JP2003234601A

JP2003234601A - フィルタ

Info

Publication number: JP2003234601A
Application number: JP2002029676A
Authority: JP
Inventors: Jun Hayashi; 潤林
Original assignee: Soshin Electric Co Ltd
Current assignee: Soshin Electric Co Ltd
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】誘電体共振器の結合度を外部より調整可能とす
ることで、周波数特性を容易に調整可能なフィルタを提
供する。【解決手段】カットオフ導波管１２と入力端子１４と出
力端子１６と誘電体１８と複数の誘電体共振器２０と導
電板２４と周波数調整手段２６とを備える導波管フィル
タ１０において、カットオフ導波管１２の内部に挿入可
能な結合度調整手段２２を配設する。結合度調整手段２
２はカットオフ導波管１２の内部を伝搬する信号方向、
すなわち、入力端子１４から出力端子１６の方向に対し
て垂直な方向であり、かつ、誘電体共振器２０の間に複
数個配設する。結合度調整手段２２は、カットオフ導波
管１２に穿孔された孔３８と導電性媒体４０と固定部材
４２から構成されるネジ送り機構とする。さらに、カッ
トオフ導波管１２の電磁損失を低下させないために、結
合度調整手段２２は、カットオフ導波管１２と同じ機能
を持つ材質で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導波管の内部に複
数の誘電体共振器を有して構成され、前記複数の誘電体
共振器の結合度を外部から調整可能とするフィルタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、衛星通信、業務用電話のバッ
クアップ回線等においては、ＭＨｚ帯〜ＧＨｚ帯の通信
信号を効率よく送受信する目的で、不要信号除去用のバ
ンドパスフィルタが用いられている。前記バンドパスフ
ィルタのうち、導波管の中に複数の誘電体共振器を備え
た導波管フィルタは、ＭＨｚ帯〜ＧＨｚ帯の高周波領域
における好適なフィルタとして広く用いられている。

【０００３】図７は導波管フィルタ１００の縦断面図を
示す。導波管フィルタ１００は、カットオフ導波管１０
２と誘電体１０４と複数の誘電体共振器１０６と周波数
調整手段１０８とから構成される。

【０００４】カットオフ導波管１０２は電磁損失を抑え
るため、導電率σの高い材料から構成されている。例え
ば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕのいずれか一種の金属、又は導体
に前記金属が被覆された材料等が好適に使用される。

【０００５】また、複数の誘電体共振器１０６は、間隔
ｓにより導波管フィルタ１００の内部に配置されてい
る。

【０００６】そして、これら複数の誘電体共振器１０６
は誘電体１０４によってカットオフ導波管１０２の内部
に支持されている。これは、誘電体共振器１０６がカッ
トオフ導波管１０２と近接すると、誘電体共振器１０６
のＱ値が減少し、誘電体共振器１０６が有するフィルタ
としての機能が低下するからである。なお、誘電体共振
器１０６の誘電率ε₁は大きく、誘電体１０４の誘電率
ε₂に対してε₁＞ε₂とする。

【０００７】また、周波数調整手段１０８は、カットオ
フ導波管１０２に設けられた孔１１０と、導電性媒体１
１２から構成される。孔１１０には雌ネジが形成され、
導電性媒体１１２には雄ネジが形成されている。従っ
て、周波数調整手段１０８はネジ送り機構であり、導電
性媒体１１２は孔１１０を介してカットオフ導波管１０
２に挿入可能である。

【０００８】そして、導電性媒体１１２の挿入深さによ
って誘電体共振器１０６の共振周波数を調整することが
できる。なお、カットオフ導波管１０２の電磁損失を低
下させないために、導電性媒体１１２はカットオフ導波
管１０２と同じ機能を有する材質で構成されている。

