JP6537575B2 - バンドパスフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、ポスト壁導波路型のバンドパスフィルタに関する。

通過帯域内の電磁波を通過させると共に、通過帯域外の電磁波を遮断するバンドパスフィルタが広く用いられている。ミリ波帯で動作するバンドパスフィルタは、直列結合された複数の共振器を含む導波管又は導波路として実現されることが一般的である。

非特許文献１には、金属導波管型のバンドパスフィルタが開示されている。また、非特許文献２には、ポスト壁導波路型のバンドパスフィルタが開示されている。ポスト壁導波路型のバンドパスフィルタには、金属導波管型のバンドパスフィルタと比べて、安価であり、小型であり、軽量であるという利点がある。

吉田和明、"マイクロ波フィルタの技術と応用"、日本無線技術技法 Ｎｏ．６４、２０１３年１２月 Y. Uemichi, O. Nukage, K. Nakamura, X. Han, R. Hosono, and S. Amakawa, "Compact and low-loss bandpass filter realized in silica-based post-wall waveguide for 60-GHz application", IEEE MTT-S IMS, ２０１５年５月

しかしながら、ポスト壁導波路型のバンドパスフィルタにおいては、後述する非導波領域がバイパス導波路として機能することによって、通過帯域外の電磁波がバンドパスフィルタを通過する現象が起こり得ることを、本願発明者らは発見した。このような現象（以下、「バイパス現象」と呼ぶ）が起こると、バンドパスフィルタのアイソレーション性能が劣化する。

ポスト壁導波路型のバンドパスフィルタにおいて起こり得るバイパス現象について、図９及び図１０を参照してより具体的に説明すれば、以下のとおりである。

図９は、ポスト壁導波路型のバンドパスフィルタ５の構成を示す斜視図である。図９に示すように、バンドパスフィルタ５は、誘電体基板５１と、誘電体基板５１の両面を覆う広壁対５２と、誘電体基板５１の内部に形成されたポスト壁５３と、を備えている。ポスト壁５３は、導体ポストＰ１，Ｐ２，…の集合であり、１組の狭壁対５３０と、６組の隔壁対５３１〜５３６と、を含んでいる。なお、以下の説明においては、図示した座標系において、ｘ軸正方向を「右」、ｘ軸負方向を「左」、ｙ軸正方向を「前」、ｙ軸負方向を「後」、ｚ軸正方向を「上」、ｚ軸負方向を「下」と呼ぶ。

図１０の（ａ）は、バンドパスフィルタ５の平面図である。図９に示すように、広壁対５２を構成する第１広壁５２ａ及び第２広壁５２ｂによって上下を挟まれた直方体状の領域Ｄは、図１０の（ａ）に示すように、狭壁対５３０を構成する右狭壁５３０ａ及び左狭壁５３０ｂによって３つの領域Ｄ１〜Ｄ３に区画されている。

第１領域Ｄ１は、上述した領域Ｄのうち、左右を狭壁対５３０で挟まれた直方体状の領域である。第１領域Ｄ１は、バンドパスフィルタ５に入力された電磁波を導波する方形導波路として機能する。本明細書においては、この領域Ｄ１を「方形導波領域」と呼ぶ。方形導波領域Ｄ１は、６組の隔壁対５３１〜５３６によって７つの小領域Ｄ１１〜Ｄ１７に区画される。これら７つの小領域Ｄ１１〜Ｄ１７のうち、両端の小領域Ｄ１１，Ｄ１７を除く５個の小領域Ｄ１２〜Ｄ１６の各々は、共振器として機能する。本明細書においては、これらの５個の小領域Ｄ１２〜Ｄ１６の各々を「共振領域」と呼ぶ。第２領域Ｄ２は、上述した領域Ｄのうち、右狭壁５３０ａよりも右側を占める領域である。第３領域Ｄ３は、上述した領域Ｄのうち、左狭壁５３０ｂよりも左側を占める領域である。本明細書においては、これら２つの領域Ｄ２〜Ｄ３の各々を「非導波領域」と呼ぶ。

図１０の（ｂ）は、バンドパスフィルタ５における電界分布であって、通過帯域外の電磁波を前方から入力した場合に得られる電界分布を示すグラフである。

図１０の（ｂ）に示すグラフによれば、バンドパスフィルタ５に入力された通過帯域外の電磁波は、５段目の共振領域Ｄ１６に入射する前に、４段目までの共振領域Ｄ１２〜Ｄ１５において反射されることが見て取れる。これは、５個の共振領域Ｄ１２〜Ｄ１６を含む方形導波領域Ｄ１が、通過帯域外の電磁波を遮断するバンドパスフィルタとして機能していることを意味する。

