JP2002043804A - 帯域通過ろ波器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯域通過ろ波器を小型軽量に構成する。 【解決手段】 誘電体共振器１２（１２Ａ，１２Ｂ，１
２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ）を収容可能に構成された複数の
収容室１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４
Ｅ）を、軸をそれぞれ縦方向に向けた円筒状に形成し、
横方向（Ｈ方向）に二次元配置する。このような構成に
より、誘電体共振器１２を方形導波管内に直線上に配列
した場合に比して全長を短くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体共振器を備
え、共振周波数帯域以外の不要な周波数帯の電磁波の伝
播を遮断する帯域通過ろ波器に関し、特に、誘電体共振
器を収容する収容室の構成およびレイアウトに関する。

【０００２】

【従来の技術】誘電体共振器を備えた帯域通過ろ波器
は、高周波雑音等、電磁波に含まれる不要成分の除去の
ため、無線通信装置あるいは放送装置等において広く利
用されている。

【０００３】このような誘電体共振器を備えた帯域通過
ろ波器として、従来より、図４に示すようなものが知ら
れている。この帯域通過ろ波器５０は、直線状に延びる
金属筐体からなる方形導波管５２と、この方形導波管５
２内に所定の間隔Ｌ（Ｌ１〜Ｌ４）で直線状に複数（図
４の例では五個）縦続して設置された円盤状の誘電体共
振器５４とを備える。この帯域通過ろ波器５０では、こ
れら誘電体共振器５４の設置間隔Ｌを調整し、所望のろ
波特性を得る。また、この帯域通過ろ波器５０では、誘
電体共振器５４の数の分だけ共振周波数が生じるので、
誘電体共振器５４の数を増大することにより、所定の通
過周波数帯域における電磁波の通過特性および遮断特性
の向上、あるいは通過周波数帯域の広帯域化を図ること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の帯域通過ろ波器は誘電体共振器を全て直線状に配置
していたため、例えばろ波特性改善あるいは通過周波数
帯域の広帯域化を図る目的で、誘電体共振器を多数設け
た場合には、その数に応じて帯域通過ろ波器の全長が増
大し、これを搭載する装置における搭載スペースの確保
が困難となり、搭載装置のサイズあるいは重量の増大を
招いてしまうという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、本発明
にかかる帯域通過ろ波器は、導波管内に電磁結合する複
数の誘電体共振器が配置された帯域通過ろ波器であっ
て、前記導波管は、各誘電体共振器を収容する円筒形状
から成る収容室を備え、各収容室の周壁に設けられた窓
を導波通路で結ぶことにより、該収容室の収容する誘電
体共振器が電磁結合される。

【０００６】このような構成によれば、誘電体共振器を
収容する収容室を二次元配置することができるので、誘
電体共振器の数を増大した場合にも帯域通過ろ波器の全
長の増大を抑制することができる。

【０００７】また、誘電体共振器を備えた帯域通過ろ波
器の電磁界分布は、収容室の形状に依存し、収容室が非
対称な形状であった場合には、所望のろ波特性あるいは
周波数帯域を得るのが困難となる。本発明によれば、複
数の収容室を軸対称な円筒形状とするため、所望のろ波
特性あるいは周波数帯域を得やすくすることができる。
また、前後に縦属する結合相手に対してそれぞれ収容室
の姿勢が異なる場合には、その分、ろ波特性に影響を与
えるパラメータが増大し、所望のろ波特性あるいは周波
数帯域を得るのが困難となる。本発明によれば、複数の
収容室間を、これらの周壁にそれぞれ設けた窓同士を結
ぶ導波通路で接続するため、軸の周囲のいずれの角度方
向に存在する収容室に対しても、円筒形状に形成される
収容室は同一姿勢となる。このため、より容易にかつ精
度良く所望のろ波特性を得ることができ、また帯域通過
ろ波器における収容室および誘電体共振器のレイアウト
の自由度を増大することができる。

【０００８】また本発明では、前記導波管は、正三角形
状に配置された三つの収容室を備えるのが好適である。

【０００９】このような構成によれば、これら収容室間
の距離すなわち誘電体共振器間の距離がほぼ等距離とな
るため、ろ波特性に影響するパラメータを減らし、より
容易に所望のろ波特性あるいは周波数帯域を得ることが
できる。また、隣接する三つの収容室を密に配置するこ
とができるため、帯域通過ろ波器をより小型化すること
ができる。

