JP2014049867A - 共振器フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】一般的な構造・構成を有する共振器フィルタよりも小型化、軽量化および生産性の向上を実現できる共振器フィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】内部に空洞を有する金属製の筐体と、筐体の内部に配置された複数の共振体と、隣り合う共振体同士をそれぞれ電気的に接続する結合手段と、を備える共振器フィルタとする。また、内部に空洞を有する金属製の筐体と、筐体の内部に配置された導体板と、を備えた共振器フィルタであって、導体板は、筐体と電気的に接続された支持体と、支持体に接続された複数の共振体と、複数の共振体と支持体とが接続された端部とは異なる箇所で隣り合う共振体同士を結合する結合導体と、を備える共振器フィルタとする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、共振器フィルタに関し、特に帯域通過フィルタおよび帯域阻止フィルタに関する。

共振器を用いた帯域通過フィルタを設計する場合、共振器間は電磁界による空間結合を利用して共振周波数帯域のみ伝搬させる方法がある。こういった場合、構成する帯域通過フィルタの段数、共振周波数、通過帯域幅から各々隣り合う共振器の結合係数を求めることができる。これらの設計値に基づく帯域通過フィルタのひとつとして、半同軸共振器を用いた帯域通過フィルタが挙げられる。

一般的に半同軸共振器を用いた帯域通過フィルタでは、共振器の大きさと共振棒の長さで共振周波数を決定し、各々隣り合う共振器の結合係数は、共振器と共振器を結ぶ窓の大きさ、もしくは共振棒と共振棒の距離で決定する。

半同軸共振器を用いた帯域通過フィルタでは、高いＱ値の帯域通過フィルタが実現できる一方、隣り合う共振器の結合係数を実現するためにある程度の物理寸法が必要となり、小型化に適さないという問題点があった。

帯域通過フィルタの小型化には、所望の共振周波数を保ちつつ、共振器の体積を小さくする方法がある。また、共振棒を薄い板とすることで更に共振器の体積を小さくすることができる。しかしながら、薄い板でできた共振棒では、必要な結合係数を得ることができず、帯域通過フィルタとして構成するためにはある程度の厚みのある共振棒が必須であった。

共振器間の結合問題の解決策は、例えば、特許文献１および２に開示されている。

特許文献１は、連続的に設けられた複数の共振導体と、それらの共振導体を取り囲む外導体と、それらの共振導体の間隙に配置された導体板とを備えた同軸フィルタについて開示している。特許文献１では、導体板の厚さに対する結合係数と導体板の長さの関係に基づいて、導体板の厚み及び長さを決定する。特許文献１の同軸フィルタによれば、連続的に配置された共振導体の間隙に導体板を配置するため、同軸線路部で生じる電磁界が遮られ、各同軸共振器間を近接して配置しなくても、同軸線路部に強い結合を得ることができる。

特許文献２は、内部に共振器をもつ複数の空洞内壁を有する金属性の筐体を備えた帯域通過フィルタを開示している。特許文献２の帯域通過フィルタは、隣り合う前後の段を形成する共振器を電磁気的に結合するための開口部を有しており、その開口部にはスリットが形成された仕切り板が設けられている。隣り合う共振器は、スリットを介して結合させるため、隣り合う共振器の間隔を広げることなく結合量を小さくすることができる。

特開２００６−３４００４３号公報 特開２０１０−２２６４６９号公報

特許文献１および２には、半同軸共振器を用いた帯域通過フィルタを設計するにあたり、３次元にある程度の大きさが必要となってしまうという課題があった。

また、特許文献２によると、隣り合う共振器の間には、各段によって異なる大きさを持つ仕切り板、導体板、スリットといった結合窓が必要となり、加工する上ではコストアップの原因となる課題があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、一般的な構造・構成を有する共振器フィルタよりも小型化、軽量化および生産性の向上を実現できる共振器フィルタを提供することを目的とする。

本発明の共振器フィルタは、内部に空洞を有する金属製の筐体と、筐体の内部に配置された複数の共振体と、隣り合う共振体同士をそれぞれ電気的に接続する結合手段と、を備える。

また、本発明の共振器フィルタは、内部に２つの空洞を有する金属製の筐体と、筐体内部の第１の空洞に配置された第１の共振体と、筐体内部の第２の空洞に配置された第２の共振体と、第１の共振体と第２の共振体とをそれぞれ電気的に接続する結合手段と、を備える。