また、図１０の（ｂ）に示すグラフによれば、２つの非導波領域Ｄ２〜Ｄ３の各々に、無視できない大きさの周期的な電界分布が存在していることが見て取れる。これは、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３がバイパス導波路として機能することによって、バンドパスフィルタ５に入力された通過帯域外の電磁波の一部がバンドパスフィルタ５を通過していること、すなわち、バイパス現象が起こっていることを意味する。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バイパス現象が生じ難いポスト壁導波路型のバンドパスフィルタを実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るバンドパスフィルタは、誘電体基板と、上記誘電体基板の一方の主面に形成された第１広壁と、上記誘電体基板の他方の主面に形成された第２広壁と、上記誘電体基板の内部に形成されたポスト壁と、を備えており、上記第１広壁、上記第２広壁、及び上記ポスト壁によって、上記誘電体基板の内部に複数の共振領域を含む方形導波領域が構成されており、上記第１広壁と上記第２広壁とに挟まれた領域から上記方形導波領域を除いた非導波領域に少なくとも１つの導体ポストが形成されている、ことを特徴とする。

上記の構成によれば、非導波領域がバイパス導波路として機能し難くなる。その結果、通過帯域外の電磁波がバンドパスフィルタを通過し難くなる。すなわち、上記の構成によれば、バイパス現象が生じ難いバンドパスフィルタを実現することができる。

本発明に係るバンドパスフィルタにおいて、上記非導波領域には、複数の導体ポストによって構成された少なくとも１つの隔壁が形成されている、ことが好ましい。

上記の構成によれば、非導波領域がバイパス導波路として機能し難くなるという効果がより顕著になる。

本発明に係るバンドパスフィルタにおいて、上記非導波領域には、複数の導体ポストによって構成された隔壁群であって、上記導波領域の導波方向と直交する隔壁を上記導波方向に沿って並べた隔壁群が形成されている、ことが好ましい。

上記の構成によれば、導波領域を導波される電磁波が非導波領域に漏出し難くなる。したがって、上記の構成によれば、バイパス現象が更に生じ難いバンドパスフィルタを実現することができる。

本発明に係るバンドパスフィルタにおいて、上記隔壁群の隔壁間隔Ｌは、ｃを光速、μ_ｒを上記誘電体基板の透磁率、ε_ｒを上記誘電体基板の誘電率、ｆ_ｍａｘを当該バンドパスフィルタに入力される電磁波の上限周波数として、ｃ／｛２Ｌ（μ_ｒε_ｒ）^１／２｝＜ｆ_ｍａｘを満たすように設定されている、ことが好ましい。

上記の構成によれば、導波領域を導波される電磁波が更に非導波領域に漏出し難くなる。したがって、上記の構成によれば、バイパス現象が更に生じ難いバンドパスフィルタを実現することができる。

本発明に係るバンドパスフィルタにおいて、上記導波領域の狭壁から上記隔壁群を構成する各隔壁までの距離は、該隔壁におけるポスト間隔よりも大きい、ことが好ましい。

上記の構成によれば、より少ない導体ポストで上記隔壁群を構成することが可能になる。したがって、上記の構成によれば、より製造が容易なバンドパスフィルタを実現することができる。

本発明によれば、バイパス現象が生じ難いポスト壁導波路型のバンドパスフィルタを実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係るバンドパスフィルタの構成を示す斜視図である。 （ａ）は、図１に示すバンドパスフィルタの平面図であり、（ｂ）は、図１に示すバンドパスフィルタの断面図である。 図１に示すバンドパスフィルタの第１の変形例を示す斜視図である。 図１に示すバンドパスフィルタの第２の変形例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るバンドパスフィルタの構成を示す斜視図である。 （ａ）は、図５に示すバンドパスフィルタの平面図であり、（ｂ）は、図５に示すバンドパスフィルタにおける電界分布を示すグラフである。 （ａ）は、図５に示すバンドパスフィルタの第１の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すバンドパスフィルタにおける電界分布を示すグラフである。 （ａ）は、図５に示すバンドパスフィルタの第２の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すバンドパスフィルタにおける電界分布を示すグラフである。 従来のバンドパスフィルタの構成を示す斜視図である。 （ａ）は、図９に示すバンドパスフィルタの平面図であり、（ｂ）は、図７に示すバンドパスフィルタにおける電界分布を示すグラフである。

〔第１の実施形態〕
（バンドパスフィルタの構成）
本発明の第１の実施形態に係るバンドパスフィルタ１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、バンドパスフィルタ１の斜視図である。図２の（ａ）は、バンドパスフィルタ１の平面図であり、図２の（ｂ）は、バンドパスフィルタ１の断面図である。なお、図２の（ｂ）に示す断面は、図２の（ａ）に示すＡ−Ａ’線におけるバンドパスフィルタ１の断面である。