【０００９】ところで、複数の誘電体共振器１０６同士
の間には、電磁結合に基づく結合度ｋが発生する。その
ため、導波管フィルタ１００は、複数の誘電体共振器１
０６が前記電磁結合によって構成された多段式のバンド
パスフィルタとして機能する。例えば、２つの誘電体共
振器１０６を有する導波管フィルタ１００において、一
方の誘電体共振器１０６の共振周波数をｆ₁、他方の誘
電体共振器１０６の共振周波数をｆ₂と定義した場合、
ｆ₁＜ｆ₂であれば、結合度ｋは下記の（１）式で求ま
る。

【００１０】ｋ＝（ｆ₂ ²−ｆ₁ ²）／（ｆ₂ ²＋ｆ₁ ²） …（１）

【００１１】図８は、２つの誘電体共振器１０６を有す
る導波管フィルタ１００の周波数特性１１４を示す。

【００１２】図８より、導波管フィルタ１００が共振周
波数ｆ₁、ｆ₂の零点１１６を有し、かつ、周波数特性１
１４のうち、ｆ₁〜ｆ₂の間の周波数帯域が通過帯域１１
８となる２段のバンドパスフィルターであることが分か
る。なお、誘電体共振器１０６が複数個だけ導波管フィ
ルタ１００に配置されている場合、周波数特性１１４
は、複数個の零点１１６を持つ周波数特性となることは
勿論である。

【００１３】図９は、間隔ｓに対する結合度ｋの変化の
一例を示す。この場合、カットオフ導波管１０２の断面
の幅は１８．０ｍｍ、前記断面の高さは１２．０ｍｍに
それぞれ設定されている。

【００１４】図９に示すように、間隔ｓが大きくなる
と、誘電体共振器１０６同士の電磁結合は弱まり、結合
度ｋは指数関数的に減少する。結合度ｋの減少によっ
て、図８に示した周波数特性１１４における通過帯域１
１８の幅は狭まる。従って、間隔ｓを調整することによ
って、所望の通過帯域１１８を有する導波管フィルタ１
００を設計することができる。すなわち、図７の導波管
フィルタ１００は、通過帯域１１８を有するバンドパス
フィルターとして機能する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】導波管フィルタ１００
が搭載される衛星通信機器、業務用電話のバックアップ
回線機器等の性能に応じて、導波管フィルタ１００の中
心周波数及び通過帯域幅を変更する必要がある。そのた
めには、周波数調整手段１０８を用いての導波管フィル
タ１００における前記中心周波数の調整や、誘電体共振
器１０６の間隔ｓを可変し、結合度ｋを変化させること
が必要である。例えば、導波管フィルタ１００の通過帯
域１１８の幅を狭くするためには、誘電体共振器１０６
の間隔ｓを広げることによって、結合度ｋを低下させる
必要がある。

【００１６】しかしながら、間隔ｓを広げると、それに
対応して導波管フィルタ１００のサイズも大きくなる。
導波管フィルタ１００の大型化によって、衛星通信機
器、業務用電話のバックアップ回線機器等も大型化する
おそれがある。そのため、間隔ｓを固定しつつ、結合度
ｋを可変させるフィルタの出現が期待されていた。

【００１７】図１０は、上記した問題を解決するため
に、誘電体共振器１０６同士の間に導電板１２０を挿入
し、結合度調整窓１２２を構成した導波管フィルタ１０
０の変形例を示す。結合度調整窓１２２を構成すること
によって、誘電体共振器１０６同士の電磁結合が弱ま
り、結合度ｋが低下する。

【００１８】図１１は、結合度調整窓１２２を形成する
導電板１２０の高さｂの変化に伴う結合度ｋの変化の一
例を示す。この場合、カットオフ導波管１０２の断面の
幅は１０ｍｍ、前記断面の高さは９ｍｍに設定されてい
る。また、誘電体共振器１０６はその形状がドーナツ型
であり、その内径は３ｍｍ、その外径は８ｍｍに設定さ
れている。さらに、誘電体共振器１０６の中心から導電
板１２０までの距離は５ｍｍに設定されている。

【００１９】図１１において、高さｂの増減によって結
合度ｋが指数関数的に変化することが分かる。このよう
に、所望の通過帯域１１８を有する導波管フィルタ１０
０を実現するためには、結合度調整窓１２２を構成し
て、高さｂを可変すればよいことになる。

