JP3392397B2 - 高周波フィルタ - Google Patents
高周波フィルタInfo
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- JP3392397B2 JP3392397B2 JP2000268563A JP2000268563A JP3392397B2 JP 3392397 B2 JP3392397 B2 JP 3392397B2 JP 2000268563 A JP2000268563 A JP 2000268563A JP 2000268563 A JP2000268563 A JP 2000268563A JP 3392397 B2 JP3392397 B2 JP 3392397B2
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- coaxial
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- frequency filter
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波無線送
受信装置等で使用される半同軸共振器型の高周波フィル
タに係り、特に、フィルタ寸法を小型化するための構造
に関する。
受信装置等で使用される半同軸共振器型の高周波フィル
タに係り、特に、フィルタ寸法を小型化するための構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波送受信装置等で使用される高
周波フィルタとして、例えば、複数の半同軸共振器を実
装した帯域阻止フィルタが知られている。図３は、ｎ＝
３を一例としたこの種の従来の帯域阻止フィルタの構成
を表す断面図である。この帯域阻止フィルタ２は、矩形
同軸ラインを基本構造とし、外部導体２１の外壁に第１
及び第２の半同軸共振器２４１，２４２を実装するとと
もに、他方の外部導体２１の外壁に第３の半同軸共振器
２４３を実装している。
周波フィルタとして、例えば、複数の半同軸共振器を実
装した帯域阻止フィルタが知られている。図３は、ｎ＝
３を一例としたこの種の従来の帯域阻止フィルタの構成
を表す断面図である。この帯域阻止フィルタ２は、矩形
同軸ラインを基本構造とし、外部導体２１の外壁に第１
及び第２の半同軸共振器２４１，２４２を実装するとと
もに、他方の外部導体２１の外壁に第３の半同軸共振器
２４３を実装している。
【０００３】各半同軸共振器２４１，２４２，２４３
は、それぞれ中心導体と外部導体が一体化された半同軸
共振器であり、各々の中心導体の先端部が、外部導体２
１に形成された結合孔から一定量突出している。これに
よって、各半同軸共振器２４１，２４２，２４３と矩形
同軸ラインとの結合が実現される。なお、外部導体２１
の結合孔１７付近の部位には、位置決めのための窪みが
設けられている。
は、それぞれ中心導体と外部導体が一体化された半同軸
共振器であり、各々の中心導体の先端部が、外部導体２
１に形成された結合孔から一定量突出している。これに
よって、各半同軸共振器２４１，２４２，２４３と矩形
同軸ラインとの結合が実現される。なお、外部導体２１
の結合孔１７付近の部位には、位置決めのための窪みが
設けられている。
【０００４】各半同軸共振器２４１，２４２，２４３の
実装部位は、それぞれ約λｏ／４（λｏは阻止したい中
心周波数ｆｏの波長）離れた部位に実装されている。
実装部位は、それぞれ約λｏ／４（λｏは阻止したい中
心周波数ｆｏの波長）離れた部位に実装されている。
【０００５】矩形同軸ラインの両端部の一方はマイクロ
波の入力端、他方は出力端であり、各々コネクタ２３が
設けられている。入力端と出力端との間には、中心導体
２２が矩形同軸ラインとして配されている。
波の入力端、他方は出力端であり、各々コネクタ２３が
設けられている。入力端と出力端との間には、中心導体
２２が矩形同軸ラインとして配されている。
