JP2008131488A - Bandpass filter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a bandpass filter to be small-sized in simple configuration, to individually set a high-pass side and a low-pass side of a cutoff frequency and further to reduce unwanted emission that is generated at a lower frequency side than an oscillation frequency. <P>SOLUTION: In order to cut off a high-pass side frequency band, a corrugated filter is used with which three stages of slots 14 are formed on a first surface S1 (surface of a longer side of a rectangle) within a rectangular waveguide 12, and a second surface S2 (surface of a shorter side of the rectangle) perpendicular to the first surface S1 within the waveguide 12 between the slots 14 of the corrugated filter is protruded toward a transmission line center just by ta, namely, a width between confronted second surface S2 is shortened, thereby cutting of a low-pass side frequency band. Furthermore, a waffle iron filter is used, a part of the second surface S2 within the rectangular waveguide of the waffle iron filter is protruded toward a stab, and an interval between a part of the second surface and the stab is shortened to cut off the low-pass side frequency band. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、特にマイクロ波を伝送するための導波管構造のバンドパスフィルタにおいて、レーダ装置から輻射される電波の不要成分を抑制するための構成に関する。   The present invention relates to a configuration for suppressing unnecessary components of radio waves radiated from a radar device, particularly in a band-pass filter having a waveguide structure for transmitting microwaves.

従来から、レーダ装置では、主にSバンド、Cバンド、Xバンド等の周波数帯のマイクロ波を使用した物標の探索が行われているが、この種のレーダ装置では、使用する周波数が高いことや、大きな電力を損失なく伝送するために、導波管回路が多く用いられ、また様々な理由から特定の周波数だけを伝送させ、それ以外の周波数成分の伝送を阻止するためにフィルタが用いられる。例えば、マグネトロンを発振源とした場合、基本波以外の発振周波数のπ−1モード波や高調波が発振されるが、これらの基本波以外の不要な周波数波帯の発振、所謂スプリアスを抑制すると共に、占有する帯域幅の狭小化ができる導波管及びフィルタが求められる。   Conventionally, radar devices have been used to search for targets mainly using microwaves in frequency bands such as S band, C band, and X band, but this type of radar device uses a high frequency. In addition, a waveguide circuit is often used to transmit large power without loss, and a filter is used to transmit only a specific frequency for various reasons and prevent transmission of other frequency components. It is done. For example, when a magnetron is used as an oscillation source, a π-1 mode wave or a harmonic wave having an oscillation frequency other than the fundamental wave is oscillated, but oscillation of an unnecessary frequency wave band other than these fundamental waves, so-called spurious is suppressed. At the same time, a waveguide and a filter capable of narrowing the occupied bandwidth are required.

図8には、従来のXバンドレーダ装置で観測される広帯域スペクトラムの一例が示されており、図示されるように、Xバンドレーダ装置では、基本波Pの他に、π−1モード波SP1や高調波の1つである2倍波SP2が観測される。これらのスプリアスは、基本波に対して既に相当低いレベルであるが、電波の有効利用の観点から更なる低減が望まれている。   FIG. 8 shows an example of a wideband spectrum observed by a conventional X-band radar device. As shown in the figure, in the X-band radar device, in addition to the fundamental wave P, a π-1 mode wave SP1 is shown. A second harmonic SP2 that is one of the harmonics is observed. These spurious levels are already considerably lower than the fundamental wave, but further reduction is desired from the viewpoint of effective use of radio waves.

そして、上記スプリアスを抑制、低減するために、下記に示すような特許文献等に示されるフィルタが用いられる。即ち、特開2001−136005号公報(特許文献1)は、周波数遮断特性の異なる2種類のフィルタを共振窓によって結合するものであり、特開2004−117132号公報(特許文献2)は、基本波よりも高い周波数を遮断するローパスフィルタと、基本波よりも低い周波数を遮断するハイパスフィルタを配置し、2種類のフィルタでバンドパスフィルタを構成するものである。また、特開2005−005930号公報(特許文献3)は、非対称誘導性共振窓部を導波管伝送路に一体形成すると共に、この導波管伝送路を途中で折り返すようにしたものである。   And in order to suppress and reduce the said spurious, the filter shown by the patent documents etc. which are shown below is used. That is, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-136005 (Patent Document 1) combines two types of filters having different frequency cutoff characteristics by a resonance window, and Japanese Patent Laid-Open No. 2004-117132 (Patent Document 2) is a basic one. A low-pass filter that cuts off frequencies higher than the wave and a high-pass filter that cuts off frequencies lower than the fundamental wave are arranged, and a band-pass filter is configured with two types of filters. Japanese Patent Laying-Open No. 2005-005930 (Patent Document 3) forms an asymmetric inductive resonance window portion integrally with a waveguide transmission path and folds the waveguide transmission path halfway. .

