characteristics can be obtained only by defining the reflection loss for a small number of frequencies.
【0048】実施例3.図8は、この発明の他の実施例
の設計手順を示すフローであり、ステップ2において、
通過帯域内にチェビシェフ特性の反射零周波数を選択
し、図9に示すように、これらの周波数における反射損
を規定した場合である。図9は図1のフィルタの所望の
反射特性であり、図において、f1、f3、f5、およ
び、f7は反射零周波数であり、図7の場合と同様に第
2式で与えられる。Embodiment 3 FIG. FIG. 8 is a flow chart showing a design procedure according to another embodiment of the present invention.
In this case, a reflection zero frequency having Chebyshev characteristics is selected in the pass band, and reflection losses at these frequencies are defined as shown in FIG. FIG. 9 shows the desired reflection characteristics of the filter of FIG. 1, where f1, f3, f5 and f7 are the zero reflection frequencies and are given by the second equation as in the case of FIG.
【0049】このように、図8の設計手順による実施例
は、通過帯域内の全ての反射零周波数を規定しているた
め、通過帯域が広い場合でも通過帯域端での反射の増加
や反射零周波数のずれは少なく、通過帯域全体に渡って
チェビシェフ関数による理想的な反射特性が得られる。As described above, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 8, since all the reflection zero frequencies within the pass band are defined, even if the pass band is wide, the reflection increase at the end of the pass band or the reflection zero is not required. The frequency shift is small, and an ideal reflection characteristic by the Chebyshev function can be obtained over the entire pass band.
【0050】なお、反射零周波数の数は共振器の数と同
一となるため、全てのパラメータを最適化の際の変数と
して指定できないが、共振器間隔のみを変数に指定し、
他のパラメータにつては共振器間隔の変化により各共振
器の共振周波数と特性インピーダンスが変化しないよう
に共振器長と共振器幅を補正することで、良好な反射特
性を実現できる。Since the number of reflected zero frequencies is the same as the number of resonators, not all parameters can be specified as variables for optimization, but only the resonator spacing is specified as a variable.
As for other parameters, good reflection characteristics can be realized by correcting the resonator length and the resonator width so that the resonance frequency and the characteristic impedance of each resonator do not change due to the change in the resonator interval.
【0051】従って、図8の設計手順による実施例は、
図3の場合と同様に、広帯域なストリップ線路フィルタ
を得ることができる他に、さらに少数の周波数に対して
反射損を規定するだけで反射特性の良好なものが得られ
るという利点を有する。Therefore, the embodiment according to the design procedure of FIG.
As in the case of FIG. 3, in addition to being able to obtain a broadband stripline filter, there is an advantage that a filter having good reflection characteristics can be obtained only by defining the reflection loss for a smaller number of frequencies.
【0052】実施例4.図10は、この発明の他の実施
例の設計手順を示すフローであり、ステップ2におい
て、通過帯域内にチェビシェフ特性の反射極大周波数を
選択し、図11に示すように、これらの周波数における
反射損を規定した場合である。図11は図1のフィルタ
の所望の反射特性であり、図において、f2、f4、およ
び、f6は反射極大周波数であり、図7の場合と同様に
式(2)で与えられる。Embodiment 4 FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a design procedure of another embodiment of the present invention. In step 2, reflection maximum frequencies having Chebyshev characteristics are selected in a pass band, and reflection frequencies at these frequencies are selected as shown in FIG. This is the case where the loss is specified. FIG. 11 shows desired reflection characteristics of the filter of FIG. 1. In FIG. 11, f2, f4, and f6 are reflection maximum frequencies, and are given by Expression (2) as in the case of FIG.
【0053】このように、図10の設計手順による実施
例は、通過帯域内の全ての反射極大周波数を規定してい
るため、通過帯域が広い場合でも通過帯域端での反射の
増加や反射極大周波数のずれは少なく、通過帯域全体に
渡ってチェビシェフ関数による理想的な反射特性に近い
特性が得られる。ただし、この場合、最適化によって得
られた等価回路パラメータを用いた反射特性は、図11
に示すように規定した極大値より大きな最大値を持つこ
とがあり、注意を要する。As described above, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 10, since all the reflection maximum frequencies in the pass band are defined, even if the pass band is wide, the increase of the reflection at the end of the pass band and the reflection maximum. The frequency shift is small, and characteristics close to ideal reflection characteristics by the Chebyshev function can be obtained over the entire pass band. However, in this case, the reflection characteristics using the equivalent circuit parameters obtained by the optimization are as shown in FIG.
Note that the maximum value may be larger than the specified maximum value as shown in FIG.
【0054】なお、反射極大周波数の数は共振器の数よ
り1少ないため、全てのパラメータを最適化の際の変数
として指定できないが、共振器間隔のみを変数に指定
し、他のパラメータにつては共振器間隔の変化により各
共振器の共振周波数と特性インピーダンスが変化しない
ように共振器長と共振器幅を補正することで、良好な反
射特性を実現できる。Since the number of reflection maximum frequencies is one less than the number of resonators, all parameters cannot be specified as variables for optimization. However, only the resonator spacing is specified as a variable, and other parameters are specified. By correcting the resonator length and the resonator width so that the resonance frequency and the characteristic impedance of each resonator do not change due to the change in the resonator spacing, good reflection characteristics can be realized.
【0055】従って、図10の設計手順による実施例
は、図3の場合と同様に、広帯域なストリップ線路フィ
ルタを得ることができる他に、最小限の数の周波数に対
して反射損を規定するだけで反射特性の良好なものが得
られるという利点を有する。Therefore, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 10, as in the case of FIG. 3, a broadband stripline filter can be obtained, and the return loss is defined for a minimum number of frequencies. Alone has the advantage that good reflection characteristics can be obtained.
【0056】実施例5.図12は、この発明の他の実施
例の設計手順を示すフローであり、図10の実施例に対
して、さらに、ステップ4において、ステップ3までで
得られた反射特性を理想的なチェビシェフ特性の反射特
性と比較し、理想特性より反射の大きな周波数を選択
し、この周波数ににおける反射損を新たな拘束条件とし
た場合である。新たな周波数は例えば図13のf8、お
よびf9のように与えられる。Embodiment 5 FIG. FIG. 12 is a flow chart showing the design procedure of another embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 10, in step 4, the reflection characteristics obtained up to step 3 are replaced with ideal Chebyshev characteristics. In this case, a frequency having a higher reflection than the ideal characteristic is selected as compared with the reflection characteristic, and the reflection loss at this frequency is set as a new constraint condition. The new frequency is given, for example, as f8 and f9 in FIG.
【0057】ステップ5において、f2、f4、f6、f
8、および、f9の反射損を拘束条件として、再び最適化
い、得られたパラメータから共振器間隔、共振器幅、お
よび、共振器長を求める。In step 5, f2, f4, f6, f
Using the reflection loss of 8 and f9 as a constraint condition, optimization is performed again, and the resonator spacing, resonator width, and resonator length are obtained from the obtained parameters.
【0058】このように、図12の設計手順による実施
例は、通過帯域内の全ての反射極大周波数を規定してい
るため、通過帯域が広い場合でも通過帯域端での反射の
増加や反射極大周波数のずれは少なく、さらに、複数回
の最適化を行うため、通過帯域全体に渡ってチェビシェ
フ関数による理想的な反射特性が得られる。As described above, in the embodiment based on the design procedure of FIG. 12, since all the reflection maximum frequencies within the pass band are defined, even if the pass band is wide, the reflection at the end of the pass band is increased or the reflection maximum is increased. Since the frequency shift is small and the optimization is performed a plurality of times, an ideal reflection characteristic by the Chebyshev function can be obtained over the entire pass band.
【0059】なお、反射極大周波数の数は共振器の数よ
り1少ないため、全てのパラメータを最適化の際の変数
として指定できないが、共振器間隔のみを変数に指定
し、他のパラメータにつては共振器間隔の変化により各
共振器の共振周波数と特性インピーダンスが変化しない
ように共振器長と共振器幅を補正することで、良好な反
射特性を実現できる。Since the number of reflection maximum frequencies is one less than the number of resonators, all parameters cannot be specified as variables at the time of optimization. However, only the resonator interval is specified as a variable, and other parameters are specified. By correcting the resonator length and the resonator width so that the resonance frequency and the characteristic impedance of each resonator do not change due to the change in the resonator spacing, good reflection characteristics can be realized.
【0060】従って、図12の設計手順による実施例
は、図3の場合と同様に、広帯域なストリップ線路フィ
ルタを得ることができる他に、少ないの数の周波数に対
して反射損を規定するだけで反射特性の良好なものが得
られるという利点を有する。Therefore, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 12, as in the case of FIG. 3, a broadband stripline filter can be obtained, and only a reflection loss is specified for a small number of frequencies. Has an advantage that a material having good reflection characteristics can be obtained.
【0061】なお、上記実施例の説明においては、ステ
ップ2において、通過帯域内にチェビシェフ特性の反射
極大周波数を選択する場合について示したが、ステップ
2において、通過帯域内にチェビシェフ特性の反射零周
波数を選択しても同様に通過帯域全体に渡ってチェビシ
ェフ関数による理想的な反射特性が得られる。In the description of the above embodiment, the case where the reflection maximum frequency of the Chebyshev characteristic is selected in the pass band in step 2 has been described. In step 2, the reflection zero frequency of the Chebyshev characteristic is selected in the pass band. Even if is selected, an ideal reflection characteristic by the Chebyshev function can be similarly obtained over the entire pass band.