【０００６】上記の帯域阻止フィルタ２では、信号成分
の中心周波数ｆｏとし、３ｄＢ幅をΔＦとすると負荷Ｑ
Ｌはｆｏ／ΔＦで表され、ｎ＝３の場合には一般にＱＬ
値は２種類必要となる。ＱＬ値は、フィルタの特性をど
のような形にするかによりその２種の値が決まる。ｎが
大きければ必要とするＱＬ値は多くなり、一方、所望の
中心周波数ｆｏが多くなる(ＣＨ数が多いことに対応)
と、それだけ必要とするＱＬ値も多くなる。
の中心周波数ｆｏとし、３ｄＢ幅をΔＦとすると負荷Ｑ
Ｌはｆｏ／ΔＦで表され、ｎ＝３の場合には一般にＱＬ
値は２種類必要となる。ＱＬ値は、フィルタの特性をど
のような形にするかによりその２種の値が決まる。ｎが
大きければ必要とするＱＬ値は多くなり、一方、所望の
中心周波数ｆｏが多くなる(ＣＨ数が多いことに対応)
と、それだけ必要とするＱＬ値も多くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】ところで、共振器
間隔が図３のように約λo／４間隔の場合において、通
過周波数ｆPと阻止周波数ｆRとが接近した状況、例えば
（Δｆ／（ｆR−ｆP））×１００＝０．０８前後(Δｆ
は阻止域)の状況で、ＱＬ値が比較的小さい場合（３０
程度以下）は、各半同軸共振器２４１，２４２，２４３
の固定中心導体の先端部と中心導体２２との間に形成さ
れるフリンジング容量Ｃの影響が大きくなる。また、共
振器間隔が見かけ上長くなり、中心周波数ｆｏ付近の電
磁界が乱れて、中心周波数ｆｏ付近の位相状態が乱れ
る。すなわち、図４のフィルタ特性図に示すように、中
心周波数ｆｏ付近の減衰特性に「割れ」が生じ、本来、
３０ｄＢ以上の減衰量になるべきところが１５ｄＢ程度
になってしまう。
間隔が図３のように約λo／４間隔の場合において、通
過周波数ｆPと阻止周波数ｆRとが接近した状況、例えば
（Δｆ／（ｆR−ｆP））×１００＝０．０８前後(Δｆ
は阻止域)の状況で、ＱＬ値が比較的小さい場合（３０
程度以下）は、各半同軸共振器２４１，２４２，２４３
の固定中心導体の先端部と中心導体２２との間に形成さ
れるフリンジング容量Ｃの影響が大きくなる。また、共
振器間隔が見かけ上長くなり、中心周波数ｆｏ付近の電
磁界が乱れて、中心周波数ｆｏ付近の位相状態が乱れ
る。すなわち、図４のフィルタ特性図に示すように、中
心周波数ｆｏ付近の減衰特性に「割れ」が生じ、本来、
３０ｄＢ以上の減衰量になるべきところが１５ｄＢ程度
になってしまう。
【０００８】このため、従来は、ＱＬ値が小さくなる場
合には、図５に示すように外部導体３１や中心導体３２
を長くして、各半同軸共振器３４１，３４２，３４３の
間隔を約３λo／４にした帯域阻止フィルタ３を使用し
ていた。このようにすれば、減衰量は、図６のフィルタ
特性図に示されるように改善された値となる。しかしな
がら、図５のような構造の帯域阻止フィルタ３では、図
３の帯域阻止フィルタ２に比べてその形状が格段に大き
くなってしまう。帯域阻止フィルタが大きくなると、そ
の製造コストが高くなるうえに、使用される送受信装置
等のサイズやコスト、収容ケース等にも影響を及ぼす。
合には、図５に示すように外部導体３１や中心導体３２
を長くして、各半同軸共振器３４１，３４２，３４３の
間隔を約３λo／４にした帯域阻止フィルタ３を使用し
ていた。このようにすれば、減衰量は、図６のフィルタ
特性図に示されるように改善された値となる。しかしな
がら、図５のような構造の帯域阻止フィルタ３では、図
３の帯域阻止フィルタ２に比べてその形状が格段に大き
くなってしまう。帯域阻止フィルタが大きくなると、そ
の製造コストが高くなるうえに、使用される送受信装置
等のサイズやコスト、収容ケース等にも影響を及ぼす。
【０００９】本発明は、上記の問題点に鑑み、ＱＬ値が
比較的小さい場合において、小型化を維持することがで
きる、改良された高周波フィルタを提供することを主た
る課題とする。
比較的小さい場合において、小型化を維持することがで