バンドパスフィルタ１は、図１に示すように、誘電体基板１１と、誘電体基板１１の両面を覆う広壁対１２と、誘電体基板１１の内部に形成されたポスト壁１３と、を備えている。

誘電体基板１１は、誘電体により構成された板状部材である。本実施形態においては、誘電体基板１１として、石英基板を用いている。ただし、誘電体基板１１の材料は、誘電体であればよく、石英に限定されない。例えば、誘電体基板１１の材料は、樹脂（例えば、テフロン（登録商標）系樹脂や液晶ポリマー樹脂など）であっても構わない。

なお、以下の説明においては、誘電体基板１１の表面を構成する６つの面のうち、面積が最も大きな２つの面を「主面」と呼ぶ。特に、これら２つの主面を区別する必要がある場合は、第１の主面を「上面」と呼び、第１の主面に対向する第２の主面を「下面」と呼ぶ。また、誘電体基板１１の表面を構成する６つの面のうち、主面以外の４つの面を「側面」と呼ぶ。特に、これら４つの側面を区別する必要がある場合には、第１の側面を「右側面」と呼び、第１の側面に対向する第２の側面を「左側面」と呼び、第１の側面及び第２の側面に直交する第３の側面を「前側面」と呼び、第３の側面に対向する第４の側面を「後側面」と呼ぶ。ただし、これらの呼称は、説明の便宜上のものであり、バンドパスフィルタ１の配置に制約を課すものではない。また、以下の説明においては、誘電体基板１１の左側面から右側面に向かう方向をｘ軸正方向とし、誘電体基板１１の後側面から前側面に向かう方向をｙ軸正方向とし、誘電体基板１１の下面から上面に向かう方向をｚ軸正方向とする直交座標系を利用する。

広壁対１２は、第１広壁１２ａ及び第２広壁１２ｂにより構成される。第１広壁１２ａは、誘電体基板１１の上面全体を覆う膜状導体であり、第２広壁１２ｂは、誘電体基板１１の下面全体を覆う膜状導体である。本実施形態においては、第１広壁１２ａ及び第２広壁１２ｂとして、銅膜を用いる。ただし、第１広壁１２ａ及び第２広壁１２ｂの材料は、導体であればよく、銅に限定されない。例えば、第１広壁１２ａ及び第２広壁１２ｂの材料は、銅以外の金属（例えば、アルミニウムや金など）であっても構わない。また、第１広壁１２ａ及び第２広壁１２ｂは、板状導体であっても構わない。

ポスト壁１３は、誘電体基板１１の内部に形成された複数の導体ポストＰ１，Ｐ２，…の集合である。各導体ポストＰｉ（ｉ＝１，２，…）は、図２の（ｂ）に示すように、誘電体基板１１を上下に貫通する貫通孔の内壁を覆う膜状（円筒状）導体である。各導体ポストＰｉの上端及び下端は、それぞれ、第１広壁１２ａ及び第２広壁１２ｂに接触しており、各導体ポストＰｉは、第１広壁１２ａと第２広壁１２ｂとを短絡している。本実施形態においては、各導体ポストＰｉの材料として、銅を用いている。ただし、各導体ポストＰｉの材料は、導体であればよく、銅に限定されない。例えば、各導体ポストＰｉの材料は、銅以外の金属（例えば、アルミニウムや金など）であっても構わない。また、各導体ポストＰｉは、誘電体基板１１を上下に貫通する貫通孔に充填された塊状（円柱状）の導体であっても構わない。これらの導体ポストＰ１，Ｐ２，…は、柵状に並べられており、これらの導体ポストＰ１，Ｐ２，…により構成されるポスト壁１３は、ポスト間隔よりも十分に長い波長を有する電磁波を反射する導体壁として機能する。

ポスト壁１３は、図２の（ａ）に示すように、１組の狭壁対１３０と、６組の隔壁対１３１〜１３６と、を含んでいる。

狭壁対１３０は、右狭壁１３０ａ及び左狭壁１３０ｂにより構成される。右狭壁１３０ａ及び左狭壁１３０ｂは、それぞれ、導体ポストＰ１，Ｐ２，…の部分集合であって、ｙ軸に沿って柵状に並べられた複数の導体ポストからなる。右狭壁１３０ａは、ｙｚ面と平行に、誘電体基板１１の中心軸よりも右側（ｘ軸正方向側）に配置されている。一方、左狭壁１３０ｂは、ｙｚ面と平行に、誘電体基板１１の中心軸よりも左側（ｘ軸負方向側）に配置されている。

