マイクロストリップ5モードステップインピーダンス共振器を用いた小形UWB帯域通過フィルタの設計

摘要

In this paper, an ultra-wideband (UWB) bandpass filter using microstrip five-mode step-impedance resonator is proposed, and its equivalent circuit is analyzed. The ideal Chebyshev-type characteristic function realizable by this filter is obtained, and an efficient design method is developed to determine the equivalent circuit parameters and physical dimensions of the filter. An example filter with a midband frequency of 6.85GHz, a 3dB-FBW of 105%, and passband return loss better than 12dB is designed, and sharp skirt property and ultra-wide passband are realized using only one 5-mode resonator. In order to reduce the passband return loss and suppress higher order spurious resonances, matching lines and hairpin type low-pass filters are added to the UWB filter. As a result, the Federal Communications Commission's indoor limit is met quite well over a very wide frequency range.%本研究では、マイクロストリップ5モードステップインピーダンス共振器を用いたUWBフィルタの回路解析を行い、この種の回路の実現可能なチェビシェフ特性関数を見出し、フィルタ回路の電気パラメータおよび構造寸法を効率的に決定する設計手法を開発した。中心周波数6.85GHz、3dB比帯域幅105％、通過域内のリターンロスを12dBとしたフィルタを設計し、1つの共振器で急峻なスカート特性と超広帯域通過特性を実現した。さらに、通過域内の特性改善と高次スプリアス共振を抑制するため、整合線路とヘアピン形低域通過フィルタを組み合わせたUWBフィルタを設計し、アメリカ連邦通信委員会（FCC）が定めたスペクトルマスクを達成したフィルタ特性を得た。