JP7470197B2 - キャビティフィルタおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、キャビティフィルタおよびその製造方法（ＣＡＶＩＴＹ ＦＩＬＴＥＲ ＡＮＤ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＴＨＥ ＳＡＭＥ）に関し、より詳しくは、製造が容易で、カップリング結合による伝送零点設計が容易なキャビティフィルタおよびその製造方法に関する。

一般的に、Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ（ＢＰＦ）の遮断帯域の減衰特性を改善させるために、隣接しない奇数個（Ｃａｓｃａｄｅｄ Ｔｒｉｐｌｅｔ）あるいは偶数個（Ｃａｓｃａｄｅｄ Ｑｕａｒｄｒｕｐｌｅｔ）の共振素子の間に電界結合または磁界結合（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｏｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）あるいは混合結合（Ｍｉｘｅｄ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を利用した伝送零点（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ－ｚｅｒｏ）設計を用いる。

偶数個の共振素子を渡って交差結合（Ｃｒｏｓｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）させると、フィルタ通過帯域の左右対称的な伝送零点が発生し、奇数個の共振素子を渡って交差結合させると、結合の種類によって（すなわち、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ［電界結合］またはＭａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ［磁界結合］であるかによって）通過帯域の左側または右側に１つの伝送零点が発生することが一般的である。

電界結合（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を利用して通過帯域の左側あるいは左右対称的に発生する伝送零点を容量性交差結合（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）といい、磁界結合（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を利用して通過帯域の右側に発生する伝送零点を誘導性交差結合（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）という。

キャビティフィルタの容量性交差結合を実現するために使用される一般的な方法としては、カップリング（Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）の２成分のうち電界結合を極大化させる部品を挿入して実現してきた。ここでの部品は、超小型キャビティフィルタの場合、ＰＣＢタイプと、最近開発されて使用されているＮｏｔｃｈ Ｒ／Ｂタイプとで実現されている。

本発明は、製造が容易なキャビティフィルタおよびその製造方法を提供することを目的とする。

これとともに、本発明は、磁界結合を抑制し、相対的に電界結合が強く励起されるように設計されたキャビティフィルタおよびその製造方法を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、電界結合を極大化させる別の部品を備えることなく、共振棒と一体に形成された垂直ポストを含むキャビティフィルタおよびその製造方法を提供することをさらに他の目的とする。本発明の技術的課題は以上に言及した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

本発明によるキャビティフィルタの一実施例は、容量性クロスカップリング設計が要求される一側空洞および他側空洞と、前記一側空洞および他側空洞の中心にそれぞれ備えられた共振棒と、前記共振棒のいずれか１つから延びて、前記一側空洞および他側空洞の境界である内壁内で上下垂直に延長配置された切り欠き用垂直ポストとを含み、前記切り欠き用垂直ポストと前記共振棒のうち前記切り欠き用垂直ポストに連結された共振棒とは一体に形成される。

ここで、前記切り欠き用垂直ポストを前記共振棒との連結を媒介する水平部をさらに含み、前記水平部は、前記切り欠き用垂直ポストと一体に形成される。

また、前記共振棒、前記切り欠き用垂直ポストおよび前記水平部は一体に射出成形された後、一部が切開されて形成される。

また、前記一側空洞および他側空洞の開口した上部を覆うようにカバーリングするフィルタ上部カバーをさらに含み、前記切り欠き用垂直ポストの上部は、前記フィルタ上部カバーの下面に組立公差の範囲内で接触することができる。

また、前記切り欠き用垂直ポストの上端と前記フィルタ上部カバーとの間の離隔距離が前記組立公差の範囲を外れる瞬間から、前記一側空洞と前記他側空洞との間には、容量性クロスカップリングの代わりに誘導性クロスカップリングで結合されて、周波数フィルタリング特性が反転することができる。

また、前記離隔距離は、０．１ｍｍ未満に設定される。

また、前記切り欠き用垂直ポストの下端を含む前記水平部の下端は、前記一側空洞および他側空洞の底面と所定距離離隔することができる。

また、前記切り欠き用垂直ポストの下端を含む前記水平部の下端と前記一側空洞および他側空洞の底面と接触する場合、前記一側空洞と前記他側空洞との間には、容量性クロスカップリングの代わりに誘導性クロスカップリングで結合され、前記切り欠き用垂直ポストの下端を含む前記水平部の下端と前記一側空洞および他側空洞の底面とが離隔する瞬間から、Ｐｈａｓｅ値が－（マイナス）値に反転しながら、容量性クロスカップリングで結合される。