また、本発明の共振器フィルタは、内部に空洞を有する金属製の筐体と、筐体の内部に配置された導体板と、を備えた共振器フィルタであって、導体板は、筐体と電気的に接続された支持体と、支持体に接続された複数の共振体と、複数の共振体と支持体とが接続された端部とは異なる箇所で隣り合う共振体同士を結合する結合導体と、を備える。

本発明の共振器フィルタによれば、一般的な構造・構成を有する共振器フィルタよりも小型化、軽量化および生産性の向上を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係る帯域通過フィルタの構成を説明するための斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る帯域通過フィルタの構成を説明するための上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板の斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る帯域通過フィルタの構成を説明するための上面図である。 本発明の第４の実施形態に係る帯域通過フィルタの構成を説明するための上面図である。 本発明の第５の実施形態に係る帯域阻止フィルタの構成を説明するための斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る帯域阻止フィルタの構成を説明するための上面図である。 本発明の第５の実施形態に係る帯域阻止フィルタの構成を説明するための上面図である。 本発明の第５の実施形態に係る帯域阻止フィルタの構成を説明するための上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る実施例１の帯域通過フィルタの周波数特性図である。 本発明の第１の実施形態に係る実施例１の帯域通過フィルタにおける結合導体の位置と結合係数との関係を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る実施例２の帯域阻止フィルタの周波数特性図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。第１〜第４の実施形態には、共振器フィルタとして帯域通過フィルタを示した。また、第５の実施形態には、共振器フィルタとして帯域阻止フィルタを示した。

（第１の実施形態）
図１および図２は本発明の第１の実施形態に係る帯域通過フィルタを説明するための図である。

図１は、第１の実施形態にかかる帯域通過フィルタを分解した斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る帯域通過フィルタにおいて、カバー１を取り除いた上面図である。

なお、図１では、各構成要素の位置関係を分かりやすくするため、カバー１、ケース２および導体板１０を分解して描いている。実際には、カバー１とケース２で導体板１０を挟み込むことによって、帯域通過フィルタとして使用する。

第１の実施形態に係る帯域通過フィルタは、金属などの導電性材料からなるカバー１およびケース２と、カバー１およびケース２に挟まれて配置される導体板１０と、電磁波を入力するための入力端子１６と、電磁波を出力するための出力端子１７とを備えている。

カバー１およびケース２は、内部に空洞を有する筐体を形成する。

導体板１０は、支持体１１と、共振体１２と、結合導体１３とによって構成される。なお、支持体１１がなくても共振体１２を金属筐体の内部に固定できるのであれば、必ずしも導体板１０を用いた構成としなくてもよい。導電体１０は、例えば、金属板を一体成型して製造することができる。導電体１０の材質としては、アルミニウム、ステンレスなどの鉄合金、銅、金、銀などの貴金属を含む合金、マグネシウム合金、リチウム合金などといった金属材料が好ましい。また、導電体１０の材質としては、カーボンや導電性樹脂を含む導電性材料を適用することもできる。

支持体１１は、導電性材料によって形成される。支持体１１が形成する主面は、カバー１およびケース２の主面に沿って配置される。第１の実施形態においては、支持体１１を板状に描いているが、共振体１２を枠の内部に支持することができる構造であればよく、必ずしも板状ではなくてもよい。また、支持体１１は、完全に閉じた枠状でなくてもよく、その一部が開放されていてもかまわない。なお、支持体１１は、カバー１もしくはケース２と電気的に接続されている。

共振体１２は、板状・円柱状・角柱状といった形状を有する導電性材料によって形成される。また、共振体１２は、共振体１２の形状に加工した誘電体の表面に導電性皮膜を被覆することでも形成することができる。導電性皮膜としては、例えば、めっきにより形成した金属皮膜や、導電性樹脂や金属を含む導電性塗料などの塗装皮膜などが好ましい。また、誘電体の表面に箔状の金属を貼り付けたことによっても、導電性皮膜を形成することができる。

共振体１２は、支持体１１が形成する枠の内側に配置される。なお、支持体１１が枠を形成していない場合、共振体１２は、支持体１１に固定されてさえいればよい。

共振体１２の少なくとも一端は支持体１１に接合された短絡端となり、他端は支持体１１に接合されずに開放された開放端となる。共振体１２の長さは、所望の共振周波数に応じて設定される。

