JP2022545122A - 導波管フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】共振器ポストを連結する共振器トンネルを介してカップリングを実現することにより、特定のパスバンドの特性を強化した導波管フィルタを提供する。【解決手段】導波管フィルタは、複数の共振ブロックが備えられたフィルタハウジングと、前記フィルタハウジングに備えられた共振ブロックそれぞれに形成された共振器ポストによって備えられる複数の共振器と、前記複数の共振ブロックの少なくとも２個をクロスカップリングするために前記フィルタハウジングに備えられた共振器トンネルとを含む。これにより、切欠形成のためのカップリングの実現設計が非常に簡明であるという利点が奏される。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、アンテナの導波管フィルタ（ＷＡＶＥＧＵＩＤＥ ＦＩＬＴＥＲ）に関し、より詳しくは、共振器を含めてクロスカップリングを用いる導波管フィルタに関する。

最近、無線通信サービスの種類が多くなるにつれて周波数環境が複雑になっている。無線通信のための周波数は限られているので、無線通信チャネルをできるだけ隣接して周波数資源を有効に活用する必要性がある。

しかし、多様な無線通信サービスが提供される環境で信号干渉が発生するので、アンテナは、隣接した周波数資源間の信号干渉を最小化するためには、特定の帯域に対する帯域フィルタを含む。

一般的に、帯域フィルタの減衰特性改善のために伝送零点（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｚｅｒｏ）（以下、切欠（ｎｏｔｃｈ））の適用が必須であり、これは、隣接しない共振素子の間にクロスカップリング（ｃｒｏｓｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を適用して実現する。

ＲＦフィルタのうち、誘電体導波管フィルタ（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）は、周りが導体膜で覆われた誘電体ブロックに切欠調整のための共振器を含む。共振器は、電磁波に共振特性を付与して特定の周波数を制限するように設計される。

この時、偶数個の共振器を渡ってクロスカップリング（ｃｒｏｓｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）させると、パスバンドの左右対称の切欠（ｎｏｔｃｈ）が発生し、奇数個の共振器を渡ってクロスカップリングさせると、カップリングの種類によって左側または右側に１個のｎｏｔｃｈが発生することが一般的である。

このような通信用フィルタの切欠の実現は、通信システムの性能によって非常に多様に実現する必要性があるが、通信システムの特性に適したフィルタを実現するには性能が制限的である。

それにより、アンテナにおいて特定のパスバンドの左右に切欠が実現できるように、フィルタを通信システムによって異なって設定する必要がある。

特に、１個のクロスカップリングでパスバンドの左右に切欠を実現するにあたり、左右対称ではない、左側は強いカップリングをさせて右側は弱いカップリングをさせなければならない場合、不可避に２個のクロスカップリング構造を用いるしかないが、このような２個のクロスカップリングの実現はフィルタの設計に多くの制約として作用し、特に、フィルタの内部にクロスカップリングを実現するために追加する構造物の挿入が難しいセラミックフィルタ構造ではより大きな問題として作用する。

また、パスバンドの左側または右側に２個の切欠を実現して所望の特性を満足させるために、奇数個の共振器を通るクロスカップリング２個を実現しなければならないため、多くの設計上の制約が伴う。

本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであって、共振器ポストを連結する共振器トンネルを介してカップリングを実現することにより、特定のパスバンドの特性を強化した導波管フィルタを提供することを目的とする。

本発明の技術的課題は以上に言及した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

本発明による導波管フィルタの一実施例は、複数の共振ブロックが備えられたフィルタハウジングと、前記フィルタハウジングに備えられた共振ブロックそれぞれに形成された共振器ポストによって備えられる複数の共振器と、前記複数の共振器ポストのうち、前記フィルタハウジングの一面および他面に相互反転するように備えられた少なくとも２個の共振器ポストをカップリングさせるために相互連結させるように前記フィルタハウジングに備えられた共振器トンネルとを含む。

ここで、前記共振器トンネルによって連結される前記２個の共振器ポストは、隣接カップリング可能に相互反転して配置される。

また、前記共振器トンネルによって連結される前記２個の共振器ポストは、クロスカップリング可能に相互反転して配置される。

また、前記共振器トンネルは、前記フィルタハウジングの内部に幅方向または長手方向に貫通して前記少なくとも２個の共振器ポストを相互連結させる共振器水平トンネルを含むことができる。

また、前記共振器トンネルは、前記フィルタハウジングを上下部に貫通するように備えられ、前記共振器水平トンネルと連結された共振器垂直トンネルをさらに含むことができる。

また、前記共振器トンネルは、前記共振器水平トンネルから延びて形成されかつ、前記フィルタハウジングの一面または他面方向に開口して形成された共振器延長トンネルをさらに含むことができる。