【００２０】しかしながら、当初の設計どおりに高さｂ
を設定し、結合度調整窓１２２を構成しても、所望どお
りの周波数特性１１４が得られるケースは少ない。その
ため、実際には、導電板１２０を機械加工等で切削する
ことにより高さｂを広げ、所望の周波数特性１１４に近
づけるように調整を行っている。

【００２１】このような調整方法では、導電板１２０を
削りすぎて所定の高さｂよりも大きくなり、所望の通過
帯域１１８が得られないおそれがある。特に、導電板１
２０とカットオフ導波管１０２が一体的に構成されてい
る場合、所定の高さｂよりも大きくなれば、導波管フィ
ルタ１００そのものを交換する必要があり、経済的にも
不利である。

【００２２】また、前記機械加工等を行いながら通過帯
域１１８の調整を同時に行うため、所望の通過帯域１１
８を有する周波数特性１１４を得られるまで、相当な時
間を要してしまうという問題もあった。

【００２３】本発明は、このような課題を考慮してなさ
れたものであり、結合度の外部調整を可能とすること
で、機械加工が不要で、短時間かつ低コストで周波数特
性の調整が可能となる導波管型のフィルタを提供するこ
とを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、カットオフ導
波管と、前記カットオフ導波管の一端に形成された入力
端子と、前記カットオフ導波管の他端に形成された出力
端子と、前記入力端子と前記出力端子との間の前記カッ
トオフ導波管の内部において誘電体を介して支持される
少なくとも２以上の誘電体共振器から構成されるフィル
タにおいて、信号伝搬方向に対して垂直方向に挿入可能
である結合度調整手段が設けられていることを特徴とし
ている。

【００２５】なお、前記信号伝搬方向とは、前記カット
オフ導波管の内部を伝搬する電磁波信号の伝搬方向をい
う。また、前記垂直方向とは、前記電磁波信号を構成し
ている磁界の伝搬方向に対して垂直方向であることをい
う。

【００２６】前記結合度調整手段は前記誘電体共振器同
士の結合度ｋを外部から調整可能とする手段である。従
って、前記結合度調整手段の配設によって、前記フィル
タを機械加工することなく、結合度ｋを調整することが
でき、フィルタの周波数特性を調整することが可能とな
る。

【００２７】ここで、前記結合度調整手段は、前記２以
上の誘電体共振器の間に挿入可能な導電性媒体を有す
る。結合度ｋを調整するために、前記導電性媒体の挿入
深さｄが可変できるように前記導電性媒体を形成する。

【００２８】このように、前記導電性媒体の挿入深さｄ
を可変自在とすることで、前記２以上の誘電体共振器に
よる結合度ｋを指数関数的に変化させることが可能とな
る。

【００２９】このような結合度ｋの指数関数的な変化を
奏するために、前記導電性媒体の表面にネジ山を形成
し、前記結合度調整手段をネジ送り機構として構成する
ことが望ましい。そのように前記結合度調整手段を構成
することによって、結合度ｋを円滑に調整することが可
能となる。

【００３０】ここでいう導電性媒体とは、金属材料又は
導電性高分子材から構成されていることが好ましい。ま
た、前記導電性媒体は、前記金属材料又は前記導電性高
分子材をベースマテリアルとし、該ベースマテリアルの
表面にメッキを施したものでもよい。また、前記導電性
媒体は、導電性を有しないプラスチック等の電気絶縁材
料をベースマテリアルとし、該ベースマテリアルの表面
にメッキを施したものでもよい。

【００３１】そして、これらの導電性媒体の導電率σ
は、σ＞１．０×１０⁵Ｓ／ｍであることが望ましい。

【００３２】前記金属材料としては、黄銅、Ｃｕ、Ａ
ｌ、Ａｇ、Ｆｅ、ステンレス・スチールが好ましい。ま
た、前記メッキは、少なくともＡｇ、Ａｕ、Ｃｕのいず
れか一種から構成されている金属材料が好ましい。