【0062】実施例6.図14はこの発明の他の実施例
を示す概略構成図であり、図において、12は方形導波
管、13は誘導性アイリス、14は両端を誘導性アイリ
ス13によって仕切られた空胴共振器、P1は入力端、
P2は出力端である。空胴共振器14は両端が略短絡の
1/2波長共振器となっている。Embodiment 6 FIG. FIG. 14 is a schematic structural view showing another embodiment of the present invention, in which 12 is a rectangular waveguide, 13 is an inductive iris, and 14 is a cavity resonator having both ends partitioned by an inductive iris 13. , P1 are input terminals,
P2 is an output terminal. The cavity resonator 14 is a half-wavelength resonator with both ends substantially short-circuited.
【0063】次に、動作について説明する。隣接する空
胴共振器14は誘導性アイリス13を介して相互に結合
し、結合量は誘導性アイリス13の大きさによって調整
される。Next, the operation will be described. Adjacent cavity resonators 14 are mutually coupled via the inductive iris 13, and the amount of coupling is adjusted by the size of the inductive iris 13.
【0064】今、空胴共振器14それぞれの長さが1/
2波長付近で所定長さに設定され、全ての空胴共振器1
4が同一の周波数、例えばf0で共振しているものとす
れば、その周波数f0では、共振状態にある空胴共振器
14は相互に強く結合しており、入力端P1への入射波
は初段の空胴共振器14へ導かれ、隣接する共振器へ主
として磁界により結合することを繰り返して出力端P2
より出力される。しかしながら、f0以外の周波数で
は、空胴共振器14相互の結合は非常に弱く、入力端P
1への入射波はその電力のほとんどが反射される。この
ように、図14に示した導波管形フィルタは帯域通過フ
ィルタとしての機能を有する。Now, the length of each of the cavity resonators 14 is 1 /
A predetermined length is set near two wavelengths, and all cavity resonators 1 are set.
Assuming that the resonators 4 resonate at the same frequency, for example, f0, the cavity resonators 14 in resonance at the frequency f0 are strongly coupled to each other, and the incident wave to the input terminal P1 is in the first stage. Of the output terminal P2.
Output. However, at frequencies other than f0, the coupling between the cavity resonators 14 is very weak, and the input end P
The incident wave to 1 reflects most of its power. Thus, the waveguide filter shown in FIG. 14 has a function as a band-pass filter.
【0065】次に、設計手順のフローを図15について
説明する。まず、ステップ1において、原形低域通過フ
ィルタから変形され集中定数素子で構成された理想的な
チェビシェフ特性を有する帯域通過フィルタと図14の
フィルタの物理形状に応じて決定された分布定数形の等
価回路をフィルタの通過帯域の中心周波数において比較
し、設計パラメータとしての共振器長、および、誘導性
アイリスのサセプタンス値の初期設計を行う。ステップ
1は図38〜図41に示す従来の設計手順と同様であ
る。このとき、図14のフィルタにおける誘導性アイリ
ス13の等価回路は、図16に示すような並列サセプタ
ンスBaによって表される。ここで、並列サセプタンス
Baは誘導性アイリスの間隔dおよび導波管管内波長の
関数となる。なお、誘導性ポストの等価回路は図17に
示すようになり、誘導性アイリスの代わりに用いること
が可能である。図16の関係を用いると、図14のフィ
ルタは図41の分布定数形等価回路で表される。Next, the flow of the design procedure will be described with reference to FIG. First, in step 1, the equivalent of a band-pass filter having ideal Chebyshev characteristics, which is formed from a lumped-constant element and is deformed from the original low-pass filter, and a distributed constant form determined according to the physical shape of the filter in FIG. The circuit is compared at the center frequency of the pass band of the filter, and the initial design of the resonator length as a design parameter and the susceptance value of the inductive iris is performed. Step 1 is the same as the conventional design procedure shown in FIGS. At this time, the equivalent circuit of the inductive iris 13 in the filter of FIG. 14 is represented by the parallel susceptance Ba as shown in FIG. Here, the parallel susceptance Ba is a function of the spacing d of the inductive iris and the wavelength in the waveguide. The equivalent circuit of the inductive post is as shown in FIG. 17 and can be used in place of the inductive iris. Using the relationship of FIG. 16, the filter of FIG. 14 is represented by a distributed constant type equivalent circuit of FIG.
【0066】次に、ステップ2において、図18に示す
ように通過帯域内に導波管管内波長の関数としてのチェ
ビシェフ関数の零点を設定し、上記複数の零点の上記管
内波長に対応する周波数を反射零周波数として規定し、
これらの周波数における反射損を規定する。図18に実
線で示す特性は図14のフィルタの所望の反射特性であ
る。図において、f1〜f11は反射零周波数であり、対
応する導波管管内波長λgpは次の第4式で与えられる。Next, in step 2, as shown in FIG. 18, zero points of the Chebyshev function as a function of the wavelength in the waveguide are set in the pass band, and the frequencies of the plurality of zeros corresponding to the wavelength in the waveguide are set. Defined as the reflected zero frequency,
The reflection loss at these frequencies is defined. The characteristic shown by the solid line in FIG. 18 is a desired reflection characteristic of the filter of FIG. In the figure, f1 to f11 are zero reflection frequencies, and the corresponding wavelength λgp in the waveguide is given by the following fourth equation.
【0067】[0067]
【数3】 (Equation 3)
【0068】ここで、ωp´/ω1´は原形低域通過フ
ィルタの反射零周波数、λg0は中心周波数における管内
波長、λg1およびλg2はそれぞれ通過帯域下限および上
限における管内波長である。Here, ω p ′ / ω 1 ′ is the reflection zero frequency of the original low-pass filter, λg0 is the guide wavelength at the center frequency, and λg1 and λg2 are the guide wavelengths at the lower and upper limits of the pass band, respectively.
【0069】最後に、ステップ3において、上記分布定
数線路形等価回路によるフィルタの特性計算を行い、周
波数f1〜f11における反射損の値が所望の値となるよ
うに、等価回路のパラメータを最適化する。最適化によ
り得られたパラメータから空胴共振器長および誘導性ア
イリスの寸法が求まる。このとき最適化により得られた
i番目の誘導性アイリスのサセプタンス値Biは、初期
設計におけるサセプタンス値をB0i、共振器の段数をN
とすると、次の第1式の範囲で求まる。Finally, in step 3, the characteristics of the filter are calculated using the distributed constant line type equivalent circuit, and the parameters of the equivalent circuit are optimized so that the value of the reflection loss at the frequencies f1 to f11 becomes a desired value. I do. From the parameters obtained by the optimization, the cavity length and the size of the inductive iris are determined. At this time, the susceptance value Bi of the i-th inductive iris obtained by the optimization is such that the susceptance value in the initial design is B0i and the number of resonator stages is N.
Then, it is obtained within the range of the following first equation.
【0070】 1<Bi/B0i<1.2 (1≦i≦0.2N, N≦
i≦N+1) 0.8<Bi/B0i<1 (0.2N<i≦0.4N,
0.8N≦i<N) 0.9<Bi/B0i≦1 (0.4N<i<0.8N)1 <Bi / B0i <1.2 (1 ≦ i ≦ 0.2N, N ≦
i ≦ N + 1) 0.8 <Bi / B0i <1 (0.2N <i ≦ 0.4N,
0.8N ≦ i <N) 0.9 <Bi / B0i ≦ 1 (0.4N <i <0.8N)
【0071】このように、図15の設計手順による実施
例は、通過帯域内の全ての反射零周波数を規定している
ため、通過帯域が広い場合でも通過帯域端での反射の増
加や反射零周波数のずれは少なく、通過帯域全体に渡っ
てチェビシェフ関数による理想的な反射特性が得られ
る。As described above, in the embodiment based on the design procedure of FIG. 15, since all the reflection zero frequencies within the pass band are defined, even when the pass band is wide, the reflection increase at the end of the pass band or the reflection zero is not required. The frequency shift is small, and an ideal reflection characteristic by the Chebyshev function can be obtained over the entire pass band.
【0072】なお、反射零周波数の数は共振器の数と同
一となるため、全てのパラメータを最適化の際の変数と
して指定できないが、例えば、誘導性アイリス13のサ
セプタンス値のみを変数に指定し、他のパラメータにつ
いては誘導性アイリス13のサセプタンス値の変化によ
り各共振器の共振周波数が変化しないように共振器長を
補正することで、良好な反射特性を実現できる。Since the number of reflected zero frequencies is the same as the number of resonators, not all parameters can be specified as variables for optimization. For example, only the susceptance value of the inductive iris 13 is specified as a variable. As for other parameters, good reflection characteristics can be realized by correcting the resonator length so that the resonance frequency of each resonator does not change due to a change in the susceptance value of the inductive iris 13.
【0073】従って、図15の設計手順による実施例
は、広帯域な導波管形フィルタを得ることができ、さら
に少数の周波数に対して反射損を規定するだけで反射特
性の良好なものが得られるという利点を有する。Therefore, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 15, a wide band waveguide filter can be obtained, and a filter having good reflection characteristics can be obtained only by defining the reflection loss for a small number of frequencies. Has the advantage of being
【0074】また、上記実施例6を実施例5に適用して
再度の最適化を行なうこともでき、最小限の周波数を用
いた最適化手法等により上記通過帯域内のすべての周波
数においてチェビシェフ関数による理想特性に非常に近
い所望の反射特性の得られる上記設計パラメータの値を
決定できる。Further, the sixth embodiment can be applied to the fifth embodiment to perform the optimization again. The Chebyshev function can be performed at all the frequencies in the pass band by an optimization method using the minimum frequency. , The value of the above-mentioned design parameter can be determined so as to obtain a desired reflection characteristic very close to the ideal characteristic.