また、前記切り欠き用垂直ポストの下端を含む前記水平部の下端と前記一側空洞および他側空洞の底面との離隔距離が増加するほど、容量性クロスカップリングのＣｏｕｐｌｉｎｇ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈがますますさらに大きくなる。

また、前記切り欠き用垂直ポストは、円形または多角形の水平断面を有する棒またはバー形状に形成され、前記水平部は、前記切り欠き用垂直ポストの外径に対応する幅を有するとともに、上下に所定の厚さを形成する四角バー形状に形成される。

また、前記容量性クロスカップリングに関与する共振棒のうち連結されていない共振棒に向かって所定長さ延びるように、前記切り欠き用垂直ポストに一体に間隔調整ポストがさらに形成される。

また、前記水平部の延長方向と前記切り欠き用垂直ポストの延長方向とは相互直交することができる。

本発明によるキャビティフィルタの製造方法の一実施例は、容量性クロスカップリング設計を要する一側空洞および他側空洞に関与する各共振棒と、前記各共振棒のいずれか１つから水平方向に延びた水平部および前記水平部の先端から直交して上部に延びる切り欠き用垂直ポストとが分離されないように一体に射出成形させる射出成形ステップと、前記射出成形ステップの後、前記２つの空洞の間を連結する底面の一部を切開して、前記水平部が前記２つの空洞の底面と離隔させる空洞分離ステップと、前記空洞分離ステップの後、前記各共振棒の上端に周波数チューニングのためのチューニングねじと相互作用するチューニングプレートを結合させる部品設置ステップと、前記部品設置ステップの後、前記空洞分離ステップによって切開された部分をフィルタ下部カバーでカバーリングし、前記各空洞の開口した上部をフィルタ上部カバーでカバーリングするように結合させるカバー結合ステップとを含む。

ここで、前記射出成形ステップは、下部固定金型と、前記下部固定金型の上部から下方に移動可能に備えられ、前記下部固定金型との間に所定の溶融物が注入されて硬化する空間を有する形状枠が加工された上部可動金型を介して一体に射出成形されるステップであってもよい。

本発明によるキャビティフィルタおよびその製造方法の一実施例によれば、次のような多様な効果を達成することができる。

第一、容量性クロスカップリングの設計のための別の部品製作および組立工程が削除されるので、製品の製造が容易である効果を有する。

第二、別の部品製作および組立による容量性クロスカップリングの設計値と対等な周波数フィルタリング特性を導出できるので、フィルタの設計が非常に容易である効果を有する。

本発明によるキャビティフィルタの一実施例に対比される従来のキャビティフィルタを示す平面図である。 本発明によるキャビティフィルタの一実施例を示す投影斜視図である。 図１の平面図である。 図２および図３の構成のうち容量性クロスカップリングに関与する第２共振器と第４共振器を示す斜視図である。 図４の正面図である。 図４の平面図である。 図２の構成のうち切り欠き用垂直ポストの多様な実施例を示す投影斜視図である。 図２の構成のうち切り欠き用垂直ポストの多様な実施例を示す投影斜視図である。 比較例のキャビティフィルタで実現される電界分布図の比較図である。 比較例のキャビティフィルタで実現される磁界分布図の比較図である。 本発明によるキャビティフィルタの一実施例で実現される電界分布図の比較図である。 本発明によるキャビティフィルタの一実施例で実現される磁界分布図の比較図である。 図５の構成のうち切り欠き用垂直ポストの形状による周波数フィルタリング特性の変化を示すグラフである。 図５の構成のうち切り欠き用垂直ポストの形状による周波数フィルタリング特性の変化を示すグラフである。 図１および図３による各キャビティフィルタの周波数フィルタリング特性を比較するためのグラフである。 図１および図３による各キャビティフィルタのレベル偏差を比較するためのグラフである。 本発明によるキャビティフィルタの製造方法を示す正断面図である。 本発明によるキャビティフィルタの製造方法を示す正断面図である。 本発明によるキャビティフィルタの製造方法を示す正断面図である。 本発明によるキャビティフィルタの製造方法を示す正断面図である。

以下、本発明によるキャビティフィルタおよびその製造方法の一実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付すにあたり、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の実施例を説明するにあたり、かかる公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の実施例に対する理解を妨げると判断された場合、その詳細な説明は省略する。

本発明の実施例の構成要素を説明するにあたり、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使うことができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって当該構成要素の本質や順番または順序などが限定されない。また、他に定義されない限り、技術的または科学的な用語を含む、ここで使われるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されなければならず、本出願において、明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。