特開2001−136005号公報JP 2001-136005 A 特開2004−117132号公報JP 2004-117132 A 特開2005−005930号公報JP 2005-005930 A 「MICROWAVE FILTERS, IMPEDANCE-MATCHING NETWARKS, AND COUPLING STRUCTRES」、McGRAW-HILL BOOK COMPANY刊行、GEORGE L. MATTHAEI他著、425頁の14及び15の欄“MICROWAVE FILTERS, IMPEDANCE-MATCHING NETWARKS, AND COUPLING STRUCTRES”, published by McGRAW-HILL BOOK COMPANY, GEORGE L. MATTHAEI et al., Columns 425, pages 14 and 15.

しかしながら、上記特許文献1では、2種類のフィルタを共振窓によって結合することから、構成や設計が複雑になり、上記特許文献2では、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタの独立した2つのフィルタを使用することから、減衰量を確保するためには、全長が長くなり、フィルタの小型化を図ることができないという問題があった。   However, in the above-mentioned patent document 1, since two types of filters are coupled by a resonance window, the configuration and design become complicated. In the above-mentioned patent document 2, two independent filters, a low-pass filter and a high-pass filter, are used. Therefore, in order to secure the attenuation, there is a problem that the total length becomes long and the filter cannot be downsized.

また、上記特許文献3では、全長が短いにも拘らず大きな減衰量が確保できる利点があるが、導波管伝送路を折り返すため構成が複雑になると共に、減衰量の傾斜を大きくしようとすると通過帯域が狭くなる。即ち、この場合のフィルタの空洞のリアクタンスは、単一であり、単一の共振となるため、減衰量の傾斜を大きくとると通過帯域が狭くなる。そのため、減衰量の傾斜を大きくとりつつ帯域幅を広くするには、フィルタの段数を重ねる必要があるが、この場合には、共振周波数がずれたフィルタをスタガー手法で重ねることから、通過周波数から周波数のずれたフィルタを使用することになり、この結果、通過周波数の挿入損失が大きくなるという不都合がある。また、遮断する周波数の高域側と低域側を個別に調整できないという問題もある。   Further, in Patent Document 3, there is an advantage that a large attenuation amount can be ensured although the total length is short. However, when the waveguide transmission line is folded, the configuration becomes complicated, and an attempt is made to increase the inclination of the attenuation amount. The passband is narrowed. That is, in this case, the reactance of the cavity of the filter is single and becomes a single resonance. Therefore, if the attenuation amount is increased, the pass band becomes narrower. Therefore, in order to widen the bandwidth while increasing the slope of the attenuation, it is necessary to overlap the number of filter stages. In this case, since the filters with shifted resonance frequencies are overlapped by the stagger method, A filter having a frequency shift is used, and as a result, there is an inconvenience that the insertion loss of the passing frequency increases. There is also a problem that the high frequency side and the low frequency side of the cutoff frequency cannot be adjusted individually.

更に、バンドパスフィルタの基本設計事例が開示されている上記非特許文献1に記載のバンドパスフタは、フィルタの空洞のリアクタンスは単一であり、単一の共振となるため、減衰量の傾斜を大きくとろうとすると、通過帯域幅が狭くなる。   Further, the bandpass lid described in Non-Patent Document 1 in which the basic design example of the bandpass filter is disclosed has a single reactance of the filter cavity and a single resonance. When trying to increase the value, the passband width becomes narrower.

また、従来のレーダ装置では、マグネトロンを発振源とする場合に、基本波ローブ内スプリアスエミッション(以下、不要エミッションという)という現象が生じ、この不要エミッションによる影響を除去できないという問題があった。
図9には、従来のXバンドレーダ装置で観測される基本波周辺のスペクトラムの一例が示されており、図示されるように、Xバンドレーダ装置では、ピーク発振周波数(P)に対して−60dBcから−80dBc程度小さいレベルにおいて、ピーク発振周波数より低い周波数側でそのローブに不要エミッションLEが観測される。この不要エミッションLEは、マグネトロンをパルスで発振させた場合に一般的に見られる現象であり、基本波の発振が成立する場合に、パルス立ち上がりの陽極電圧の低い時点では周波数の低い側で発振するために起こるものである。
Further, the conventional radar apparatus has a problem that spurious emission within the fundamental wave lobe (hereinafter referred to as unnecessary emission) occurs when the magnetron is used as an oscillation source, and the influence of the unnecessary emission cannot be removed.
FIG. 9 shows an example of a spectrum around the fundamental wave observed by a conventional X-band radar device. As shown in FIG. 9, the X-band radar device has a peak oscillation frequency (P) − At a level of about 60 dBc to −80 dBc, unnecessary emission LE is observed in the lobe on the frequency side lower than the peak oscillation frequency. This unnecessary emission LE is a phenomenon generally observed when the magnetron is oscillated with a pulse. When the oscillation of the fundamental wave is established, the unnecessary emission LE oscillates on the lower frequency side when the anode voltage at the rising edge of the pulse is low. Is what happens.