また、前記共振器水平トンネルは、前記フィルタハウジングの幅方向に傾斜して形成される。

また、前記共振器トンネルは、前記フィルタハウジングの内部に前記２個の共振器ポストの真ん中を基準として相互ミラー対称に形成される。

また、前記２個の共振器ポストのいずれか１つの前記フィルタハウジングの対向面には、チューニング調整のためのチューニング用共振器ポストがさらに備えられる。

また、前記複数の共振ブロックは、それぞれの共振ブロックの間に形成された複数の隔壁または複数の区画スロットによって区分されて形成される。

また、前記共振器トンネルは、前記フィルタハウジングの幅方向に隣接する２個の共振器ポストをクロスカップリングするように相互連結されて備えられる。

また、前記共振器トンネルは、前記フィルタハウジングの長手方向に隣接する２個の共振器ポストを隣接カップリングするように相互連結されて備えられる。

また、前記共振器トンネルによって誘導性カップリングによる切欠が形成され、前記切欠は、前記共振器トンネルの形状および大きさによって形成位置が調整される。

本発明による導波管フィルタの一実施例によれば、次のような多様な効果を達成することができる。

すなわち、本発明は、複数の共振器ポストを共振器トンネルを介して連結してカップリングを実現することにより、特定のパスバンドの両側に特性による切欠を実現して容易にフィルタを設計することができ、フィルタの特性を改善することができる。

また、本発明は、共振器水平トンネルを用いて限られた空間内でクロスカップリングまたは隣接カップリングを設定することができる。

また、本発明は、共振器水平トンネルおよび共振器垂直トンネルの位置または形態の変更によりクロスカップリングまたは隣接カップリングの特性を変更して、フィルタ特性を変更することができる。

また、本発明は、共振器水平トンネルおよび共振器垂直トンネルの位置または形態の変更により、所望の特性でパスバンドの左側または右側に切欠を形成することができる。

また、本発明は、セラミックまたは空気を誘電体として用いる導波管フィルタの誘電体の種類に関係なく容易にフィルタを設計することができる。

また、本発明は、フィルタハウジングの厚さ方向に貫通する共振器垂直トンネルまたはフィルタハウジングの幅方向に貫通する共振器水平トンネルを備えることにより、その位置と形態によって多様なフィルタの性能を実現することができる。

また、本発明は、フィルタの複雑度を単純化させて、製造コストを低下させ、生産性を高めることができる。

本発明の一実施例による導波管フィルタが示された一面部の斜視図である。 本発明の一実施例による導波管フィルタが示された他面部の斜視図である。 図１Ａの一面部の平面図である。 図１Ｂの他面部の平面図である。 図２ＡのＤ－Ｄ線に沿った断面図である。 図２ＡのＤ－Ｄ線に沿った切開斜視図である。 本発明の一実施例による導波管フィルタの周波数特性のプロット（ＰＬＯＴ）を示すグラフである。 本発明の一実施例による導波管フィルタの構成のうち、共振器トンネルの深さ、幅および区画スロットとの離隔距離に応じた周波数特性の変化を説明するための模式図である。 図５の要素のうち、共振器トンネルの深さ変化に応じた周波数特性のプロット（ＰＬＯＴ）を示すグラフである。 本発明の一実施例による導波管フィルタの構成のうち、共振器トンネルの多様な応用例を示す模式図である。 本発明の一実施例による導波管フィルタの構成のうち、共振器トンネルの多様な応用例を示す模式図である。 本発明の一実施例による導波管フィルタの構成のうち、共振器トンネルの多様な応用例を示す模式図である。 本発明の他の実施例として、隣接カップリングが実現されるように備えられた共振器トンネルを示す模式図である。 図８の他の実施例による導波管フィルタの周波数特性のプロット（ＰＬＯＴ）を示すグラフである。

本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付した図面とともに詳細に後述する実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下に開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現可能であり、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を指し示す。

以下、本発明による導波管フィルタの一実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の一実施例による導波管フィルタが示された一面部および他面部の斜視図であり、図２Ａおよび図２Ｂは、図１Ａおよび図１Ｂの一面部および他面部の平面図であり、図３Ａおよび図３Ｂは、図２のＤ－Ｄ線に沿った断面図および切開斜視図である。

特に、図１Ｂは、図１Ａのフィルタハウジング９９を“Ｃ”軸を中心に１８０度回転させた状態の図である。

通信用アンテナは、特定のパスバンドの信号をフィルタリングするためのＲＦフィルタ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｆｉｌｔｅｒ）を含む。ＲＦフィルタは、特性によってキャビティフィルタ（Ｃａｖｉｔｙ Ｆｉｌｔｅｒ）、導波管フィルタ（Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）などが用いられるが、以下、アンテナに備えられる導波管フィルタを中心として本発明の一実施例および他の実施例を説明する。