きる、改良された高周波フィルタを提供することを主た
る課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の高周波フィルタは、高周波信号が通過する信号導波
体の外壁に複数の半同軸共振器が結合され、少なくとも
二つの半同軸共振器の結合度合によっては前記信号導波
体内にフリンジング容量が大きくなる高周波フィルタで
あって、前記二つの半同軸共振器の結合部位の間に誘導
性部材が介在することを特徴とする。誘導性部材の大き
さによって容量による遅相が打ち消されるので、隣り合
う半同軸共振器の距離を３λｏ／４とする必要がなくな
り、高周波フィルタの小型化が可能になる。
明の高周波フィルタは、高周波信号が通過する信号導波
体の外壁に複数の半同軸共振器が結合され、少なくとも
二つの半同軸共振器の結合度合によっては前記信号導波
体内にフリンジング容量が大きくなる高周波フィルタで
あって、前記二つの半同軸共振器の結合部位の間に誘導
性部材が介在することを特徴とする。誘導性部材の大き
さによって容量による遅相が打ち消されるので、隣り合
う半同軸共振器の距離を３λｏ／４とする必要がなくな
り、高周波フィルタの小型化が可能になる。
【００１１】好ましい実施の形態では、複数の半同軸共
振器が互いに対向する前記外壁の所定部位に交互に一定
間隔で結合される。この場合、誘導性部材は、信号導波
体の内部空間であって隣り合う半同軸共振器のほぼ中間
の部位に介在させる。
振器が互いに対向する前記外壁の所定部位に交互に一定
間隔で結合される。この場合、誘導性部材は、信号導波
体の内部空間であって隣り合う半同軸共振器のほぼ中間
の部位に介在させる。
【００１２】信号導波体は、例えば前記外壁と内部導体
とが円形同軸状、又は矩形同軸状をなし、信号導波体の
中心軸線上に信号成分が通過する内部導体が配されてい
て、個々の半同軸共振器の中心導体と前記内部導体との
間のギャップによって形成される容量成分(負荷Ｑ即ち
ＱＬ)によって誘導性部材の大きさは変化するのであ
る。
とが円形同軸状、又は矩形同軸状をなし、信号導波体の
中心軸線上に信号成分が通過する内部導体が配されてい
て、個々の半同軸共振器の中心導体と前記内部導体との
間のギャップによって形成される容量成分(負荷Ｑ即ち
ＱＬ)によって誘導性部材の大きさは変化するのであ
る。
【００１３】汎用性を考慮して、すべての半同軸共振器
が、信号導波体の中心軸線に対して垂直となる方向から
当該信号導波体の内部空間を指向する導体を有するもの
とし、隣り合う半同軸共振器の導体間の距離をほぼλｏ
／４（λoは使用する中心周波数の波長）とする。ま
た、誘導性部材と個々の半同軸共振器の中心導体との距
離がほぼλｏ／８になるようにする。これにより、余分
なフリンジング成分を有効に打ち消すことができるよう
になる。
が、信号導波体の中心軸線に対して垂直となる方向から
当該信号導波体の内部空間を指向する導体を有するもの
とし、隣り合う半同軸共振器の導体間の距離をほぼλｏ
／４（λoは使用する中心周波数の波長）とする。ま
た、誘導性部材と個々の半同軸共振器の中心導体との距
離がほぼλｏ／８になるようにする。これにより、余分
なフリンジング成分を有効に打ち消すことができるよう
になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明をマイクロ波帯で使
用される帯域阻止フィルタに応用した場合の実施の形態
を説明する。
用される帯域阻止フィルタに応用した場合の実施の形態
を説明する。
【００１５】図１は、本実施形態の帯域阻止フィルタの
断面図,図２は図１のＡ線に沿った断面図であり、便宜
上、図３に示した従来の帯域阻止フィルタ２を改良した
場合の例を示す。従来型の帯域阻止フィルタ２と同一の
構成要素については同一符号を付して説明する。
断面図,図２は図１のＡ線に沿った断面図であり、便宜
上、図３に示した従来の帯域阻止フィルタ２を改良した
場合の例を示す。従来型の帯域阻止フィルタ２と同一の