このような発振周波数より低い周波数側に発生する不要エミッションLEは、従来において取り除くことができず、これに起因するスプリアスがアンテナから輻射されているが、電波の有効利用の観点から占有する帯域幅を狭くする要請があり、基本発振周波数の出力レベルと比較して極めて小さい−60dBc程度の領域であっても、この不要エミッションLEに起因するスプリアスを抑制することが望ましい。   The unnecessary emission LE generated on the frequency side lower than the oscillation frequency cannot be removed conventionally, and spurious due to this is radiated from the antenna, but the bandwidth occupied from the viewpoint of effective use of radio waves. It is desirable to suppress spurious due to this unnecessary emission LE even in a region of about −60 dBc which is extremely small compared to the output level of the fundamental oscillation frequency.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、広い帯域において挿入損失を低く抑える特性を維持した上で、シンプルな構成で小型化が可能となり、また遮断周波数の高域側と低域側を個別に設定でき、更には発振周波数より低い周波数側に発生する不要エミッションを低減し、電波の有効利用を図ることが可能となるバンドパスフィルタを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to maintain a characteristic of keeping insertion loss low in a wide band, and to achieve downsizing with a simple configuration and to achieve a high cutoff frequency. An object of the present invention is to provide a band-pass filter that can set the side and the low-frequency side separately, further reduce unnecessary emission generated on the frequency side lower than the oscillation frequency, and enable effective use of radio waves.

上記目的を達成するために、請求項1に係るバンドパスフィルタは、通過周波数帯より高域側の所定の周波数帯を遮断するために、矩形導波管(伝送路)内の第1面にスロットを2段以上形成したコルゲート型フィルタを用い、このコルゲート型フィルタの上記スロット間の矩形導波管内における該スロットが形成された第1面に垂直な第2面(例えば第1面を矩形長辺側の面とすると第2面は矩形短辺側の面)を導波管中心側へ突出させることにより、即ち第2面間の幅を短くすることにより、上記通過周波数帯より低域側の周波数帯を遮断するように構成したことを特徴とする。
請求項2に係るバンドパスフィルタは、通過周波数帯より高域側の所定の周波数帯を遮断するために、矩形導波管内の第1面に凹部を形成し、この凹部にワッフルアイアン型の突起を形成したワッフルアイアン型フィルタを用い、このワッフルアイアン型フィルタの矩形導波管内における上記ワッフルアイアン型突起(スタブ)が形成された第1面に垂直な第2面の一部を該ワッフルアイアン型突起の方へ(スタブの側面へ向けて)突出させることにより、即ち第2面の一部とワッフルアイアン型突起との間隔を短くすることにより、上記通過周波数帯より低域側の周波数帯を遮断するように構成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a bandpass filter according to claim 1 is provided on a first surface in a rectangular waveguide (transmission path) in order to cut off a predetermined frequency band higher than the passing frequency band. A corrugated filter having two or more slots is used, and a second surface perpendicular to the first surface in which the slot is formed in the rectangular waveguide between the slots of the corrugated filter (for example, the first surface has a rectangular length). If the side surface is the second surface, the rectangular short side surface) protrudes toward the center of the waveguide, that is, by shortening the width between the second surfaces, so that the lower frequency side than the pass frequency band. It is characterized by being configured to cut off the frequency band.
The band-pass filter according to claim 2 is formed with a concave portion on the first surface in the rectangular waveguide in order to cut off a predetermined frequency band higher than the passing frequency band, and a waffle iron type protrusion in the concave portion. The waffle iron type filter is used, and a part of the second surface perpendicular to the first surface on which the waffle iron type protrusion (stub) is formed in the rectangular waveguide of the waffle iron type filter is formed into the waffle iron type. By projecting toward the protrusion (toward the side surface of the stub), that is, by shortening the interval between a part of the second surface and the waffle iron type protrusion, the frequency band on the lower frequency side than the passing frequency band is set. It is characterized by being configured to shut off.

請求項1の構成によれば、コルゲート型フィルタのスロットの幅(W)、深さ(D)又は長さ(La)を調整することにより、通過周波数帯域における高域側の遮断周波数が設定され、また2つのスロットの間の第2面の突出量、即ち第2面間の幅を調整することにより、通過周波数帯域における低域側の遮断周波数が設定されることになり、遮断周波数の高域側と低域側をそれぞれ個別に設定することが可能となる。 According to the configuration of claim 1, the cutoff frequency on the high frequency side in the pass frequency band is set by adjusting the slot width (W 2 ), depth (D), or length (La) of the corrugated filter. Further, by adjusting the protrusion amount of the second surface between the two slots, that is, the width between the second surfaces, the cutoff frequency on the low frequency side in the pass frequency band is set, and the cutoff frequency The high frequency side and the low frequency side can be set individually.