図１は、本発明によるキャビティフィルタの一実施例に対比される従来のキャビティフィルタを示す平面図である。本発明によるキャビティフィルタおよびその製造方法の一実施例を具体的に説明するに先立ち、本発明の一実施例の理解のために、比較例によるキャビティフィルタ１ａを先に説明する。

図１を参照すれば、比較例のキャビティフィルタ１ａは、金属ハウジング（および蓋など）によって空間が形成される複数の空洞（ｃａｖｉｔｙ）１１ａ～１６ａ内に誘電体または金属性共振器を多段に連結する構造を有するものであって、説明の便宜上、金属ハウジングに関する構成の図示は省略して説明する。しかし、比較例のキャビティフィルタ１ａの外観または空洞の内壁１０などは金属ハウジングによって区分されると理解すれば良い。

より詳しくは、比較例のキャビティフィルタ１ａは、図１に示すように、第１空洞１１ａ、第２空洞１２ａ、第３空洞１３ａ、第４空洞１４ａ、第５空洞１５ａおよび第６空洞１６ａが互いにカップリングされた構造を有し、各空洞１１ａ～１６ａには、第１共振棒５１ａ、第２共振棒５２ａ、第３共振棒５３ａ、第４共振棒５４ａ、第５共振棒５５ａおよび第６共振棒５６ａが上下垂直方向に内設される。以下、便宜上、各空洞１１ａ～１６ａは、第１共振器、第２共振器、第３共振器、第４共振器、第５共振器および第６共振器として機能する。

第１空洞１１ａの第１共振器は、入力信号を受けるための入力コネクタ２１ａに連結され、第６空洞１６ａの第６共振器は、出力信号を提供する出力コネクタ２２ａに連結される。これにより、入力コネクタ２１ａに入力された信号は、図１に矢印で表したように、第１共振器、第２共振器、第３共振器、第４共振器、第５共振器および第６共振器を順に経て出力コネクタ２２ａに出力される。

一般的に、別の切り欠き構造がないフィルタでは、基本的に共振器間のオープンされた区間である隣接した共振器間のみでカップリングが順に起こるのに対し、図１に示すように、第２空洞１２ａおよび第４空洞１４ａの間に位置した切り欠き構造（金属棒、５０ａ）によって第２共振器と第４共振器との間の互いに隣接しない共振器の間にクロスカップリングが起こることができる。

しかし、比較例のキャビティフィルタ１ａは、第２空洞１２ａと第４空洞１４ａとの間の容量性クロスカップリング（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）の形成のために、金属棒５０ａが内壁１０の間を貫通する構造で設けられなければならない。この時、金属棒５０ａを内壁１０と電気的に隔離させるために、金属棒５０ａの外部はテフロン（登録商標）のような誘電体材質（図示せず）の支持物で囲まれた後、内壁１０に結合されなければならない。ここで、内壁１０のうち金属棒５０ａが設けられる部位は、貫通ホール構造に形成され、下端部に設けられてもよい。しかし、貫通ホールを内壁１０に形成することは、キャビティフィルタの製造工程上容易でないことがあるので、内壁１０の上端を削り出し、削り出した当該部位に上述した支持物で絶縁されるように囲まれた金属棒５０ａを設けた後、内壁１０の削り出された部位の形状と支持物とが噛み合う形態で固定する複雑な過程を経なければならない。

本発明によるキャビティフィルタ１およびその製造方法は、上述した比較例で説明したキャビティフィルタ１ａと同等または類似の周波数フィルタ特性を導出しながらも、上述した比較例によるキャビティフィルタ１ａより非常に簡単に製造者が製造できるという利点を提供する。

図２は、本発明によるキャビティフィルタの一実施例を示す投影斜視図であり、図３は、図１の平面図であり、図４は、図２および図３の構成のうちクロスカップリングに関与する第２共振器と第４共振器を示す斜視図であり、図５は、図４の正面図であり、図６は、図４の平面図であり、図７Ａおよび図７Ｂは、図２の構成のうち切り欠き用垂直ポストの多様な実施例を示す投影斜視図である。

本発明によるキャビティフィルタの一実施例１は、図２および図３に示すように、複数のブロック単位で形成された空洞１１～１６を含む。空洞１１～１６は、内部が空いているか、所定の誘電率を有する誘電体が満たされる空間またはブロック形態で形成されたものであって、以下では、空気も所定の誘電率を有する誘電体に相当する点を考慮して空間（ｃａｖｉｔｙ）形態で備えられることに限定して説明する。また、空間を区分または区画する部位の材質は、金属材質の金属ハウジングで備えられるが、本発明では、金属ハウジングの具体的な構造に対する図示は省略する。ただし、本発明によるキャビティフィルタの製造方法の一実施例を説明しながら、図１３Ａ～図１３Ｄを参照して簡略に説明する。

