JP2009239430A - 多チャンネルフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の多チャンネルフィルタと比較して簡易な構成で、複雑な調整を行うことなく帯域幅又は比帯域一定の多チャンネルフィルタを提供する。
【解決手段】複数の共振器１１乃至１５を部分的に構成し、複数の共振器１１乃至１５とそれぞれ対応する複数の空洞が形成された導電性筺体１０と、複数の共振器１１乃至１５の空洞内に夫々配置される複数の共振棒２１乃至２５とを備え、導電性筺体１０には、複数の共振器１１乃至１５が電界結合又は磁界結合でひと続きに結合するよう複数の空洞を連通させる複数の結合窓１６乃至１９が形成され、ひと続きに結合された複数の空洞のうち、一端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓１６と、他端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓１９とを除いた残りの複数の結合窓１７及び１８を同一直線上に配置する。
【選択図】図２
【解決手段】複数の共振器１１乃至１５を部分的に構成し、複数の共振器１１乃至１５とそれぞれ対応する複数の空洞が形成された導電性筺体１０と、複数の共振器１１乃至１５の空洞内に夫々配置される複数の共振棒２１乃至２５とを備え、導電性筺体１０には、複数の共振器１１乃至１５が電界結合又は磁界結合でひと続きに結合するよう複数の空洞を連通させる複数の結合窓１６乃至１９が形成され、ひと続きに結合された複数の空洞のうち、一端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓１６と、他端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓１９とを除いた残りの複数の結合窓１７及び１８を同一直線上に配置する。
【選択図】図２
Description
本発明は、複数の共振器で構成された多チャンネルフィルタに関する。
複数の共振器で構成された従来の多チャンネルフィルタは、共振器間の結合度が周波数に依存しているので、所望のフィルタ特性を得るには複雑な調整が必要であった。
例えば、複数の共振器で構成された従来のフィルタ１００は、図５に示すように、第１の誘電体フィルタ１０１と第２の誘電体フィルタ１０２とを仕切る第１の仕切り壁１６１と、第３の誘電体フィルタ１０３と第４の誘電体フィルタ１０４とを仕切る第２の仕切り壁１６２と、第１の誘電体フィルタ１０１と第３の誘電体フィルタ１０３との間に一端が介在し、第２の誘電体フィルタ１０２と第４の誘電体フィルタ１０４との間に他端が介在する共有結合棒３とを有している(例えば、特許文献１参照)。
特開２００５−７７５９４号公報
しかしながら、複数のフィルタで構成される従来の多チャンネルフィルタは構成が複雑で、更に帯域幅又は比帯域を一定にする調整が必要であった。
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、従来の多チャンネルフィルタと比較して簡易な構成で、帯域幅又は比帯域を一定にする調整が不要な多チャンネルフィルタを提供することを目的とする。
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、従来の多チャンネルフィルタと比較して簡易な構成で、帯域幅又は比帯域を一定にする調整が不要な多チャンネルフィルタを提供することを目的とする。
本発明の多チャンネルフィルタは、複数の共振器を部分的に構成し、前記複数の共振器とそれぞれ対応する複数の空洞が形成された導電性筺体と、前記複数の共振器の空洞内に夫々配置される複数の共振棒とを備え、前記導電性筺体には、前記複数の共振器が電界結合又は磁界結合でひと続きに結合するよう前記複数の空洞を連通させる複数の結合窓が形成され、前記ひと続きに結合された複数の空洞のうち、一端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓と、他端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓とを除いた残りの複数の結合窓を同一直線上に配置する構成を有する。
