JP5410800B2 - 片側コルゲート形フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、マイクロ波帯、ミリ波帯の通信機やレーダ等に用いられるコルゲート形フィルタ、特に衛星通信地球局に用いられるコルゲート形フィルタに関する。

マイクロ波帯、ミリ波帯の通信機やレーダ等に用いられる帯域阻止フィルタとしてコルゲート形フィルタが知られている。コルゲート形フィルタは、矩形導波管の側面に共振器を有するものである。両側面に共振器を有するものは両側コルゲート形フィルタと、一側面に共振器を有するものは片側コルゲート形フィルタと呼ばれている。

両側コルゲート形フィルタには、例えば特開平２−１９０００１号公報に開示のものが知られている。また、片側コルゲート形フィルタには、例えば、特開昭５８−４６７０１号公報に開示のものが知られている。

図１は、従来の片側コルゲート形フィルタ１００の断面図である。一体に形成された直管状の導波管部１０２とコルゲート部１０４とから構成され、導波管部１０２の入口および出口には、それぞれ、接続フランジ１０５，１０６が固定されている。コルゲート部１０４には、複数のコルゲート溝１０８が設けられている。

特開平２−１９０００１号公報 特開昭５８−４６７０１号公報

送信機の不要波を除去することを目的として、コルゲート形フィルタが使用されることがある。特に衛星通信地球局に用いられるコルゲート形フィルタには、急峻な減衰特性と減衰量を確保でき、小型であることが要求されている。

両側コルゲート形フィルタは、減衰量が大きく不要波の除去には有利であるが、通過特性がなだらかで、阻止帯域（減衰帯域）と通過帯域とを近接させることが困難であり、長さ，高さが大きく、小型化が困難である。

一方、図１に示した従来の片側コルゲート形フィルタは、急峻な減衰特性を有し、通過帯域と減衰帯域とを近接させることができ、通過損失に有利な減衰帯域が得られるが、減衰量は両側コルゲート形フィルタより小さく、不要波の除去に不利である。さらに、機械的な寸法誤差、例えばコルゲート溝の深さの寸法誤差に特性が敏感である。一例として、コルゲート溝の深さが０．０４ｍｍ程度の寸法誤差で、減衰極の周波数シフトが５０ＭＨｚある。このため、厳しい機械精度が必要とされ、制作費用が高くなる。しかし、段数が少なくても急峻な減衰特性を得ることができるため、小型化が望める。

本発明の目的は、急峻な減衰特性を有し、減衰量を確保できる小型の片側コルゲート形フィルタを提供することにある。

本発明は、ベンド導波管部を用い、導波管部とコルゲート部とを別体で構成し、所望の減衰特性が得られるように、導波管部とコルゲート部との相対位置を調整した後、コルゲート部を導波管部に固定するようにしている。

このため、本発明の片側コルゲート形フィルタは、入力部および出力部がそれぞれ９０°折り曲げられたベンド導波管部と、ベンド導波管部の側面に開けられた開口に接続されたコルゲート部と、コルゲート部をベンド導波管部に接続する際に、コルゲート部とベンド導波管部との相対位置を調整する調整機構とを備えることを特徴としている。

本発明の片側コルゲート形フィルタによれば、ベンド導波管部を用い、コルゲート部とベンド導波管部との相対位置を調整機構で調整しているので、厳しい機械精度が要求されることなく、急峻な減衰特性を有し、減衰量を確保できる。また、片側コルゲート形フィルタの特徴を利用して小型化を実現できる。

従来の片側コルゲート形フィルタの断面図である。 本発明の第１の実施例である片側コルゲート形フィルタを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 第１の実施例の導波管部とコルゲート部の構造を示す図であり、（Ａ）は片側コルゲート形フィルタの分解斜視図、（Ｂ）はコルゲート部の裏面を示す斜視図である。 位置調整前の片側コルゲート形フィルタの挿入損失特性と減衰特性を示すグラフである。 位置調整後の片側コルゲート形フィルタの挿入損失特性と減衰特性を示すグラフである。 本発明の第２の実施例である片側コルゲート形フィルタを示す図であり、（Ａ）は片側コルゲート形フィルタの分解斜視図、（Ｂ）はコルゲート部の裏面を示す斜視図である。 第２の実施例においてコルゲート部が導波管部に接続された状態を示す図である。