本発明によるキャビティフィルタの一実施例１は、図３の図面上、左側上部に位置した第１空洞１１と、第１空洞１１の右側下部の対角線方向にオープン区間を形成するように配置された第２空洞１２と、第２空洞１２の右側上部の対角線方向にオープン区間を形成するように配置された第３空洞１３と、第３空洞１３の右側下部の対角線方向にオープン区間を形成するように配置された第４空洞１４と、第４空洞１４の右側上部の対角線方向にオープン区間を形成するように配置された第５空洞１５と、第５空洞１５の右側下部の対角線方向にオープン区間を形成するように配置された第６空洞１６とを含む。

第１空洞１１～第６空洞１６の底面の中心部分にはそれぞれ共振棒５１～５６が内設され、これらの共振棒５１～５６は、便宜上、第１共振棒～第６共振棒５１～５６と名付けることとする。これとともに、第１共振棒５１が備えられた第１空洞１１を含む部位のブロック形状を第１共振ブロック３１と名付けることができ、その他の空洞１２～１６も順番をつけて第２共振ブロック３２などと名付けることとする。

第１共振ブロック３１に相当する第１空洞１１の第１共振棒５１には、入力信号を入力するための入力コネクタ２１が連結され、第６共振ブロック３６に相当する第６空洞１６の第６共振棒５６には、出力信号を提供する出力コネクタ２２が連結される。

第１共振棒～第６共振棒５１～５６の各上端には、円形の第１チューニングプレート～第６チューニングプレート６１～６６が設けられ、後述するフィルタ上部カバー９０の下部面に対して所定距離離隔して設けられる。

これとともに、第１共振棒５１～第６共振棒５６の上部には、図４に示すように、第１空洞１１～第６空洞１６の上部を覆うように配置されたフィルタ上部カバー９０にそれぞれ組立てられて周波数チューニングを行うように備えられた、図示しないチューニングねじを介して周波数チューニングを可能にするチューニングプレート６１’～６６’がそれぞれ設けられる。チューニングプレート６１’～６６’はフィルタ上部カバー９０と一体に形成できることはもちろん、別途に製造されてフィルタ上部カバー９０の当該部分に結合されてもよい。ここで、チューニングプレート６１’～６６’の下面と第１チューニングプレート～第６チューニングプレート６１～６６との間の離隔空間は、チューニングプレート６１’～６６’の設計者のチューニング過程によって変化する微細形状の変化により微細周波数チューニングの調整が可能である。

一方、本発明によるキャビティフィルタの一実施例は、図２および図３に示すように、第２空洞１２と第４空洞１４との間の容量性クロスカップリングの形成のために、第２空洞１２と第４空洞１４との間の内壁１０内に位置するように備えられた切り欠き用垂直ポスト８０をさらに含むことができる。

本発明の一実施例では、切り欠き用垂直ポスト８０が第２空洞１２と第４空洞１４との間の容量性クロスカップリングの形成のための位置に形成されることに限定して説明しているが、オープン区間を介して連結されず、奇数個の共振器を渡って交差結合させるものであれば、第１空洞１１と第３空洞１３、第３空洞１３と第５空洞１５および第４空洞１４と第６空洞１６との間に切り欠き用垂直ポスト８０が位置することも可能である。この場合には、各共振ブロック３１～３６間の境界またはオープン区間形成のための後述する隔壁４０、４０ａ、４０ｂの設計が異なりうることは当然である。
隔壁４０は、図２および図３に示すように、側壁の一部が内部に流入するように形成されたアウター隔壁４０ａと、空洞１１～１６の内部で上下方向に流入するように形成されたインナー隔壁４０ｂとを含むことができる。

切り欠き用垂直ポスト８０は、複数の共振ブロック３１～３６において、任意の一側空洞１２（図２および図３の「第２空洞１２」参照）と、一側空洞１２とはオープン区間を介して連結されず、奇数個の共振器を渡って位置した任意の他側空洞１４（図２および図３の「第４空洞１４」参照）の内壁１０の間に位置した部品と定義される。