【0075】実施例7.図19は、この発明の他の実施
例の設計手順を示すフローであり、ステップ2におい
て、通過帯域内に初期設計による特性から反射極大周波
数を選択し、図20に示すように、これらの周波数にお
ける反射損を規定した場合である。、図20において、
f1〜f6は選択した反射極大周波数であり、実線は、f
1〜f6における反射損を規定して最適化を行った後の反
射特性である。初期設計から得られた波線の特性に比
べ、反射特性が大きく改善されている。Embodiment 7 FIG. FIG. 19 is a flowchart showing the design procedure of another embodiment of the present invention. In step 2, the maximum reflection frequency is selected from the characteristics of the initial design in the pass band, and as shown in FIG. This is a case where the reflection loss in the above is defined. In FIG.
f1 to f6 are selected reflection maximum frequencies, and the solid line is f
It is a reflection characteristic after optimization by defining the reflection loss in 1 to f6. The reflection characteristics are greatly improved as compared with the characteristics of the wavy line obtained from the initial design.
【0076】このように、図19の設計手順による実施
例は、通過帯域内の複数の周波数で反射極大値を規定し
ているため、通過帯域が広い場合でも通過帯域端での反
射の増加は少なく、通過帯域全体に渡って所望の反射損
が得られる。ただし、この場合、最適化によって得られ
た等価回路パラメータを用いた反射特性は、規定した極
大値より大きな最大値を持つことがあり、この場合は実
施例5に示したのと同様の最適化を行う必要がある。As described above, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 19, the reflection maximum value is defined at a plurality of frequencies in the pass band. Therefore, even when the pass band is wide, the reflection at the end of the pass band does not increase. A desired reflection loss can be obtained over the entire pass band. However, in this case, the reflection characteristic using the equivalent circuit parameter obtained by the optimization sometimes has a maximum value larger than the specified maximum value. In this case, the optimization similar to that shown in the fifth embodiment is performed. Need to do.
【0077】なお、反射極大周波数の数は最大でも共振
器の数より1少ないため、全てのパラメータを最適化の
際の変数として指定できないが、例えば、誘導性アイリ
ス13のサセプタンス値のみを変数に指定し、他のパラ
メータについては誘導性アイリス13のサセプタンス値
の変化により各共振器の共振周波数が変化しないように
共振器長を補正することで、良好な反射特性を実現でき
る。Since the number of reflection maximum frequencies is at most one less than the number of resonators, not all parameters can be designated as variables for optimization. For example, only the susceptance value of the inductive iris 13 is used as a variable. By specifying the other parameters and correcting the resonator length so that the resonance frequency of each resonator does not change due to a change in the susceptance value of the inductive iris 13, good reflection characteristics can be realized.
【0078】従って、図19の設計手順による実施例
は、図15の場合と同様に、広帯域な導波管形フィルタ
を得ることができる他に、最小限の数の周波数に対して
反射損を規定するだけで反射特性の良好なものが得られ
るという利点を有する。Therefore, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 19, as in the case of FIG. 15, a broadband waveguide filter can be obtained, and in addition to the reflection loss for a minimum number of frequencies. There is an advantage that good reflection characteristics can be obtained only by specifying.
【0079】実施例8.図21はこの発明の他の実施例
を示す概略構成図であり、図において、1は誘電体基
板、2は誘電体基板1の一方の面全面に導体膜を密着し
て形成された外導体、15は誘電体基板1の他方の面に
導体膜を密着して形成されたストリップ導体、16は誘
電体基板1、外導体2、および、内導体15から成るマ
イクロストリップ線路、17はマイクロストリップ線路
16の一部を構成する1/4波長線路、P1は入力端、
P2は出力端である。ここで、4つの1/4波長線路1
7は出力端P2側に近いものほど線路幅が広く設定され
ている。Embodiment 8 FIG. FIG. 21 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a dielectric substrate, and 2 denotes an outer conductor formed by closely attaching a conductive film to one entire surface of the dielectric substrate 1. , 15 are strip conductors formed by closely attaching a conductive film to the other surface of the dielectric substrate 1, 16 is a microstrip line composed of the dielectric substrate 1, the outer conductor 2 and the inner conductor 15, and 17 is a microstrip line. A quarter wavelength line which constitutes a part of the line 16, P1 is an input end,
P2 is an output terminal. Here, four 1/4 wavelength lines 1
7, the line width is set wider as the line is closer to the output terminal P2 side.
【0080】次に、動作について説明する。1/4波長
線路17は出力端P2側に近いものほど線路幅が広く設
定されているため、隣接するもの同士の接続面には線路
幅の不連続が存在する。この不連続では、不連続の大き
さに応じた反射が生じる。Next, the operation will be described. Since the line width of the quarter wavelength line 17 is set wider as it is closer to the output end P2 side, there is a discontinuity in the line width on the connection surface between adjacent lines. In this discontinuity, reflection occurs according to the magnitude of the discontinuity.
【0081】今、全ての1/4波長線路17の線路長が
所定の周波数f0において1/4波長となるように設定
されているものとすると、入力端P1から入射した周波
数f0の電波は最初の不連続で一部反射する。最初の不
連続を通過した電波は2番目の1/4波長線路17を通
って2番目の不連続で一部がまた反射する。しかし、1
/4波長線路17の線路長がf0において1/4波長に
設定されているため、2番目の不連続で反射した反射波
は、1番目の不連続に戻った時には1番目の不連続で最
初に反射した反射波に比べて位相が180度すなわち1
/2波長分遅れる。従って、これら2つの反射波はお互
いに打ち消し合い、不連続の相対的な大きさを調整すれ
ば入力端P1へは全く戻って行かなくできる。3番目以
降の不連続についても同様の原理により相互の反射を打
ち消すことが可能であるため、線路幅が狭くインピーダ
ンスの高い入力端P1からの入射は、周波数がf0の場
合にはほとんど反射せず、線路幅が広くインピーダンス
の低い出力端P2から取り出される。このように、図2
1に示したストリップ線路はインピーダンス変成器とし
ての機能を有する。Now, assuming that the line lengths of all quarter-wavelength lines 17 are set to be 1/4 wavelength at a predetermined frequency f0, the radio wave of frequency f0 incident from the input terminal P1 first Partly reflected at the discontinuity of. The radio wave passing through the first discontinuity passes through the second quarter wavelength line 17 and is partially reflected again at the second discontinuity. However, 1
Since the line length of the 波長 wavelength line 17 is set to 1 / wavelength at f 0, the reflected wave reflected at the second discontinuity returns to the first discontinuity and then returns to the first discontinuity at the first discontinuity. Phase is 180 degrees, that is, 1
/ 2 wavelengths. Therefore, these two reflected waves cancel each other out, and if the relative magnitude of the discontinuity is adjusted, it is possible to prevent the reflected wave from returning to the input terminal P1 at all. For the third and subsequent discontinuities, mutual reflection can be canceled by the same principle. Therefore, the incidence from the input terminal P1 having a narrow line width and high impedance is hardly reflected when the frequency is f0. , From the output terminal P2 having a wide line width and a low impedance. Thus, FIG.
1 has a function as an impedance transformer.
【0082】次に、設計手順のフローを図22について
説明する。まず、ステップ1において、1/4波長線路
間の不連続によるサセプタンスの周波数特性を考慮しな
い従来の設計手順に従って、設計パラメータとしての1
/4波長線路の線路長および特性インピーダンスの初期
設計を行う。ステップ1は図43、図44に示す従来の
設計手順と同様である。このとき、図21のインピーダ
ンス変成器において隣接する2つの1/4波長線路17
間の不連続は、図23に示すような並列サセプタンスで
表される。図23においてB12は不連続による並列サセ
プタンス、Z1、Z2は両端の1/4波長線路17の特性
インピーダンスである。図23の等価回路を組み合わせ
て用いることにより、図21のフィルタは図44に示す
のと同様の等価回路で表される。Next, the flow of the design procedure will be described with reference to FIG. First, in step 1, according to a conventional design procedure that does not consider the frequency characteristics of susceptance due to discontinuity between quarter-wavelength lines, 1
Initially design the line length and characteristic impedance of the 波長 wavelength line. Step 1 is the same as the conventional design procedure shown in FIGS. At this time, in the impedance transformer shown in FIG.
The discontinuity between them is represented by a parallel susceptance as shown in FIG. In FIG. 23, B12 is a parallel susceptance due to discontinuity, and Z1 and Z2 are characteristic impedances of the quarter wavelength lines 17 at both ends. By using the equivalent circuit of FIG. 23 in combination, the filter of FIG. 21 is represented by the same equivalent circuit as that shown in FIG.
【0083】次に、ステップ2において、設計パラメー
タの数以上の周波数を選択し、図5に示すように、これ
らの周波数における挿入損あるいは反射損を規定する。
図24は、図21のインピーダンス変成器の所望の通過
および反射特性を示す図であり、図において、f1〜f1
3は選択した周波数である。ここでは、挿入損より周波
数特性の大きな反射損を規定している。Next, in step 2, frequencies equal to or more than the number of design parameters are selected, and insertion loss or reflection loss at these frequencies is defined as shown in FIG.
FIG. 24 is a diagram showing desired transmission and reflection characteristics of the impedance transformer shown in FIG. 21, where f1 to f1 are shown.
3 is the selected frequency. Here, a reflection loss having a larger frequency characteristic than the insertion loss is defined.
【0084】最後に、ステップ3において、上記等価回
路によるフィルタの特性計算を行い、周波数f1〜f13
における反射損の値が所望の値となるように、等価回路
のパラメータである1/4波長線路の電気長および特性
インピーダンスを最適化する。最適化により得られたパ
ラメータから、1/4波長線路の線路長および線路幅を
求める。Finally, in step 3, the filter characteristics are calculated using the equivalent circuit, and the frequencies f1 to f13 are calculated.
The electrical length and characteristic impedance of the 波長 wavelength line, which are the parameters of the equivalent circuit, are optimized so that the value of the reflection loss at becomes the desired value. From the parameters obtained by the optimization, the line length and line width of the 波長 wavelength line are obtained.