導波管フィルタ１００は、一般的に少なくとも４個（すなわち、４個以上）の共振ブロックを含む。仮に、１つのフィルタハウジング９９内に４個～２０個の共振ブロックを含むことができる。

本発明の一実施例では、図１Ａ～図３Ｂに示すように、１つのフィルタハウジング９９に１０個の共振ブロック１１～２０が備えられることを例として説明する。

本発明による導波管フィルタ１００の一実施例は、図１Ａ ～図４に示すように、略所定の厚さおよび所定の長さを有する直方体形状のフィルタハウジング９９を含むことができる。

フィルタハウジング９９には、上述のように、１０個の共振ブロック１１～２０が隔壁５１～６０または区画スロット７１、７２によって隣接する共振ブロック間の区分が可能である。

隔壁５１～６０または区画スロット７１、７２によって区画される共振ブロック１１～２０は、必ずしも物理的に完全に区画される必要はなく、外形上隣接する共振ブロック間の特定の共振ブロックを区分づけられる程度の区画を意味する。

ここで、各共振ブロック１１～２０の内部は誘電体で満たされ、誘電体の材料としてはセラミックまたは空気が使用できる。

ただし、誘電体の材料が必ずしもセラミックまたは空気に限定されるものではなく、他の誘電体材料も使用できることは当然である。

複数の共振ブロック１１～２０は、それぞれ１つの共振器１～１０として動作し、１０個の共振ブロック１１～２０を介して１０個の共振器１～１０で構成された導波管フィルタ１００を形成することができる。

一方、各共振ブロック１１～２０には共振器ポスト３１～４０が備えられる。以下では、各共振ブロック１１～２０を、図１Ａおよび図１Ｂの図面上、左側上端から時計方向にそれぞれ第１共振ブロック１１、第２共振ブロック１２．．．、第１０共振ブロック２０のように順番を付けることとし、各順番に相当する共振ブロック１１～２０に備えられた共振器ポスト３１～４０も、第１共振器ポスト３１、第２共振器ポスト３２．．．、第１０共振器ポスト４０と順番を付けることとする。別の説明がない場合であれば、上述した隔壁５１～６０も同一の順番を付けることができる。

共振器ポスト３１～４０は、共振ブロック１１～２０の上端面または下端面に備えられる。例えば、第１共振器ポスト３１が第１共振ブロック１１の一面に設けられた場合、他の共振器ポスト３２～４０も各共振ブロック１２～２０の一面に共通して設けられることが好ましい。

ここで、共振器ポスト３１～４０が「設けられる」という意味は、フィルタハウジング９９内に満たされる誘電体の種類によって異なって定義されなければならない。

例えば、誘電体のうち、空気の誘電率を有するように空気が採用された場合には、共振器ポスト３１～４０は、フィルタハウジング９９の当該部分を削除または除去することにより備えられることから、この時の「設けられる」という意味は、「形成される」という意味と一脈通じる。

他の例を挙げると、誘電体のうち、空気を除いた残りの誘電体は、物理的に硬化した状態でフィルタハウジング９９の当該部分を満たして固定されるという点で、この場合の「設けられる」というのは、固有の意味として理解される。

一方、本発明の一実施例のように、クロスカップリングを必要とする第２共振器ポスト３２’および第９共振器ポスト３９は、フィルタハウジング９９の異なる面にそれぞれ形成される。

より詳しくは、フィルタハウジング９９の一面には、第２共振器ポスト３２を除いた第１共振器ポスト３１および第３共振器ポスト～第１０共振器ポスト３３～４０が形成され、第２共振器ポスト３２のみがフィルタハウジング９９の下面に形成される。

第２共振器ポスト３２が位置した所に対向するフィルタハウジング９９の反対面には、チューニング用共振器ポスト３２’が第９共振器ポスト３９と同一の面に形成される。第２共振器ポスト３２とチューニング用共振器ポスト３２’は、その位置のみ対向するだけで相互連結されない構造を有することができる。

より詳しくは、第２共振器ポスト３２は、フィルタハウジング９９の一面および他面のうち、他の共振器ポスト３１、３３～４０が形成された一面とは対向する他面から所定の深さ（以下、「第１深さ」と称する）だけ一面に向かって切開された溝形態で備えられ、チューニング用共振器ポスト３２’は、フィルタハウジング９９の一面および他面のうち、他の共振器ポスト３１、３３～４０が形成された一面から所定の深さ（以下、「第２深さ」と称する）だけ他面に向かって切開された溝形態で備えられる。

ここで、第２共振器ポスト３２の第１深さに比べて、チューニング用共振器ポスト３２’の第２深さはチューニングねじ（図示せず）によるチューニング設計が可能であれば良いので、相対的に小さく形成される。

