不整合を許した結合線路フィルタの設計と固有モード展開法による解析

摘要

フィルタの設計は通常は信号源と負荷が整合する条件で回路網関数を定め，次いでフィルタ回路を合成する順で行われる．その際，回路網関数を導出する過程でパラメータに入る誤差は，単に特性を乖離させるだけでなく，しばしばユニタリ条件を損ねて回路網の合成を不能にする．この問題は，信号源と負荷間に意図的に不整合を許して回路網関数を設計することで回避できる．しかしこうした効果がある一方，設計が複雑になるためにこの手法はあまり検討されていない．本研究では，まずこの手法を適用して誤差のためユニタリ条件が損なわれた回路網関数を回復して，原型低域通過フィルタを合成する．次いでこの手法の有効性を確認する目的で，その回路網関数を用いてマイクロ波帯の結合線路フィルタを設計する．更に固有モード展開法で結合線路フィルタのフォスター型の等価回路を導き，回路網関数の特性の確認とともに，回路網関数と結合線路フィルタの対応と乖離を定量化する．これら一連の回路設計と解析により，この設計手法の効果と実際のフィルタ設計への応用性を検証した．