【0085】以上のように、図22の設計手順による図
21の実施例は、通過帯域内の複数の周波数において反
射損を所望の値に規定しているため、通過帯域が広い場
合でも通過帯域端での反射の増加は少なく、通過帯域全
体に渡って良好な特性が得られる。As described above, in the embodiment of FIG. 21 according to the design procedure of FIG. 22, the reflection loss is set to a desired value at a plurality of frequencies within the pass band. The increase in reflection at the edges is small, and good characteristics are obtained over the entire pass band.
【0086】また、周波数をパラメータの数以上選択し
ているため関係式がパラメータの数以上得られ、最適化
の際に、等価回路による特性計算結果が所望の特性に近
づく可能性が高い。Further, since the frequency is selected more than the number of parameters, the relational expression is obtained more than the number of parameters. At the time of optimization, there is a high possibility that the characteristic calculation result by the equivalent circuit approaches the desired characteristic.
【0087】実施例9.図25は、この発明の他の実施
例の設計手順を示すフローであり、ステップ2におい
て、通過帯域内にチェビシェフ特性の反射零および極大
周波数を選択し、図26に示すように、これらの周波数
における反射損を規定した場合である。図26は、図2
1のインピーダンス変成器の所望の反射特性と、規定す
る周波数および反射損を示す図である。図において、f
1、f3、f5、および、f7は反射零周波数、f2、f4、
および、f6は反射極大周波数であり、従来の場合と同
様に求められる。Embodiment 9 FIG. FIG. 25 is a flow chart showing a design procedure of another embodiment of the present invention. In step 2, reflection zero and maximum frequency of Chebyshev characteristic are selected in a pass band, and these frequencies are selected as shown in FIG. This is a case where the reflection loss in the above is defined. FIG. 26 shows FIG.
FIG. 3 is a diagram showing desired reflection characteristics of the impedance transformer of FIG. 1 and prescribed frequencies and reflection losses. In the figure, f
1, f3, f5, and f7 are reflection zero frequencies, f2, f4,
And f6 is the maximum reflection frequency, which can be obtained in the same manner as in the conventional case.
【0088】このように、図25の設計手順による実施
例は、通過帯域内の全ての反射零および極大周波数を規
定しているため、通過帯域が広い場合でも通過帯域端で
の反射の増加は少なく、通過帯域全体に渡ってチェビシ
ェフ関数による理想的な反射特性が得られる。As described above, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 25, all the reflection zeros and the maximum frequencies in the pass band are defined. Therefore, even if the pass band is wide, the reflection at the end of the pass band does not increase. At least, an ideal reflection characteristic by the Chebyshev function can be obtained over the entire pass band.
【0089】なお、反射零および極大周波数の数はパラ
メータの総数より少ないため、全てのパラメータを最適
化の際の変数として指定できないが、例えば、1/4波
長線路17の特性インピーダンスのみを変数に指定し、
特性インピーダンスの変化に対応して、不連続すなわち
並列サセプタンス間の位相差が変化しないように、1/
4波長線路17の電気長を従属的に補正することで、良
好な反射特性を実現できる。Since the number of reflected zeros and the maximum frequency is smaller than the total number of parameters, not all parameters can be designated as variables for optimization. For example, only the characteristic impedance of the 波長 wavelength line 17 is used as a variable. Specify,
In response to the change in the characteristic impedance, the discontinuity, that is, the phase difference between the parallel susceptances does not change.
By correcting the electrical length of the four-wavelength line 17 subordinately, good reflection characteristics can be realized.
【0090】従って、図25の設計手順による実施例
は、図22の場合と同様に、広帯域なストリップ線路形
インピーダンス変成器を得ることができる他に、少数の
周波数に対して反射損を規定するだけで反射特性の良好
なものが得られるという利点を有する。Therefore, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 25, similarly to the case of FIG. 22, a wideband stripline type impedance transformer can be obtained, and the return loss is defined for a small number of frequencies. Alone has the advantage that good reflection characteristics can be obtained.
【0091】実施例10.図27は、この発明の他の実
施例の設計手順を示すフローであり、ステップ2におい
て、通過帯域内にチェビシェフ特性の反射零周波数を選
択し、図28に示すように、これらの周波数における反
射損を規定した場合である。図28は図21のインピー
ダンス変成器の所望の反射特性と、規定する周波数およ
び反射損を示す図である。図において、f1、f3、f
5、および、f7は反射零周波数であり、従来の場合と同
様に求められる。Embodiment 10 FIG. FIG. 27 is a flowchart showing a design procedure of another embodiment of the present invention. In step 2, reflection zero frequencies having Chebyshev characteristics are selected in a pass band, and reflections at these frequencies are selected as shown in FIG. This is the case where the loss is specified. FIG. 28 is a diagram showing desired reflection characteristics of the impedance transformer of FIG. 21 and prescribed frequencies and reflection losses. In the figure, f1, f3, f
5, and f7 are zero reflection frequencies, which can be obtained in the same manner as in the conventional case.
【0092】このように、図27の設計手順による実施
例は、通過帯域内の全ての反射零周波数を規定している
ため、通過帯域が広い場合でも通過帯域端での反射の増
加や反射零周波数のずれは少なく、通過帯域全体に渡っ
てチェビシェフ関数による理想的な反射特性が得られ
る。As described above, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 27, since all the reflection zero frequencies within the pass band are defined, even if the pass band is wide, the increase in the reflection at the end of the pass band or the reflection zero is not required. The frequency shift is small, and an ideal reflection characteristic by the Chebyshev function can be obtained over the entire pass band.
【0093】なお、反射零周波数の数は1/4波長線路
の数と同一となるため、全てのパラメータを最適化の際
の変数として指定できないが、例えば、1/4波長線路
17の特性インピーダンスのみを変数に指定し、特性イ
ンピーダンスの変化に対応して、不連続すなわち並列サ
セプタンス間の位相差が変化しないように、1/4波長
線路17の電気長を従属的に補正することで、良好な反
射特性を実現できる。Since the number of reflected zero frequencies is the same as the number of quarter-wave lines, not all parameters can be designated as variables for optimization. Only the variable is designated as a variable, and the electrical length of the 1/4 wavelength line 17 is subordinately corrected so that the discontinuity, that is, the phase difference between the parallel susceptances does not change in response to the change in the characteristic impedance. Reflection characteristics can be realized.
【0094】従って、図27の設計手順による実施例
は、図25の場合と同様に、広帯域なストリップ線路形
インピーダンス変成器を得ることができる他に、さらに
少数の周波数に対して反射損を規定するだけで反射特性
の良好なものが得られるという利点を有する。Therefore, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 27, as in the case of FIG. 25, a wideband stripline type impedance transformer can be obtained, and the reflection loss is defined for a smaller number of frequencies. There is an advantage that a reflection characteristic can be obtained simply by performing the above operation.
【0095】実施例11.図29は、この発明の他の実
施例の設計手順を示すフローであり、ステップ2におい
て、通過帯域内にチェビシェフ特性の反射極大周波数を
選択し、図30に示すように、これらの周波数における
反射損を規定した場合である。図29は図21のインピ
ーダンス変成器の所望の反射特性と、規定する周波数お
よび反射損を示す図である。図において、f2、f4、お
よび、f6は反射零周波数であり、従来の場合と同様に
求められる。Embodiment 11 FIG. FIG. 29 is a flowchart showing a design procedure of another embodiment of the present invention. In step 2, reflection maximum frequencies having Chebyshev characteristics are selected in a pass band, and reflection frequencies at these frequencies are selected as shown in FIG. This is the case where the loss is specified. FIG. 29 is a diagram showing desired reflection characteristics of the impedance transformer of FIG. 21 and prescribed frequencies and reflection losses. In the figure, f2, f4, and f6 are the zero reflection frequencies, which are obtained in the same manner as in the conventional case.
【0096】このように、図29の設計手順による実施
例は、通過帯域内の全ての反射極大周波数を規定してい
るため、通過帯域が広い場合でも通過帯域端での反射の
増加や反射極大周波数のずれは少なく、通過帯域全体に
渡ってチェビシェフ関数による理想的な反射特性に近い
特性が得られる。ただし、この場合、最適化によって得
られた等価回路パラメータを用いた反射特性は、図30
に示すように規定した極大値より大きな最大値を持つこ
とがあり、注意を要する。As described above, in the embodiment based on the design procedure of FIG. 29, all the reflection maximum frequencies in the pass band are defined, so that even if the pass band is wide, the reflection at the end of the pass band increases and the reflection maximum becomes large. The frequency shift is small, and characteristics close to ideal reflection characteristics by the Chebyshev function can be obtained over the entire pass band. However, in this case, the reflection characteristics using the equivalent circuit parameters obtained by the optimization are as shown in FIG.
Note that the maximum value may be larger than the specified maximum value as shown in FIG.
【0097】なお、反射極大周波数の数は1/4波長線
路の数より1少ないため、全てのパラメータを最適化の
際の変数として指定できないが、例えば、1/4波長線
路17の特性インピーダンスのみを変数に指定し、特性
インピーダンスの変化に対応して、不連続すなわち並列
サセプタンス間の位相差が変化しないように、1/4波
長線路17の電気長を従属的に補正することで、良好な
反射特性を実現できる。Since the number of reflected maximum frequencies is one less than the number of quarter-wave lines, not all parameters can be specified as variables for optimization. Is designated as a variable, and the electrical length of the 4 wavelength line 17 is subordinately corrected so that the discontinuity, that is, the phase difference between the parallel susceptances does not change in response to the change in the characteristic impedance. Reflection characteristics can be realized.
【0098】従って、図29の設計手順による実施例
は、図25の場合と同様に、広帯域なストリップ線路形
インピーダンス変成器を得ることができる他に、最小限
の数の周波数に対して反射損を規定するだけで反射特性
の良好なものが得られるという利点を有する。Therefore, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 29, as in the case of FIG. 25, a broadband stripline impedance transformer can be obtained, and the return loss for a minimum number of frequencies can be obtained. Satisfactorily has the advantage that a reflection characteristic is good.