この時、第２共振器ポスト３２の第１深さとチューニング用共振器ポスト３２’の第２深さとの合計は、先に説明したように、フィルタハウジング９９を貫通してはならないので、フィルタハウジング９９の一面と他面との間の長さ（すなわち、フィルタハウジング９９の厚さ）より小さく形成されることが好ましい。

第１共振ブロック～第１０共振ブロック１１～２０は、第１共振器ポスト～第１０共振器ポスト３１～４０と結合して、それぞれ１つの共振器として動作する。それによって、第１共振器～第１０共振器（図中、丸数字の１～１０）が形成される。

共振ブロック１１～２０の各間には、上述のように、隔壁（ｗａｌｌ）５１～６０または区画スロット７１、７２が形成され、隔壁５１～６０または区画スロット７１、７２の大きさ（幅、長さ）と位置によって各共振ブロック１１～２０の大きさおよび共振特性が可変する。

例えば、第２共振ブロック１２は、第１隔壁５１および第２隔壁５２によって左右に位置する第１共振ブロック１１および第３共振ブロック１３と区分され、その幅方向に隣接して備えられた第９共振ブロック１９とは第１区画スロット７１および第２区画スロット７２によって区分される。

一方、導波管フィルタ１００は、信号が入力される入力ポスト２１と、信号が出力される出力ポスト２２とをさらに含むことができる。

入力ポスト２１と出力ポスト２２は、それぞれ異なる共振ブロック（より詳しくは、入力ポスト２１は第８共振ブロック１８に備えられ、出力ポスト２２は第７共振ブロック１７に備えられる）に形成され、入力ポスト２１と出力ポスト２２は、それぞれ共振ブロック１１～２０内のいずれか一面に設けられる。本発明の一実施例では、入力ポスト２１と出力ポスト２２がフィルタハウジング９９の他面に形成されたものと前提して説明する。

一方、導波管フィルタ１００は、特定の共振ブロック（本実施例では、第２共振ブロック１２および第９共振ブロック１９）間のクロスカップリングを実現する共振器水平トンネル８１および共振器垂直トンネル８２をさらに含むことができる。

以下、必要によっては、共振器水平トンネル８１および共振器垂直トンネル８２を通称して「共振器トンネル」と定義し、図面符号８０を付して参照説明する。

共振器トンネル８０は、図１Ａ～図３Ｂに示すように、フィルタハウジング９９の幅方向に貫通して形成されて、クロスカップリングを実現しようとする第２共振器ポスト３２および第９共振器ポスト３９を相互連結する役割を果たすことができる。共振器トンネル８０によって第２共振器ポスト３２と第９共振器ポスト３９は、相互物理的間隔が短くなる。

より詳しくは、共振器トンネル８０は、図５に示すように、フィルタハウジング９９の厚さ方向を「垂直方向」と定義し、フィルタハウジング９９の幅方向を「水平方向」と定義する場合、第２共振器ポスト３２と第９共振器ポスト３９とを水平方向に連結する共振器水平トンネル８１と、共振器水平トンネル８１の中間部分においてフィルタハウジング９９の一面と裏面とを垂直方向に連結する共振器垂直トンネル８２とを含むことができる。

これとともに、共振器トンネル８０は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、共振器水平トンネル８１がフィルタハウジング９９の一面部方向または他面部方向に延びた共振器延長トンネル８３をさらに含むことができる。

共振器水平トンネル８１と共振器延長トンネル８３は、それぞれ同一の幅でフィルタハウジング９９の一部が削除（または除去）された形態に形成される。ここで、説明の便宜のために、フィルタハウジング９９の上部面または下部面から共振器水平トンネル８１の底面までの距離を「共振器トンネル８０の深さ」と定義して説明する。共振器トンネル８０の深さは、第２共振器ポスト３２または第９共振器ポスト３９の深さに等しいか、小さく形成される。

これとともに、共振器水平トンネル８１または共振器延長トンネル８３は、その延長方向に対して直交する幅の距離を「共振器トンネル８０の幅」と定義して説明する。

このような、共振器トンネル８０による第２共振器ポスト３２および第９共振器ポスト３９の相互連結構造を利用して、２つの共振器３２、３９をクロスカップリングさせることができる。

技術的観点から、フィルタハウジング９９の上部面に向かって開口して形成された共振器ポスト（例えば、第９共振器ポスト３９）とフィルタハウジング９９の下部面に向かって開口して形成された共振器ポスト（例えば、第２共振器ポスト３２）は、形態上の反転効果として容量性カップリング（Ｃ－Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が実現される。しかし、本発明の一実施例による導波管フィルタでは、相互反転した共振器ポスト（第９共振器ポスト９９と第２共振器ポスト３２）の間を共振器トンネル８０を介して連結することにより誘導性カップリング（Ｌ－Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）で実現されることに技術的特徴がある。