共振体１２は、電磁波の入力位置である入力端子１６から出力位置である出力端子１７に向かって連続的に配置される。すなわち、共振体１２は、共振体１２の軸心が電磁波の進行方向に対して垂直になるように配置されることが好ましい。ただし、共振体１２の軸心が電磁波の進行方向に対して正確に垂直でなくても、異なる共振体１２間で電磁波の授受が行われさえすれば問題ない。また、入力端子１６と出力端子１７を結ぶ直線が、電磁波の進行方向と異なる場合、共振体１２は電磁波の進行方向に向かって連続的に配置されていればよい。

また、入力端子１６または出力端子１７に近接する位置にある共振体１２は、入力端子１６または出力端子１７に電気的に接続される。

このように、第１の実施形態に係る共振体１２は、半同軸共振器として動作させるため、共振体１２の一端が導電性材料からなるカバー１もしくはケース２に接続された短絡端となり、他端が開放端となっている。

結合導体１３は、隣り合う共振体１２同士を電気的に接続する結合手段である。

結合導体１３は、共振体１２の所定の側面において、隣り合う共振体１２同士を結合する。ただし、所定の側面とは、短絡端から離れた位置にある共振体１２の側面を指す。結合導体１３が、隣り合う共振体１２の所定の側面同士を結合することによって、金属筐体（もしくは支持体１１）と結合導体１３との間には、図２のような間隙が形成される。また、金属筐体から結合導体１３までの距離は、所望の結合係数に応じて設定するものとし、その設定値に応じて所定の側面を決定することができる。

言い換えると、結合導体１３は、共振体１２の短絡端ではない位置で、隣り合う共振体１２を結合する
入力端子１６と共振体１２を接続する導体１４と、共振体１２と出力端子１７を接続する導体１５は、構成する帯域通過フィルタの外部Ｑに応じてその形状を変える。

なお、第１の実施形態では、３つの共振体１２を有する３段帯域通過フィルタに関して説明しているが、本発明の実施形態に係る帯域通過フィルタにおいて、共振体１２の段数に制限はない。

本発明の第１の実施形態に係る帯域通過フィルタによれば、隣り合う共振体同士を、結合導体を介して結合させることにより、空間結合させる場合と比較して強い結合を得ることができる。しかも、本発明の第１の実施形態に係る帯域通過フィルタによれば、結合導線の形状や位置などを変えることによって、共振体間に所望の結合量を設定できる。さらに、本発明の第１の実施形態に係る帯域通過フィルタによれば、隣り合う共振体の間隔を移動させたり、隣り合う共振体の間に結合窓を設けて、その結合窓の大きさを変更させたりしなくても所望の結合を得ることができる。

したがって、本発明の実施形態によれば、一般的な構造・構成を有する帯域通過フィルタよりも小型で軽量な帯域通過フィルタを実現することができる。なお、本発明の実施形態の構成によれば、共振器間の結合量は、導体の位置や形状、共振体との接触の有無などをパラメータとして設定することができる。

また、共振器の外導体として用いる金属筐体は、結合窓自体を必要としないので、従来の結合窓を作製する工程が不要となり、加工が簡易となり、生産性向上が実現する。

また、本発明の実施形態によれば、板状の導体とした帯域通過フィルタであっても十分な結合を得ることができる。そのため、一般的な帯域通過フィルタの構成では隣り合う共振器の結合量が弱すぎるために設計ができなかったような共振体を設計できるようになる。

さらに、板状の導体板を用いた帯域通過フィルタの実現により、一般的な帯域通過フィルタでは個別に設置していた共振体を一体化することができるため、帯域通過フィルタの構成部品の数量削減となるために組み立て性が改善され、生産性向上が実現する。

（第２の実施形態）
図３および図４は、本発明の第２の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板の斜視図である。第２の実施形態では、プリント基板上のパターンレイアウトで共振体を構成する。なお、図３および図４に示した導体板は、図１に示したカバー１とケース２に挟んで帯域通過フィルタとして使用する。

図３に示した第２の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板２０は、絶縁性のプリント基板２４の上に、導電性材料によって形成されたパターンレイアウトとして、支持体２１と、共振体２２と、結合導体２３とを備えた構成としている。また、プリント基板２４の替わりに、誘電体板の表面に導電性のパターンを形成し、共振体とすることもできる。

