JP3085106B2 - 誘電体フィルタ - Google Patents
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Description
使用される誘電体フィルタに関し、特に、BEF型誘電
体フィルタに関する。
路による1段BEF(ハ゛ント゛・エリミネ-ション・フィルタ )の構造
が、図7に示される。λ/4共振線路11a、11b
は、誘電体ブロック20に開放端(点集合部)と短絡端
とを逆向きにしてインターディジタル的に結合して1段
BEFを構成する。この回路構成が図8に、等価回路が
図9に、および図7のX−X断面形態図において、等価
容量の形成される態様が図10に示される。
び共振線路11bと外導体との間に単位長自己容量C11
がそれぞれ形成される。また、共振線路11aと共振線
路11bとの間に、線路間相互容量C12が形成される。
ここに、 Zin=入力インピーダンス Ze(イーブンモードの特性インピーダンス)=√(ε
r)/(vc・C11) ただし、εr=比誘電率 vc=光速 C11=単位長自己容量(図10参照) Zk(結合特性インピーダンス)=2Ze・Zo/(Ze−Zo) =√(εr)/(vc・C12) ただし、Zo(オッドモードの特性インピーダンス)=
√(εr)/vc(C11+2C12) C12=線路間相互容量(図10参照) θ(位相角)=ω√(εr)・L/vc ただし、ω(角周波数)=2πf L=共振線路長 この図9の等価回路においては、入力(出力)とアース
間に、イーブンモードの特性インピーダンスZeと、結
合特性インピーダンスZkおよびイーブンモードの特性
インピーダンスZeの直列回路とが、並列接続された回
路構成となっている。また、この1段BEFの入力イン
ピーダンス特性が図11に、減衰特性が図12に示され
る。図12において、トラップ周波数fT は下式で示さ
れる。 fT =vc/4√(εr)・L 図11および図12によると、トラップ周波数fT にお
いて、インピーダンスはゼロになっている。これは反射
位相がショートとなるためである。
うな特性の1段BEFを送信側あるいは受信側に使用し
て、アンテナ共用器を構成しようとしても共用器は構成
できない。それは、図11に示すように、送信側フィル
タから見た場合には受信側フィルタの、また、受信側フ
ィルタから見た場合には送信側フィルタの、相手側通過
周波数帯域においてインピーダンスがそれぞれゼロにな
ってしまい、相手側フィルタには信号が流れなくなるか
らである。
を構成するには、図13に示すように、送信側TXある
いは受信側RXに移相ラインを設けなければならなかっ
た。そのため、部品点数が増え、コスト増となってい
た。
が少なく、生産性の優れた誘電体フィルタを提供するこ
とを目的とする。
第1および第2の端面と、これら第1、第2の端面の間
をつなぐ4つの側面とを有してなる誘電体ブロックと、
この誘電体ブロックの第1、第2の端面間を貫通して形
成された少なくとも5つの共振線路とを有する誘電体フ
ィルタであって、隣接する一対の共振線路が開放端と短
絡端とを逆向きにして形成され、この一対の共振線路を
インターディジタル的に結合させてなる1段バンドエリ
ミネーションフィルタを少なくとも2つ構成し、これら
少なくとも2つの1段バンドエリミネーションフィルタ
をインターディジタル的に又はコムライン的に電気角で
π/2移相結合させて複数段からなるバンドエリミネー
ションフィルタを構成するとともに、前記少なくとも5
つの共振線路のうちの少なくとも1つの共振線路を入力
用又は出力用の共振線路とし、当該入力用又は出力用の
共振線路と前記複数段からなるバンドイリミネーション
フィルタの入力段又は出力段の共振線路とを、インター
ディジタル的に又はコムライン的に電気角でπ/2移相
結合させたことを特徴とする。
誘電体フィルタにおいて、前記共振線路の開放端が、前