ここで、本発明の一実施例では、共振器トンネル８０が第２共振器ポスト３２と第９共振器ポスト３９とを相互連結する構造を例示して説明しているが、相互連結される共振器ポストは、実現しようとするクロスカップリングの位置設計によって異なる。

すなわち、図示しないが、第１共振器ポスト３１とその反対面に形成された第１０共振器ポスト４０、第３共振器ポスト３３とその反対面に形成された第８共振器ポスト３８．．．、などの相互カップリングが実現可能に共振器トンネル８０を形成することができる。

また、本発明の一実施例では、共振器トンネル８０が第２共振器ポスト３２と第９共振器ポスト３９とを相互連結する構造としてクロスカップリングさせることを例示して説明しているが、後述する図８により説明するように、相互連結される共振器ポストは、実現しようとするカップリングの種類によって隣接する共振器ポスト間の隣接カップリングでも実現可能である。

ここで、「隣接カップリング」というのは、入力ポスト２１から出力ポスト２２に至るまで信号の流れによって順次配列された複数の共振器ポスト間のカップリングを意味することであり、少なくとも１つ以上の共振器ポストを渡ってカップリングさせることを「クロスカップリング」と定義することができる。

共振器トンネル８０の構成のうち、共振器水平トンネル８１は、図３Ａに示すように、第９共振器ポスト３９および第２共振器ポスト３２の内径より小さい幅および深さ（Ｈ１またはそれ未満）を有するように備えられたフィルタハウジング９９の幅方向の連結区間と定義される。

ただし、共振器水平トンネル８１のうち、第２共振器ポスト３２および第９共振器ポスト３９に隣接する部分の一部に形成された共振器延長トンネル８３によってそれぞれフィルタハウジング９９の一面部およびフィルタハウジング９９の他面部側に開口して形成される。

ここで、共振器水平トンネル８１の深さＨ１は、フィルタハウジング９９の厚さが“Ｈ”と定義される場合、フィルタハウジング９９の厚さＨから、フィルタハウジング９９の他面から共振器水平トンネル８１の底面までの厚さＨ２を引いた値、または第９共振器ポスト３９の底面から共振器水平トンネル８１の底面の間の距離Ｈ３を引いた値と定義される。

一方、共振器垂直トンネル８２は、第２共振器ポスト３２に隣接するフィルタハウジング９９の下部面に垂直方向（厚さ方向）に貫通して内部の共振器水平トンネル８１に連結される空間形態で備えられるとともに、第９共振器ポスト３９に隣接するフィルタハウジング９９の上部面に垂直方向（厚さ方向）に貫通して内部の共振器水平トンネル８１に連結される空間形態で備えられる。

共振器垂直トンネル８２の一側の半径および他側の半径は、それぞれ水平方向（幅方向）に隣接する共振器延長トンネル８３と共有されるように形成されることにより、全体的にフィルタハウジング９９を上下方向に貫通して形成された円柱形態の空間を有することができる。

これとともに、共振器垂直トンネル８２は、本発明の一実施例において、円形の断面を有するホール形態で備えられたものと説明しているが、四角形および多角形のいずれか１つの断面形状を有するように備えられることはもちろん、その大きさおよび幅や深さが異なって備えられて、後述する誘導性カップリングの量を調整できることはもちろんである。

一方、共振器垂直トンネル８２は、共振器延長トンネル８３が備えられない実施例の場合（後述する図７Ａの応用例参照）、フィルタハウジング９９の一面と他面とを相互連通させかつ、その内部に形成された共振器水平トンネル８１を貫通して連通させる形態で備えられる。

このような、共振器垂直トンネル８２は、共振器トンネル８０の必須構成である必要はなく、共振器水平トンネル８１のみ備えられた実施例の実現も可能であることは当然であろう（後述する図７Ｃの応用例参照）。

共振器トンネル８０は、図１Ａ～図２Ｂに示すように、フィルタハウジング９９を図面符号“Ｃ”を基準として１８０度回転する場合、それぞれ第２共振器ポスト３２および第９共振器ポスト３９に対してミラー対称の形状に形成される。

すなわち、 図３Ａ～図３Ｂに示すように、第２共振器ポスト３２および第９共振器ポスト３９の深さは異なるように設計されるが、第２共振器ポスト３２および第９共振器ポスト３９の間の真ん中を垂直方向に横切る任意の基準線を中心として、共振器トンネル８０は対角線方向に完全ミラー対称となるように備えられることが好ましい。

一方、第２共振器ポスト３２に対向するフィルタハウジング９９の一面または第９共振器ポスト３９に対向するフィルタハウジング９９の他面のいずれか１つには、チューニングねじ（図示せず）が結合されるチューニング用共振器ポスト３２’が溝形態で備えられる。本発明の一実施例では、第２共振器ポスト３２に対向するフィルタハウジング９９の一面にチューニング用共振器ポスト３２’が備えられた実施例が示されたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、第９共振器ポスト３９に対向するフィルタハウジング９９の他面にチューニング用共振器ポストが備えられることも可能である。

