JP4238177B2 - 受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機 - Google Patents

Description

本発明は、送受信機が一体に組み込まれたマイクロ波帯、ミリ波帯用の通信装置における送信機に係り、特に、受信機へ与える雑音やスプリアスを抑圧するため送信機に内蔵されたフィルタへ対する負荷の影響の低減、抑圧等を図ったものに関する。

従来、この種の送信機としては、例えば、特許文献１に開示されたように、送受信機が一体に組み込まれた通信装置における送信機であって、受信帯域雑音を抑圧するため、金属フィルタ板が導波管出力部の開口部に固着されたものが公知・周知となっている。

特開２００２−１５８５１０号公報（第１−５頁、図１乃至図４）

かかる従来装置にあっては、金属フィルタ板が導波管開口部に固着されているため、その受信帯域雑音に対する抑圧特性が送信機に接続される負荷の影響を受け易く、所望の受信帯域雑音の抑圧特性が得られなくなったり、また、送信出力の低下を招くこともあるという問題がある。
例えば、上述のような送受信機が一体に組み込まれた通信装置においては、図５に示されたような導波管型偏分波器(Ortho Mode Transducer)が用いられて送信機と負荷との接続がなされるが、このような場合、上述のような受信帯域雑音抑圧フィルタの特性低下や送信出力の低下が生ずる。なお、図５に示された導波管型偏分波器において、符号２１が付された部位は、送信機接続端子であり、符号２２が付された部位は、受信機接続端子となっており、符号２３が付された部位は、アンテナの接続端子となっているものである。

このような問題解決の方策としては、例えば、送信機とその負荷との間に、導波管スペーサを挿入する方法が考えられるが、部品点数の増加を招くと共に、取り付け作業工程の増加を招くため、装置価格の上昇を招き、得策とは言い難い。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、負荷の影響を受け難い受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機を提供するものである。
本発明の他の目的は、簡素な構成で送信機の特性が負荷の影響を受け難い受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機を提供することにある。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機は、
送信波を増幅する回路が形成されてなる回路基板と、導波管部とが一体に取り付けられて、前記導波管部により前記回路基板から出力された送信波が導波管の伝送モードに変換されて前記導波管部から出力されるよう構成されてなると共に、当該出力波の外部への伝送モードを変換する変換回路が受信機と一体に取り付けられてなる送信機において、
全体外観形状がほぼ直方体状に形成され、前記直方体の一面に一つの開口面を有すると共に、当該開口面に対向する底部に受信周波数帯域において減衰特性を有するフィルタが形成されてなるフィルタ箱が前記導波管部の開口部内に固着されてなるものである。

本発明によれば、フィルタ箱の底部にフィルタを形成し、フィルタと負荷との間に一定の距離が確保できるようにしたので、簡易な構成で、送信機の特性に対する負荷の影響を抑圧することができるという効果を奏するものである。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機の第１の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
この受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機は、導波管部１と、この導波管部１と一体形成されてなる筐体部２と、送信用回路基板３とに大別されて構成されたものとなっている。

導波管部１は、公知・周知のいわゆる同軸導波管変換器が形成されたものとなっている。すなわち、導波管部１は、電磁波の進行方向（図１において白抜き矢印方向）において、一つの開口部７と短絡面８とが対向するように形成されると共に、一方の広幅面（図１において紙面表裏方向）の適宜な位置には、プローブ４が設けられている。
また、本発明の実施の形態における導波管部１は、開口部７から短絡面８の間にインピーダンスステップ９が形成されたものとなっており、開口部７において、インピーダンスステップ９の段部９ａにフィルタ箱５が嵌まり込むように設けられたものとなっている。

プローブ４は、その一端側が導波管部１の内部に位置する一方、他端側は、導波管１及び筐体部２の広幅面側の平面部分に取着された送信用回路基板３に接続されたものとなっている。
送信用回路基板３は、送信波の発生、増幅を行うもので、送信波は、図示されないマイクロストリップ線路を伝搬してプローブ４へ導かれるようになっており、このプローブ４で導波管モードに変換されて、導波管部１内を開口部７側へ伝搬するようになっている。

フィルタ箱５は、全体外観形状が直方体状に形成されると共に、中空に形成されてなり、開口面１０が形成されており、この開口面１０と対向する底部（図２の点線斜線部分）には、受信帯域雑音抑圧フィルタ部６が形成されたものとなっている（図２参照）。ここで、受信帯域雑音抑圧フィルタ部６は、公知・周知の構成のもの（例えば、前述の特許文献１の図２乃至図４に記載された金属フィルタ板の形状）で良く、特定の構成のものに限定される必要はなく、そのため、図２においてはその具体的な形状、構造の図示は省略されたものとなっている。また、フィルタ箱５の内壁部は、導波管として機能することになる。
なお、本発明の実施の形態における導波管部１の開口部７とフィルタ箱５の開口面１０は、同一の平面内に位置するものとなっている（図１参照）。