より詳しくは、切り欠き用垂直ポスト８０は、図４～図６に示すように、一側空洞（第２空洞１２）と他側空洞（第４空洞１４）との間に備えられ、上下垂直方向に配置される。ここで、切り欠き用垂直ポスト８０は、一側空洞（第２空洞１２）と他側空洞（第４空洞１４）との境界に相当する内壁１０からインナー隔壁４０ｂ（図３参照）を結ぶ任意の境界線の間に配置される。また、切り欠き用垂直ポスト８０は、図４～図６に示すように、円形の水平断面を有する棒形状に備えられる。

ここで、図４および図５に示すように、水平部７０の先端の延長方向と切り欠き用垂直ポスト８０の上端の延長方向とは相互直交するように備えられることが好ましい。そして、切り欠き用垂直ポスト８０は、図４～図６に示すように、その下端が一側空洞（第２空洞１２）の共振棒（第２共振棒５２）の外周面の一部で水平に延びた水平部７０の先端に直交して連結される。水平部７０は、図４に示すように、略第２共振棒５２の外径に対応する幅を有するとともに、上下に所定の厚さを形成する四角バー形状に形成される。

一方、切り欠き用垂直ポスト８０－１、８０－２は、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、四角の水平断面を有するように形成される。すなわち、切り欠き用垂直ポスト８０－１、８０－２の水平断面の形状は、必ずしも図２～図６に示すように、円形の水平断面に限定されるものではなく、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、多角形すなわち、四角の水平断面または図示しない特定の断面形状を有することも可能であり、切り欠き用垂直ポスト８０－１、８０－２の上端がフィルタ上部カバー９０の下面と接する限度では同一の特性を導出することができる。

これとともに、切り欠き用垂直ポスト８０－２には、図７Ｂに示すように、容量性クロスカップリングに関与する向かい側の共振器（すなわち、第４共振棒５４）との間隔を調整するために、前記向かい側の共振器（すなわち、第４共振棒５４）に向かって所定の長さ延びるように、一体に間隔調整ポスト８０－２’がさらに形成される。間隔調整ポスト８０－２’と第４共振棒５４との間の間隔調整により容量性交差結合を適切な大きさに調整可能になる。

本発明の一実施例によるキャビティフィルタにおいて、一側空洞（第２空洞１２）の共振棒（第２共振棒５２）と、水平部７０および切り欠き用垂直ポスト８０は、同一の材質で形成されかつ一体に射出成形される。これとともに、共振棒（第２共振棒５２）と、水平部７０および切り欠き用垂直ポスト８０は、図示しない金属ハウジングの材質と同一の材質で形成され、後述する図１３Ａ～図１３Ｄに示すように、金属ハウジングの製造時、同時に一体に射出成形される。これについては、本発明の一実施例によるキャビティフィルタの製造方法を説明しながらより具体的に説明する。

図８Ａおよび図８Ｂは、比較例のキャビティフィルタ１ａで実現される電界分布図および磁界分布図の比較図であり、図９Ａおよび図９Ｂは、本発明によるキャビティフィルタの一実施例で実現される電界分布図および磁界分布図の比較図であり、図１０Ａおよび図１０Ｂは、図５の構成のうち切り欠き用垂直ポスト８０の形状による周波数フィルタリング特性の変化を示すグラフである。

本発明によるキャビティフィルタの一実施例１は、図４～図６に示すように、一側空洞（第２空洞１２）および他側空洞（第４空洞１４）のいずれか１つ（本実施例では、第２空洞１２）の第２共振棒５２から水平部７０を介在して水平に延びた後、各空洞の間で上下垂直に切り欠き用垂直ポスト８０が延長形成された場合には、比較例によるキャビティフィルタ１ａに比べて、次のような電界分布図および磁界分布図の変化を確認することができる。

図８Ａおよび図８Ｂは、比較例のキャビティフィルタ１ａの電界分布図および磁界分布図であって、第２空洞１２と第４空洞１４との間にそれぞれ電界結合時と磁界結合時に第２空洞１２および第４空洞１４が相互均一な電界結合および磁界結合が行われることが分かる。

ここで、図９Ａおよび図９Ｂは、本発明によるキャビティフィルタの一実施例１で実現される電界分布図および磁界分布図であって、切り欠き用垂直ポスト８０が連結された第２共振棒５２が備えられた第２空洞１２と切り欠き用垂直ポスト８０との間には強い磁界結合（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が発生して、元々交差結合（Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が発生しなければならない向かい側の第４空洞１４の第４共振棒５４とは磁界結合成分が最大限に抑制され、相対的に強い電界結合成分だけが主に存在することが分かる。