【0099】実施例12.図31は、この発明の他の実
施例の設計手順を示すフローであり、図29の実施例に
対して、さらに、ステップ4において、ステップ3まで
で得られた反射特性を理想的なチェビシェフ特性の反射
特性と比較し、理想特性より反射の大きな周波数を選択
し、この周波数における反射損を新たな拘束条件とした
場合である。新たな周波数は例えば図32のf8、およ
びf9のように与えられる。Embodiment 12 FIG. FIG. 31 is a flow chart showing the design procedure of another embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 29, further, in step 4, the reflection characteristics obtained up to step 3 are converted to ideal Chebyshev characteristics. In this case, a frequency having higher reflection than the ideal characteristic is selected as compared with the reflection characteristic, and the reflection loss at this frequency is set as a new constraint condition. The new frequency is given, for example, as f8 and f9 in FIG.
【0100】ステップ5において、f2、f4、f6、f
8、および、f9の反射損を拘束条件として、再び最適化
し、得られたパラメータから1/4波長線路の線路長お
よび線路幅を求める。In step 5, f2, f4, f6, f
With the reflection loss of 8 and f9 as a constraint, optimization is performed again, and the line length and line width of the 1/4 wavelength line are obtained from the obtained parameters.
【0101】このように、図31の設計手順による実施
例は、通過帯域内の全ての反射極大周波数を規定してい
るため、通過帯域が広い場合でも通過帯域端での反射の
増加や反射極大周波数のずれは少なく、さらに、複数回
の最適化を行うため、通過帯域全体に渡ってチェビシェ
フ関数による理想的な反射特性が特性が得られる。As described above, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 31, all the reflection maximum frequencies in the pass band are defined, so that even if the pass band is wide, the reflection at the end of the pass band increases or the reflection maximum is increased. Since the frequency shift is small and the optimization is performed a plurality of times, an ideal reflection characteristic by the Chebyshev function can be obtained over the entire pass band.
【0102】なお、反射極大周波数の数は1/4波長線
路の数より1少ないため、全てのパラメータを最適化の
際の変数として指定できないが、例えば、1/4波長線
路17の特性インピーダンスのみを変数に指定し、特性
インピーダンスの変化に対応して、不連続すなわち並列
サセプタンス間の位相差が変化しないように、1/4波
長線路17の電気長を従属的に補正することで、良好な
反射特性を実現できる。Since the number of reflected maximum frequencies is one less than the number of quarter-wave lines, not all parameters can be specified as variables for optimization. Is designated as a variable, and the electrical length of the 4 wavelength line 17 is subordinately corrected so that the discontinuity, that is, the phase difference between the parallel susceptances does not change in response to the change in the characteristic impedance. Reflection characteristics can be realized.
【0103】従って、図31の設計手順による実施例
は、図25の場合と同様に、広帯域なストリップ線路形
インピーダンス変成器を得ることができる他に、少ない
数の周波数に対して反射損を規定するだけで反射特性の
良好なものが得られるという利点を有する。Therefore, in the embodiment according to the design procedure of FIG. 31, as in the case of FIG. 25, it is possible to obtain a wideband stripline type impedance transformer and also to define the reflection loss for a small number of frequencies. There is an advantage that a reflection characteristic can be obtained simply by performing the above operation.
【0104】実施例13.図33は、この発明の他の実
施例の概略構成図であり、方形導波管によるインピーダ
ンス変成器を示す図である。図において、18は方形導
波管、19は1/4波長導波管、P1は入力端、P2は
出力端である。4つの1/4波長導波管19は出力端P
2側に近いものほど高さが高く設定されている。Embodiment 13 FIG. FIG. 33 is a schematic diagram of another embodiment of the present invention, showing an impedance transformer using a rectangular waveguide. In the figure, 18 is a rectangular waveguide, 19 is a 1/4 wavelength waveguide, P1 is an input terminal, and P2 is an output terminal. Four quarter-wavelength waveguides 19 have output ends P
The closer to the two sides, the higher the height is set.
【0105】次に、動作について説明する。1/4波長
導波管19は出力端P2側に近いものほど導波管高さが
高く設定されているため、隣接するもの同士の接続面に
は導波管高さの不連続が存在する。この不連続では、不
連続の大きさに応じた反射が生じる。Next, the operation will be described. The waveguide height of the 1/4 wavelength waveguide 19 is set higher as it is closer to the output end P2 side, so that there is a discontinuity in the waveguide height at the connection surface between adjacent waveguides. . In this discontinuity, reflection occurs according to the magnitude of the discontinuity.
【0106】今、全ての1/4波長導波管19の長さが
所定の周波数f0において管内波長で1/4波長となる
ように設定されているものとすると、入力端P1から入
射した周波数f0の電波は最初の不連続で一部反射す
る。最初の不連続を通過した電波は2番目の1/4波長
導波管19を通って2番目の不連続で一部がまた反射す
る。しかし、1/4波長導波管19の線路長がf0にお
いて1/4波長に設定されているため、2番目の不連続
で反射した反射波は、1番目の不連続に戻った時には1
番目の不連続で最初に反射した反射波に比べて位相が1
80度すなわち1/2波長分遅れる。従って、これら2
つの反射波はお互いに打ち消し合い、不連続の相対的な
大きさを調整すれば入力端P1へは全く戻って行かなく
できる。3番目以降の不連続についても同様の原理によ
り相互の反射を打ち消すことが可能であるため、導波管
高さが低くインピーダンスの低い入力端P1からの入射
は、周波数がf0の場合にはほとんど反射せず、導波管
高さが高くインピーダンスの高い出力端P2から取り出
される。このように、図33に示した導波管回路はイン
ピーダンス変成器としての機能を有する。Now, assuming that the lengths of all the quarter-wavelength waveguides 19 are set to be 1/4 of the guide wavelength at a predetermined frequency f0, the frequency incident from the input terminal P1 is The radio wave of f0 is partially reflected at the first discontinuity. The radio wave passing through the first discontinuity passes through the second quarter wavelength waveguide 19 and is partially reflected again at the second discontinuity. However, since the line length of the 1/4 wavelength waveguide 19 is set to 1/4 wavelength at f0, the reflected wave reflected at the second discontinuity returns to 1 when returning to the first discontinuity.
The phase is 1 compared to the first discontinuous reflected wave
It is delayed by 80 degrees, that is, 波長 wavelength. Therefore, these two
The two reflected waves cancel each other out, and if the relative magnitude of the discontinuity is adjusted, the reflected waves can never return to the input terminal P1. For the third and subsequent discontinuities, mutual reflection can be canceled by the same principle. Therefore, the incidence from the input terminal P1 having a low waveguide height and low impedance is almost impossible when the frequency is f0. The light is not reflected and is taken out from the output end P2 where the waveguide height is high and the impedance is high. Thus, the waveguide circuit shown in FIG. 33 has a function as an impedance transformer.
【0107】一般に、導波管の管内波長は周波数に対し
て分散性を有するため、導波管の電気長は管内波長の逆
数には比例するが、周波数には比例しない。図33のイ
ンピーダンス変成器においても、理想反射特性として用
いるチェビシェフ関数は管内波長の関数として考える必
要がある。In general, since the guide wavelength of a waveguide has a dispersive property with respect to frequency, the electrical length of the waveguide is proportional to the reciprocal of the guide wavelength, but not proportional to the frequency. Also in the impedance transformer of FIG. 33, it is necessary to consider the Chebyshev function used as the ideal reflection characteristic as a function of the guide wavelength.
【0108】図21に係わる実施例8〜12におけるチ
ェビシェフ関数の傾き零の周波数の代わりにチェビシェ
フ関数の傾き零の管内波長を用いることにより、図33
のインピーダンス変成器は実施例8〜12に示したもの
と同様の設計手順が適用可能であり、広帯域なものを実
現できる。By using the guide wavelength of the Chebyshev function with a zero gradient instead of the frequency with the zero gradient of the Chebyshev function in the eighth to twelfth embodiments according to FIG.
Is applicable to the same design procedure as that shown in Embodiments 8 to 12, and can realize a wide band.
【0109】なお、実施例1〜7で示した高周波フィル
タは共振器の数が4段あるいは11段の場合について示
したが、1〜3段、5〜10段、あるいは12段以上で
あってもよく、実施例と同様の利点および効果を奏す
る。Although the high-frequency filters shown in the first to seventh embodiments have the case where the number of resonators is four or eleven, the number of resonators is one to three, five to ten, or twelve or more. The same advantages and effects as those of the embodiment can be obtained.
【0110】また、実施例8〜13で示したインピーダ
ンス変成器は1/4波長線路あるいは導波管の数が4段
の場合について示したが、1〜3段あるいは5段以上で
あってもよく、実施例と同様の利点および効果を奏す
る。Although the impedance transformer shown in each of the eighth to thirteenth embodiments has a case where the number of quarter-wavelength lines or waveguides is four, even if the number is one to three or five or more, Often, the same advantages and effects as those of the embodiment can be obtained.
【0111】さらに、以上の実施例では、伝達関数とし
てチェビシェフ関数を用いる場合について示したが、例
えばベッセル関数や楕円関数等、通過帯域内に複数の零
点あるいは極大、極小点を設定できる関数であれば、同
様に本発明の高周波フィルタあるいはインピーダンス変
成器に用いた設計手順を適用できることはいうまでもな
い。Further, in the above embodiment, the case where the Chebyshev function is used as the transfer function has been described. However, a function such as a Bessel function or an elliptic function which can set a plurality of zeros, local maxima, and local minima in the passband is used. For example, it goes without saying that the design procedure used for the high-frequency filter or the impedance transformer of the present invention can be similarly applied.