上下を広壁対１２で挟まれた領域Ｄは、狭壁対１３０によって３つの領域Ｄ１〜Ｄ３に区画される。第１領域Ｄ１は、上述した領域Ｄのうち、左右を狭壁対１３０で挟まれた直方体状の領域である。第１領域Ｄ１は、バンドパスフィルタ１に入力された電磁波を導波する方形導波路として機能する。以下、第１領域Ｄ１のことを、「方形導波領域」と呼ぶ。第２領域Ｄ２は、上述した領域Ｄから方形導波領域Ｄ１を除いた領域のうち、右狭壁１３０ａよりも右側（ｘ軸正方向側）に位置する領域である。第３領域Ｄ３は、上述した領域Ｄから方形導波領域Ｄ１を除いた領域のうち、左狭壁１３０ｂよりも左側（ｘ軸負方向側）に位置する領域である。以下、第２領域Ｄ２及び第３領域Ｄ３のことを、「非導波領域」と呼ぶ。なお、第１広壁１２ａと第２広壁１２ｂとがバンドパスフィルタ１を平面視したときに過不足なく重ならない場合、上述した領域Ｄは、第１広壁１２ａのうち、バンドパスフィルタ１を平面視したときに第２広壁１２ｂに重なる領域と、第２広壁１２ｂのうち、バンドパスフィルタ１を平面視したときに第１広壁１ａに重なる領域とに挟まれた領域として定義される。

第１隔壁対１３１は、第１右隔壁１３１ａ及び第１左隔壁１３１ｂにより構成される。第１右隔壁１３１ａ及び第１左隔壁１３１ｂは、それぞれ、導体ポストＰ１，Ｐ２，…の部分集合であって、ｘ軸に沿って柵状に並べられた複数（本実施形態においては２つ）の導体ポストからなる。第１右隔壁１３１ａは、誘電体基板１１の前側壁の後方において、ｚｘ面と平行に、誘電体基板１１の中心軸よりも右側（ｘ軸正方向側）に配置されている。一方、第１左隔壁１３１ｂは、誘電体基板１１の前側壁の後方において、ｚｘ面と平行に、誘電体基板１１の中心軸よりも左側（ｘ軸負方向側）に配置されている。誘電体基板１１の前側壁から第１右隔壁１３１ａまでの距離と誘電体基板１１の前側壁から第１左隔壁１３１ｂまでの距離とは、互いに一致している。また、第１右隔壁１３１ａの左端（ｘ軸負方向側の端部）と第１左隔壁１３１ｂの右端（ｘ軸正方向側の端部）とは、互いに離間している。

第２隔壁対１３２は、第２右隔壁１３２ａ及び第２左隔壁１３２ｂにより構成される。第２右隔壁１３２ａ及び第２左隔壁１３２ｂは、それぞれ、導体ポストＰ１，Ｐ２，…の部分集合であって、ｘ軸に沿って柵状に並べられた複数（本実施形態においては３つ）の導体ポストからなる。第２右隔壁１３２ａは、第１右隔壁１３１ａの後方において、ｚｘ面と平行に、誘電体基板１１の中心軸よりも右側（ｘ軸正方向側）に配置されている。一方、第２左隔壁１３２ｂは、第１左隔壁１３１ｂの後方において、ｚｘ面と平行に、誘電体基板１１の中心軸よりも左側（ｘ軸負方向側）に配置されている。誘電体基板１１の前側壁から第２右隔壁１３２ａまでの距離と誘電体基板１１の前側壁から第２左隔壁１３２ｂまでの距離とは、互いに一致している。また、第２右隔壁１３１ａの左端（ｘ軸負方向側の端部）と第２左隔壁１３２ｂの右端（ｘ軸正方向側の端部）とは、互いに離間している。

第３隔壁対１３３は、第２隔壁対１３２の後方において、第２隔壁対１３２と同様に構成されている。第４隔壁対１３４は、第３隔壁対１３３の後方において、第２隔壁対１３２と同様に構成されている。第５隔壁対１３５は、第４隔壁対１３４の後方において、第２隔壁対１３２と同様に構成されている。第６隔壁対１３６は、第５隔壁対１３５の後方において、第１隔壁対１３１と同様に構成されている。これら６組の隔壁対１３１〜１３６は、ｙ軸に沿って等間隔に並べられている。

上述した方形導波領域Ｄ１は、これら６組の隔壁対１３１〜１３６によって、７つの小領域Ｄ１１〜Ｄ１７に区画される。

方形導波領域Ｄ１のうち、前後を第１隔壁対１３１と第２隔壁対１３２とで挟まれた小領域Ｄ１２は、第１共振器として機能する。以下、この小領域Ｄ１２のことを、「第１共振領域」と呼ぶ。第１共振領域Ｄ１２は、第１右隔壁１３１ａと第１左隔壁１３１ｂとの間の隙間を結合窓として、第１隔壁対１３１よりも前側（ｙ軸正方向側）の小領域Ｄ１１と結合している。