【００３３】また、前記２以上の誘電体共振器は、前記
カットオフ導波管の中心軸に沿って配置するとよい。前
記誘電体共振器が前記カットオフ導波管に近づく程、前
記誘電体共振器の損失が増大するので、その影響を回避
させるためである。なお、この場合、必ずしも前記２以
上の誘電体共振器を前記中心軸に対して一列に配置する
必要はなく、それぞれの誘電体共振器が前記中心軸から
異なる距離だけ離間して配置されていても構わない。

【００３４】そして、前記誘電体共振器を支持する前記
誘電体の誘電率ε₂は、前記誘電体共振器の誘電率ε₁と
の関連において、ε₁＞ε₂とする。

【００３５】また、前記フィルタに、前記２以上の誘電
体共振器の間に導電板を挿入することによって結合度調
整窓を設けるようにしても構わない。この場合、前記結
合度調整窓で結合度ｋを決定し、結合度ｋの微調整を前
記結合度調整手段で行う。その際、前記導電板の面積
は、前記カットオフ導波管の縦断面積に対して８０％以
下に設定する。

【００３６】そして、前記フィルタに周波数調整手段を
設けるようにしても構わない。この場合、前記周波数調
整手段に前記結合度調整手段を組み合わせてもよく、又
は、前記周波数調整手段に前記結合度調整手段と前記結
合度調整窓を組み合わせるようにしても構わない。いず
れにせよ、前記周波数調整手段を前記フィルタに備える
ことで、該フィルタの通過帯域を自由に調整することが
可能となる。

【００３７】さらに、前記周波数調整手段は、前記導電
性媒体の挿入方向に対して垂直方向に挿入可能な導電性
媒体であり、かつ、前記信号伝搬方向に対して垂直方向
に挿入可能な導電性媒体であることが望ましい。前記周
波数調整手段は、前記２以上の誘電体共振器のうち、任
意の誘電体共振器に対向して前記カットオフ導波管の内
部に挿入可能である。この場合、前記２以上の誘電体共
振器のうち、１の誘電体共振器に対向して前記周波数調
整手段を前記カットオフ導波管の内部に挿入してもよい
し、全ての誘電体共振器に対向して前記周波数調整手段
を配置して挿入するようにしてもよい。

【００３８】このように、前記周波数調整手段を前記カ
ットオフ導波管の内部に挿入可能とするために、前記周
波数調整手段の表面にネジ山を形成する。すなわち、前
記周波数可変手段はネジ送り機構を備えたものとなる。

【００３９】さらに、前記フィルタにおいて、前記入力
端子及び前記出力端子を同軸型の端子とし、前記カット
オフ導波管の内部においては中心導体と外部導体とを電
気的に接続して、ループを形成させるようにしても構わ
ない。前記入力端子の前記ループの形成によって、電磁
波信号を前記カットオフ導波管の内部に伝搬させること
が可能になる。そして、前記出力端子の前記ループの形
成により、前記２以上の誘電体共振器は、特定の周波数
領域のみ有する電磁波信号を前記出力端子の前記ループ
で受信することが可能となる。

【００４０】また、前記入力端子と前記出力端子をカッ
トオフ導波管で構成すれば、他の導波管と容易に接続す
ることが可能となる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るフィルタの好
適な実施の形態を、図１〜図６を参照しながら説明す
る。

【００４２】この実施の形態に係るフィルタの一例であ
る導波管フィルタ１０を図１に示す。

【００４３】導波管フィルタ１０は、図１に示すよう
に、カットオフ導波管１２と入力端子１４と出力端子１
６と誘電体１８と複数の誘電体共振器２０と結合度調整
手段２２と導電板２４と周波数調整手段２６とから構成
されている。

【００４４】カットオフ導波管１２は例えば箱型の容器
部２８と板状の蓋部３０から構成される。カットオフ導
波管１２は、電磁損失を低下させないため、１．０×１
０⁵Ｓ／ｍより大きな導電率σを有する高導電率の材料
から構成されている。なお、カットオフ導波管１２は後
述する導電性媒体４０と同じ機能を持つ材質であること
が好ましい。