構成要素については同一符号を付して説明する。
【００１６】本実施形態の帯域阻止フィルタ１は、矩形
同軸状の外部導体２１の外壁の窪みに第１及び第２の半
同軸共振器２４１，２４２が実装され、他方の外部導体
２１の外壁の窪みには第３の半同軸共振器２４３が実装
されている。内部中心導体２２の中心軸上には、入出力
端の各々に設けられたコネクタ２３が配されている。す
べての半同軸共振器２４１〜２４３は、それぞれ一体化
された固定中心導体と外部導体とを有しており、固定中
心導体は、各外部導体２１に形成された結合孔を通じて
同軸管の内壁から一定量突出している。
同軸状の外部導体２１の外壁の窪みに第１及び第２の半
同軸共振器２４１，２４２が実装され、他方の外部導体
２１の外壁の窪みには第３の半同軸共振器２４３が実装
されている。内部中心導体２２の中心軸上には、入出力
端の各々に設けられたコネクタ２３が配されている。す
べての半同軸共振器２４１〜２４３は、それぞれ一体化
された固定中心導体と外部導体とを有しており、固定中
心導体は、各外部導体２１に形成された結合孔を通じて
同軸管の内壁から一定量突出している。
【００１７】各半同軸共振器２４１，２４２，２４３の
実装部位は、主に約λｏ／４(約９０°)の間隔で固定的
に定められている。ＱＬ値が比較的小さい場合には個々
の半同軸共振器２４１〜２４３の固定中心導体の先端部
が中心導体２２に近づくので、個々の半同軸共振器２４
１〜２４３の固定中心導体の先端部と内部中心導体２２
との間のギャップによって大きなフリンジング容量が発
生する。この大きなフリンジング容量は、内部中心導体
２２を通過する信号成分に対して遅相として作用する。
そのため、各半同軸共振器２４１〜２４３の間隔がみか
け上長くなり、中心周波数ｆｏ付近の位相が遅相とな
る。
実装部位は、主に約λｏ／４(約９０°)の間隔で固定的
に定められている。ＱＬ値が比較的小さい場合には個々
の半同軸共振器２４１〜２４３の固定中心導体の先端部
が中心導体２２に近づくので、個々の半同軸共振器２４
１〜２４３の固定中心導体の先端部と内部中心導体２２
との間のギャップによって大きなフリンジング容量が発
生する。この大きなフリンジング容量は、内部中心導体
２２を通過する信号成分に対して遅相として作用する。
そのため、各半同軸共振器２４１〜２４３の間隔がみか
け上長くなり、中心周波数ｆｏ付近の位相が遅相とな
る。
【００１８】そこで、この実施形態では、第３の半同軸
共振器２４３の固定中心導体から第１の半同軸共振器２
４１、第２の半同軸共振器２４２方向にそれぞれ約λｏ
／８離れた部位に一対の誘導性ポスト（棒）１０を介在
させるようにした。誘導性ポスト１０は、信号成分に対
して進み相となる素材、例えば金属の薄板あるいは金属
を丸棒状に加工したもので、いわゆるインバータ的に機
能させるものである。誘導性ポストの取り付けは、はん
だ付け、ねじ止め、導電性接着剤を単独あるいは組み合
わせることで行う。これにより、フリンジング容量が有
効に打ち消され、従来の同じサイズの帯域阻止フィルタ
の場合に生じていた中心周波数ｆｏ付近の位相の遅相が
抑制される。実測では、本実施形態のように、半同軸共
振器２４１〜２４３の間隔がλｏ／４であるにもかかわ
らず、図６のような、改善された共振特性が得られた。
前述のように、図６は半同軸共振器３４１〜３４３の間
隔が３λｏ／４の場合の共振特性なので、本実施形態の
構造を採用することによって、帯域阻止フィルタのサイ
ズを著しく小型化できることがわかる。
共振器２４３の固定中心導体から第１の半同軸共振器２
４１、第２の半同軸共振器２４２方向にそれぞれ約λｏ
／８離れた部位に一対の誘導性ポスト（棒）１０を介在
させるようにした。誘導性ポスト１０は、信号成分に対
して進み相となる素材、例えば金属の薄板あるいは金属
を丸棒状に加工したもので、いわゆるインバータ的に機
能させるものである。誘導性ポストの取り付けは、はん
だ付け、ねじ止め、導電性接着剤を単独あるいは組み合