図４は、本発明による導波管フィルタの特性のプロット（ＰＬＯＴ）を示すグラフである。横軸は周波数であり、縦軸はフィルタのカットオフ性能（ｄＢ）を示す。

図１Ａ～図３Ｂに示すように、本発明の一実施例による導波管フィルタ１００は、フィルタハウジング９９の一面部およびフィルタハウジング９９の他面部に対して相互ミラー対称的に形成された共振器トンネル８０によって相互連結されるように備えられることにより、図４に示すように、信号特性がパスバンドの両側にクロスカップリング（Ｃｒｏｓｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）によりそれぞれ２個ずつで実現された切欠（ｎｏｔｃｈ）が形成される。

実現される切欠は、上述のように、切欠の形成に関連する第２共振器ポスト３２または第９共振器ポスト３９の深さや形状および共振器トンネル８０の形状および位置などの変更により、フィルタのパスバンド（通過帯域）の下方と上方などに自由に構成可能になる。

図５は、本発明の一実施例による導波管フィルタの構成のうち、共振器トンネルの深さ、幅および区画スロットとの離隔距離に応じた周波数特性の変化を説明するための模式図であり、図６は、図５の要素のうち、共振器トンネルの深さの変化に応じた周波数特性のプロット（ＰＬＯＴ）を示すグラフである。

図５に参照された導波管フィルタ２００は、図１Ａ～図３Ｂに参照された本発明の一実施例による導波管フィルタ１００とは異なり、共振器トンネル２８０の形状に応じた結果を説明するためのものであることから、相対的にその構造を単純化して製造した。

仮に、本発明の一実施例による導波管フィルタ１００の場合には、共振ブロックをそれぞれ区分するために、隔壁５１～６０および区画スロット７１、７２をすべて備えたが、図５に参照された導波管フィルタ２００は、隔壁を備えず、区画スロット２７０ａおよび２７０ｂのみを備えて各共振ブロックを区分した。

また、図５に参照された導波管フィルタ２００は、６個の共振ブロックを備えかつ、各共振ブロックに共振器ポスト２３１～２３６がそれぞれ備えられるように製造した。

これとともに、順に、入力ポスト２２１および出力ポスト２２２の信号ラインに沿って、第１共振器ポスト２３１、第２共振器ポスト２３２、第３共振器ポスト２３３、第４共振器ポスト２３４、第５共振器ポスト２３５および第６共振器ポスト２３６を備えかつ、第２共振器ポスト２３２を他の共振器ポスト２３１、２３３～２３６の取付面であるフィルタハウジング９９の一面とは異なるフィルタハウジング９９の他面に設けて反転するようにし、第２共振器ポスト２３２の反対面であるフィルタハウジング９９の一面にはチューニング調整用ポスト２３２’が備えられるようにした。

また、図５に参照された導波管フィルタ２００は、第２共振器ポスト２３２と第５共振器ポスト２３５とが共振器トンネル２８０によって相互連通するように備えられ、図１Ａ～図３Ｂに参照された本発明の一実施例による導波管フィルタ１００と同じく、共振器水平トンネル２８１と、共振器垂直トンネル２８２と、共振器延長トンネル２８３とが備えられる。

ここで、図５に示すように、共振器水平トンネル２８１または共振器延長トンネル２８３の幅を“Ｉ２”とし、共振器水平トンネル２８１および共振器延長トンネル２８３を含む深さを“Ｈ２”とし、共振器垂直トンネル２８２を挟んだ区画スロット２７０ａおよび２７０ｂ間の隔離距離を“Ｊ２”と定義して説明する。

図６は、前記定義された寸法のうち、“Ｈ２”をそれぞれ１ｍｍ（図６（ａ）参照）、１．５ｍｍ（図６（ｂ）参照）、２ｍｍ（図６（ｃ）参照）ずつ増加させた場合の第２共振器ポスト２３２と第５共振器ポスト２３５との間のカップリング効果を示す周波数特性のプロット（ＰＬＯＴ）である。

図６に示すように、共振器水平トンネル２８１の深さがますます大きくなるほど（すなわち、１ｍｍ－１．５ｍｍ－２ｍｍの順に大きくなるほど）、カップリング量がますます増加することが分かる（すなわち、図６のＦ１－Ｆ２－Ｆ３の長さ増加）。

一方、図に示さないが、共振器水平トンネル２８１または共振器延長トンネル２８３の幅である“Ｉ２”および共振器垂直トンネル２８２を挟んだ区画スロット２７０ａおよび２７０ｂ間の隔離距離である“Ｊ２”を変更してみたところ、カップリング量の変化がほとんどなかった。

