トリプルバンドフィルタ

-0.02 -0.01 0.00

0 5 10 15

Frequency [GHz]

| S

21

| [ dB ]

図 3.12: 各阻止帯域におけるデュアルバンドBEFの特性の拡大図

図3.11及び3.12に示した特性とその拡大図からチェビシェフ特性を有するデュ アルバンドBEFが所望の仕様通りに実現されていることが確認できる．また，素 子値において，最大値と最小値の比に着目すると，インダクタンス値では約4.53，

キャパシタンス値でも約4.53となっている．

トリプルバンドBPF（その1）

トリプルバンドBPFの設計例を示す．

トリプルバンド周波数変換によって得られるトリプルバンドBPFの回路構成を 図3.13に示す．

L_1,1 C_1,1

C_1,2

L_2,1 C_2,1 C_2,2 L_2,2

L_3,1C_3,1 C_3,2

G₀ G₄

In Out

C_1,3

C_2,3

L_2,3 C_3,3 L_1,2 L_1,3 L_3,2 L_3,3

図 3.13: トリプルバンドBPF

ここの例で用いる設計仕様を表3.6に示す．この設計仕様はUWB(Low-band及 びHigh-band)とBluetoothを想定したものである．

表 3.6: トリプルバンドBPF（その1）の設計仕様 Number of degreen 3

Filter characteristic Chebyshev Ripple width 0.01 dB

Cutoff frequencies

f₁ 2.40 GHz f₂ 2.48 GHz f₃ 3.16 GHz f₄ 4.75 GHz f₅ 6.33 GHz f₆ 10.6 GHz

いま，表3.6に示した設計仕様から，図3.13に示したトリプルバンドBPFの回 路構成における各素子値は表3.7に示すように求められる．また，このときの特性 を図3.14に示す．

表 3.7: トリプルバンドBPF（その1）の各素子値 L_1,1 0.8429317356 nH C_1,1 0.92583304435 pF L_1,2 0.3395993542 nH C_1,2 2.54199124728 pF L1,3 0.1186599324 nH C1,3 33.9154445730 pF L_2,1 1.5009124794 nH C_2,1 0.51995973496 pF L_2,2 4.120944277 nH C_2,2 2.09480771367 pF L_2,3 54.98195848 nH C_2,3 0.07319499837 pF L3,1 0.8429317356 nH C3,1 0.92583304435 pF L_3,2 0.3395993542 nH C_3,2 2.54199124728 pF L_3,3 0.1186599324 nH C_3,3 33.9154445730 pF

G₀ 0.02 S G₄ 0.02 S

-100 -80 -60 -40 -20 0

0 5 10 15

Frequency [GHz]

| S

11

|, | S

21

| [ dB ]

| ^S

11

|

| ^S

21

|

図 3.14: トリプルバンドBPF（その1）の特性

図3.14に示した特性より，通過帯域が3つ得られており，トリプルバンドBPF 特性を確認できる．また，各通過帯域付近の拡大図を図3.15に示す．

-0.02 -0.01 0.00

2.4 2.44 2.48 -0.02

-0.01 0.00

3 4 5

Frequency [GHz]

|S21| [dB]

Frequency [GHz]

|S21| [dB]

    (a)第1帯域       (b)第2帯域

-0.02 -0.01 0.00

6 7 8 9 10 11

Frequency [GHz]

| S

21

| [ dB ]

(c)第3帯域

図 3.15: 各通過帯域におけるトリプルバンドBPF（その1）の特性の拡大図

図3.15に示した特性の拡大図から，各帯域において，所望の遮断周波数及び，通 過帯域のリプル幅が得られていることが確認できる．ここで，表3.7に示した素

子値において，最大値と最小値の比に着目すると，インダクタンス値では約463，

キャパシタンス値でも約463となっている．

トリプルバンドBPF（その2）

トリプルバンドBPFの設計例のその2として用いる設計仕様を表3.8に示す．こ の設計仕様はWiMAXを想定したものである．

表 3.8: トリプルバンドBPF（その2）の設計仕様 Number of degreen 3

Filter characteristic Chebyshev Ripple width 0.01 dB

Cutoff frequencies

f₁ 2.3 GHz f₂ 2.40 GHz f₃ 3.40 GHz f₄ 3.60 GHz f₅ 5.25 GHz f₆ 5.85 GHz

表 3.9: トリプルバンドBPF（その2）の各素子値 L_1,1 5.5633494615 nH C_1,1 0.27314261795 pF L_1,2 1.9731422661 nH C_1,2 1.81111451487 pF L1,3 1.4060025529 nH C1,3 1.0257972978 pF L_2,1 0.442804636 nH C_2,1 3.43173425463 pF L_2,2 2.936134514 nH C_2,2 1.217126472213 pF L_2,3 1.6629693879 nH C_2,3 0.86728816091 pF L3,1 5.5633494615 nH C3,1 0.27314261795 pF L_3,2 1.9731422661 nH C_3,2 1.81111451487 pF L_3,3 1.4060025529 nH C_3,3 1.0257972978 pF