【００４５】また、入力端子１４は同軸構造であり、内
部導体３２と外部導体３４から構成される。そして、高
周波の電磁波は、カットオフ導波管１２の内部で信号と
して伝搬させるため、内部導体３２と外部導体３４との
間は電気的に接続され、ループ３６が形成されている。
従って、ループ３６はループアンテナとして機能する。
なお、図１では図示しないが、入力端子１４は、前記同
軸構造に替えてカットオフ導波管１２のような構造で形
成されていても構わない。この場合には、他の導波管と
の接続が容易となるので、好適である。

【００４６】また、複数の誘電体共振器２０は、誘電体
１８を介してカットオフ導波管１２の内部に支持されて
いる。そして、個々の誘電体共振器２０はそれぞれ異な
る共振周波数を有する。

【００４７】また、誘電体共振器２０の誘電率ε₁は大
きく、誘電体１８の誘電率ε₂に対してε₁＞ε₂であ
る。これは、誘電体共振器２０がカットオフ導波管１２
と近接すると、誘電体共振器２０のＱ値が減少し、誘電
体共振器２０が有するフィルタとしての機能が低下する
からである。

【００４８】そして、複数の誘電体共振器２０同士の間
には、電磁結合に基づく結合度ｋが発生する。そのた
め、導波管フィルタ１０は、複数の誘電体共振器２０が
前記電磁結合によって構成される多段式のバンドパスフ
ィルタとして機能する。

【００４９】また、出力端子１６は同軸構造であり、内
部導体３２と外部導体３４から構成され、入力端子１４
と同様に、内部導体３２と外部導体３４との間にループ
３６が形成されている。そして、複数の誘電体共振器２
０を通過した信号をループ３６で受信し、出力信号とし
て出力する。なお、入力端子１４の場合と同様に、出力
端子１６についても、前記同軸構造に替えてカットオフ
導波管１２のような構造で形成すれば、他の導波管との
接続が容易となり、好適である。

【００５０】図２は、導波管フィルタ１０の横断面図を
示す。結合度調整手段２２は前記信号の伝搬方向、すな
わち、入力端子１４から出力端子１６の方向と垂直な方
向であり、かつ、誘電体共振器２０の間に複数個形成さ
れている。なお、前記伝搬方向とは、カットオフ導波管
１２の内部を伝搬する電磁波信号の伝搬方向をいう。ま
た、前記垂直な方向とは、前記電磁波信号を構成してい
る磁界の伝搬方向に対して垂直な方向であることをい
う。

【００５１】結合度調整手段２２は、カットオフ導波管
１２に穿孔された孔３８と導電性媒体４０と固定部材４
２から構成されている。孔３８には雌ネジが形成され、
導電性媒体４０には雄ネジが形成されている。固定部材
４２としてはナットを用いることができる。従って、結
合度調整手段２２はネジ送り機構であり、導電性媒体４
０は孔３８を介してカットオフ導波管１２の内部に挿入
可能である。また、導電性媒体４０をカットオフ導波管
１２へ挿入したとき、導電性媒体４０の挿入深さｄによ
り複数の誘電体共振器２０の結合度ｋを自在に変化する
ことが可能である。なお、カットオフ導波管１２の電磁
損失を低下させないために、導電性媒体４０と固定部材
４２は、カットオフ導波管１２と同じ機能を有する材質
で構成されている。

【００５２】導電性媒体４０と固定部材４２とは、一種
類の材質から構成されている金属材料又は導電性高分子
材から構成されることが好ましい。また、金属材料又は
導電性高分子材に替えて、前記金属材料又は前記導電性
高分子材をベースマテリアルとして構成された材料でも
使用可能である。また、前記金属材料の表面、前記導電
性高分子材の表面、導電性を有しないプラスチック等の
電気絶縁材料の表面のいずれかに、導電性が良好である
金属材料のメッキを被覆して構成された材料を用いて導
電性媒体４０と固定部材４２を構成することも可能であ
る。