本発明の片側コルゲート形フィルタは、片側コルゲートを設けたフィルタ部と、導波管両側にベンドを設けた導波管部とから構成される。別体で形成されたフィルタ部と導波管部とが接続されて、コルゲート形帯域阻止フィルタとして機能する。減衰量の調整のため、フィルタ部と導波管部との接続位置を調整できるように調整機構が設けられる。

以下、本発明の片側コルゲート形フィルタの実施例を、図面を参照して説明する。

（第１の実施例）
図２は、本発明の一実施例である片側コルゲート形フィルタを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。

図３は、導波管部とコルゲート部（フィルタ部）の構造を示す図であり、（Ａ）は片側コルゲート形フィルタの分解斜視図、（Ｂ）はコルゲート部の裏面を示す斜視図である。

本実施例の片側コルゲート形フィルタ１０は、導波管部１２と、導波管部に接続されたコルゲート部１４とから構成される。導波管部１２およびコルゲート部１４は、アルミまたは黄銅で形成される。

導波管部１２は、入力部１６および出力部１８が９０°折れ曲がったベンド導波管である。入力部１６および出力部１８には、それぞれ、接続フランジ２０，２２が固定されている。

導波管部１２の入力部１６および出力部１８にそれぞれつながる導波管コーナー部２４，２６は、それぞれ斜めに直線状に傾斜した内壁で形成されている。あるいは、導波管コーナ部は斜めに階段状に傾斜した内壁であってもよい。

コルゲート部１４は、図３に示すように長方形の平板状のものであり、長手方向両側には、固定用の複数の長穴２８が開けられている。裏面には、複数のコルゲート溝３０が設けられている。

導波管部１２は、上部に開口３２が開けられており、開口３２にはコルゲート溝３０が対向するように、コルゲート部１４が導波管部１２に接続される。接続位置を調整するために、後述する調整機構が用いられる。

図３（Ａ）に示すように、コルゲート部１４の長穴２８に対応してねじ穴３４が設けられている。

導波管部１２に対するコルゲート部１４の接続位置、すなわち図２（Ｂ）に矢印３６で示す長手方向の位置は、減衰帯域の減衰量に影響する。したがって、導波管部１２とコルゲート部１４との長手方向の相対位置の調整が重要となる。以下、そのための位置調整機構について説明する。

本実施例では、コルゲート部１４を導波管部１２に接続する際に、ねじ３８で締結する。ねじ３８は、コルゲート部１４の長穴２８に挿入され、導波管部１２のねじ穴３４に固定される。

コルゲート部１４を導波管部１２に固定する前に、導波管部１２とコルゲート部１４との長手方向の相対位置の調整が行われる。このとき、コルゲート部１４を導波管部１２に対し長手方向に位置調整する。

この位置調整に際しては、コルゲート部１４を導波管部１２に載置したときに、位置決めを容易にするために、図３（Ａ）に示すように、導波管部１２の上部に２個の位置決め用ピン４０，４２が設けられ、これらのピンに対応して、コルゲート部１４の裏面には長円形の長溝４４，４６が設けられている。

コルゲート部１４の長溝４４，４６に導波管部１２の位置決め用ピン４０，４２をはめ込むようにして、コルゲート部１４を導波管部１２に載置すれば、コルゲート部１４を導波管部１２に対して長手方向に位置調整可能なように位置決めされる。

なお、位置決め用ピンおよび長溝は、それぞれ、２個設けているが、３個以上設けてもよい。

コルゲート部１４を長手方向に位置調整した後、ねじ３８をコルゲート部の長穴２８に挿通して、導波管部１２の上部に設けられたねじ穴３４にねじ止めすることによって、コルゲート部１４を導波管部１２に固定することにより構成される。

図４は、位置調整前の片側コルゲート形フィルタの挿入損失特性と減衰特性を、図５は、位置調整後の片側コルゲート形フィルタの挿入損失特性と減衰特性を示す。グラフａは挿入損失特性を、グラフｂは減衰特性を示す。図４および図５のグラフｂを比較すれば明らかなように、周波数のシフトなしに急峻な減衰特性を有し減衰量を確保できていることがわかる。