【００１０】また本発明では、複数の前記収容室は単一
の導波管ブロックに形成されるのが好適である。

【００１１】このような構成によれば、仕様（例えば結
合する誘電体共振器の数等）の異なる帯域通過ろ波器の
製造に際し、導波間ブロックを共通部品として用いるこ
とができるので、帯域通過ろ波器の製造時間の短縮ある
いは製造コストの抑制を図ることができる。

【００１２】また本発明では、前記各収容室は個別の導
波管ブロックを形成し、これら導波管ブロックは互いに
組み合わせ可能に形成されるのが好適である。

【００１３】このような構成によれば、導波管ブロック
を、仕様の異なる帯域通過ろ波器の製造に対して共通部
品として用いることができるので、製造コストの抑制を
図ることができる。また、導波管ブロックの組み合わせ
を変更することができるので、仕様に応じてより適切な
形状に、あるいはより小型化して構成することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施の形態
について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施
形態にかかる帯域通過ろ波器の概略構成図である。な
お、図１（ａ）は図１（ｂ）のＹ−Ｙ断面図、また図１
（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

【００１５】帯域通過ろ波器１０は、導波管内に複数の
誘電体共振器１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，
１２Ｅ）を縦続に電磁結合して備える。本実施形態では
導波管は、収容室１４と、これら収容室１４の周壁１４
ｗに設けられた窓１４ｍを結ぶ導波通路２８と、を含
む。例えば円盤状に構成される誘電体共振器１２は、高
誘電率材料例えばセラミクスから成り、その内部に電磁
エネルギを閉じこめる。また誘電体共振器１２は、放射
損の低減のため、導体壁面により形成される収容室１４
（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ）に収容さ
れる。

【００１６】複数の収容室１４は、それぞれ軸を同一な
縦方向（図１（ｂ）のＡ方向）に向けた円筒状に形成さ
れる。本実施形態では、収容室１４は、矩形の板状に構
成された第一部材１６および第二部材１８と、所定の高
さを備えた板状の中間部材２０と、により形成される。
中間部材２０には所定位置において表面２０ａおよび裏
面２０ｂをこれらの垂直方向（すなわち縦方向；Ａ方
向）に貫通する円筒状の貫通孔が複数設けられる。第一
部材１６および第二部材１８は、中間部材２０をそれぞ
れ表面２０ａおよび裏面２０ｂで挟み込み、これにより
貫通孔の上端および下端がそれぞれ第一部材１６および
第二部材１８により閉塞され、円筒形状の収容室１４が
形成される。なお、これら第一部材１６、第二部材１８
および中間部材２０はいずれも導体（例えばアルミニウ
ム、銅、鉄など）により構成され、これら部材は例えば
図示しない締結機構例えばねじ機構により締結される。
また、誘電体共振器１２は、収容室１４と同心にかつ収
容室１４内のほぼ中央に位置するよう、誘電体共振器１
２より誘電率の低い支持部材２２を介して第二部材１８
に支持される。さらに、各収容室１４には、誘電体共振
器１２の共振周波数を調整する調整ねじ３０が突設され
る。この調整ねじ３０は第一部材１６に螺設されてお
り、誘電体共振器１２の共振周波数は調整ねじ３０の収
容室１４への突出量に応じて変化する。

【００１７】また導波管は、正三角形状に配置される三
つの収容室１４を含む。本実施形態では、複数の収容室
１４は、横方向（図１（ｂ）のＢ方向）に格子状に二次
元配置され、隣接する三つの収容室１４は正三角形の頂
点に離間配置される。すなわち、収容室１４を直線状に
間隔Ｌで三つ備えた第一列と、収容室１４を直線状に間
隔Ｌで二つ備えた第二列とが、平行に、かつ一方の列の
収容室１４が他方の列の二つの収容室１４に対してそれ
ぞれ６０°の位置に間隔Ｌで離間するよう配置される。
また隣接する二つの収容室１４には、それぞれ入力端子
２４および出力端子２６が備えられる。

【００１８】隣接する収容室１４間には、各収容室１４
の周壁１４ｗに設けられた窓１４ｍ間を結び、誘電体共
振器１２を電磁結合する導波通路２８が設けられる。誘
電体共振器１２間の結合量は、この導波通路２８の断面
積に依存するため、所望の結合量に応じた断面積となる
よう、中間部材２０を例えば切削により加工して窓１４
ｍおよび導波通路２８を形成する。本実施形態では、四
つの導波通路２８により五つの収容室１４が、入力端子
２４側から、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ
の順に接続されており、これら収容室１４に収容される
誘電体共振器１２が、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２
Ｄ、１２Ｅの順に縦続に結合される。