このように、本発明によるキャビティフィルタは、特定部品の追加なくても、第２共振棒５２に一体に形成された水平部７０および切り欠き用垂直ポスト８０の形状設計だけでも容量性交差結合（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）の実現が容易であるという利点を有する。一方、切り欠き用垂直ポスト８０は、図５に示すように、その上端が上部に位置したフィルタ上部カバー９０の下面と接触する高さに延長形成される。しかし、必ずしも切り欠き用垂直ポスト８０の上端が物理的にフィルタ上部カバー９０の下面に接触する必要はなく、フィルタ上部カバー９０との組立公差を考慮した離隔距離は許容できる。ただし、組立公差によるフィルタ上部カバー９０の下面との離隔距離は、予め設定された距離を超えてはならない。

本発明の出願人の行った試験の結果、図１０Ａの左図に示すように、切り欠き用垂直ポスト８０の上端がフィルタ上部カバー９０の下面と接触する場合には、Ｐｈａｓｅ値が－値に形成されて、設計者が所望する容量性クロスカップリング（すなわち、電界結合、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）で結合されるが、図１０Ａの右図に示すように、最小限の組立公差を外れる領域に切り欠き用垂直ポスト８０の上端とフィルタ上部カバー９０との間の離隔距離が存在する場合には、Ｐｈａｓｅ値が＋に反転しながら、設計者が所望する容量性クロスカップリングの代わりに誘導性クロスカップリング（すなわち、磁界結合、Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）で結合されて、周波数フィルタリング特性が反転することができる。ここで、組立公差の許容範囲はＰｈａｓｅ値が＋値に反転する前であるので、０．１ｍｍ未満に設定されなければならない。

一方、切り欠き用垂直ポスト８０の下端およびこれを含む水平部７０の下端は、図５に示すように、空洞（第２空洞１２）の内側底面と所定距離離隔するように備えられることが好ましい。ここでの所定距離は、物理的に切り欠き用垂直ポスト８０の下端およびこれを含む水平部７０の下端が空洞（第２空洞１２）の内側底面と接触しない距離を意味することができる。

本発明の出願人が行った試験の結果、図１０Ｂに示すように、切り欠き用垂直ポスト８０の下端およびこれを含む水平部７０の下端が空洞（第２空洞１２）の底面に接触する場合（すなわち、離隔距離が０の場合）、Ｐｈａｓｅ値が＋値に形成されて、設計者が所望する容量性クロスカップリングの代わりに誘導性クロスカップリング（すなわち、磁界結合、Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）で結合され、切り欠き用垂直ポスト８０の下端およびこれを含む水平部７０の下端が空洞（第２空洞１２）の底面から離隔する瞬間から（すなわち、離隔距離が０．１ｍｍ以上の場合）、Ｐｈａｓｅ値が－値に反転しながら、設計者が所望する容量性クロスカップリング（すなわち、電界結合、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）で結合される。これとともに、切り欠き用垂直ポスト８０の下端およびこれを含む水平部７０の下端と空洞（第２空洞１２）との間の離隔距離が増加するほど、電界結合（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が強く励起されて、Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈがますます大きくなることを確認することができる。

このように、本発明の一実施例によるキャビティフィルタは、切り欠き用垂直ポスト８０の上端は、必ずしもフィルタ上部カバー９０の下面と前記組立公差の範囲内で接触する（以下、「第１条件」という）と同時に、切り欠き用垂直ポスト８０の下端およびこれを含む水平部７０の下端は、空洞（第２空洞１２）の底面から離隔（以下、「第２条件」という）するという２つの条件を同時に満たしてこそ、電界結合（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）による容量性クロスカップリング（Ｃ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を実現することができる。

これに対比して、第１条件および第２条件の少なくともいずれか１つを満足しない場合（すなわち、第１条件は満たすものの第２条件は満たさず、第２条件は満たすものの第１条件は満たさず、第１条件および第２条件ともを満たさない場合）には、容量性クロスカップリング（Ｃ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）ではない磁界結合（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）による誘導性クロスカップリング（Ｌ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が実現される点で差異がある。

図１１は、図１および図３による各キャビティフィルタの周波数フィルタリング特性を比較するためのグラフであり、図１２は、図１および図３による各キャビティフィルタのレベル偏差を比較するためのグラフである。

図１１を参照すれば（特に図１１の（ｂ）参照）、本発明の一実施例によるキャビティフィルタ１の場合、第２空洞１２と第４空洞１４との間の電界結合（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）および磁界結合（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）によりそれぞれバンドの左側と右側にＣ－切り欠きおよびＬ－切り欠きが形成されることが分かり、比較例のキャビティフィルタ１ａの周波数フィルタリング特性を示すグラフと比較すれば、挿入損失の差が非常に類似している。これは、比較例１ａおよび本発明の一実施例によるキャビティフィルタ１とも、同等水準の品質係数（Ｑ）値を有していることを類推することができる。