請求項2の構成によれば、ワッフルアイアン型突起(スタブ)の幅(W)、高さ(H)又は長さ(Lb)を調整することにより、通過周波数帯域における高域側の遮断周波数が設定され、また第2面の一部の突出量、即ち第2面とワッフルアイアン型突起との間隔を調整することにより、通過周波数帯域における低域側の遮断周波数が設定されることになり、この場合も、遮断周波数の高域側と低域側をそれぞれ個別に設定することが可能となる。   According to the configuration of claim 2, by adjusting the width (W), height (H), or length (Lb) of the waffle iron projection (stub), the cutoff frequency on the high frequency side in the pass frequency band is By adjusting the amount of projection of a part of the second surface, that is, the interval between the second surface and the waffle iron type protrusion, the cutoff frequency on the low frequency side in the pass frequency band is set. Also in this case, the high frequency side and the low frequency side of the cutoff frequency can be set individually.

即ち、本発明は、従来のコルゲート型又はワッフルアイアン型のローパスフィルタに、その通過周波数の低域側を遮断するための構成を付加し、バンドパスフィルタとして機能するようにしたものである。そして、上記ローパスフィルタの遮断周波数をマグネトロンのπ−1モード周波数又は高調波に合わせ、低域側の遮断周波数を基本波周波数より300〜1000MHz程度低い周波数に合わせることにより、良好な特性のバンドパスフィルタを得ることができる。   That is, according to the present invention, a conventional corrugated type or waffle iron type low-pass filter is added with a configuration for blocking the low frequency side of the passing frequency so as to function as a band-pass filter. Then, the cutoff frequency of the low-pass filter is matched with the π-1 mode frequency or harmonic of the magnetron, and the cutoff frequency on the low frequency side is matched with a frequency lower by about 300 to 1000 MHz than the fundamental frequency, thereby providing a bandpass with good characteristics. A filter can be obtained.

本発明によれば、従来のコルゲート型又はワッフルアイアン型ローパスフィルタの導波管内のスロット間の第2面の突出量又は第2面の一部の突出量を調整するだけでよいので、広い帯域において挿入損失を低く抑える特性を維持した上で、シンプルな構成で小型化が可能となり、また遮断周波数の高域側と低域側をそれぞれ個別に設定できるという効果がある。更に、コルゲート型又はワッフルアイアン型ローパスフィルタの導波管内の第2面の突出は、コルゲート型又はワッフルアイアン型ローパスフィルタのリアクタンスへの影響が少ないため、本来の特性はそのまま維持され、π−1モードや2倍波のスプリアスを遮断することができる。また、基本波より低い周波数側のローブに発生する不要エミッションを遮断する効果を新たに得ることができる。その結果、占有する周波数帯域を狭くすることができ、電波の有効利用を図ることが可能となる。   According to the present invention, it is only necessary to adjust the protrusion amount of the second surface or the protrusion amount of a part of the second surface between the slots in the waveguide of the conventional corrugated type or waffle iron type low-pass filter. In addition, while maintaining the characteristic of keeping the insertion loss low, it is possible to reduce the size with a simple configuration, and it is possible to individually set the high frequency side and the low frequency side of the cutoff frequency. Further, the protrusion of the second surface in the waveguide of the corrugated type or waffle iron type low-pass filter has little influence on the reactance of the corrugated type or waffle iron type low-pass filter, so that the original characteristic is maintained as it is. Modes and double wave spurious can be cut off. Further, it is possible to newly obtain an effect of blocking unnecessary emission generated in the lobe on the frequency side lower than the fundamental wave. As a result, the occupied frequency band can be narrowed, and the radio wave can be effectively used.

図1及び図2には、本発明の第1実施例に係るバンドパスフィルタの構成が示されており、このバンドパスフィルタはコルゲート型フィルタ(ローパスフィルタ)を用いたものである。図において、バンドパスフィルタ10は、入力口12iから出力口12oの形状を含めて全体の伝送路(断面)が矩形となる導波管12が設けられ、この矩形導波管(伝送路)12における矩形の長辺側の面である2つの第1面S1[図1(A)の左右内面で、H面]に、その第1面S1から壁面内部(伝送方向に垂直な方向)へ窪むスロット(溝部)14が伝送方向70へ向けて3段形成される。このようなスロット14を矩形導波管12内に設けることにより、コルゲート型のローパスフィルタが構成される。   1 and 2 show the configuration of a band-pass filter according to a first embodiment of the present invention, and this band-pass filter uses a corrugated filter (low-pass filter). In the figure, the band-pass filter 10 is provided with a waveguide 12 whose entire transmission path (cross section) including the shape of the input port 12i to the output port 12o is rectangular, and this rectangular waveguide (transmission path) 12 In the two first surfaces S1 [the left and right inner surfaces in FIG. 1A, the H surface] which are the long-side surfaces of the rectangle, a recess is formed from the first surface S1 to the inside of the wall surface (direction perpendicular to the transmission direction). Three slots (grooves) 14 are formed in the transmission direction 70. By providing such a slot 14 in the rectangular waveguide 12, a corrugated low-pass filter is configured.