【００１９】このように、誘電体共振器１２を収容する
収容室１４を二次元配置することにより、多数の誘電体
共振器１２を備える場合にも帯域通過ろ波器１０の全長
の増大を抑制することができる。

【００２０】また、このように複数の収容室１２を軸対
称な円筒形状とするため、所望のろ波特性あるいは周波
数帯域を得やすくすることができる。また、軸対称形状
の収容室１４の軸を縦方向に向け、収容室１４を横方向
に二次元配置することにより、結合相手の収容室１４が
軸の周囲のいずれの角度方向に存在した場合にも、収容
室１４の形状は結合相手に対して同一姿勢となる。例え
ば、収容室１４Ｂの収容室１４Ａに対する姿勢と収容室
１４Ｃに対する姿勢とは、同一である。また他の収容室
１４についても同様である。このような構成によれば、
より容易にかつ精度良く所望のろ波特性を得ることがで
きるとともに、帯域通過ろ波器における収容室および誘
電体共振器のレイアウトの自由度を増大することができ
る。

【００２１】また、三つの収容室１４を正三角形状に配
置することにより、これらの間の距離すなわち誘電体共
振器１２間の距離がほぼ等距離となるため、ろ波特性に
影響するパラメータを減らし、より容易に所望のろ波特
性あるいは周波数帯域を得ることができる。また、隣接
する三つの収容室１４を密に配置することができるた
め、帯域通過ろ波器１０をより小型化することができ
る。

【００２２】次に、本発明の第二の実施形態について図
面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態にかか
る帯域通過ろ波器１１の概略構成図である。本実施形態
にかかる帯域通過ろ波器１１は、上記第一の実施形態に
かかる帯域通過ろ波器１０に対して、誘電体共振器１２
および導波通路２８の数および設置位置が異なるが、そ
れ以外の構成は第一の実施形態と全く同様である。な
お、図２は、図１（ａ）に相当する帯域通過ろ波器１１
の断面図（すなわち、図１（ｂ）のＹ−Ｙと同じ位置に
おける帯域通過ろ波器１１の断面図）である。

【００２３】本実施形態では、導波通路２８により四つ
の収容室１４が、入力端子２４側から、１４Ａ、１４
Ｂ、１４Ｃ、１４Ｅの順に接続されており、これら収容
室１４に収容される誘電体共振器１２が、１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃ、１２Ｅの順に縦続に結合される。なお、収
容室１４Ｄには誘電体共振器１２を配置しない。

【００２４】本実施形態にかかる帯域通過ろ波器１１
は、その全部品を、上記第一の実施形態の帯域通過ろ波
器１０と共用化することができる。より具体的には、所
望の仕様に応じて、中間部材２０に対して加工する導波
通路２８の位置およびスペック（その断面積、形状等）
を変え、また所望の数の誘電体共振子１２を設置すれば
よい。すなわち、複数の収容室１４の周壁１４ｗを、共
通の導波管ブロック（すなわち本実施形態では中間部材
２０）において形成することにより、製作の手間および
コストを低減することができる。

【００２５】さらに上記第一および第二の実施形態で
は、入力端子２４および出力端子２６を互いに隣接した
収容室１４に接続するため、帯域通過ろ波器の仕様に応
じて、２段から収容室１４の個数の段数までのすべての
結合段数（すなわち本実施形態の場合２，３，４，５
段）の設定が可能である。

【００２６】さらに、上記第一および第二の実施形態で
は、隣接する三つの収容室１４を正三角形の頂点に配置
するため、結合の組み合わせによらず、誘電体共振器１
２間の距離はほぼ等しくなる。このため、より精度良く
所望の結合量（結合係数）ひいてはろ波特性を得ること
ができる。

【００２７】次に、本発明の第三の実施の形態について
図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態にか
かる帯域通過ろ波器の概略構成図である。なお、図３
（ａ）は図３（ｂ）のＹ−Ｙ断面図、また図３（ｂ）は
図３（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