わせることで行う。これにより、フリンジング容量が有
効に打ち消され、従来の同じサイズの帯域阻止フィルタ
の場合に生じていた中心周波数ｆｏ付近の位相の遅相が
抑制される。実測では、本実施形態のように、半同軸共
振器２４１〜２４３の間隔がλｏ／４であるにもかかわ
らず、図６のような、改善された共振特性が得られた。
前述のように、図６は半同軸共振器３４１〜３４３の間
隔が３λｏ／４の場合の共振特性なので、本実施形態の
構造を採用することによって、帯域阻止フィルタのサイ
ズを著しく小型化できることがわかる。
【００１９】なお、本発明は、ｎ＝３で説明したが少な
くとも一つの半同軸共振器の存在により信号導波体内に
大きなフリンジング容量が生じるフィルタである場合
に、一つの半同軸共振器の結合部位と他の半同軸共振器
の結合部位との間に誘導性部材を介在させ、大きな容量
による遅相分をこの誘導性部材によって進相させ電気的
にλ／４を確保する点に主眼があるので、半同軸共振器
の数、寸法、誘導性ポストの数については、上述の実施
形態の例に限定されるものではない。
くとも一つの半同軸共振器の存在により信号導波体内に
大きなフリンジング容量が生じるフィルタである場合
に、一つの半同軸共振器の結合部位と他の半同軸共振器
の結合部位との間に誘導性部材を介在させ、大きな容量
による遅相分をこの誘導性部材によって進相させ電気的
にλ／４を確保する点に主眼があるので、半同軸共振器
の数、寸法、誘導性ポストの数については、上述の実施
形態の例に限定されるものではない。
【００２０】また、本実施形態では、信号導波体として
矩形同軸を用いた場合の例を説明したが、本発明は、外
部導体の外壁と内部導体とが円形同軸状のものにも同様
に適用が可能である。円形同軸状の場合であっても、複
数の半同軸共振器を互いに対向する部位に交互に一定間
隔で結合させ、誘導性部材を、隣り合う半同軸共振器の
ほぼ中間の部位に介在させる。
矩形同軸を用いた場合の例を説明したが、本発明は、外
部導体の外壁と内部導体とが円形同軸状のものにも同様
に適用が可能である。円形同軸状の場合であっても、複
数の半同軸共振器を互いに対向する部位に交互に一定間
隔で結合させ、誘導性部材を、隣り合う半同軸共振器の
ほぼ中間の部位に介在させる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の高周波フィルタによれば、ＱＬ値が比較的小さい場合
に小型化を維持することができる高周波阻止フィルタを
提供することができる。
の高周波フィルタによれば、ＱＬ値が比較的小さい場合
に小型化を維持することができる高周波阻止フィルタを
提供することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る帯域阻止フィルタの
構成を示す断面図。
構成を示す断面図。
【図２】図１のＡ線に沿った断面図。
【図３】λｏ／４の間隔で半同軸共振器が実装された従
来の帯域阻止フィルタの構成を示す断面図。
来の帯域阻止フィルタの構成を示す断面図。
【図４】λｏ／４の間隔で半同軸共振器が実装された従
来の帯域阻止フィルタによるフィルタ特性図。
来の帯域阻止フィルタによるフィルタ特性図。
【図５】３λｏ／４の間隔で半同軸共振器が実装された
従来の帯域阻止フィルタの構成を示す断面図。
従来の帯域阻止フィルタの構成を示す断面図。
【図６】３λｏ／４の間隔で半同軸共振器が実装された
従来の帯域阻止フィルタのフィルタ特性図、及びλｏ／
４の間隔で半同軸共振器間に誘導性ポストを設けた本発
明の帯域阻止フィルタ特性図。
従来の帯域阻止フィルタのフィルタ特性図、及びλｏ／
４の間隔で半同軸共振器間に誘導性ポストを設けた本発
明の帯域阻止フィルタ特性図。
１，２，３ 帯域阻止フィルタ
１０ 誘導性ポスト
２１，３１ 外部導体
２２，３２ 中心軸線上に配された内部中心導体
２３，３３ コネクタ
２４１〜２４３，３４１〜３４３ 半同軸共振器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/202