即ち、上記スロット14の幅W(矩形導波管12の長辺の幅と同一)、深さD、そして長さLaを調整することにより、所定の周波数帯域よりも高い高域側周波数を遮断することができ、その遮断周波数より低い周波数においては、挿入損失が比較的小さくなり、Xバンドで、0.2dB以下に抑えることができる。また、上記スロット14はその段数を増やすことにより、遮断周波数域の減衰量を増加させることができ、第1実施例では3段として遮断周波数の大きな減衰量が確保できるようにしているが、この段数は必要となる減衰量に合わせて増減させることになる。 That is, by adjusting the width W 1 (same as the width of the long side of the rectangular waveguide 12), the depth D, and the length La of the slot 14, a high-frequency side higher than a predetermined frequency band can be obtained. At a frequency lower than the cut-off frequency, the insertion loss becomes relatively small and can be suppressed to 0.2 dB or less in the X band. Further, the slot 14 can increase the amount of attenuation in the cut-off frequency region by increasing the number of stages. In the first embodiment, a large amount of cut-off frequency can be ensured as three stages. The number of stages is increased or decreased according to the required attenuation.

そして、第1実施例では、上記3つのスロット14の間の導波管12の内面で、上記第1面S1に垂直となる面、即ち矩形の短辺側に位置する面である2つの第2面(E面)S2に、この第2面S2から導波管12の中心へ向け幅taだけ突出させた突出部(張出壁)16を形成する。即ち、この突出部16を設け、矩形導波管12の断面矩形の長い方の幅Wを狭くすることにより、上記コルゲート型ローパスフィルタで設定される通過周波数帯域の低い方の遮断周波数を設定し、所定の低域周波数を遮断することができる。また、この狭小化による効果が別のリアクタンスとして動作するため、従来のキャビティ型のバンドパスフィルタと異なり、高域側と低域側を別々に計算して設定することができる。 In the first embodiment, the inner surface of the waveguide 12 between the three slots 14 is a surface perpendicular to the first surface S1, that is, a surface located on the short side of the rectangle. A projecting portion (projecting wall) 16 is formed on the second surface (E surface) S2 so as to project from the second surface S2 toward the center of the waveguide 12 by a width ta. That is, the protruding portion 16 is provided, by narrowing the width W 2 a rectangular cross-section of the longer of the rectangular waveguide 12, set the cut-off frequency of the lower of the pass band set by the corrugated low-pass filter And a predetermined low frequency can be cut off. Further, since the effect of this narrowing operates as another reactance, unlike the conventional cavity-type bandpass filter, the high frequency side and the low frequency side can be calculated and set separately.

この第1実施例では、例えば上記スロット14の幅W(矩形導波管12の長辺の幅でもある)を22.2mm、深さDを9.3mm、長さLaを3.2mmとし、第2面S2の突出量taを2.5mmとし、対向するS2間の幅Wを17.2mmに設定する。そして、基本周波数9400MHzに対し、高域側の遮断(阻止)周波数をπ−1モード又は高調波の周波数に設定し、低域側の遮断周波数を基本周波数より300〜1000MHz程度低い周波数に設定している。 In the first embodiment, for example, the width W 1 of the slot 14 (which is also the width of the long side of the rectangular waveguide 12) is 22.2 mm, the depth D is 9.3 mm, and the length La is 3.2 mm. sets the protruding amount ta of the second surface S2 and 2.5 mm, the width W 2 between opposing S2 is 17.2 mm. Then, with respect to the basic frequency of 9400 MHz, the high frequency side cutoff (blocking) frequency is set to the π-1 mode or the harmonic frequency, and the low frequency side cutoff frequency is set to a frequency lower by about 300 to 1000 MHz than the basic frequency. ing.

図3には、第1実施例のバンドパスフィルタの挿入損失101及び反射損失201の特性が示されており、この図3に示されるように、挿入損失101では、上記スロット14を形成したコルゲート型フィルタにより、図示の高域の遮断特性HRが得られ、また第2面S2の突出によって図示の低域の遮断特性LRが得られることになる。そして、これらの遮断特性HR,LRは、各々を独立して調整することが可能となる。また、所望の基本周波数fの周辺は、広い帯域に渡って挿入損失が低く抑えられている。 FIG. 3 shows the characteristics of the insertion loss 101 and the reflection loss 201 of the bandpass filter of the first embodiment. As shown in FIG. 3, the insertion loss 101 has a corrugated structure in which the slot 14 is formed. the type filter, cutoff characteristics HR 1 of high range shown can be obtained and will be cutoff characteristics LR 1 of the low-pass illustrated by the projection of the second surface S2 is obtained. These cutoff characteristics HR 1 and LR 1 can be adjusted independently. Further, the periphery of the desired fundamental frequency f 0, the insertion loss over a wide band is kept low.