【0112】[0112]
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、中心周波数のみでなく選択した周波数の範囲内の複
数の周波数を用いて設計パラメータの数以上の条件式が
設定され、最適化手法等により通過帯域が広い場合でも
所望の反射特性の得られる上記設計パラメータの値を決
定でき、広帯域に亙って反射の小さいインピーダンス変
成器が得られる効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, not only the center frequency but also a plurality of frequencies within the range of the selected frequency are used to set conditional expressions equal to or more than the number of design parameters, and Even if the pass band is wide, it is possible to determine the value of the above-mentioned design parameter that can obtain a desired reflection characteristic, and it is possible to obtain an impedance transformer with small reflection over a wide band.
【0113】また、請求項2の発明によれば、最適化手
法等により通過帯域内のすべての周波数においてチェビ
シェフ関数による理想特性に近い所望の反射特性の得ら
れる設計パラメータの値を決定でき、広帯域に亙って反
射の小さいインピーダンス変成器が得られる効果があ
る。According to the second aspect of the present invention, it is possible to determine the value of the design parameter for obtaining the desired reflection characteristic close to the ideal characteristic by the Chebyshev function at all the frequencies in the passband by the optimization method or the like, Thus, there is an effect that an impedance transformer having small reflection can be obtained.
【0114】また、請求項3の発明によれば、最小限の
周波数を用いた最適化手法等により通過帯域内のすべて
の周波数においてチェビシェフ関数による理想特性に近
い所望の反射特性の得られる設計パラメータの値を決定
でき、広帯域に亙って反射の小さいインピーダンス変成
器が得られる効果がある。According to the third aspect of the present invention, a design parameter for obtaining a desired reflection characteristic close to the ideal characteristic by the Chebyshev function at all frequencies in the passband by an optimization method using the minimum frequency or the like. Is determined, and there is an effect that an impedance transformer having small reflection over a wide band can be obtained.
【0115】また、請求項4の発明によれば、最小限の
周波数を用いた最適化手法等により複数回の最適化がさ
れ、通過帯域内のすべての周波数においてチェビシェフ
関数による理想特性に非常に近い所望の反射特性の得ら
れる設計パラメータの値を決定でき、広帯域に亙って反
射の小さいインピーダンス変成器が得られる効果があ
る。According to the fourth aspect of the present invention, optimization is performed a plurality of times by an optimization method using the minimum frequency and the like, and the ideal characteristic by the Chebyshev function at all frequencies within the pass band is very low. It is possible to determine the value of a design parameter that provides a near desired reflection characteristic, and there is an effect that an impedance transformer with small reflection can be obtained over a wide band.
【0116】また、請求項5の発明によれば、最小限の
周波数を用いた最適化手法等により通過帯域内のすべて
の周波数においてチェビシェフ関数による理想特性に近
い所望の反射特性の得られる設計パラメータの値を決定
でき、広帯域に亙って反射の小さいインピーダンス変成
器が得られる効果がある。According to the fifth aspect of the present invention, a design parameter for obtaining a desired reflection characteristic close to the ideal characteristic by the Chebyshev function at all frequencies in the pass band by an optimization method using the minimum frequency or the like. Is determined, and there is an effect that an impedance transformer having small reflection over a wide band can be obtained.
【0117】また、請求項6の発明によれば、最小限の
周波数を用いた最適化手法等により複数回の最適化がさ
れ、通過帯域内のすべての周波数においてチェビシェフ
関数による理想特性に非常に近い所望の反射特性の得ら
れる設計パラメータの値を決定でき、広帯域に亙って反
射の小さいインピーダンス変成器が得られる効果があ
る。Further, according to the invention of claim 6, optimization is performed a plurality of times by an optimization method using the minimum frequency and the like, and the ideal characteristic by the Chebyshev function at all frequencies within the pass band is very low. It is possible to determine the value of a design parameter that provides a near desired reflection characteristic, and there is an effect that an impedance transformer with small reflection can be obtained over a wide band.
【0118】また、請求項7の発明によれば、ステップ
によるサセプタンスの周波数変化の特に大きい導波管形
インピーダンス変成器に対しても、最小限の周波数を用
いた最適化手法等により通過帯域内のすべての周波数に
おいてチェビシェフ関数による理想特性に近い所望の反
射特性の得られる設計パラメータの値を決定でき、広帯
域に亙って反射の小さいインピーダンス変成器が得られ
る効果がある。According to the seventh aspect of the present invention, even in a waveguide type impedance transformer in which the frequency of the susceptance changes greatly due to the step, the frequency within the pass band can be improved by the optimization method using the minimum frequency. Can be determined at all the frequencies of the design parameters that provide the desired reflection characteristics close to the ideal characteristics based on the Chebyshev function, and there is an effect that an impedance transformer with small reflection over a wide band can be obtained.
【0119】また、請求項8の発明によれば、ステップ
によるサセプタンスの周波数変化の特に大きい導波管形
インピーダンス変成器に対しても、最小限の周波数を用
いた最適化手法等により複数回の最適化がされ、通過帯
域内のすべての周波数においてチェビシェフ関数による
理想特性に非常に近い所望の反射特性の得られる設計パ
ラメータの値を決定でき、広帯域に亙って反射の小さい
インピーダンス変成器が得られる効果がある。According to the eighth aspect of the present invention, even for a waveguide-type impedance transformer in which the frequency of the susceptance changes greatly due to the steps, the optimization method using the minimum frequency can be performed a plurality of times. It is possible to determine the values of the design parameters that are optimized and obtain the desired reflection characteristics very close to the ideal characteristics based on the Chebyshev function at all the frequencies in the passband, and to obtain an impedance transformer with small reflection over a wide band. Has the effect.
【0120】また、請求項9の発明によれば、ステップ
によるサセプタンスの周波数変化の特に大きい導波管形
インピーダンス変成器に対しても、最小限の周波数を用
いた最適化手法等により通過帯域内のすべての周波数に
おいてチェビシェフ関数による理想特性に近い所望の反
射特性の得られる設計パラメータの値を決定でき、広帯
域に亙って反射の小さいインピーダンス変成器が得られ
る効果がある。According to the ninth aspect of the present invention, even in the case of a waveguide type impedance transformer in which the frequency of the susceptance changes greatly due to the step, the passband can be reduced by the optimization method using the minimum frequency. Can be determined at all the frequencies of the design parameters that provide the desired reflection characteristics close to the ideal characteristics based on the Chebyshev function, and there is an effect that an impedance transformer with small reflection over a wide band can be obtained.
【0121】また、請求項10の発明によれば、ステッ
プによるサセプタンスの周波数変化の特に大きい導波管
形インピーダンス変成器に対しても、最小限の周波数を
用いた最適化手法等により複数回の最適化がされ、通過
帯域内のすべての周波数においてチェビシェフ関数によ
る理想特性に非常に近い所望の反射特性の得られる上記
設計パラメータの値を決定でき、広帯域に亙って反射の
小さいインピーダンス変成器が得られる効果がある。According to the tenth aspect of the present invention, even for a waveguide-type impedance transformer in which the frequency of the susceptance changes greatly due to the step, a plurality of times can be performed by the optimization method using the minimum frequency. It is possible to determine the values of the above design parameters that are optimized and obtain desired reflection characteristics very close to the ideal characteristics by the Chebyshev function at all frequencies in the pass band. There is an effect that can be obtained.
【図1】 この発明の実施例1による高周波フィルタを
示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a high-frequency filter according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】 この発明の実施例1による高周波フィルタの
内導体パターンを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an inner conductor pattern of the high-frequency filter according to Embodiment 1 of the present invention.
【図3】 この発明の実施例1による高周波フィルタの
設計手順を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a design procedure of a high-frequency filter according to Embodiment 1 of the present invention.
【図4】 この発明の実施例1による高周波フィルタの
共振器の等価回路を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of a resonator of the high-frequency filter according to Embodiment 1 of the present invention.
【図5】 この発明の実施例1による高周波フィルタの
特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating characteristics of the high-frequency filter according to the first embodiment of the present invention.
【図6】 この発明の実施例2による高周波フィルタの
設計手順を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a design procedure of a high-frequency filter according to Embodiment 2 of the present invention.
【図7】 この発明の実施例2による高周波フィルタの
特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing characteristics of a high-frequency filter according to Embodiment 2 of the present invention.
【図8】 この発明の実施例3による高周波フィルタの
設計手順を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a design procedure of a high-frequency filter according to Embodiment 3 of the present invention.
【図9】 この発明の実施例3による高周波フィルタの
特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating characteristics of a high-frequency filter according to Embodiment 3 of the present invention.
【図10】 この発明の実施例4による高周波フィルタ
の設計手順を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a design procedure of a high-frequency filter according to Embodiment 4 of the present invention.
【図11】 この発明の実施例4による高周波フィルタ
の特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing characteristics of a high-frequency filter according to Embodiment 4 of the present invention.
【図12】 この発明の実施例5による高周波フィルタ
の設計手順を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a design procedure of a high frequency filter according to Embodiment 5 of the present invention.
【図13】 この発明の実施例5による高周波フィルタ
の特性を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing characteristics of a high frequency filter according to Embodiment 5 of the present invention.
【図14】 この発明の実施例6による高周波フィルタ
の構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of a high-frequency filter according to Embodiment 6 of the present invention.
【図15】 この発明の実施例6による高周波フィルタ
の設計手順を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a design procedure of a high-frequency filter according to Embodiment 6 of the present invention.
【図16】 この発明の実施例6による高周波フィルタ
のサセプタンス素子を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a susceptance element of a high-frequency filter according to Embodiment 6 of the present invention.
【図17】 この発明の実施例6による高周波フィルタ
のサセプタンス素子を説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a susceptance element of a high-frequency filter according to Embodiment 6 of the present invention.