G₀ 0.02 S G₄ 0.02 S

いま，表3.8に示した設計仕様から，図3.13に示したトリプルバンドBPFの回 路構成における各素子値は表3.9に示すように求められる．また，このときの特性 を図3.16に示す．

-100 -80 -60 -40 -20 0

0 2 4 6 8 10

Frequency [GHz]

| S

11

|, | S

21

| [ dB ]

| ^S

11

|

| ^S

21

|

図 3.16: トリプルバンドBPF（その2）の特性

図3.16に示した特性より，通過帯域が3つ得られており，トリプルバンドBPF 特性を確認できる．また，各通過帯域付近の拡大図を図3.17に示す．

図3.17に示した特性の拡大図から，各帯域において，所望の遮断周波数及び，通 過帯域のリプル幅が得られていることが確認できる．ここで，表3.9に示した素 子値において，最大値と最小値の比に着目すると，インダクタンス値では約12.6，

キャパシタンス値でも約12.6となっている．

-0.02 -0.01 0.00

2.3 2.4 -0.02

-0.01 0.00

3.4 3.5 3.6

Frequency [GHz]

|S21| [dB]

Frequency [GHz]

|S21| [dB]

   (a)第1帯域       (b)第2帯域

-0.02 -0.01 0.00

5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9

Frequency [GHz]

|S21| [dB]

(c)第3帯域

図 3.17: 各通過帯域におけるトリプルバンドBPF（その2）の特性の拡大図

トリプルバンドBEF

次に，表3.10に示した設計仕様を用いたトリプルバンドBEFの設計例を示す．

表 3.10: トリプルバンドBEFの設計仕様 Number of degreen 3

Filter characteristic Chebyshev Ripple width 0.01 dB

Cutoff frequencies

f₁ 2.30 GHz f₂ 2.40 GHz f₃ 3.40 GHz f₄ 3.60 GHz f₅ 5.25 GHz f6 5.85 GHz

表3.10に示した仕様を用いたときに得られるトリプルバンドBEFの回路構成と その素子値を図3.18及び表3.11にそれぞれ示し，その特性と各阻止帯域付近の拡 大図を図3.19及び3.20に示す．

L

_1,1

C

_1,1

L

_1,2

C

_1,2

L

_2,1

C

_2,1

C

_2,2

L

_2,2

L

_3,1

C

_3,1

L

_3,2

C

_3,2

G

₀

G

₄

In Out

L

_1,3

C

_1,3

L

_3,3

C

_3,3

C

_2,3

L

_2,3

図 3.18: トリプルバンドBEF

表 3.11: トリプルバンドBEFの各素子値

L_1,1 0.270334702926092 nH C_1,1 5.62113490960992 pF L1,2 1.79252652006157 nH C1,2 1.99363691658983 pF L_1,3 1.01525206888699 nH C_1,3 1.42060643271150 pF L_2,1 9.11265016033189 nH C_2,1 0.166755862362825 pF L_2,2 3.23196579689752 nH C_2,2 1.10571935654470 pF L2,3 2.30300280014367 nH C2,3 0.626257866379727 pF L_3,1 0.270334702926092 nH C_3,1 5.62113490960992 pF L_3,2 1.79252652006157 nH C_3,2 1.99363691658983 pF L_3,3 1.01525206888699 nH C_3,3 1.42060643271150 pF

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Frequency [GHz]

| S

11

|, | S

21

| [ dB ]

|S

₁₁

|

|S

₂₁

|

図 3.19: トリプルバンドBEFの特性

図3.19及び3.20に示した特性から，所望のトリプルバンドBEFの特性が得ら れていることが確認できる．また，素子値において，最大値と最小値の比に着目す ると，インダクタンス値では約33.7，キャパシタンス値でも約33.7となっている．

-0.02 -0.01 0.00

2.2 2.3 2.4 2.5

Frequency [GHz]

|S21| [dB]

    (a)第1帯域

Frequency [GHz]

|S21| [dB]

-0.02 -0.01 0.00

3.3 3.4 3.5 3.6 3.7

   (b)第2帯域

-0.02 -0.01 0.00

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0

Frequency [GHz]

|S21| [dB]

(c)第3帯域

図 3.20: 各阻止帯域におけるトリプルバンドBEFの特性の拡大図

ドキュメント内 楕円関数マルチバンドフィルタの 設計に関する研究 (ページ 91-101)