このような第1実施例によれば、従来のコルゲート型ローパスフィルタに対してスロット間の導波管内第2面S2の突出量を調整するだけであるから、構成が簡単であり、伝送方向70に直列に種類の異なる2つのフィルタを接合することなく、バンドパスフィルタの小型化を図ることが可能となる。   According to the first embodiment, the configuration is simple because only the amount of protrusion of the waveguide second surface S2 between the slots is adjusted with respect to the conventional corrugated low-pass filter. It is possible to reduce the size of the bandpass filter without joining two different types of filters in series.

なお、第1実施例の3段の上記スロット14は、図1(A)の状態で導波管12の左右に設けているが、左右のいずれか一方でもよく、また突出部16も上下のいずれか一方に形成するようにしてもよい。   The three slots 14 in the first embodiment are provided on the left and right of the waveguide 12 in the state shown in FIG. 1A, but may be on either the left or right, and the protrusion 16 may be You may make it form in any one.

図4及び図5には、第2実施例に係るバンドパスフィルタの構成が示されており、このバンドパスフィルタはワッフルアイアン型フィルタ(ローパスフィルタ)を用いたものである。図において、バンドパスフィルタ20は、第1実施例と同様に、入力口22iから出力口22oの形状を含めて全体の伝送路の断面が矩形となる導波管22が設けられ、この矩形導波管22における矩形の長辺側の面である2つの第1面S1[図4(A)の左右内面で、H面]に、凹部23が設けられ、この凹部23から導波管22の中心(伝送方向70に垂直な方向)へ向けて突出する状態でワッフルアイアン型突起、即ちスタブ24が3個形成される。このスタブ14は、伝送方向70に対して1段配置した構成となるが、伝送方向70に垂直な方向に配置する数は3個ではなく、2個等としてもよい。このようなスタブ24を矩形導波管22内に設けることにより、ワッフルアイアン型のローパスフィルタが構成される。   4 and 5 show the configuration of the bandpass filter according to the second embodiment. This bandpass filter uses a waffle iron type filter (lowpass filter). In the figure, similarly to the first embodiment, the bandpass filter 20 is provided with a waveguide 22 having a rectangular cross section of the entire transmission path including the shape of the input port 22i to the output port 22o. Concave portions 23 are provided in two first surfaces S1 [the left and right inner surfaces in FIG. 4A and the H surface] which are the long-side surfaces of the wave tube 22. Three waffle iron type protrusions, that is, three stubs 24 are formed so as to protrude toward the center (direction perpendicular to the transmission direction 70). The stubs 14 are arranged in one stage with respect to the transmission direction 70. However, the number of stubs 14 arranged in the direction perpendicular to the transmission direction 70 is not limited to three but may be two. By providing such a stub 24 in the rectangular waveguide 22, a waffle iron type low-pass filter is configured.

即ち、上記スタブ24の幅W、高さH、そして長さLbを調整することにより、所定の周波数帯域よりも高い高域側周波数を広帯域に渡り遮断することができ、その遮断周波数より低い周波数においては、挿入損失が比較的小さくなり、Xバンドで、0.2dB以下に抑えることができる。また、上記スタブ24は伝送方向70の段数を増やすことにより、遮断周波数域の減衰量を増加させることができ、2段,3段等としてもよい。   That is, by adjusting the width W, height H, and length Lb of the stub 24, a high-frequency side higher than a predetermined frequency band can be blocked over a wide band, and a frequency lower than the cutoff frequency. In FIG. 5, the insertion loss is relatively small and can be suppressed to 0.2 dB or less in the X band. The stub 24 can increase the attenuation in the cut-off frequency region by increasing the number of stages in the transmission direction 70, and may be two stages, three stages, or the like.

そして、第2実施例では、上記導波管22の内面で上記第1面S1に垂直となる面、即ち矩形の短辺側に位置する面である2つの第2面(E面)S2に、この第2面S2の一部をスタブ24の側面へ向け(導波管22の中心へ向け)幅tbだけ突出させた突出部(張出壁部)26を形成する。即ち、この突出部26とスタブ24との幅を狭くすることにより、上記ワッフルアイアン型ローパスフィルタで設定される通過周波数帯域の低い方の遮断周波数を設定し、所定の低域周波数を遮断することができる。また、この狭小化による効果が別のリアクタンスとして動作するため、従来のキャビティ型のバンドパスフィルタと異なり、高域側と低域側を別々に計算して設定している。   In the second embodiment, the inner surface of the waveguide 22 is perpendicular to the first surface S1, that is, two second surfaces (E surfaces) S2 that are surfaces on the short side of the rectangle. Then, a protruding portion (projecting wall portion) 26 is formed by projecting a part of the second surface S2 toward the side surface of the stub 24 (toward the center of the waveguide 22) by a width tb. That is, by narrowing the width of the protrusion 26 and the stub 24, a lower cut-off frequency of the pass frequency band set by the waffle iron type low-pass filter is set, and a predetermined low-frequency is cut off. Can do. Also, since the effect of this narrowing operates as another reactance, unlike the conventional cavity-type bandpass filter, the high frequency side and the low frequency side are calculated and set separately.