この構成により、複雑な調整を行うことなく帯域幅又は比帯域を一定にすることができる。
本発明の多チャンネルフィルタは、前記複数の共振棒が、前記複数の空洞の中心軸上に夫々配置され、前記複数の空洞の一端で前記導電性筺体と接地される構成を有する。
この構成により、接地側から予め設定された距離だけ離隔して結合窓を配置することにより、指定の周波数帯域において複数の共振器間の結合度を一定にすることができる。
本発明の多チャンネルフィルタは、前記残りの複数の結合窓の同一直線と前記複数の空洞の中心軸とは同一平面上にあり、前記残りの複数の結合窓の同一直線は前記複数の空洞の中心軸と直交する構成を有する。
この構成により、従来の多チャンネルフィルタと比較して小型で簡易な構成で、生産コストが削減できる。
本発明は、従来の多チャンネルフィルタと比較して小型化でき、帯域幅一定の多チャンネルフィルタを提供できるものである。
以下、図１乃至４を参照し、本発明の実施の形態の多チャンネルフィルタについて説明する。
図１及び２に示すように、本実施の形態の多チャンネルフィルタ１は、複数の共振器を部分的に構成し、複数の共振器１１乃至１５とそれぞれ対応する複数の空洞が形成された導電性筺体１０と、複数の共振器１１乃至１５の空洞内に夫々配置される複数の共振棒２１乃至２５とを備えている。
導電性筺体１０には、複数の共振器１１乃至１５が電界結合又は磁界結合でひと続きに結合するよう複数の空洞を連通させる複数の結合窓１６乃至１９が形成され、ひと続きに結合された複数の空洞のうち、一端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓１６と、他端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓１９とを除いた残りの複数の結合窓１７及び１８を同一直線上に配置している。
結合窓１７及び１８の同一直線は、複数の空洞の中心軸１１ａ乃至１５ａと同一平面上にあり、複数の空洞の中心軸１１ａ乃至１５ａと直交している。
容器部１０ａに形成された複数の空洞は、第１乃至第５の共振器１１乃至１５それぞれの空洞に対応している。
更に詳しくは、第１の共振器１１と第２の共振器１２とが結合するよう、第１の共振器１１の空洞と第２の共振器１２の空洞が結合窓１６により連通されている。第２の共振器１２と第３の共振器１３とが結合するよう、第２の共振器１２の空洞と第３の共振器１３の空洞が結合窓１７により連通されている。第３の共振器１３と第４の共振器１４とが結合するよう、第３の共振器１３の空洞と第４の共振器１４の空洞が結合窓１８により連通されている。第４の共振器１４と第５の共振器１５とが結合するよう、第４の共振器１４の空洞と第５の共振器１５の空洞が結合窓１９により連通されている。
入力端子４は、導電性筺体１０の一端に設けられ、接続された外部回路からの電磁波(例えば、マイクロ波)を第１の共振器１１に入力するようになっている。一方、出力端子５は、導電性筺体１０の他端に設けられ、第５の共振器１５からの電磁波を出力するようになっている。
共振棒２１は、第１の共振器１１の空洞の側壁から離隔し、空洞の中心軸１１ａ上に配置され、その一端が導電性筺体１０に接地されている。同様に、共振棒２２は、第２の共振器１２の空洞の側壁から離隔し、空洞の中心軸１２ａ上に配置され、その一端が導電性筺体１０に接地されている。共振棒２３は、第３の共振器１３の空洞の側壁から離隔し、空洞の中心軸１３ａ上に配置され、その一端が導電性筺体１０に接地されている。共振棒２４は、第４の共振器１４の空洞に側壁から離隔し、空洞の中心軸１４ａ上に配置され、その一端が導電性筺体１０に接地されている。共振棒２５は、第５の共振器１５の空洞に側壁から離隔し、空洞の中心軸１５ａ上に配置され、その一端が導電性筺体１０に接地されている。
共振棒２１乃至２５は、導電性筺体１０の容器部１０ａと一体的に形成された構成であってもよい。
また、多チャンネルフィルタ１は、共振棒２１乃至２５と対応させて導電性筺体１０の取付孔に螺入された複数の周波数調整ネジ３１乃至３５を備えている。複数の周波数調整ネジ３１乃至３５と共振棒２１乃至２５との間に形成される容量を変えることによって共振器夫々の共振周波数が調整される。