方形導波領域Ｄ１のうち、前後を第２隔壁対１３２と第３隔壁対１３３とで挟まれた小領域Ｄ１３は、第２共振器として機能する。以下、この小領域Ｄ１３のことを、「第２共振領域」と呼ぶ。第２共振領域Ｄ１３は、第２右隔壁１３２ａと第２左隔壁１３２ｂとの間の隙間を結合窓として、第１共振領域Ｄ１２と結合している。

方形導波領域Ｄ１のうち、前後を第３隔壁対１３３と第４隔壁対１３４とで挟まれた小領域Ｄ１４は、第３共振器として機能する。以下、この小領域Ｄ１４のことを、「第３共振領域」と呼ぶ。第３共振領域Ｄ１４は、第３右隔壁１３３ａと第３左隔壁１３３ｂとの間の隙間を結合窓として、第２共振領域Ｄ１３と結合している。

方形導波領域Ｄ１のうち、前後を第４隔壁対１３４と第５隔壁対１３５とで挟まれた小領域Ｄ１５は、第４共振器として機能する。以下、この小領域Ｄ１５のことを、「第４共振領域」と呼ぶ。第４共振領域Ｄ１５は、第４右隔壁１３４ａと第４左隔壁１３４ｂとの間の隙間を結合窓として、第３共振領域Ｄ１４と結合している。

方形導波領域Ｄ１のうち、前後を第５隔壁対１３５と第６隔壁対１３６とで挟まれた小領域Ｄ１６は、第５共振器として機能する。以下、この小領域Ｄ１６のことを、「第５共振領域」と呼ぶ。第５共振領域Ｄ１６は、第５右隔壁１３５ａと第５左隔壁１３５ｂとの間の隙間を結合窓として、第４共振領域Ｄ１５と結合している。また、第５共振領域Ｄ１６は、第６右隔壁１３６ａと第６左隔壁１３６ｂとの間の隙間を結合窓として、第６隔壁対１３６よりも後側（ｙ軸負方向側）の小領域Ｄ１７と結合している。

以上のように、方形導波領域Ｄ１は、直列結合された５個の共振領域Ｄ１２〜Ｄ１６を含んでいる。このため、方形導波領域Ｄ１は、予め定められた通過帯域内の電磁波を通過させると共に、通過帯域外の電磁波を遮断（反射）するチェビシェフ型のバンドパスフィルタとして機能する。

なお、本実施形態においては、方形導波領域Ｄ１を６組の隔壁対１３１〜１３６で区画することによって、５個の共振領域Ｄ１２〜Ｄ１５を含むバンドパスフィルタを実現しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ｎを３以上の任意の自然数として、方形導波領域Ｄ１をｎ組の隔壁対で区画することによって、ｎ−１個の共振領域を含むバンドパスフィルタを実現することができる。例えば、（１）方形導波領域Ｄ１を３組の隔壁対で区画することによって、２個の共振領域を含むバンドパスフィルタを実現してもよいし、（２）方形導波領域Ｄ１を４組の隔壁対で区画することによって、３個の共振領域を含むバンドパスフィルタを実現してもよいし、（３）方形導波領域Ｄ１を５組の隔壁対で区画することによって、４個の共振領域を含むバンドパスフィルタを実現してもよい。

（バンドパスフィルタの特徴）
本実施形態に係るバンドパスフィルタ１の特徴は、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３（広壁対１２に挟まれた領域Ｄから方形導波領域Ｄ１を除いた領域）に導体ポストＱ０，Ｒ０が形成されている点である。一方の導体ポストＱ０は、導体ポストＰ１，Ｐ２，…と同様に構成されており、一方の非導波領域Ｄ２に形成されている。他方の導体ポストＲ０は、導体ポストＰ１，Ｐ２，…と同様に構成されており、他方の非導波領域Ｄ３に形成されている。

従来のバンドパスフィルタ５のように、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３に導体ポストが形成されていない場合、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３がバイパス導波路として機能し易く、その結果、通過帯域外の電磁波がバンドパスフィルタを通過し易い。これに対して、本実施形態に係るバンドパスフィルタ１のように、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３に導体ポストＱ０，Ｒ０が形成されている場合、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３がバイパス導波路として機能し難く、その結果、通過帯域外の電磁波がバンドパスフィルタを通過し難い。したがって、本実施形態に係るバンドパスフィルタ１のアイソレーション性能は、従来のバンドパスフィルタ５のアイソレーション性能よりも良好になる。