この第2実施例では、例えば上記スタブ24の幅Wを4.1mm、高さHを3.9mm、長さLbを4.1mmとし、第2面S2の突出量tbを2.6mmに設定する。そして、基本周波数9400MHzに対し、高域側の遮断(阻止)周波数をπ−1モード又は高調波の周波数に設定し、低域側の遮断周波数を基本周波数より300〜1000MHz程度低い周波数に設定することができる。   In the second embodiment, for example, the width W of the stub 24 is 4.1 mm, the height H is 3.9 mm, the length Lb is 4.1 mm, and the protruding amount tb of the second surface S2 is set to 2.6 mm. To do. Then, with respect to the fundamental frequency of 9400 MHz, the high frequency side cutoff (blocking) frequency is set to a π-1 mode or a harmonic frequency, and the low frequency side cutoff frequency is set to a frequency lower by about 300 to 1000 MHz than the basic frequency. be able to.

図6には、第2実施例のバンドパスフィルタの挿入損失102及び反射損失202の特性が示されており、この図6に示されるように、挿入損失102では、上記スタブ24を形成したワッフルアイアン型フィルタにより、図示の高域の遮断特性HRが得られ、また第2面S2の突出によって図示の低域の遮断特性LRが得られる。そして、これらの遮断特性HR,LRは、各々を独立して調整することが可能となる。また、所望の基本周波数fの周辺は、広い帯域に渡って挿入損失が低く抑えられると共に、基本周波数fの2倍波の周波数2fに渡り良好な減衰量が確保される結果となった。 FIG. 6 shows the characteristics of the insertion loss 102 and the reflection loss 202 of the band-pass filter of the second embodiment. As shown in FIG. 6, the insertion loss 102 is a waffle in which the stub 24 is formed. the iron-type filter, cutoff characteristics HR 2 in high range shown can be obtained and barrier properties LR 2 of the low-range shown by the projection of the second surface S2 is obtained. These cutoff characteristics HR 2 and LR 2 can be adjusted independently. Further, in the vicinity of the desired fundamental frequency f 0 , the insertion loss is suppressed low over a wide band, and a good attenuation is ensured over the frequency 2f 0 of the second harmonic of the fundamental frequency f 0. It was.

このような第2実施例によれば、従来のワッフルアイアン型ローパスフィルタに対してスロット間の導波管内第2面S2の突出量を調整するだけであるから、構成が簡単であり、伝送方向70に直列に種類の異なる2つのフィルタを接合することなく、バンドパスフィルタの小型化を図ることが可能となる。   According to the second embodiment, since the protrusion amount of the waveguide second surface S2 between the slots is only adjusted with respect to the conventional waffle iron type low-pass filter, the configuration is simple, and the transmission direction It is possible to reduce the size of the band-pass filter without joining two different types of filters in series with 70.

図7には、上記実施例1及び2のバンドパスフィルタを組み込んだXバンドレーダ装置で観測されるスペクトラムが示されており、これは、高域側の遮断周波数をマグネトロンのπ−1モード周波数又は高調波に合わせ、低域側の遮断周波数を基本周波数より300〜1000MHz低い周波数に合わせたときのアンテナから輻射されるスペクトラムであり、この場合のバンドバスフィルタは、マグネトロンの発振部とアンテナとの間に、サーキュレータ、TR管、ロータリージョイント等と共に配置したものである。   FIG. 7 shows a spectrum observed by an X-band radar apparatus incorporating the bandpass filters of the first and second embodiments. This is because the cutoff frequency on the high frequency side is the π-1 mode frequency of the magnetron. Or, it is a spectrum radiated from the antenna when the cutoff frequency on the low frequency side is adjusted to a frequency lower by 300 to 1000 MHz than the fundamental frequency in accordance with the harmonics. In this case, the band-pass filter includes a magnetron oscillator and an antenna. Between the circulator, TR tube, rotary joint and the like.

この図7に示されるように、実施例1及び2のバンドパスフィルタを採用した場合は、ピーク周波数Pに対して−60dBcから−80dBc小さいレベルにおいて、従来の図9では周波数9.2GHz以下で観測された不要エミッションLEが抑制され、良好なスペクトラムが得られた。また、図8で観測された2倍波SP2の周波数も抑制される結果となっている。   As shown in FIG. 7, when the bandpass filters of the first and second embodiments are employed, the frequency is 9.2 GHz or less in the conventional FIG. 9 at a level that is −60 dBc to −80 dBc smaller than the peak frequency P. Observed unnecessary emission LE was suppressed, and a good spectrum was obtained. In addition, the frequency of the second harmonic SP2 observed in FIG. 8 is also suppressed.