【００５３】前記金属材料としては、黄銅、Ｃｕ、Ａ
ｌ、Ａｇ、Ｆｅ、ステンレス・スチールが好ましい。ま
た、前記メッキは、少なくともＡｇ、Ａｕ、Ｃｕのいず
れか一種から構成されている金属材料が好ましい。

【００５４】そして、導電性媒体４０と固定部材４２の
導電率σは、σ＞１．０×１０⁵Ｓ／ｍであることが望
ましい。

【００５５】導電板２４は、誘電体共振器２０の間に配
設されている。導電板２４の材質は、導体であればどの
ような材料でも構わないが、導電性媒体４０と同じ機能
を持つ材質であることが望ましい。

【００５６】また、誘電体共振器２０の配設の仕方とし
ては、挿入の他にも、押圧による方法、カットオフ導波
管１２との一体的な構成であっても構わない。

【００５７】図３は、図１に示した容器部２８と蓋部３
０とを嵌合させてカットオフ導波管１２を組み立てるこ
とにより形成された導波管フィルタ１０の縦断面図を示
す。

【００５８】図３において、カットオフ導波管１２を組
み立てることにより、導電板２４と蓋部３０の間の空間
には結合度調整窓４４が構成される。導電板２４によっ
て結合度調整窓４４が構成されたとき、誘電体共振器２
０同士の電磁結合が弱まり、結合度ｋが減少する。な
お、この場合、導電板２４の面積は、カットオフ導波管
１２の縦断面積に対して８０％以下となるように設定さ
れる。

【００５９】周波数調整手段２６は、蓋部３０に設けら
れた孔３８と、導電性媒体４０と、固定部材４２から構
成される。孔３８には雌ネジが形成され、導電性媒体４
０には雄ネジが形成されている。固定部材４２としては
ナットを用いることができる。従って、周波数調整手段
２６はネジ送り機構であり、導電性媒体４０は孔３８を
介してカットオフ導波管１２の内部に挿入可能である。
そして、導電性媒体４０をカットオフ導波管１２に挿入
する深さ（ｄ）によって、導波管フィルタ１０の中心周
波数を自在に変化することが可能である。なお、カット
オフ導波管１２の電磁損失を低下させないために、導電
性媒体４０と固定部材４２とは、導電性媒体４０と同じ
機能を有する材質で構成されている。

【００６０】次に、このようにして構成されている導波
管フィルタ１０の組立方法と、前記中心周波数の調整方
法と、結合度ｋの調整方法についてそれぞれ説明する。

【００６１】最初に、導波管フィルタ１０の組立方法の
一例について説明する。まず、図１に示すように、容器
部２８の一側面の中央部に入力端子１４を取り付ける。
次いで、容器部２８の前記一側面に対向する他方の側面
の中央部に出力端子１６を取り付ける。

【００６２】次いで、容器部２８の内部に複数の導電板
２４を等間隔に挿入する。導電板２４は、切削加工によ
って容器部２８と一体的に形成されることが最も好適で
あるが、容器部２８と別体にして、導電性接着剤によっ
て容器部２８の底部４８に接着させることも可能であ
る。

【００６３】その後、複数の導電板２４の間に誘電体１
８を配置し、誘電体１８の上部に誘電体共振器２０を配
置する。

【００６４】次いで、容器部２８の上方から、周波数調
整手段２６が取り付けられた蓋部３０を被せ、カットオ
フ導波管１２を形成させる。カットオフ導波管１２の形
成によって、導電板２４と蓋部３０との間の空間に結合
度調整窓４４が形成される。なお、蓋部３０と容器部２
８とを固着する方法としては、ネジ止め、導電性接着剤
による接着等が好適であるが、カットオフ導波管１２の
内部を伝搬する信号が外部に漏れないような方法であれ
ばよい。

【００６５】最後に、結合度調整手段２２をカットオフ
導波管１２に配設して導波管フィルタ１０として完成さ
せる。なお、前記組立方法はこの方法に限定されず、種
々選択可能であることは勿論である。