（第２の実施例）
本実施例の片側コルゲート形フィルタは、導波管部へのコルゲート部の位置調整機構を、導波管部の上部に設けたガイドレールとしたものである。

図６は、導波管部５０およびコルゲート部５２の構造を示す図であり、（Ａ）は片側コルゲート形フィルタの分解斜視図、（Ｂ）はコルゲート部の裏面を示す斜視図である。図３に示した片側コルゲート形フィルタと同じ構成要素には同じ参照番号を付して示す。

導波管部５０およびコルゲート部５２の構造は、図３で示した導波管部１２およびコルゲート部１４と基本的に同じであるが、導波管部５０にはねじ穴および位置決め用ピンではなく、長手方向にガイドレール５４，５６が設けられており、コルゲート部５２には位置決め用孔および長溝は設けられず、コルゲート溝３０のみ設けられている。

導波管部５０およびコルゲート部５２は、アルミまたは黄銅で形成される。アルミの場合には、銀メッキ処理することが必要である。銀メッキ処理する理由は、半田付けまたはろう付けを容易にするためである。

本実施例の片側コルゲート形フィルタでは、コルゲート部５２を導波管部５０の上部のガイドレール５４と５６との間に載置し、長手方向に位置調整したのち、半田付けまたはろう付けによって、導波管部５０に接着固定する。図７は、コルゲート部５２が導波管部５０に接続された状態を示している。

以上の各実施例では、ベンド導波管部として、入力部および出力部がそれぞれ９０°折り曲げられた導波管部を用いた例について説明したが、折り曲げ角度は、９０°に限定されるものではない。本発明は、種々の角度で折れ曲がったベンド導波管部を用いることができることは、明らかである。

１２，５０ 導波管部
１４，５２ コルゲート部
１６ 入力部
１８ 出力部
２０，２２ 接続フランジ
２４，２６ 導波管コーナー部
２８ 長穴
３０ コルゲート溝
３２ 開口
３４ ねじ穴
４０，４２ 位置決め用ピン
４４，４６ 長溝
５４，５６ ガイドレール

Claims (7)

1. 入力部および出力部がそれぞれ折り曲げられたベンド導波管部と、
   前記ベンド導波管部の側面に開けられた開口に接続されたコルゲート部と、
   前記コルゲート部を前記ベンド導波管部に接続する際に、前記コルゲート部と前記ベンド導波管部との相対位置を調整する位置調整機構とを備える片側コルゲート形フィルタ。
2. 前記入力部および出力部がそれぞれ９０°折り曲げられている、請求項１に記載の片側コルゲート形フィルタ。
3. 前記９０°折り曲げられた入力部および出力部につながるベンド導波管部の内部のコーナー部は、前記ベンド導波管部の長手方向に対して傾斜した内壁で構成されている、請求項２に記載の片側コルゲート形フィルタ。
4. 前記位置調整機構は、
   前記コルゲート部に開けられ、前記コルゲート部の長手方向に長い複数の長穴と、
   前記長穴に対応して前記ベンド導波管部の側面に設けられた複数のねじ穴と、
   前記各長穴に挿通されて前記各ねじ穴にねじ止めされる複数のねじとを有し、
   前記コルゲート部と前記ベンド導波管部との相対位置を調整した後、前記複数のねじを前記複数のねじ穴にねじ止めすることによって、前記コルゲート部を前記ベンド導波管部に固定する、請求項３に記載の片側コルゲート形フィルタ。
5. 前記位置調整機構は、
   前記コルゲート部に設けられ、前記コルゲート部の少なくとも２個の長手方向に長い長溝と、
   前記長溝に対応して前記ベンド導波管部に設けられた、少なくとも２個の位置決め用ピンとをさらに有し、
   前記コルゲート部と前記ベンド導波管部との相対位置を調整する際に、前記長溝に前記位置決め用ピンをはめ込むように、前記コルゲート部を前記ベンド導波管部に載置する、請求項４に記載の片側コルゲート形フィルタ。
6. 前記位置調整機構は、前記ベンド導波管部の側面に設けられ、前記ベンド導波管部の長手方向に延びる平行な２本のガイドレールをさらに有し、
   前記２本のガイドレールに沿って、前記コルゲート部を移動し、前記コルゲート部と前記ベンド導波管部との相対位置を調整した後、前記コルゲート部を前記ベンド導波管部に接着固定する、請求項３に記載の片側コルゲート形フィルタ。
7. 前記接着固定は、半田付けまたはろう付けによって行う、請求項６に記載の片側コルゲート形フィルタ。

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