なお、第2実施例の1段の上記スタブ24は、図4(A)の状態で導波管12の左右に設けているが、左右のいずれか一方でもよく、また突出部26も上下のいずれか一方に形成してもよい。
また、第2実施例では、1段のスタブ24に対して突出部26を形成したが、このスタブ24を複数段設ける場合は、複数段のスタブ24のそれぞれに対して各々の突出部26を複数配置してもよいし、複数段のスタブ24の全体に渡って1つの(幅広の)突出部を配置してもよい。
The first stub 24 of the second embodiment is provided on the left and right sides of the waveguide 12 in the state shown in FIG. 4A. You may form in either one.
In the second embodiment, the protrusions 26 are formed on the one-stage stub 24. However, when the stubs 24 are provided in a plurality of stages, the protrusions 26 are provided for the stubs 24 in the plurality of stages. A plurality of protrusions may be arranged, or one (wide) protrusion may be arranged over the entire stub 24 in a plurality of stages.

本発明の第1実施例に係るバンドパスフィルタの構成を示し、図(A)は入力口側から見た図、図(B)は側面図、図(C)は図(B)のI−I線断面図である。The structure of the band pass filter concerning 1st Example of this invention is shown, A figure (A) is the figure seen from the input port side, A figure (B) is a side view, A figure (C) is I-- of figure (B). It is I line sectional drawing. 第1実施例のバンドパスフィルタを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the band pass filter of 1st Example. 第1実施例のバンドパスフィルタの挿入損失と反射損失の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the insertion loss and reflection loss of the band pass filter of 1st Example. 本発明の第2実施例に係るバンドパスフィルタの構成を示し、図(A)は入力口側から見た図、図(B)は側面図、図(C)は図(B)のII−II線断面図である。The structure of the band pass filter which concerns on 2nd Example of this invention is shown, A figure (A) is the figure seen from the input port side, A figure (B) is a side view, A figure (C) is II- of figure (B). It is II sectional view. 第2実施例のバンドパスフィルタを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the band pass filter of 2nd Example. 第2実施例のバンドパスフィルタの挿入損失と反射損失の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the insertion loss and reflection loss of the band pass filter of 2nd Example. 第1実施例及び第2実施例のバンドパスフィルタを用いたレーダ装置で観測されるスペクトラムを示す図である。It is a figure which shows the spectrum observed with the radar apparatus using the band pass filter of 1st Example and 2nd Example. 従来のレーダ装置で観測される広帯域スペクトラムを示す図である。It is a figure which shows the wideband spectrum observed with the conventional radar apparatus. 従来のレーダ装置で観測される基本波周辺のスペクトラムを示す図である。It is a figure which shows the spectrum around the fundamental wave observed with the conventional radar apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10,20…バンドパスフィルタ、
12,22…導波管(矩形伝送路)、
14…スロット、
16,26…突出部、
23…凹部、
24…スタブ(ワッフルアイアン型突起)。
10, 20 ... band pass filter,
12, 22 ... Waveguide (rectangular transmission line),
14 ... slot,
16, 26 ... protrusions,
23 ... recess,
24 ... Stub (waffle iron type protrusion).

Claims (2)

通過周波数帯より高域側の所定の周波数帯を遮断するために、矩形導波管内の第1面にスロットを2段以上形成したコルゲート型フィルタを用い、
このコルゲート型フィルタの上記スロット間の矩形導波管内における該スロットが形成された第1面に垂直な第2面を導波管中心側へ突出させることにより、上記通過周波数帯より低域側の周波数帯を遮断するように構成したバンドパスフィルタ。
In order to cut off a predetermined frequency band higher than the pass frequency band, a corrugated filter having two or more slots formed on the first surface in the rectangular waveguide is used.
By projecting a second surface perpendicular to the first surface in which the slots are formed in the rectangular waveguide between the slots of the corrugated filter to the center side of the waveguide, a lower frequency side than the pass frequency band is obtained. Bandpass filter configured to cut off the frequency band.
通過周波数帯より高域側の所定の周波数帯を遮断するために、矩形導波管内の第1面に凹部を形成し、この凹部にワッフルアイアン型の突起を形成したワッフルアイアン型フィルタを用い、
このワッフルアイアン型フィルタの矩形導波管内における上記ワッフルアイアン型突起が形成された第1面に垂直な第2面の一部を該ワッフルアイアン型突起の方へ突出させることにより、上記通過周波数帯より低域側の周波数帯を遮断するように構成したバンドパスフィルタ。
In order to cut off a predetermined frequency band higher than the pass frequency band, a concave portion is formed on the first surface in the rectangular waveguide, and a waffle iron type filter having a waffle iron type protrusion formed in the concave portion is used.
By projecting a part of the second surface perpendicular to the first surface on which the waffle iron type protrusion is formed in the rectangular waveguide of the waffle iron type filter toward the waffle iron type protrusion, the passing frequency band A band-pass filter configured to cut off the lower frequency band.
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