そのため、実質的に、第２共振器ポスト２３２および第５共振器ポスト２３５間の共振器トンネル２８０を用いたクロスカップリング量の変化は、共振器水平トンネル２８１の深さであるＨ２の大きさに依存していることが分かる。

図７Ａ～図７Ｃは、本発明の一実施例による導波管フィルタの構成のうち、共振器トンネルの多様な応用例を示す模式図である。

本発明の一実施例による導波管フィルタ１００は、図１Ａ～図３Ｂに示すように、共振器トンネル８０の構成のうち、共振器水平トンネル８１は、フィルタハウジング９９の幅方向に水平に形成され、共振器延長トンネル８３は、共振器水平トンネル８１の一側からフィルタハウジング９９の一面方向に開口して延びるか、共振器水平トンネル８１の他側からフィルタハウジング９９の他面方向に開口して形成され、共振器垂直トンネル８２は、フィルタハウジング９９の一面および他面を貫通しかつ、共振器水平トンネル８１を経由するように貫通形成される。

しかし、先に説明したように、共振器トンネル８０の形状が上述した本発明の一実施例１００の形状に限定されるものではなく、図７Ａ～図７Ｃに示すように多様な応用例として形成される。

すなわち、図７Ａに示すように、第１応用例による導波管フィルタ２１０は、共振器トンネル２８０の構成のうち、共振器延長トンネルに対応する構成は形成せず、共振器トンネル２８０の構成のうち、共振器水平トンネル２８１は、フィルタハウジング９９の幅方向に水平ではなく傾斜して延びて相互反転して備えられた第２共振器ポスト２３２と第５共振器ポスト２３５とを相互連結させることができる。ここで、共振器トンネル２８０の構成のうち、共振器垂直トンネル２８２は、上述した一実施例１００の形状と同一の構造を有することができる。

これとともに、図７Ｂに示すように、第２応用例による導波管フィルタ２２０は、共振器トンネル２８０の構成のうち、共振器延長トンネル２８３も、上述した一実施例による導波管フィルタ１００と同じく備えかつ、共振器トンネル２８０の構成のうち、共振器水平トンネル２８１は、第１応用例の導波管フィルタ２１０と同様に、フィルタハウジング９９の幅方向に水平ではなく傾斜して延びて相互反転して備えられた第２共振器ポスト２３２と第５共振器ポスト２３５とを相互連結させることができる。同じく、共振器トンネル２８０の構成のうち、共振器垂直トンネル２８２は、上述した一実施例１００および第１応用例２１０の形状と同一の構造を有することができる。

そして、図７Ｃに示すように、第３応用例による導波管フィルタ２３０は、共振器トンネル２８０の構成のうち、共振器延長トンネルおよび共振器垂直トンネルに対応する構成は形成せず、共振器トンネル２８０の構成のうち、単に共振器水平トンネル２８１を備えかつ、第１応用例２１０および第２応用例２２０と同様に、フィルタハウジング９９の幅方向に水平ではなく傾斜して延びて相互反転して備えられた第２共振器ポスト２３２と第５共振器ポスト２３５とを相互連結させることができる。

図８は、本発明の他の実施例として、隣接カップリングが実現されるように備えられた共振器トンネルを示す模式図であり、図９は、図８の他の実施例による導波管フィルタの周波数特性のプロット（ＰＬＯＴ）を示すグラフである。

本発明の一実施例による導波管フィルタは、図１Ａ～図３Ｂに示すように、複数の共振器ポスト３１～４０のうち、２個の共振器ポスト（第２共振器ポスト３２および第９共振器ポスト３９）を選択してクロスカップリングさせた場合を説明した。

しかし、相互反転して形成された２個の共振器ポストを必ずしもクロスカップリングさせる必要はなく、図８に示すように、隣接カップリングさせることも可能である。

すなわち、本発明の他の実施例による導波管フィルタ３００は、図８に示すように、入力ポスト２２１および出力ポスト２２２の間に形成された信号ライン上に配置されかつ、相互隣接しながらも反転して配置された第３共振器ポスト３３３と第４共振器ポスト３３４との間を共振器トンネル３８０を用いて相互連結するように備えられ、隣接する共振器ポスト３３３および３３４の隣接カップリングにより設計者が所望する切欠の実現が可能である。

より詳しくは、本発明の他の実施例による導波管フィルタ３００は、図８に示すように、６個の共振ブロックにそれぞれ第１共振器ポスト３３１、第２共振器ポスト３３２、第３共振器ポスト３３３、第４共振器ポスト３３４、第５共振器ポスト３３５および第６共振器ポスト３３６が備えられ、第１共振器ポスト３３１の形成方向とは反対であるフィルタハウジング９９の他面方向に入力ポスト３２１が対向して備えられ、第６共振器ポスト３３６の形成方向とは反対であるフィルタハウジング９９の他面方向に出力ポスト３２２が対向して備えられる。