更に詳しくは、周波数調整ネジ３１と共振棒２１との間の距離を変えることによって共振器１１の共振周波数が変更される。同様に、周波数調整ネジ３２と共振棒２２との間の距離を変えることによって共振器１２の共振周波数が変更され、周波数調整ネジ３３と共振棒２３との間の距離が変えることによって共振器１３の共振周波数が変更され、周波数調整ネジ３４と共振棒２４との間の距離を変えることによって共振器１４の共振周波数が変更され、周波数調整ネジ３５と共振棒２５との間の距離を変えることによって共振器１５の共振周波数が変更される。
次に、帯域幅又は比帯域一定の条件について説明する。
図３に示すようにdθを微小開口とすると、この微小開口の結合度dkは下記関係式(１)で与えられる。
これらの関係式を用いて式(1)を変形すると下記関係式(1')が得られる。
図３に示すようにdθを微小開口とすると、この微小開口の結合度dkは下記関係式(１)で与えられる。
フィルタ間の結合度は、下記関係式(3)で定義されるが、エレメント値を考慮すると、関係式(3)を関係式(3')のように近似できる。
この関係式(3')を用いて関係式(2)を変形すると、下記関係式(2')が得られる。
この関係式(2')から下記の関係が導かれる。
(i)フィルタの結合度は、ＧＮＤから離れるにつれて弱くなる。
(ii)フィルタの結合度は、周波数に対して大きくなる。
(i)フィルタの結合度は、ＧＮＤから離れるにつれて弱くなる。
(ii)フィルタの結合度は、周波数に対して大きくなる。
このように、フィルタの帯域幅（結合度）は、周波数とＧＮＤからの距離に依存している。
単体フィルタや、通過域の異なるフィルタを用いる場合には問題無いが、（Ａ）共用器のように複数の周波数帯域を使用する場合や、（Ｂ）低コスト化を目的として同一の機構で多チャンネルを網羅する場合には、結合度の周波数特性が影響し、周波数帯により所望のフィルタ特性を確保するのが困難となる。
帯域幅が一定となる結合窓の位置の条件を算出する。
この関係式(4)から、下記関係式(4')が得られる。
cos2θ−θsin2θ＝0 ・・・(4')
また、関係式(4')を変形すると、下記関係式(5)が得られる。
1−θtan2θ＝0 ・・・(5)
この関係式からθ＝0.538305＝0.08567λ（帯域幅一定の条件）が得られる。即ち、ＧＮＤからθ＝0.538＝0.086λとなる位置に結合窓を設けると、帯域幅一定の多チャンネルフィルタとなる。
cos2θ−θsin2θ＝0 ・・・(4')
また、関係式(4')を変形すると、下記関係式(5)が得られる。
1−θtan2θ＝0 ・・・(5)
この関係式からθ＝0.538305＝0.08567λ（帯域幅一定の条件）が得られる。即ち、ＧＮＤからθ＝0.538＝0.086λとなる位置に結合窓を設けると、帯域幅一定の多チャンネルフィルタとなる。
次に、比帯域が一定となる結合窓の条件を算出する。
この関係式(6)から、下記関係式(6')が得られる。
cos2θ−2θ sin2θ＝0 ・・・(6')
また、関係式(6')を変形すると、下記関係式(7)が得られる。
1−2θ tan2θ＝0 ・・・(7)
cos2θ−2θ sin2θ＝0 ・・・(6')
また、関係式(6')を変形すると、下記関係式(7)が得られる。
1−2θ tan2θ＝0 ・・・(7)
したがって、この関係式からθ＝0.430165＝0.06846λ（比帯域一定の条件）が得られる。即ち、ＧＮＤからθ＝0.430＝0.068λとなる位置に結合窓を設けると、比帯域一定の多チャンネルフィルタとなる。
以上説明したように、本実施の形態の多チャンネルフィルタは、複数の共振器を部分的に構成し、複数の共振器とそれぞれ対応する複数の空洞が形成された導電性筺体と、複数の共振器の空洞内に夫々配置される複数の共振棒とを備え、導電性筺体には、複数の共振器が電界結合又は磁界結合でひと続きに結合するよう複数の空洞を連通させる複数の結合窓が形成され、ひと続きに結合された複数の空洞のうち、一端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓と、他端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓とを除いた残りの複数の結合窓が同一直線上に配置されているので、簡易な構成で、指定の周波数帯域において複数の共振器間の結合度を一定にすることができる。