【００６６】次に、このようにして組み立てられた導波
管フィルタ１０の中心周波数の調整方法の一例について
説明する。

【００６７】まず、入力端子１４から入力される入力信
号と、出力端子１６から出力される出力信号とを、例え
ば、ネットワーク・アナライザに入力する。

【００６８】そして、前記ネットワーク・アナライザの
画面上に出力された周波数特性を観測しながら、周波数
調整手段２６の導電性媒体４０をドライバー等を用い、
導電性媒体４０をカットオフ導波管１２に挿入する挿入
深さｄを調整する。前記挿入深さｄを調整することによ
って、導波管フィルタ１０が所望の中心周波数をもつフ
ィルタとなるように調整する。

【００６９】次に、結合度ｋの調整方法の一例について
説明する。

【００７０】まず、始めに前記中心周波数の調整方法と
同様に、入力端子１４から入力される入力信号と、出力
端子１６から出力される出力信号とを、例えば、ネット
ワーク・アナライザに入力する。

【００７１】次いで、前記ネットワーク・アナライザの
画面上に出力された周波数特性を観測しながら、結合度
調整手段２２の導電性媒体４０を可変してカットオフ導
波管１２に対する挿入深さｄを調整し、所望の周波数特
性となるように調整する。

【００７２】次に、２個の誘電体共振器２０を内蔵する
導波管フィルタ１０の結合度ｋと周波数特性との関係に
ついてシミュレーションを行った結果を説明する。

【００７３】図４は、前記シミュレーションのモデルと
なった導波管フィルタ１０を示す。この導波管フィルタ
１０では、入力端子１４と出力端子１６の代わりに導波
管４６がカットオフ導波管１２と嵌合されている。

【００７４】前記シミュレーションにおいて、カットオ
フ導波管１２のサイズは、長さ３０ｍｍ、幅１０ｍｍ、
高さ９ｍｍである。誘電体１８はドーナツ型であり、そ
の直径は３．５ｍｍ、内径は２ｍｍ、また、その高さは
１．５ｍｍである。２個の誘電体共振器２０はドーナツ
型であり、その直径は８ｍｍ、内径は２ｍｍ、また、そ
の高さは３ｍｍである。導電板２４の高さは４ｍｍであ
り、その幅は２ｍｍである。誘電体共振器２０の間隔は
１２ｍｍ、誘電体共振器２０から導電板２４までの距離
は１ｍｍに設定されている。さらに、結合度調整手段２
２の導電性媒体４０は直径１ｍｍの円筒であり、カット
オフ導波管１２の底部４８から導電性媒体４０の中心ま
で６．５ｍｍの高さにおいて挿入深さｄの距離だけ外部
より挿入されている。

【００７５】図５は、結合度ｋと挿入深さｄの関係を示
すシミュレーション結果である。挿入深さｄの増加に対
して結合度ｋは指数関数的に増加する。これは、前記電
磁波信号は導電性媒体４０を介して伝搬し、その結果、
結合度ｋが増加するためである。

【００７６】図６は挿入深さｄを変化させたときの周波
数特性の変化を示すシミュレーション結果である。挿入
深さｄを増加することによって通過帯域が広がり、結合
度ｋが増加する。

【００７７】以上のシミュレーション結果より、導電性
媒体４０をカットオフ導波管１２に挿入することによっ
て、誘電体共振器２０の結合度ｋは変化し、導波管フィ
ルタ１０の周波数帯域も変化することが明らかとなっ
た。さらに、結合度調整手段２２と周波数調整手段２６
とを組み合わせることによって、導波管フィルタ１０の
中心周波数と周波数帯域とを同時に調整することが可能
となる。

【００７８】また、結合度調整手段２２と周波数調整手
段２６と結合度調整窓４４とを組み合わせることによっ
て、結合度調整窓４４によって決定された誘電体共振器
２０の結合度ｋを結合度調整手段２２によって微調整
し、前記中心周波数を調整できると同時に、前記周波数
帯域をより精密に調整させることが可能となる。従っ
て、誘電体共振器２０の間隔を変更することなく、誘電
体共振器２０の結合度ｋと導波管フィルタ１０の中心周
波数と周波数特性を調整することができる。