ここで、入力ポスト３２１から出力ポスト３２２に至る信号ライン上に相互隣接して配置された共振器ポストのうち、第３共振器ポスト３３３を他の共振器ポスト３３１、３３２、３３４、３３５、３３６とは反転するようにフィルタハウジング９９の他面方向に設け、これに隣接する第４共振器ポスト３３４を共振器トンネル３８０を用いて相互連結させて隣接カップリングが実現可能に備えられたのである。

このような構成からなる本発明の他の実施例による導波管フィルタ３００は、クロスカップリングで実現された本発明の一実施例による導波管フィルタ１００の場合、パスバンドの左右両側にそれぞれ２個ずつの切欠が実現されるのに対し、図９に示すように、パスバンドの左右両側にそれぞれ１つずつの切欠のみが実現されるという点で異なる結果値を有する。

以上、本発明による導波管フィルタ１００の一実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明した。しかし、本発明の実施例が必ずしも上述した一実施例によって限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者による多様な変形および均等な範囲での実施が可能であるということは当然であろう。そのため、本発明の真の権利範囲は後述する特許請求の範囲によって定められる。

本発明は、共振器ポストを連結する共振器トンネルを介してカップリングを実現することにより、特定のパスバンドの特性を強化した導波管フィルタを提供する。

１～１０：第１共振器～第１０共振器
１１～２０：第１共振ブロック～第１０共振ブロック
２１：入力ポスト
２２：出力ポスト
３１～４０：第１共振器ポスト～第１０共振器ポスト
５１～６０：隔壁
７１、７２：区画スロット
８０：共振器トンネル
８１：共振器水平トンネル
８２：共振器垂直トンネル
９９：フィルタハウジング
１００：導波管フィルタ

Claims (13)

1. 複数の共振ブロックが備えられたフィルタハウジングと、
   前記フィルタハウジングに備えられた共振ブロックそれぞれに形成された共振器ポストによって備えられる複数の共振器と、
   前記複数の共振器ポストのうち、前記フィルタハウジングの一面部および他面部に相互反転するように備えられた２個の共振器ポストをカップリングさせるために相互連結させるように前記フィルタハウジングに備えられた共振器トンネルとを含む、導波管フィルタ。
2. 前記共振器トンネルによって連結される前記２個の共振器ポストは、隣接カップリング可能に相互反転して配置された、請求項１に記載の導波管フィルタ。
3. 前記共振器トンネルによって連結される前記２個の共振器ポストは、クロスカップリング可能に相互反転して配置された、請求項１に記載の導波管フィルタ。
4. 前記共振器トンネルは、
   前記フィルタハウジングの内部に幅方向または長手方向に貫通して前記少なくとも２個の共振器ポストを相互連結させる共振器水平トンネルを含む、請求項１に記載の導波管フィルタ。
5. 前記共振器トンネルは、
   前記フィルタハウジングを上下部に貫通するように備えられ、前記共振器水平トンネルと連結された共振器垂直トンネルをさらに含む、請求項４に記載の導波管フィルタ。
6. 前記共振器トンネルは、
   前記共振器水平トンネルから延びて形成されかつ、前記フィルタハウジングの一面または他面方向に開口して形成された共振器延長トンネルをさらに含む、請求項５に記載の導波管フィルタ。
7. 前記共振器水平トンネルは、
   前記フィルタハウジングの幅方向に傾斜して形成された、請求項４～６のいずれか１項に記載の導波管フィルタ。
8. 前記共振器トンネルは、前記フィルタハウジングの内部に前記２個の共振器ポストの真ん中を基準として相互ミラー対称に形成された、請求項１に記載の導波管フィルタ。
9. 前記２個の共振器ポストのいずれか１つの前記フィルタハウジングの対向面には、チューニング調整のためのチューニング用共振器ポストがさらに備えられた、請求項１に記載の導波管フィルタ。
10. 前記複数の共振ブロックは、それぞれの共振ブロックの間に形成された複数の隔壁または複数の区画スロットによって区分されて形成された、請求項１に記載の導波管フィルタ。
11. 前記共振器トンネルは、前記フィルタハウジングの幅方向に隣接する２個の共振器ポストをクロスカップリングするように相互連結されて備えられた、請求項１に記載の導波管フィルタ。
12. 前記共振器トンネルは、前記フィルタハウジングの長手方向に隣接する２個の共振器ポストを隣接カップリングするように相互連結されて備えられた、請求項１に記載の導波管フィルタ。
13. 前記共振器トンネルによって誘導性カップリングによる切欠が形成され、
    前記切欠は、前記共振器トンネルの形状および大きさによって形成位置が調整される、請求項１に記載の導波管フィルタ。
    

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