【００２８】本実施形態にかかる帯域通過ろ波器３０
は、少なくとも一つの収容室１４の側壁部分１４ｗを含
む導波管ブロック４０を複数組み合わせて構成したもの
である。より具体的には、中間部材を、同一組成あるい
は形状の部品から形成した単位中間部材４０（４０Ａ，
４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ）を複数例えば五個組
み合わせて構成し、これら組み合わせた単位中間部材４
０を、これら単位中間部材４０の配置領域に合わせて一
枚の板として形成された第一部材１６および第二部材１
８によりそれぞれ上下から挟み込み、これらを図示しな
い締結機構例えばねじ機構により一体化する。導波管ブ
ロックとしての単位中間部材４０は、それぞれ内部に円
筒状の貫通孔を備え、その横方向断面（図３（ｂ）のＹ
−Ｙ断面）が矩形の基部から尖部の張り出した五角形
（ホームベース型）の柱状部材として構成される。また
図３（ａ）に示すように、その尖部の尖端は１２０°の
角度を有するとともに、貫通孔の軸から各側面までの距
離が全て等しくなるよう構成される。このような形状の
複数の単位中間部材４０を、この尖部を突き合わせるよ
うに交互に配列することにより、隣接する三つの収容室
１４が正三角形の頂点に配置される。

【００２９】このような構成によれば、仕様に応じた数
の導波管ブロック４０を組み合わせて帯域通過ろ波器３
０を構成することができるので、製造に要するコストの
抑制を図ることができる。また、導波管ブロック４０は
種々のパターンで組み合わせることができるので、帯域
通過ろ波器３０を搭載する装置における部品レイアウト
に対してより適した形状に構成することができる。この
ため、この帯域通過ろ波器３０を搭載する装置における
部品レイアウトの自由度を増大することも可能となる。

【００３０】なお、本発明は上記実施形態に限られるも
のではない。上記実施形態では、帯域通過ろ波器を第一
部材、第二部材および中間部材の三部材から構成した
が、これを、二部材により構成してもよい。この場合
は、収容室として貫通孔に替えて有底孔を形成すればよ
い。

【００３１】また収容室を、その断面を正六角形とする
柱状の空間として形成してもよい。このような構成で
も、隣接する三つの収容室が正三角形の頂点に配置され
るよう複数の収容室を配列した場合に、各収容室に対す
る収容室の姿勢を結合相手となる収容室によらず一定と
することができる。

【００３２】また、上記第三の実施形態では、導波管ブ
ロック毎に一つの収容室を設けたが、これを、導波管ブ
ロック毎に複数設けてもよい。また、導波管ブロックを
ホームベース型の柱状としたが、これに替えて、正六角
柱あるいは円柱としてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
誘電体共振器の数を増大した場合にも帯域通過ろ波器の
全長の増大を抑制することができるため、帯域通過ろ波
器を搭載する装置において、部品レイアウトの自由度を
向上する、あるいは重量若しくはサイズを低減する等の
優れた効果を奏しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施形態にかかる帯域通過ろ
波器の概略構成図（縦方向および横方向の一部断面図）
である。

【図２】 本発明の第二の実施形態にかかる帯域通過ろ
波器の概略構成図（横方向の一部断面図）である。

【図３】 本発明の第三の実施形態にかかる帯域通過ろ
波器の概略構成図（縦方向および横方向の一部断面図）
である。

【図４】 従来の帯域通過ろ波器を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】 １０，１１，３０ 帯域通過ろ波器、１２ 誘電体共振
器、１４ 収容室、１４ｍ 窓、１４ｗ 周壁、２０
中間部材（共通ブロック）、２４ 入力端子、２６ 出
力端子、２８ 導波通路、４０ 単位中間部材（導波管
ブロック）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導波管内に電磁結合する複数の誘電体共
   振器が配置された帯域通過ろ波器において、 前記導波管は、各誘電体共振器を収容する円筒形状から
   成る収容室を備え、 各収容室の周壁に設けられた窓を導波通路で結ぶことに
   より、該収容室の収容する誘電体共振器が電磁結合され
   ることを特徴とする帯域通過ろ波器。
2. 【請求項２】 前記導波管は、おのおの中心が正三角形
   状に配置された三つの収容室を備えることを特徴とする
   帯域通過ろ波器。
3. 【請求項３】 複数の前記収容室は単一の導波管ブロッ
   クに形成されることを特徴とする請求項１または２に記
   載の帯域通過ろ波器。
4. 【請求項４】 前記各収容室は個別の導波管ブロックを
   形成し、これら導波管ブロックは互いに組み合わせ可能
   に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   かに記載の帯域通過ろ波器。