共振体２２は、図示しない出力端子および入力端子と電気的に接続されていることが好ましい。また、導体板２０は、図１に示すようなカバー１もしくはケース２と電気的に接続していることが好ましい。

図４は、第２の実施形態の変形例に係る帯域通過フィルタの導体板を示す斜視図である。

図４に示した第２の実施形態の変形例に係る帯域通過フィルタの導体板２５は、プリント基板上に導電性材料によって形成されたパターンレイアウトとして、支持体２６と、共振体２７と、結合導体２８とを備えている。導体板２５では、パターンレイアウトが形成された面以外では、プリント基板をくりぬいている。プリント基板をくりぬくことで形成される断面２９もしくはプリント基板２４の側面には、めっきなどによって金属層などの導電性部分を施してもよい。その他の構成は、図３の導体板２０と同様である。

第２の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板では、プリント基板の一方の面のみにパターンレイアウトを施しているが、必要に応じてプリント基板の両面にパターンレイアウトを施す設計も可能である。また、プリント基板の周縁部にも導線層を施してもよい。

また、第２の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板上のパターンレイアウトは、一度に形成するのではなく、段階的に形成してもよい。例えば、支持体と共振体のパターンレイアウトを形成後、設計条件に合わせて結合導体をパターンとして形成することができる。

このように、第２の実施形態によれば、プリント基板上のパターンレイアウトとして導体板を形成することによって、導体板を一枚の板とするよりも薄い導体板を形成することが可能となる。そのため、帯域通過フィルタの薄型化が可能となる。また、プリント基板を支持体とするため、プリント基板の剛性を必要に応じて設定することによって機械的強度を設定することもできる。例えば、プリント基板を硬くすれば、導体板２５の剛性を高めることができ、柔らかくすれば導体板２５をフレキシブルにすることもできる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板の上面図である。なお、図５には、カバーをはずした上面図を示した。

第３の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板３０は、支持体３１と、共振体３２と、結合導体３３とを備えている。入力端子３６または出力端子３７に近接する位置にある共振体３２は、それぞれ導体３４、３５によって入力端子３６または出力端子３７に電気的に接続される。なお、第３の実施形態において特に説明を加えない構成は、第１の実施形態と同様である。

共振体３２の開放端は、設計に応じて任意の形状に変更されており、短絡端とは異なる形状をしている。例えば、共振体３２の開放端は、開放端と短絡端とを結ぶ直線上とは異なる方向に延伸された形状にすることができる。例えば、共振体３２の開放端は、開放端と短絡端とを結ぶ直線に対して垂直な方向に延伸されていると、導体板３０はコンパクトな形状になる。このようにすることで、同一の共振周波数であっても、共振体３２の長手方向の長さを小さく設定することができる。

なお、図５に示した導体板３０は、図１に示したカバー１とケース２に挟んで帯域通過フィルタとして使用する。また、導体板３０は、図１に示すようなカバー１もしくはケース２と電気的に接続していることが好ましい。

第３の実施形態に係る帯域通過フィルタによれば、共振体３２の開放端を任意の形状に設定することができる。そのため、例えば、図５のように開放端を広げることによって、同じ外形の金属筐体を持つ帯域通過フィルタであっても共振周波数を下げることができる。従って、開放端を含めた共振体の長さで共振周波数を設定できるため、帯域通過フィルタの外形をより小型化することができる。

また、第３の実施形態に係る帯域通過フィルタでは、金属筐体には同じものを使用し、導体板を様々な形状のものと交換することによって、帯域通過フィルタとしての共振周波数と通過帯域幅と段数を変更できる。そのため、共振周波数に合わせて金属筐体を変更する必要がなくなるため、生産性向上にも効果がある。

（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板の上面図である。なお、図６には、カバーをはずした上面図を示した。

第４の実施形態に係る帯域通過フィルタの導体板４０は、支持体４１と、共振体４２と、結合導体４３とを備えている。入力端子４６または出力端子４７に近接する位置にある共振体４２は、それぞれ導体４４または４５によって、入力端子４６または出力端子４７に電気的に接続される。

第４の実施形態に係る導体板４０では、隣り合う共振体４２が、一定の間隔ではないように配置された箇所がある。そのため、結合導体４３の長さも一定ではない。また、結合導体４３の長さを一定にしなくてもよいため、結合導体４３を折り曲げて配置することもでき、共振体４２を一直線に並べず、電磁波の進行方向を屈曲させることもできる。