記誘電体ブロックの端面に、又は前記共振線路が形成さ
れた共振線路孔の中に設けられた誘電体素地により形成
されていることを特徴とする。
線路BEFの複数段より構成されるBEF型誘電体フィ
ルタの入力もしくは出力側に、電気角でπ/2移相結合
する入力もしくは出力用共振線路を設けているので、本
発明に係る誘電体フィルタで、アンテナ共用器を構成し
た場合、送信側フィルタから見たとき受信側フィルタ
の、また、受信側フィルタから見たとき送信側フィルタ
の、それぞれ相手側通過周波数帯域においてインピーダ
ンスが無限大となり、誘電体ブロック一体構造のアンテ
ナ共用器用誘電体フィルタとして使用される。
して説明する。図1は2段構成のBEF型誘電体フィル
タの第1実施例を示すものである。10は矩形状の誘電
体ブロックで、この誘電体ブロック10には、一方の端
面から対向する他方の端面にかけて、近接して4つの共
振線路1〜4の貫通共振線路孔が設けられている。そし
て、共振線路3の下に、もう一つの出力用共振線路5の
貫通共振線路孔が、同様に、誘電体ブロック10の一方
の端面から対向する他方の端面にかけて設けられてい
る。
導体が形成されている。また、上記各共振線路孔には主
として内導体が形成されている。この外導体と内導体と
は、誘電体ブロック10の対向する端面において、以下
に述べる例外を除いて、電気的に接続されている。
ロック10の片方の端面において、誘電体素地2b、5
b(点集合部)により外導体から電気的に絶縁されて底
面に至る電極端子2a、5aにそれぞれ接続されてい
る。共振線路4の内導体は、誘電体ブロック10の片方
の共振線路孔の開口近傍もしくは開口端において、リン
グ状の誘電体素地4bによって2分されている。共振線
路1、3の内導体は、誘電体ブロック10の他方の共振
線路孔の開口近傍もしくは開口端において、リング状の
誘電体素地1b、3bによって、それぞれ2分されてい
る。上記誘電体素地2b、5b、4b、1bおよび3b
は、それぞれの属するλ/4共振線路の開放端を構成し
ている。
は、それぞれインターディジタルペア結合して1段BE
F12および34を構成している。そして、これらのB
EF12、34は、図2に示すように、共振線路2、3
間において電気角(θ)π/2でインターディジタル結
合して、トータル2段構成のBEF型誘電体フィルタと
なる。
く電気角(θ)π/2でインターディジタル結合してい
るので、電気的等価回路は図2のようになる。したがっ
て、共振線路5を付加する前の従来例の出力は、そのイ
ンピーダンスがゼロ付近であったのが、π/2移相器と
して機能する共振線路5を付加することによって、その
出力を無限大付近にまで上げることができる。そして、
電極端子2a、5aが、入出力端子となる。
は、バンド・パス・フィルタ(BPF)の機能も兼ねて
おり、必要通過帯域以外で減衰特性が得られ、アンテナ
共用器用誘電体フィルタとして使用できることになる。
3を参照して説明する。図3は4段構成のコムライン結
合BEF型誘電体フィルタを示すものである。20は矩
形状の誘電体ブロックで、この誘電体ブロック20に
は、一方の端面から対向する他方の端面にかけて、近接
して幾何学的に横2列、縦5列よりなる円筒状の共振線
路21a〜25aの貫通共振線路孔が下段に、共振線路
21b〜24bの貫通共振線路孔が上段に、全部で9個
設けられている。
いて前面)において、下段の共振線路21a〜24aは
開放端を、上段の共振線路21b〜24bと下段の共振
線路25aは短絡端を、それぞれ構成し、また、他方の
端面(図において裏面)において、下段の共振線路21
a〜24aは短絡端を、上段の共振線路21b〜24b
と下段の共振線路25aは開放端を、それぞれ構成して
いる。そして、これらの開放端面を除いた誘電体ブロッ
ク20の外面は主として外導体で覆われている。また、
共振線路21a〜25aの貫通共振線路孔および共振線
路21b〜24bの貫通共振線路孔には、内導体が設け