また、図１２を参照すれば、本発明の一実施例によるキャビティフィルタ（ｂ）は、比較例のキャビティフィルタ（ａ）に比べて、容量性交差結合（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）のＬｅｖｅｌ偏差が非常に均一であることを確認することができる。これは、部品の組立公差が排除されて、比較例のキャビティフィルタ（ａ）に比べて一定のＬｅｖｅｌの容量性交差結合を実現できるからである。

図１３Ａ～図１３Ｄは、本発明の一実施例によるキャビティフィルタの製造方法を示す正断面図である。以下、上記のように構成される本発明の一実施例によるキャビティフィルタの製造方法を、添付した図面（特に、図１３Ａ～図１３Ｄ）を参照して説明する。

本発明の一実施例によるキャビティフィルタの製造方法は、図１３Ａ～図１３Ｄに示すように、共振棒と同一の材質からなる水平部７０および切り欠き用垂直ポスト８０が一体に製造されるように溶融物を射出成形方式で製造した後（後述する、射出成形ステップ）、一側空洞（特に、第２空洞１２）と他側空洞（特に、第４空洞１４）の要素が分離されるように一部を切開し（後述する、空洞分離ステップ）、各空洞の共振棒の上端（すなわち、第２空洞１２の第２共振棒５２および第４空洞１４の第４共振棒５４の上端）に当該チューニングプレートを固定した後（後述する、部品設置ステップ）、切開された一部をカバーリングするフィルタ下部カバー９５および各空洞１２、１４の上部を覆うフィルタ上部カバー９０を結合させる（後述する、カバー結合ステップ）ことにより製造完了できる。

すなわち、本発明の一実施例によるキャビティフィルタの製造方法は、少なくとも容量性クロスカップリング設計を要する２つの空洞に関与する各共振棒および水平部７０と切り欠き用垂直ポスト８０とが分離されないように一体に射出成形させる射出成形ステップと、射出成形ステップの後、２つの空洞の間を連結する底面の一部を切開して、各空洞を分離する空洞分離ステップと、空洞分離ステップの後、主要部品であるチューニングプレート６１～６６を各共振棒の上端に結合させる部品設置ステップと、部品設置ステップの後、各空洞１２、１４の分離のために空洞分離ステップによって切開された部分をフィルタ下部カバー９５でカバーリングするとともに、各空洞１２、１４の開口した上部をフィルタ上部カバー９０でカバーリングするように結合させるカバー結合ステップとを含むことができる。

より詳しくは、射出成形ステップは、図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、下部固定金型１００ａと、下部固定金型１００ａの上部から下方に移動可能に備えられ、下部固定金型１００ａとの間に所定の溶融物が注入されて硬化する空間を有する形状枠が加工された上部可動金型１００ｂを介して各共振棒と水平部７０および切り欠き用垂直ポスト８０が一体に射出成形されるように鋳物製造するステップである。

そして、空洞分離ステップは、図１３Ｃに示すように、切り欠き用垂直ポスト８０の下端を含む水平部７０の下端が空洞（特に、第２空洞１２）の底面と所定距離離隔するように形成（図１３Ｃの図面符号「５」参照）するとともに、一側空洞（第２空洞１２）と他側空洞（第４空洞１４）との間が相互連結されないように切開して分離するステップである。

次に、部品設置ステップは、図示しないチューニングねじと組み合わされて周波数チューニングが可能に各共振棒の上端に別途に製造されたチューニングプレート６１～６６を結合させるステップである。

最後に、カバー結合ステップは、フィルタ下部カバー９５を用いて空洞１２、１４の底面を構成して、前記空洞分離ステップによって形成された底面の切開部位（図１３Ｃの図面符号「５」参照）を遮蔽することにより下側には開口しないようにし、フィルタ上部カバー９０を用いて開口した各空洞１２、１４の上部を遮蔽するとともに、上述した図示しないチューニングねじが設けられるようにするステップである。

以上、本発明によるキャビティフィルタおよびその製造方法の一実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明した。しかし、本発明の実施例が必ずしも上述した事実施例によって限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者による多様な変形および均等な範囲での実施が可能であることは当然であろう。そのため、本発明の真の権利範囲は後述する特許請求の範囲によって定められる。