なお、図６に示した導体板４０は、図１に示したカバー１とケース２に挟んで帯域通過フィルタとして使用する。また、導体板４０は、図１に示すようなカバー１もしくはケース２と電気的に接続していることが好ましい。

第４の実施形態によれば、隣り合う共振体４２同士の間隔を任意に変更したり、折り曲げたりしても、結合導体４３の形状と位置によって所望の結合係数を得ることができる。そのため、金属筐体の形状を任意に変更できる。また、入力端子４６や出力端子４７を、金属筐体内部の電磁波の進行方向とずらして配置させても十分なフィルタ効果を得ることができるため、入出力端子の配置に関しても設計における自由度が増す。

このように、第４の実施形態の帯域通過フィルタによれば、共振体の配置に自由度が増すため、金属筐体自体の形状をコンパクトに設計することができる。

（第５の実施形態）
図７および図８は、本発明の第５の実施形態に係る帯域阻止フィルタを説明するための図である。

図７は、第５の実施形態にかかる帯域阻止フィルタを分解した斜視図である。図８は、第５の実施形態に係る帯域阻止フィルタにおいて、カバー５を取り除いた上面図である。

なお、図７では、各構成要素の位置関係を分かりやすくするため、カバー５、ケース６および導体板５０を分解して描いている。実際には、カバー５とケース６で導体板５０を挟み込むことによって、帯域阻止フィルタとして使用する。

第５の実施形態に係る帯域阻止フィルタは、金属などの導電性材料からなるカバー５およびケース６と、カバー５およびケース６に挟まれて配置される導体板５０と、電磁波を入力するための入力端子５６と、電磁波を出力するための出力端子５７とを備えている。

カバー５とケース６で形成される金属筐体の内部には、異なる２つの空洞が形成され、それらは互いに並列に配置されている。

導体板５０は、導電性の支持体５１と、導体５４または５５によって入力端子５６および出力端子５７のそれぞれと電気的に接続された中心導体５８と、中心導体５８に並列に配置された共振体５２と、中心導体５８と共振体５２を電気的に接続する結合導体５３とを備えている。ただし、中心導体５８は、必ずしも導体板５０と一体である必要はない。

金属筐体の内部において、中心導体５８と共振体５２は、互いに異なる空洞内部に配置される。例えば、中心導体５８は、入力端子５６から入射された電磁波が進行する第１の空洞に設置され、共振体５２は、第１の空洞に対して並列に配置された第２の空洞に設置される。また、電磁波の進行方向に対して平行に設置された中心導体５８と並列に接続される形で共振体５２が配置されている。

共振体５２と中心導体５８は、それぞれの所定の側面において結合導体５３によって結合される。すなわち、結合導体５３は、支持体５１に接続された共振体５２の短絡端とは異なる箇所で共振体５２と電気的に接続され、結合導体５３は、中心導体５８の端部とは異なる箇所で中心導体５８と電気的に接続されている。

なお、第５の実施形態に係る帯域阻止フィルタの中心導体５８は、第１〜４の実施形態に係る帯域通過フィルタで示した共振体の一例であるとみなすことができる。

カバー５とケース６で形成される金属筐体と、その金属筐体内の空洞に配置された中心導体５８とによって、ＴＥＭモード（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍｏｄｅ）で伝搬する同軸線路を形成している。なお、ＴＥＭモードでは、電界と磁界が両方とも進行方向に対して垂直方向に変化する。また、共振体５２は、中心導体５８と並列接続する形で配置されるため、ある周波数で共振する半同軸共振器を形成している。

第５の実施形態によれば、同軸線路に共振器を並列接続することによって帯域阻止フィルタを構成するため、その結合係数は中心導体５８と共振体５２を接続する結合導体５３の位置と形状によって設定でき、帯域阻止フィルタを設計することが容易になる。

第５の実施形態に係る帯域阻止フィルタは、図９および図１０に示したような変形例も可能である。

図９の変形例において、導体板６０は、支持体６１と、導体６４または導体６５によって入力端子６６および出力端子６７のそれぞれと電気的に接続された中心導体６８と、中心導体６８に並列に配置された共振体６２と、中心導体６８と共振体６２とを電気的に接続する結合導体６３とを備えている。図９の変形例では、中心導体６８が設けられた第１の空洞と、共振体６２が設けられた第２の空洞が仕切られるようになっている。共振体６２は、金属筐体の外側ではなく、内側の仕切り状の箇所に短絡端を有する。