（バンドパスフィルタの変形例）
本実施形態に係るバンドパスフィルタ１においては、非導波領域Ｄ２に導体ポストＱ０を形成する構成と共に、非導波領域Ｄ３に導体ポストＲ０を形成する構成が採用されていた。しかしながら、本実施形態に係るバンドパスフィルタ１の構成は、これに限定されない。

例えば、本実施形態に係るバンドパスフィルタ１においては、非導波領域Ｄ２に導体ポストＱ０を形成する構成、又は、非導波領域Ｄ３に導体ポストＲ０を形成する構成の一方のみを採用することもできる。

図３は、バンドパスフィルタ１のこのような変形例を示す斜視図である。図３に示すバンドパスフィルタ１Ａにおいては、非導波路領域Ｄ２に導体ポストＱ０を形成する構成のみが採用されている。図３に示すバンドパスフィルタ１Ａにおいても、図１に示すバンドパスフィルタ１と同様、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３がバイパス導波路として機能し難くなるという効果が得られる。

また、例えば、本実施形態に係るバンドパスフィルタ１においては、非導波領域Ｄ２に複数の導体ポストからなる隔壁を形成する構成、及び、非導波領域Ｄ３に複数の導体ポストからなる隔壁を構成する構成の一方又は両方を採用することもできる。

図４は、バンドパスフィルタ１のこのような変形例を示す斜視図である。図４に示すバンドパスフィルタ１Ｂにおいては、非導波領域Ｄ２に、ｘ軸に沿って柵状に並べられた複数の導体ポストＱ１〜Ｑ３からなる隔壁Ｑを形成する構成、及び、非導波領域Ｄ３に、ｘ軸に沿って柵状に並べられた複数の導体ポストＲ１〜Ｒ３からなる隔壁Ｒを形成する構成の両方が採用されている。図４に示すバンドパスフィルタ１Ｂにおいても、図１に示すバンドパスフィルタ１と同様、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３がバイパス導波路として機能し難くなるという効果が得られる。なお、図４に示すバンドパスフィルタ１Ｂにおけるポスト壁１３から導体ポストＱ３，Ｒ３までの距離は、図１に示すバンドパスフィルタ１におけるポスト壁１３から導体ポストＱ０，Ｒ０までの距離よりも短くなっている。このため、図４に示すバンドパスフィルタ１Ｂの方が図１に示すバンドパスフィルタ１よりも、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３がバイパス導波路として機能し難くなるという効果が顕著になる。

〔第２の実施形態〕
（バンドパスフィルタの構成）
本発明の第２の実施形態に係るバンドパスフィルタ２の構成について、図５を参照して説明する。図５は、バンドパスフィルタ２の斜視図である。

バンドパスフィルタ２は、図５に示すように、誘電体基板２１と、誘電体基板２１の両面に形成された広壁対２２と、誘電体基板２１の内部に形成されたポスト壁２３と、を備えている。

本実施形態に係るバンドパスフィルタ２は、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３における導体ポストの個数及び配置を除き、第１の実施形態に係るバンドパスフィルタ１と同様に構成されている。すなわち、本実施形態に係るバンドパスフィルタ２の備える誘電体基板２１は、その内部に形成される導体ポストの個数及び配置を除き、第１の実施形態に係るバンドパスフィルタ１の備える誘電体基板１１と同様に構成されており、本実施形態に係るバンドパスフィルタ２の備える広壁対２２及びポスト壁２３は、第１の実施形態に係るバンドパスフィルタ１の備える広壁対１２及びポスト壁１３と同様に構成されている。したがって、ここでは、誘電体基板２１、広壁対２２、及びポスト壁２３に関する説明を繰り返さない。

（バンドパスフィルタの特徴）
本実施形態に係るバンドパスフィルタ２の特徴について、図６を参照して説明する。図６において、（ａ）は、バンドパスフィルタ２の平面図であり、（ｂ）は、バンドパスフィルタ２における電界分布を示すグラフである。

本実施形態に係るバンドパスフィルタ２の特徴は、図６の（ａ）に示すように、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３（広壁対１２に挟まれた領域Ｄから方形導波領域Ｄ１を除いた領域）に隔壁群２４ａ〜２４ｂが形成されている点である。