また、本実施の形態の多チャンネルフィルタは、複数の共振棒が、複数の空洞の中心軸上に夫々配置され、複数の空洞の一端で導電性筺体と接地されるので、接地側から予め設定された距離だけ離隔して結合窓を配置することにより、指定の周波数帯域において複数の共振器間の結合度を一定にすることができる。
また、本実施の形態の多チャンネルフィルタは、残りの複数の結合窓の同一直線と複数の空洞の中心軸とが同一平面上にあるので小型化できる。
なお、実施の形態における多チャンネルフィルタの構成は例示であり、５段の共振器に限定するものではない。
また、本実施の形態の多チャンネルフィルタは、一端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓と、他端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓とを除いた残りの複数の結合窓の形状及び大きさが同じで、更に同一直線上に配置されているが、多チャンネルフィルタに要求される電気的特性によっては、全ての結合窓の形状及び大きさを同じにする場合もある。
また、本実施の形態の多チャンネルフィルタは、複数の共振器を図４(A)のように配置しているが、図４(B)から図４(E)までに例示したような配置又はこれ以外の配置であってもよい。
以上のように、本発明に係る多チャンネルフィルタは、指定の周波数帯域において複数の共振器間の結合度を一定にできるという効果を有し、帯域幅又は比帯域一定の多チャンネルフィルタとして有用である。
１ 多チャンネルフィルタ
１０ 導電性筺体
１０ａ 容器部
１０ｂ 蓋部
４ 入力端子
５ 出力端子
１１乃至１５ 共振器
２１乃至２５ 共振棒
１６乃至１９ 結合窓
３１乃至３５ 周波数調整ネジ
１０ 導電性筺体
１０ａ 容器部
１０ｂ 蓋部
４ 入力端子
５ 出力端子
１１乃至１５ 共振器
２１乃至２５ 共振棒
１６乃至１９ 結合窓
３１乃至３５ 周波数調整ネジ
Claims (3)
- 複数の共振器を部分的に構成し、前記複数の共振器とそれぞれ対応する複数の空洞が形成された導電性筺体と、
前記複数の共振器の空洞内に夫々配置される複数の共振棒とを備え、
前記導電性筺体には、前記複数の共振器が電界結合又は磁界結合でひと続きに結合するよう前記複数の空洞を連通させる複数の結合窓が形成され、
前記ひと続きに結合された複数の空洞のうち、一端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓と、他端の空洞と当該空洞に隣接する空洞とを連通させる結合窓とを除いた残りの複数の結合窓を同一直線上に配置することを特徴とする多チャンネルフィルタ。 - 前記複数の共振棒は、前記複数の空洞の中心軸上に夫々配置され、前記複数の空洞の一端で前記導電性筺体と接地されることを特徴とする請求項１に記載の多チャンネルフィルタ。
- 前記残りの複数の結合窓の同一直線と前記複数の空洞の中心軸とは同一平面上にあり、
前記残りの複数の結合窓の同一直線は前記複数の空洞の中心軸と直交することを特徴とする請求項２に記載の多チャンネルフィルタ。
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101638878B1 (ko) * | 2015-03-23 | 2016-07-12 | (주)엠엘테크놀로지스 | 서로다른 주파수 결합시 상호간섭을 최소화하기 위해 공용 폴 설계를 적용한 대역결합장치 |
| CN114024111A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-08 | 南京希尼尔通信技术有限公司 | 一种ku波段的四通道连体滤波器组及其生产方法 |
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-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008080251A patent/JP2009239430A/ja active Pending
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