H01P 7/04
Claims (7)
- 【請求項１】 高周波信号が通過する信号導波体の外壁
に複数の半同軸共振器が結合され、少なくとも二つの半
同軸共振器の結合度合によっては前記信号導波体内に容
量変化が生じる高周波フィルタであって、前記二つの半
同軸共振器の結合部位の間に誘導性部材が介在すること
を特徴とする、 高周波フィルタ。 - 【請求項２】 前記複数の半同軸共振器が互いに対向す
る前記外壁の所定部位に交互に一定間隔で結合されてお
り、前記誘導性部材は、前記信号導波体の内部空間であ
って隣り合う半同軸共振器のほぼ中間の部位に介在する
ことを特徴とする、 請求項１記載の高周波フィルタ。 - 【請求項３】 すべての半同軸共振器が前記信号導波体
の中心軸線に対して垂直となる方向から当該信号導波体
の内部空間を指向する中心導体を有するものであり、前
記隣り合う半同軸共振器の中心導体間の距離がほぼλｏ
／４である、 請求項２記載の高周波フィルタ。 - 【請求項４】 前記誘導性部材と個々の半同軸共振器の
中心導体との距離がほぼλｏ／８である、 請求項３記載の高周波フィルタ。 - 【請求項５】 前記信号導波体の中心軸線上に信号成分
が通過する内部導体が前記外壁と同軸で配されており、
個々の半同軸共振器の中心導体と前記内部導体との間の
ギャップによって形成される容量成分が隣り合う半同軸
共振器の中心導体間の距離と前記信号成分に対する減衰
量とによって変化する構造を有するものである、 請求項１乃至４のいずれかの項記載の高周波フィルタ。 - 【請求項６】 前記外壁と内部導体とが円形同軸状であ
る、 請求項５記載の高周波フィルタ。 - 【請求項７】 前記外壁と内部導体とが矩形同軸状であ
る、 請求項５記載の高周波フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000268563A JP3392397B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 高周波フィルタ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000268563A JP3392397B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 高周波フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002076710A JP2002076710A (ja) | 2002-03-15 |
| JP3392397B2 true JP3392397B2 (ja) | 2003-03-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| RU2713073C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2020-02-03 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Устройство для выравнивания амплитудно-частотной характеристики СВЧ тракта |
| CN111029781B (zh) * | 2019-12-02 | 2022-03-29 | 成都雷电微力科技股份有限公司 | 一种紧凑型介质填充波导圆极化滤波天线 |
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2000
- 2000-09-05 JP JP2000268563A patent/JP3392397B2/ja not_active Expired - Fee Related
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