隔壁群２４ａは、非導波領域Ｄ２に形成された複数の隔壁２４ａ１，２４ａ２，…からなる。各隔壁２４ａｊ（ｊ＝１，２，…）は、ｘ軸に沿って柵状に並べられた導体ポストＱ１，Ｑ２，…の集合である。各隔壁２４ａｊの幅はＷであり、互いに隣接する隔壁２４ａｊ，２４ａｊ＋１の間隔はＬである。隔壁群２４ｂは、非導波領域Ｄ３に形成された複数の隔壁２４ｂ１，２４ｂ２，…からなる。各隔壁２４ｂｊ（ｊ＝１，２，…）は、ｘ軸に沿って柵状に並べられた導体ポストＲ１，Ｒ２，…の集合である。各隔壁２４ｂｊの幅は、非導波領域Ｄ２の各隔壁２４ａｊの幅と同じくＷであり、互いに隣接する隔壁２４ｂｊ，２４ｂｊ＋１の間隔は、非導波領域Ｄ２の互いに隣接する隔壁２４ａｊ，２４ａｊ＋１の間隔と同じくＬである。以下、Ｗを「隔壁幅」と呼び、Ｌを隔壁間隔と呼ぶ。

隔壁間隔Ｌは、非導波領域Ｄ２において互いに隣接する隔壁２４ａｊ，２４ａｊ＋１に挟まれた領域、及び、非導波領域Ｄ３において互いに隣接する隔壁２４ｂｊ，２４ｂｊ＋１に挟まれた領域を、バンドパスフィルタ２に入力される電磁波が通過しないように設定されている。非導波領域Ｄ２において互いに隣接する隔壁２４ａｊ，２４ａｊ＋１に挟まれた領域を方形導波路と見做すと、この方形導波路のカットオフ波長λ_ｃは、λ_ｃ＝２Ｌとなる。このため、波長λがカットオフ波長λ_ｃよりも長い電磁波、換言すれば、周波数ｆがカットオフ周波数ｆ_ｃ＝ｃ／｛λ_ｃ（μ_ｒε_ｒ）^１／２｝＝ｃ／｛２Ｌ（μ_ｒε_ｒ）^１／２｝よりも低い電磁波は、非導波領域Ｄ２において互いに隣接する隔壁２４ａｊ，２４ａｊ＋１に挟まれた領域を通過することができない。非導波領域Ｄ３において互いに隣接する隔壁２４ｂｊ，２４ｂｊ＋１に挟まれた領域についても、同様のことが言える。したがって、バンドパスフィルタ２に入力される電磁波の上限周波数がｆ_ｍａｘである場合、隔壁間隔Ｌは、ｃ／｛２Ｌ（μ_ｒε_ｒ）^１／２｝＜ｆ_ｍａｘを満たすように設定すればよい。ここで、ｃは、光速であり、μ_ｒは、誘電体基板２１の透磁率であり、ε_ｒは、誘電体基板２１の誘電率である。

なお、上述したカットオフ波長λ_ｃは、隔壁幅Ｗに依存せずに決まる。したがって、隔壁幅Ｗは、特に限定されず、非導波領域Ｄ２において互いに隣接する隔壁２４ａｊ，２４ａｊ＋１の間、及び、非導波領域Ｄ３において互いに隣接する隔壁２４ｂｊ，２４ｂｊ＋１の間を方形導波路と見做せる程度に大きければ十分である。

本実施形態に係るバンドパスフィルタ２のように、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３に隔壁群２４ａ〜２４ｂが形成されている場合、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３がバイパス導波路として機能し難くなると共に、導波領域Ｄ１を導波される電磁波が非導波領域Ｄ２〜Ｄ３に漏出し難くなる。実際、図６の（ｂ）に示すグラフを見ても、導波領域Ｄ１から非導波領域Ｄ２〜Ｄ３に漏出する僅かな電磁波の存在を確認することができるのみであり、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３を介してバンドパスフィルタ２を通過する電磁波の存在を確認することはできない。

（バンドパスフィルタの変形例）
本実施形態に係るバンドパスフィルタ２においては、右狭壁２３０ａから各隔壁２４ａｊまでの距離、及び、左狭壁２３０ｂから各隔壁２４ｂｊまでの距離が１ポスト間隔程度に設定されていた。しかしながら、右狭壁２３０ａから各隔壁２４ａｊまでの距離、及び、左狭壁２３０ｂから各隔壁２４ｂｊまでの距離は、バイパス現象を抑制するという効果を損なうことなく、１ポスト間隔よりも大きく設定することが可能である。ここで、Ｎポスト間隔とは、各隔壁２４ａｊ，２４ｂｊにおけるポスト間隔（各隔壁２４ａｊ，２４ｂｊを構成する導体ポストのうち、互いに隣接する導体ポストの間隔）のＮ倍のことを指す。

図７の（ａ）は、右狭壁２３０ａから各隔壁２４ａｊまでの距離、及び、左狭壁２３０ｂから各隔壁２４ｂｊまでの距離（図７の（ａ）におけるＶ）を２ポスト間隔程度に設定したバンドパスフィルタ２Ａの平面図である。図７の（ｂ）は、このバンドパスフィルタ２Ａにおける電界分布を示すグラフである。このバンドパスフィルタ２Ａにおいても、導波領域Ｄ１から非導波領域Ｄ２〜Ｄ３に漏出する僅かな電磁波の存在を確認することができるのみであり、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３を介してバンドパスフィルタ２Ａを通過する電磁波の存在を確認することはできない。