られている。
aと22b、23aと23b、24aと24bは、それ
ぞれインターディジタル的にペア結合して1段のバンド
・エリミネーション・フィルタ(BEF)21、22、
23、24をそれぞれ構成する。これらのBEF21、
22、23、24は、近接フィルタ同志で、コムライン
結合をする。コムライン結合させる具体的構造は従来公
知の構造とする。
近接していて、この共振線路24aと電気角(θ)π/
2でインターディジタル的に結合する。この実施例に係
る誘電体フィルタの入出力は、共振線路21aと25a
を用いてなされる。この等価回路が図4に示される。こ
の図4は、Ze、θおよびZk、θを直列接続した並列
枝とZe、θの並列枝とからなる1段BEFを、Zk、
θのショート伝送路を介して接続したものである。そし
て、その終段に、Zk、θの伝送路を介して共振線路2
5のZe、θを接続したものである。
において記述したところと同様なので、その説明を省略
する。
て説明する。この図5に示す第3実施例は、図3に示す
第2実施例に対して、終段の共振線路24aと出力用共
振線路25aとの結合を位相角(θ)π/2でコムライ
ン結合させたところだけが相違するので、第2実施例と
同一番号を付してその説明を省略する。この第3実施例
の等価回路が図6に示される。この第3実施例の作用効
果は、第1実施例において記述したところと同様なの
で、その説明を省略する。
器として機能する出力用共振線路を、誘電体フィルタの
出力側にのみ付加した実施例を示したが、このπ/2位
相器として機能する共振線路は、誘電体フィルタの入力
側に設けてもよい。
していないものは、そのフィルタ入出力構造は従来公知
の構造をとる。
成するインターディジタルペア結合2共振線路と一緒
に、電気角でπ/2移相結合する入力もしくは出力用共
振線路を設けているので、送信側フィルタもしくは受信
側フィルタにおける相手側通過周波数帯域のインピーダ
ンスが無限大となり、誘電体ブロック一体構造のアンテ
ナ共用器用誘電体フィルタとして使用される。
共振線路、π/2移相結合用としての入出力用共振線路
などを、一体に形成しているので、小型かつ部品点数が
少なくなり、生産性が向上する。また、金型成形ができ
るので、寸法精度がよく、特性が均一化し、そして歩留
まりが向上してコスト削減につながる。
明図
Claims (2)
- 【請求項1】 第1および第2の端面と、これら第1、
第2の端面の間をつなぐ4つの側面とを有してなる誘電
体ブロックと、この誘電体ブロックの第1、第2の端面
間を貫通して形成された少なくとも5つの共振線路とを
有する誘電体フィルタであって、 隣接する一対の共振線路が開放端と短絡端とを逆向きに
して形成され、この一対の共振線路をインターディジタ
ル的に結合させてなる1段バンドエリミネーションフィ
ルタを少なくとも2つ構成し、これら少なくとも2つの
1段バンドエリミネーションフィルタをインターディジ
タル的に又はコムライン的に電気角でπ/2移相結合さ
せて複数段からなるバンドエリミネーションフィルタを
構成するとともに、 前記少なくとも5つの共振線路のうちの少なくとも1つ
の共振線路を入力用又は出力用の共振線路とし、当該入
力用又は出力用の共振線路と前記複数段からなるバンド
イリミネーションフィルタの入力段又は出力段の共振線
路とを、インターディジタル的に又はコムライン的に電
気角でπ/2移相結合させたことを特徴とする誘電体フ
ィルタ。 - 【請求項2】 前記共振線路の開放端が、前記誘電体ブ
ロックの端面に、又は前記共振線路が形成された共振線
路孔の中に設けられた誘電体素地により形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の誘電体フィルタ。
Priority Applications (6)
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