【図18】 この発明の実施例6による高周波フィルタ
の反射特性を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing reflection characteristics of a high frequency filter according to Embodiment 6 of the present invention.
【図19】 この発明の実施例7による高周波フィルタ
の設計手順を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a design procedure of a high-frequency filter according to Embodiment 7 of the present invention.
【図20】 この発明の実施例7による高周波フィルタ
の特性である。FIG. 20 shows characteristics of the high-frequency filter according to Embodiment 7 of the present invention.
【図21】 この発明の実施例8によるインピーダンス
変成器の概略構成を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a schematic configuration of an impedance transformer according to Embodiment 8 of the present invention.
【図22】 この発明の実施例8によるインピーダンス
変成器の設計手順を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a design procedure of the impedance transformer according to the eighth embodiment of the present invention.
【図23】 この発明の実施例8によるインピーダンス
変成器の不連続を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing discontinuity of an impedance transformer according to Embodiment 8 of the present invention.
【図24】 この発明の実施例8によるインピーダンス
変成器の特性を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing characteristics of the impedance transformer according to the eighth embodiment of the present invention.
【図25】 この発明の実施例9によるインピーダンス
変成器の設計手順を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a design procedure of the impedance transformer according to the ninth embodiment of the present invention.
【図26】 この発明の実施例9によるインピーダンス
変成器の特性を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing characteristics of the impedance transformer according to the ninth embodiment of the present invention.
【図27】 この発明の実施例10によるインピーダン
ス変成器の設計手順を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing a design procedure of the impedance transformer according to the tenth embodiment of the present invention.
【図28】 この発明の実施例10によるインピーダン
ス変成器の特性を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing characteristics of the impedance transformer according to the tenth embodiment of the present invention.
【図29】 この発明の実施例11によるインピーダン
ス変成器の設計手順を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing a design procedure of the impedance transformer according to the eleventh embodiment of the present invention.
【図30】 この発明の実施例11によるインピーダン
ス変成器の特性を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing characteristics of the impedance transformer according to Embodiment 11 of the present invention.
【図31】 この発明の実施例12によるインピーダン
ス変成器の設計手順を示す図である。FIG. 31 is a diagram showing a design procedure of the impedance transformer according to the twelfth embodiment of the present invention.
【図32】 この発明の実施例12によるインピーダン
ス変成器の特性を示す図である。FIG. 32 is a diagram showing characteristics of the impedance transformer according to the twelfth embodiment of the present invention.
【図33】 この発明の実施例13によるインピーダン
ス変成器の構成を示す斜視図である。FIG. 33 is a perspective view showing a configuration of an impedance transformer according to Embodiment 13 of the present invention.
【図34】 従来の高周波フィルタの設計手順を示す図
である。FIG. 34 is a diagram showing a design procedure of a conventional high-frequency filter.
【図35】 従来の高周波フィルタの設計手順を説明す
るための原形低域通過フィルタの回路図である。FIG. 35 is a circuit diagram of an original low-pass filter for describing a design procedure of a conventional high-frequency filter.
【図36】 従来の高周波フィルタの等価回路を示す図
である。FIG. 36 is a diagram showing an equivalent circuit of a conventional high-frequency filter.
【図37】 従来の高周波フィルタの特性を示す図であ
る。FIG. 37 is a diagram illustrating characteristics of a conventional high-frequency filter.
【図38】 従来の高周波フィルタの設計手順を示す図
である。FIG. 38 is a diagram showing a procedure for designing a conventional high-frequency filter.
【図39】 従来の高周波フィルタの設計手順を説明す
るための原形低域通過フィルタの回路図である。FIG. 39 is a circuit diagram of an original low-pass filter for describing a design procedure of a conventional high-frequency filter.
【図40】 従来の高周波フィルタの等価回路を示す図
である。FIG. 40 is a diagram showing an equivalent circuit of a conventional high-frequency filter.
【図41】 従来の高周波フィルタの等価回路を示す図
である。FIG. 41 is a diagram showing an equivalent circuit of a conventional high-frequency filter.
【図42】 従来の高周波フィルタの特性を示す図であ
る。FIG. 42 is a diagram illustrating characteristics of a conventional high-frequency filter.
【図43】 従来のインピーダンス変成器の設計手順を
示す図である。FIG. 43 is a diagram showing a design procedure of a conventional impedance transformer.
【図44】 従来のインピーダンス変成器の等価回路を
示す図である。FIG. 44 is a diagram showing an equivalent circuit of a conventional impedance transformer.
【図45】 従来例のインピーダンス変成器の特性を示
す図である。FIG. 45 is a diagram showing characteristics of a conventional impedance transformer.
1 誘電体基板、2 外導体、3、6、7 内導体、9
スルーホール、12 方形導波管、13 誘導性アイ
リス、14 空胴共振器、15 ストリップ導体、16
マイクロストリップ線路、17 1/4波長線路、1
8 方形導波管、19 1/4波長導波管、30 スト
リップ線路共振器、60 入力線路、70 出力線路。1 dielectric substrate, 2 outer conductor, 3, 6, 7 inner conductor, 9
Through hole, 12 rectangular waveguide, 13 inductive iris, 14 cavity, 15 strip conductor, 16
Microstrip line, 17 1/4 wavelength line, 1
8 rectangular waveguide, 19 1/4 wavelength waveguide, 30 stripline resonator, 60 input lines, 70 output lines.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 有 鎌倉市大船五丁目1番1号 三菱電機株式 会社電子システム研究所内 (72)発明者 湯川 秀憲 鎌倉市大船五丁目1番1号 三菱電機株式 会社電子システム研究所内 (72)発明者 浅尾 英喜 鎌倉市大船五丁目1番1号 三菱電機株式 会社電子システム研究所内 (72)発明者 浦崎 修治 鎌倉市大船五丁目1番1号 三菱電機株式 会社電子システム研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yu Nishino 5-1-1 Ofuna, Kamakura City Mitsubishi Electric Corporation Inside Electronic Systems Research Laboratories (72) Inventor Hidenori Yukawa 5-1-1 Ofuna, Kamakura City Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Hideki Asao 5-1-1, Ofuna, Kamakura-shi Mitsubishi Electric Corporation Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Shuji Urasaki 5-1-1, Ofuna, Kamakura-shi Mitsubishi Electric Corporation Inside the system laboratory
Claims (10)
伝送線路間のインピーダンスステップと、上記伝送線路
と入出力線路との間のインピーダンスステップとを備え
たインピーダンス変成器の設計方法において、上記伝送
線路の線路長、および特性インピーダンスを決定するパ
ラメータの数以上の数の周波数を選択し、上記選択した
周波数において上記インピーダンス変成器の通過特性あ
るいは反射特性が所望の値に近づくように上記伝送線路
の線路長、および特性インピーダンスを決定したことを
特徴とするインピーダンス変成器の設計方法。1. A method for designing an impedance transformer comprising a plurality of substantially quarter-wave transmission lines, an impedance step between the transmission lines, and an impedance step between the transmission lines and an input / output line. The line length of the transmission line, and a number of frequencies equal to or greater than the number of parameters that determine the characteristic impedance are selected, and the above-described frequency is set so that the pass characteristic or the reflection characteristic of the impedance transformer approaches a desired value at the selected frequency. A method for designing an impedance transformer, comprising determining a line length and a characteristic impedance of a transmission line.
伝送線路間のインピーダンスステップと、上記伝送線路
と入出力線路との間のインピーダンスステップとを備え
たインピーダンス変成器の設計方法において、上記イン
ピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路内の電波
の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の傾き零点を
複数設定し、上記複数の傾き零点に対応する周波数を反
射零周波数あるいは反射極大周波数として規定し、上記
反射零周波数あるいは上記反射極大周波数において反射
が極小値あるいは所定の極大値となるように上記伝送線
路の線路長、および特性インピーダンスを決定したこと
を特徴とするインピーダンス変成器の設計方法。2. A method for designing an impedance transformer comprising a plurality of substantially quarter-wave transmission lines, an impedance step between the transmission lines, and an impedance step between the transmission lines and the input / output lines. A plurality of slope zeros of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in the pass band of the impedance transformer, and a frequency corresponding to the plurality of slope zeros is defined as a reflection zero frequency or a reflection maximum frequency. A method of designing an impedance transformer, wherein the line length of the transmission line and the characteristic impedance are determined so that the reflection becomes a minimum value or a predetermined maximum value at the reflection zero frequency or the reflection maximum frequency. .
伝送線路間のインピーダンスステップと、上記伝送線路
と入出力線路との間のインピーダンスステップとを備え
たインピーダンス変成器の設計方法において、上記イン
ピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路内の電波
の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の零点を複数
設定し、上記複数の零点に対応する周波数を反射零周波
数として規定し、上記反射零周波数において反射が極小
となるように上記伝送線路の線路長、および特性インピ
ーダンスを決定したことを特徴とするインピーダンス変
成器の設計方法。3. A method for designing an impedance transformer comprising a plurality of substantially quarter-wave transmission lines, an impedance step between the transmission lines, and an impedance step between the transmission lines and the input / output lines. A plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in the pass band of the impedance transformer, and the frequencies corresponding to the plurality of zeros are defined as a reflection zero frequency; A method for designing an impedance transformer, characterized in that a line length and a characteristic impedance of the transmission line are determined so that reflection is minimized at a frequency.