図９の変形例によれば、共振体の短絡端が金属筐体の内部に設置されるため、金属筐体が外部から機械的な衝撃を受けた際などにノイズが入りにくいという効果が得られる。

図１０の変形例において、導体板７０は、支持体７１と、導体７４または導体７５によって入力端子７６および出力端子７７のそれぞれと電気的に接続された中心導体７８と、中心導体７８に並列に配置された共振体７２と、中心導体７８と共振体７２を電気的に接続する結合導体７３とを備えている。図１０の変形例では、共振体７２を入力端子７６から入力される電磁波の進行方向に対して平行に配置されている。

図１０の変形例であっても、共振体７２と中心導体７８とは並列に接続されるため、図８の実施形態と同様の機能が得られる。また、図１０の変形例によれば、共振体７２を金属筐体の長手方向と平行にできるため、金属筐体の外形を小さくすることができる。

以下において、以上の実施形態に係る帯域通過フィルタおよび帯域阻止フィルタについて実施例をあげて説明する。

（実施例１）
第１の実施形態に係る実施例１について、図１１および図１２を用いて説明する。

図１１は、厚さ１ｍｍの導体板を使って試作した２ＧＨｚ帯８段帯域通過フィルタの周波数特性を示すグラフである。なお、周波数特性は一般的な測定装置であるネットワークアナライザーによって測定した。

図１１の周波数特性において、Ｓ１１、Ｓ２２、Ｓ１２、Ｓ２１はＳパラメータを示している。Ｓパラメータによれば、回路網の通過・反射電力特性を表現することができる。

Ｓ１２およびＳ２１はインサーションロスを示し、電磁波の通過特性をあらわす。Ｓ１１およびＳ２２はリターンロスを示し、電磁波の反射特性をあらわす。

Ｓ１１およびＳ２２は、１９６０ＭＨｚ（１．９６ＧＨｚ）から２０１０ＭＨｚ（２．０１ＧＨｚ）にかけてピークを有する周波数特性を示している。また、Ｓ１２およびＳ２１は同様の周波数帯に反射特性を示している。すなわち、図１１から、実施例１の帯域通過フィルタは、２ＧＨｚ帯８段帯域通過フィルタとして十分に機能していることを確認できる。

図１２は、金属筐体から結合導体までの距離を変化させたときの、距離と結合係数の関係を示すグラフである。

グラフ中の結合導体幅とは、共振体間を接続する結合導体の幅を意味する。また、金属筐体から結合導体までの距離は、共振体の短絡端から共振体と結合導体が接続する箇所までの距離を示す。なお、結合導体を設けなかった場合（結合導体幅が０ｍｍ）、結合係数は０．００６８以下となり、非常に弱い値を示したため、図１２にはプロットしていない。

実施例１においては、結合導体幅が１ｍｍと３ｍｍとした場合を評価した。図１２によれば、結合導体幅が大きいほど結合係数が大きいことが確認できる。すなわち、結合導体幅が大きいほど、隣り合う共振体間の結合が強いことになる。

また、金属筐体から結合導体までの距離を大きくすると、結合係数が大きくなることが確認できる。すなわち、図１２のグラフで示した範囲においては、金属筐体から結合導体までの距離を大きくすると、隣り合う共振体間の結合が強くなることになる。

結合導体を設けずに空間結合させた場合には、０．００６８以下の非常に弱い結合係数しか得られないのに対し、本発明の実施形態に係る帯域通過フィルタによれば、結合導体の形状と位置で所望の結合係数を得られることがわかる。

このように、本発明の実施形態に係る帯域通過フィルタによれば、結合導体の幅などの形状や、結合導体を共振体に接続する位置によって、隣り合う共振体間の結合を容易に設定することができる。

本発明の実施形態によれば、共振体の長さや形状によって共振周波数を決定し、隣り合う共振体同士を接続する結合導体の形状で結合係数を決定することができ、所望のフィルタ特性が容易に実現できる。