【００７９】本実施の形態では、導波管フィルタ１０に
ついて説明したが、結合度調整手段２２による結合度ｋ
の調整方法は、導波管フィルタ１０に限定されず、一般
的な導波管フィルタにも適用可能であることは勿論であ
る。また、導波管フィルタ１０がカットオフ導波管１２
で構成される場合について説明したが、カットオフ導波
管１２に限定されることはなく、一般的な導波管にも適
用可能であることは勿論である。さらに、カットオフ導
波管１２の内部における信号のモードについても、ＴＥ
₀₁δモードが好適であるが、前記モードに限定されるも
のでなく、他の高次ＴＥモード、例えば、ＴＥ₀₂δモー
ド、ＴＥ₀₃δモードにも対応可能であることは勿論であ
る。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るフィ
ルタによれば、結合度調整手段により外部より導波管の
内部の結合度が調整可能であるため、前記フィルタを組
み立てた後に行われる前記フィルタの周波数特性の調整
を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る導波管フィルタを示す分解
斜視図である。

【図２】図１の導波管フィルタを示す横断面図である。

【図３】図１の導波管フィルタを示す縦断面図である。

【図４】本実施の形態に係る導波管フィルタのシミュレ
ーションモデルを示す斜視図である。

【図５】図４のシミュレーション結果を示すグラフであ
る。

【図６】図４のシミュレーション結果を示す周波数特性
図である。

【図７】従来技術に係る導波管フィルタを示す縦断面図
である。

【図８】図７の導波管フィルタにおける周波数特性を示
す図である。

【図９】図７の導波管フィルタにおける結合度と間隔と
の関係を示すグラフである。

【図１０】従来技術に係る導波管フィルタを示す縦断面
図である。

【図１１】図１０の導波管フィルタにおける結合度と高
さとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…導波管フィルタ１２…カットオフ導波
管１４…入力端子１６…出力端子１８…誘電体２０…誘電体共振器２２…結合度調整手段２４…導電板２６…周波数調整手段２８…容器部３０…蓋部３２…内部導体３４…外部導体３６…ループ３８…孔４０…導電性媒体４２…固定部材４４…結合度調整窓

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カットオフ導波管と、前記カットオフ導波
管の一端に形成された入力端子と、前記カットオフ導波
管の他端に形成された出力端子と、前記入力端子と前記
出力端子との間の前記カットオフ導波管の内部において
誘電体を介して支持される少なくとも２以上の誘電体共
振器から構成されるフィルタにおいて、信号伝搬方向に対して垂直方向に挿入可能である結合度
調整手段が設けられていることを特徴とするフィルタ。
【請求項２】請求項１記載のフィルタにおいて、前記結合度調整手段は、前記２以上の誘電体共振器の間
に挿入可能な導電性媒体を有することを特徴とするフィ
ルタ。
【請求項３】請求項２記載のフィルタにおいて、前記導電性媒体の挿入深さｄは可変であることを特徴と
するフィルタ。
【請求項４】請求項３記載のフィルタにおいて、挿入深さｄの増加に対して、前記２以上の誘電体共振器
による結合度ｋは、指数関数的に増加することを特徴と
するフィルタ。
【請求項５】請求項２〜４のいずれか１項に記載のフィ
ルタにおいて、前記導電性媒体は、黄銅、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｆｅ、ス
テンレス・スチール、導電性高分子材のいずれか一種か
ら構成されている導電性媒体、又は黄銅、Ｃｕ、Ａｌ、
Ａｇ、Ｆｅ、ステンレス・スチール、導電性高分子材の
いずれか一種をベースマテリアルとする導電性媒体であ
ることを特徴とするフィルタ。
【請求項６】請求項２〜５のいずれか１項に記載のフィ
ルタにおいて、前記導電性媒体は、少なくともＡｇ、Ａｕ、Ｃｕのいず
れか一種からなるメッキが被覆されていることを特徴と
するフィルタ。