図８の（ａ）は、右狭壁２３０ａから各隔壁２４ａｊまでの距離、及び、左狭壁２３０ｂから各隔壁２４ｂｊまでの距離（図８の（ａ）におけるＶ）を４ポスト間隔程度に設定したバンドパスフィルタ２Ｂの平面図である。図８の（ｂ）は、このバンドパスフィルタ２Ｂにおける電界分布を示すグラフである。このバンドパスフィルタ２Ｂにおいても、導波領域Ｄ１から非導波領域Ｄ２〜Ｄ３に漏出する僅かな電磁波の存在を確認することができるのみであり、非導波領域Ｄ２〜Ｄ３を介してバンドパスフィルタ２Ｂを通過する電磁波の存在を確認することはできない。

バンドパスフィルタ２Ａ及びバンドパスフィルタ２Ｂのように、右狭壁２３０ａから各隔壁２４ａｊまでの距離、及び、左狭壁２３０ｂから各隔壁２４ｂｊまでの距離を１ポスト間隔よりも大きく設定すれば、バイパス現象を抑制するという効果を損なうことなく、各隔壁２４ａｊ，２４ｂｊを構成する導体ポストの数を減らすことができる。したがって、バイパス現象を抑制するという効果を損なうことなく、製造コストを低減することができる。

〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１，２ バンドパスフィルタ
１１，２１ 誘電体基板
１２，２２ 広壁対
１２ａ，２２ａ 第１広壁
１２ｂ，２２ｂ 第２広壁
１３，２３ ポスト壁
１４ａ，１４ｂ 隔壁群
Ｄ１ 方形導波領域
Ｄ１２〜Ｄ１６ 共振領域
Ｄ２，Ｄ３ 非導波領域
Ｑ０，Ｒ０ 導体ポスト
Ｑ，Ｒ 隔壁
２４ａ，２４ｂ 隔壁群

Claims (5)

1. 誘電体基板と、上記誘電体基板の一方の主面に形成された第１広壁と、上記誘電体基板の他方の主面に形成された第２広壁と、上記誘電体基板の内部に形成されたポスト壁と、を備えており、
   上記第１広壁、上記第２広壁、及び上記ポスト壁によって、上記誘電体基板の内部に複数の共振領域を含む導波領域が構成されており、
   上記第１広壁と上記第２広壁とに挟まれた領域から上記導波領域を除いた非導波領域に高々２つの導体ポストが形成されている、
   ことを特徴とするバンドパスフィルタ。
2. 誘電体基板と、上記誘電体基板の一方の主面に形成された第１広壁と、上記誘電体基板の他方の主面に形成された第２広壁と、上記誘電体基板の内部に形成されたポスト壁と、を備えており、
   上記第１広壁、上記第２広壁、及び上記ポスト壁によって、上記誘電体基板の内部に複数の共振領域を含む導波領域が構成されており、
   上記第１広壁と上記第２広壁とに挟まれた領域から上記導波領域を除いた非導波領域には、複数の導体ポストによって構成された少なくとも１つの隔壁が形成されている、
   ことを特徴とするバンドパスフィルタ。
3. 誘電体基板と、上記誘電体基板の一方の主面に形成された第１広壁と、上記誘電体基板の他方の主面に形成された第２広壁と、上記誘電体基板の内部に形成されたポスト壁と、を備えており、
   上記第１広壁、上記第２広壁、及び上記ポスト壁によって、上記誘電体基板の内部に複数の共振領域を含む導波領域が構成されており、
   上記第１広壁と上記第２広壁とに挟まれた領域から上記導波領域を除いた非導波領域には、複数の導体ポストによって構成された隔壁群であって、上記導波領域の導波方向と直交する隔壁を上記導波方向に沿って並べた隔壁群が形成されている、ことを特徴とするバンドパスフィルタ。
4. 上記隔壁群の隔壁間隔Ｌは、ｃを光速、μ_ｒを上記誘電体基板の透磁率、ε_ｒを上記誘電体基板の誘電率、ｆ_ｍａｘを当該バンドパスフィルタに入力される電磁波の上限周波数として、ｃ／｛２Ｌ（μ_ｒε_ｒ）^１／２｝＜ｆ_ｍａｘを満たすように設定されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のバンドパスフィルタ。
5. 上記導波領域の狭壁から上記隔壁群を構成する各隔壁までの距離は、該隔壁におけるポスト間隔よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のバンドパスフィルタ。