また、図１のように導体板１０およびカバー１、ケース２が薄い構成の場合には、一般的に用いられているような共振体間の結合窓による空間結合では、帯域通過フィルタを実現するために必要な結合係数が得られない。さらに、一般的な半同軸共振器を用いた帯域通過フィルタは、隣り合う共振体の間に各々異なる大きさを持つ結合窓が必要である。この結合窓の形状によって、所望の結合係数を得ようとした場合に、立体回路としてある程度の大きさが必要となってしまう。それに対し、本発明の実施形態によれば、隣り合う共振体を結合導体で接続することによって、所望の帯域通過フィルタを容易に実現できる。

（実施例２）
第５の実施形態に係る実施例２について、図１３を用いて説明する。

図１３は、厚さ１ｍｍの導体板を使って試作した１段帯域阻止フィルタのシミュレーション結果を示すグラフである。なお、図１３のシミュレーションは、汎用のシミュレーションソフトによって行った。また、実施例２の構成においては、結合導体なしの状態では結合係数が弱すぎるために、帯域阻止フィルタとして成立しないことを確認した。

Ｓ１１およびＳ２２はリターンロスを示し、電磁波の反射特性をあらわす。Ｓ１２およびＳ２１はインサーションロスを示し、電磁波の通過特性をあらわす。

図１３によれば、約１６８０ＭＨｚ（１．６８ＧＨｚ）の電磁波の透過が阻止されていることが確認できる。すなわち、実施例２の構成の帯域阻止フィルタは、十分に１段帯域阻止フィルタとして機能している。

結合係数は、本発明の実施形態に係る帯域通過フィルタと同様に、結合導体の位置と形状で決定される。そのため、結合導体の位置と形状を変更することによって、任意の阻止帯域をもつ帯域阻止フィルタを設計できる。

１、５ カバー
２、６ ケース
１０、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０ 導体板
１１、２１、２６、３１、４１、５１、６１、７１ 支持体
１２、２２、２７、３２、４２、５２、６２、７２ 共振体
１３、２３、２８、３３、４３、５３、６３、７３ 結合導体
１４、１５、３４、３５、４４、４５、５４、５５、６４、６５、７４、７５ 導体
１６、３６、４６、５６、６６、７６ 入力端子
１７、３７、４７、５７、６７、７７ 出力端子
２４ プリント基板
２９ 断面
５８、６８、７８ 中心導体

Claims (10)

1. 内部に空洞を有する金属製の筐体と、
   前記筐体の内部に配置された複数の共振体と、
   隣り合う前記共振体同士をそれぞれ電気的に接続する結合手段と、を備えることを特徴とする共振器フィルタ。
2. 前記複数の共振体および前記結合手段が板状に一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の共振器フィルタ。
3. さらに、前記複数の共振体と電気的に接続された入力端子および出力端子と、を備え、
   前記複数の共振体は、前記筐体の内部を進行する電磁波に対して連続的に配置され、
   前記入力端子から入力された電磁波によって前記複数の共振体を共振させることを特徴とする請求項１および２に記載の共振器フィルタ。
4. 前記複数の共振体は、
   前記筐体と電気的に接続された短絡端と、
   前記短絡端に対して反対の端に位置する開放端と、を有し、
   前記開放端は、前記開放端と前記短絡端とを結ぶ直線上とは異なる方向に延伸されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の共振器フィルタ。
5. 前記開放端は、前記開放端と前記短絡端とを結ぶ直線に対して直交する方向に延伸されていることを特徴とする請求項４に記載の共振器フィルタ。
6. 前記複数の共振体が異なる間隔で配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の共振器フィルタ。
7. 前記複数の共振体は、プリント基板上に形成された導電性のパターンレイアウトで形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の共振器フィルタ。
8. 前記複数の共振体は、誘電体の表面に形成された導電性のパターンレイアウトで形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の共振器フィルタ。
9. 内部に２つの空洞を有する金属製の筐体と、
   前記筐体内部の第１の空洞に配置された第１の共振体と、
   前記筐体内部の第２の空洞に配置された第２の共振体と、
   前記第１の共振体と前記第２の共振体とをそれぞれ電気的に接続する結合手段と、を備えることを特徴とする共振器フィルタ。
10. 内部に空洞を有する金属製の筐体と、
    前記筐体の内部に配置された導体板と、を備えた共振器フィルタであって、
    前記導体板は、
    前記筐体と電気的に接続された支持体と、
    前記支持体に接続された複数の共振体と、
    前記複数の共振体と前記支持体とが接続された端部とは異なる箇所で隣り合う前記共振体同士を結合する結合導体と、を備えることを特徴とする共振器フィルタ。

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