このフィルタ箱５の導波管として機能する内壁部の長さ、すなわち、開口面１０から受信帯域雑音抑圧フィルタ部６までの長さは、送信機の負荷インピーダンスに対して最適な長さに設定するか、又は、送信波の導波管管内波長の１／４か、或いは、その奇数倍に設定すると、送信機の負荷の影響を低減することが可能となり好適である。
また、フィルタ箱５は、プレス加工により形成が可能であり、機械的な寸法精度の管理が容易となり、そのため、製造精度に起因するフィルタ特性のばらつきを管理することが可能となる。

次に、第２の構成例について、図３を参照しつつ説明する。なお、図１及び図２に示された構成例における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第２の構成例は、フィルタ箱５Ａが、その開口面１０の周縁部分にフランジ１１が設けられたものとなっている点が、先の図１及び図２に示された第１の構成例と異なるものである。
このフランジ１１は、導波管部１へフィルタ箱５を固定するに好適なものである。すなわち、このフランジ１１を導波管部１のフランジ１ａ（図１参照）に接合させ、この部分でねじ止めや溶接等によりフィルタ箱５を導波管部１に固定するのに好適なものとなっている。
なお、他の部分の構成は、第１の構成例と同一であるので、再度の詳細な説明を省略する。

図４には、本発明の実施の形態における受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機に、例えば、図５に示されたような公知・周知の導波管型偏分波器を直接接続した場合における通過特性が示されており、以下、同図について説明する。
まず、同図において、横軸は周波数（ＧＨｚ）を、縦軸は減衰量（ｄＢ）を、それぞれ示している。
また、同図において、実線で表された特性線は、送信用回路基板３の特性を除いた本発明の実施の形態における受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機の通過特性、すなわち、換言すれば、プローブ４によって導波管モードに変換された送信波が導波管部１内を伝搬し、フィルタ箱５（又は、フィルタ箱５Ａ）を通過して開口部７へ到るまでに生ずる挿入損失の周波数特性を示すものである。

この実線の特性線によれば、送信周波数帯域（図４において「Ｔｘ帯」と表記された区間）の信号に対しては、僅かの減衰量（大凡−１〜−２ｄＢ程度）であるのに対して、受信周波数帯域（図４において「Ｒｘ帯」と表記された区間）の信号に対しては、充分に大きな減衰（大凡−３３〜−５２ｄＢ程度）が生ずることが確認できる。

また、二点鎖線で表された特性線は、送信用回路基板３の特性を除いた本発明の実施の形態における受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機における反射特性を示すものである。すなわち、この二点鎖線の特性線は、プローブ４によって導波管モードに変換された送信波が導波管部１内を伝搬し、フィルタ箱５（又は、フィルタ箱５Ａ）を通過して開口部７へ到るまでに生ずる反射波によって送信波に生ずる損失（反射損失）の周波数特性を示すものである。
この二点差線の特性線によれば、送信周波数帯域における反射損失は、充分小さくなっており（大凡−２０〜−２９ｄＢ程度）、反射波による送信波の減衰が極力小さくて済むような特性となっていることが確認できる。

なお、上述の構成例においては、導波管部１は、インピーダンスステップ９が形成されたものとしたが、勿論このような構成に限定される必要はなく、公知・周知のテーパー導波管としても良い。

本発明の実施の形態における受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機の構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機に用いられるフィルタ箱の第１の構成例を示す全体斜視図である。 本発明の実施の形態における受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機に用いられるフィルタ箱の第２の構成例を示す全体斜視図である。 本発明の実施の形態における受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機の通過特性を示す特性線図である。 公知・周知の導波管型偏分波器の一構成例を示す全体斜視図である。

符号の説明

１…導波管部
５…フィルタ箱
６…受信帯域雑音抑圧フィルタ部
７…開口部
１０…開口面

Claims (4)

1. 送信波を増幅する回路が形成されてなる回路基板と、導波管部とが一体に取り付けられて、前記導波管部により前記回路基板から出力された送信波が導波管の伝送モードに変換されて前記導波管部から出力されるよう構成されてなると共に、当該出力波の外部への伝送モードを変換する変換回路が受信機と一体に取り付けられてなる送信機において、
   全体外観形状がほぼ直方体状に形成され、前記直方体の一面に一つの開口面を有すると共に、当該開口面に対向する底部に受信周波数帯域において減衰特性を有するフィルタが形成されてなるフィルタ箱が前記導波管部の開口部内に固着されてなることを特徴とする受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機。
2. 前記導波管の一部が、前記受信帯域周波数を遮断周波数とするよう形成されてなり、送信機出力導波管との間にインピーダンスステップ又はテーパー導波管が形成されてなることを特徴とする請求項１記載の受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機。
3. 前記フィルタ箱は、フィルタが形成された底部を除く内壁部が導波管として作用することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機。
4. 前記フィルタ箱の内壁部の長さが、送信周波数の導波管管内波長に対して１／４波長又は１／４波長の奇数倍に設定されてなることを特徴とする請求項３記載の受信帯域雑音抑圧フィルタ内蔵送信機。

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