伝送線路間のインピーダンスステップと、上記伝送線路
と入出力線路との間のインピーダンスステップとを備え
たインピーダンス変成器の設計方法において、上記イン
ピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路内の電波
の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の零点を複数
設定し、上記複数の零点に対応する周波数を反射零周波
数として規定し、上記反射零周波数において反射が極小
となるように上記伝送線路の線路長、および特性インピ
ーダンスを決定し、上記寸法を用いて得られる上記イン
ピーダンス変成器の反射特性のうち、理想的なチェビシ
ェフ形変成器の特性より反射の大きな周波数を選び、上
記反射の大きな周波数および上記反射零周波数において
反射が所定の大きさ以下となるように上記伝送線路の線
路長、および特性インピーダンスを決定したことを特徴
とするインピーダンス変成器の設計方法。4. A method for designing an impedance transformer comprising a plurality of substantially quarter-wave transmission lines, an impedance step between the transmission lines, and an impedance step between the transmission lines and the input / output lines. A plurality of zeros of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line are set in a pass band of the impedance transformer, and a frequency corresponding to the plurality of zeros is defined as a reflection zero frequency; The line length of the transmission line and the characteristic impedance are determined so that the reflection is minimized at the frequency, and among the reflection characteristics of the impedance transformer obtained by using the above dimensions, the characteristics of the ideal Chebyshev type transformer are determined. Select a frequency with a large reflection and set the reflection to a predetermined magnitude at the large reflection frequency and the zero reflection frequency. A method for designing an impedance transformer, wherein a line length and a characteristic impedance of the transmission line are determined as follows.
伝送線路間のインピーダンスステップと、上記伝送線路
と入出力線路との間のインピーダンスステップとを備え
たインピーダンス変成器の設計方法において、上記イン
ピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路内の電波
の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の極大点を複
数設定し、上記複数の極大点に対応する周波数を反射極
大周波数として規定し、上記反射極大周波数において反
射が所定の極大値となるように上記伝送線路の線路長、
および特性インピーダンスを決定したことを特徴とする
インピーダンス変成器の設計方法。5. A method for designing an impedance transformer comprising a plurality of substantially quarter-wave transmission lines, an impedance step between the transmission lines, and an impedance step between the transmission lines and the input / output lines. Setting a plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line in the pass band of the impedance transformer, defining a frequency corresponding to the plurality of maximum points as a reflection maximum frequency, The line length of the transmission line so that the reflection has a predetermined maximum value at the reflection maximum frequency,
And a characteristic impedance is determined.
伝送線路間のインピーダンスステップと、上記伝送線路
と入出力線路との間のインピーダンスステップとを備え
たインピーダンス変成器の設計方法において、上記イン
ピーダンス変成器の通過帯域内に上記伝送線路内の電波
の周波数の関数としてのチェビシェフ関数の極大点を複
数設定し、上記複数の極大点に対応する周波数を反射極
大周波数として規定し、上記反射極大周波数において反
射が所定の極大値となるように上記伝送線路の線路長、
および特性インピーダンスを決定し、上記寸法を用いて
得られる上記インピーダンス変成器の反射特性のうち、
理想的なチェビシェフ形変成器の特性より反射の大きな
周波数を選び、上記反射の大きな周波数および上記反射
極大周波数において反射が所定の大きさ以下となるよう
に上記伝送線路の線路長、および特性インピーダンスを
決定したことを特徴とするインピーダンス変成器の設計
方法。6. A method for designing an impedance transformer comprising a plurality of substantially quarter-wave transmission lines, an impedance step between the transmission lines, and an impedance step between the transmission lines and the input / output lines. Setting a plurality of maximum points of the Chebyshev function as a function of the frequency of the radio wave in the transmission line in the pass band of the impedance transformer, defining a frequency corresponding to the plurality of maximum points as a reflection maximum frequency, The line length of the transmission line so that the reflection has a predetermined maximum value at the reflection maximum frequency,
And determine the characteristic impedance, of the reflection characteristics of the impedance transformer obtained using the dimensions,
A frequency having a large reflection is selected from the characteristics of the ideal Chebyshev type transformer, and the line length of the transmission line and the characteristic impedance are set so that the reflection is equal to or less than a predetermined magnitude at the large reflection frequency and the maximum reflection frequency. A method for designing an impedance transformer, characterized in that it is determined.
管間の高さ方向あるいは幅方向のステップと、上記導波
管と入出力導波管との間の高さ方向あるいは幅方向のス
テップとを備えた導波管形のインピーダンス変成器の設
計方法において、上記インピーダンス変成器の通過帯域
内に上記導波管の管内波長の関数としてのチェビシェフ
関数の零点を複数設定し、上記複数の零点の上記管内波
長に対応する周波数を反射零周波数として規定し、上記
反射零周波数において反射が極小となるように上記導波
管の軸長、および、高さあるいは幅を決定したことを特
徴とするインピーダンス変成器の設計方法。7. A step in a height direction or a width direction between a plurality of substantially quarter-wavelength waveguides and the waveguide, and a height direction between the waveguide and the input / output waveguide. Alternatively, in the method of designing a waveguide type impedance transformer having steps in the width direction, a plurality of zeros of a Chebyshev function as a function of the guide wavelength of the waveguide are set in a pass band of the impedance transformer. The frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of zeros is defined as the reflection zero frequency, and the axial length of the waveguide, and the height or width are determined so that the reflection is minimized at the reflection zero frequency. A method for designing an impedance transformer, comprising:
管間の高さ方向あるいは幅方向のステップと、上記導波
管と入出力導波管との間の高さ方向あるいは幅方向のス
テップとを備えた導波管形のインピーダンス変成器の設
計方法において、上記インピーダンス変成器の通過帯域
内に上記導波管の管内波長の関数としてのチェビシェフ
関数の零点を複数設定し、上記複数の零点の上記管内波
長に対応する周波数を反射零周波数として規定し、上記
反射零周波数において反射が極小となるように上記導波
管の軸長、および、高さあるいは幅を決定し、上記寸法
を用いて得られる上記導波管形のインピーダンス変成器
の反射特性のうち、理想的なチェビシェフ形変成器の特
性より反射の大きな周波数を選び、上記反射の大きな周
波数および上記反射零周波数において反射が所定の大き
さ以下となるように上記導波管の軸長、および、高さあ
るいは幅を決定したことを特徴とするインピーダンス変
成器の設計方法。8. A step in a height direction or a width direction between a plurality of substantially quarter-wavelength waveguides and the waveguide, and a height direction between the waveguide and the input / output waveguide. Alternatively, in the method of designing a waveguide type impedance transformer having steps in the width direction, a plurality of zeros of a Chebyshev function as a function of the guide wavelength of the waveguide are set in a pass band of the impedance transformer. A frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of zeros is defined as a reflection zero frequency, and the axial length of the waveguide and the height or width are determined so that the reflection is minimized at the reflection zero frequency. Of the reflection characteristics of the waveguide type impedance transformer obtained using the above dimensions, a frequency having a large reflection is selected from the characteristics of an ideal Chebyshev type transformer, and a large frequency of the reflection and the reflection are selected. A method for designing an impedance transformer, characterized in that the axial length and the height or width of the waveguide are determined so that the reflection is equal to or smaller than a predetermined value at zero frequency.
管間の高さ方向あるいは幅方向のステップと、上記導波
管と入出力導波管との間の高さ方向あるいは幅方向のス
テップとを備えた導波管形のインピーダンス変成器の設
計方法において、上記インピーダンス変成器の通過帯域
内に上記導波管の管内波長の関数としてのチェビシェフ
関数の極大点を複数設定し、上記複数の極大点の上記管
内波長に対応する周波数を反射極大周波数として規定
し、上記反射極大周波数において反射が所定の極大値と
なるように上記導波管の軸長、および、高さあるいは幅
を決定したことを特徴とするインピーダンス変成器の設
計方法。9. A step in a height direction or a width direction between a plurality of substantially quarter-wavelength waveguides and the waveguide, and a height direction between the waveguide and the input / output waveguide. Alternatively, in the method for designing a waveguide-type impedance transformer having a step in the width direction, a plurality of local maximum points of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength of the waveguide are set in a pass band of the impedance transformer. A frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of local maximum points is defined as a reflection maximum frequency, and the axial length of the waveguide so that the reflection at the reflection maximum frequency has a predetermined maximum value, and a height. Alternatively, a method for designing an impedance transformer, wherein the width is determined.
波管間の高さ方向あるいは幅方向のステップと、上記導
波管と入出力導波管との間の高さ方向あるいは幅方向の
ステップとを備えた導波管形のインピーダンス変成器の
設計方法において、上記インピーダンス変成器の通過帯
域内に上記導波管の管内波長の関数としてのチェビシェ
フ関数の極大点を複数設定し、上記複数の極大点の上記
管内波長に対応する周波数を反射極大周波数として規定
し、上記反射極大周波数において反射が所定の極大値と
なるように上記導波管の軸長、および、高さあるいは幅
を決定し、上記寸法を用いて得られる上記導波管形のイ
ンピーダンス変成器の反射特性のうち、理想的なチェビ
シェフ形変成器の特性より反射の大きな周波数を選び、
上記反射の大きな周波数および上記反射極大周波数にお
いて反射が所定の大きさ以下となるように上記導波管の
軸長、および、高さあるいは幅を決定したことを特徴と
するインピーダンス変成器の設計方法。10. A step in a height direction or a width direction between a plurality of substantially quarter-wavelength waveguides and the waveguide, and a height direction between the waveguide and the input / output waveguide. Alternatively, in the method for designing a waveguide-type impedance transformer having a step in the width direction, a plurality of local maximum points of the Chebyshev function as a function of the guide wavelength of the waveguide are set in a pass band of the impedance transformer. Then, the frequency corresponding to the guide wavelength of the plurality of local maximum points is defined as the reflection maximum frequency, the axial length of the waveguide so that the reflection at the reflection maximum frequency has a predetermined maximum value, and height Or determine the width, of the reflection characteristics of the waveguide type impedance transformer obtained using the above dimensions, select a frequency of reflection greater than the ideal Chebyshev type transformer characteristics,
A method for designing an impedance transformer, wherein the axial length and the height or the width of the waveguide are determined so that the reflection is equal to or less than a predetermined magnitude at the large reflection frequency and the maximum reflection frequency. .
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