本発明は、製造が容易で、磁界結合を抑制して相対的に電界結合が強く励起されるように設計され、電界結合を極大化させる別の部品を備えることなく、共振棒と一体に形成された垂直ポストを含むキャビティフィルタおよびその製造方法を提供する。

１ａ：比較例のキャビティフィルタ １：本発明のキャビティフィルタ
１１～１６：空洞 ２１：入力コネクタ
２２：出力コネクタ ３１～３６：共振ブロック
４０：隔壁 ５１～５６：共振棒
６１～６６：チューニングプレート ７０：水平部
８０：切り欠き用垂直ポスト ９０：フィルタ上部カバー
９５：フィルタ下部カバー

Claims (9)

1. 容量性クロスカップリング設計が要求される一側空洞および他側空洞と、
   前記一側空洞および他側空洞の中心にそれぞれ備えられた共振棒と、
   前記共振棒のいずれか１つから延びて、前記一側空洞および他側空洞の境界である内壁内で上下垂直に延長配置された垂直ポストと、を含み、
   前記垂直ポストと前記共振棒のうち前記垂直ポストに連結された共振棒とは一体に形成され、
   前記一側空洞および他側空洞の開口した上部を覆うようにカバーリングするフィルタ上部カバー、をさらに含み、
   前記垂直ポストの上部は、前記フィルタ上部カバーの下面に組立公差の範囲内で接触し、
   前記垂直ポストの上端と前記フィルタ上部カバーとの間の離隔距離が前記組立公差の範囲を外れる瞬間から、前記一側空洞と前記他側空洞との間には、容量性クロスカップリングの代わりに誘導性クロスカップリングで結合され周波数フィルタリング特性が反転する、キャビティフィルタ。
2. 前記垂直ポストと、前記共振棒との連結を媒介する水平部をさらに含み、
   前記水平部は、前記垂直ポストと一体に形成される、請求項１に記載のキャビティフィルタ。
3. 前記共振棒、前記垂直ポストおよび前記水平部は、一体に射出成形された後、一部が切開されることで形成される、請求項２に記載のキャビティフィルタ。
4. 前記離隔距離は、０．１ｍｍ未満に設定される、請求項１に記載のキャビティフィルタ。
5. 容量性クロスカップリング設計が要求される一側空洞および他側空洞と、
   前記一側空洞および他側空洞の中心にそれぞれ備えられた共振棒と、
   前記共振棒のいずれか１つから延びて、前記一側空洞および他側空洞の境界である内壁内で上下垂直に延長配置された垂直ポストと、を含み、
   前記垂直ポストと前記共振棒のうち前記垂直ポストに連結された共振棒とは一体に形成され、
   前記垂直ポストと、前記共振棒との連結を媒介する水平部をさらに含み、
   前記垂直ポストの下端を含む前記水平部の下端は、前記一側空洞および他側空洞の底面と所定距離離隔している、キャビティフィルタ。
6. 前記垂直ポストは、円形または多角形の水平断面を有する棒またはバー形状に形成され、
   前記水平部は、前記垂直ポストの外径に対応する幅を有するとともに、上下に所定の厚さを形成する四角バー形状に形成されている、請求項２に記載のキャビティフィルタ。
7. 容量性クロスカップリングに関与する前記共振棒のうち、連結されていない共振棒に向かって所定の長さ延びるように、前記垂直ポストに一体に間隔調整ポストがさらに形成される、請求項６に記載のキャビティフィルタ。
8. 容量性クロスカップリング設計が要求される一側空洞および他側空洞と、
   前記一側空洞および他側空洞の中心にそれぞれ備えられた共振棒と、
   前記共振棒のいずれか１つから延びて、前記一側空洞および他側空洞の境界である内壁内で上下垂直に延長配置された垂直ポストと、を含み、
   前記垂直ポストと前記共振棒のうち前記垂直ポストに連結された共振棒とは一体に形成され、
   前記垂直ポストと、前記共振棒との連結を媒介する水平部をさらに含み、
   前記水平部の延長方向と前記垂直ポストの延長方向とは相互に直交する、キャビティフィルタ。
9. 容量性クロスカップリング設計を要する一側空洞および他側空洞に関与する各共振棒と、前記各共振棒のいずれか１つから水平方向に延びた水平部および前記水平部の先端から直交して上部に延びる垂直ポストとが分離されないように一体に射出成形させる射出成形ステップと、
   前記射出成形ステップの後、前記一側空洞と前記他側空洞との間を連結する底面の一部を切開して、前記水平部が前記一側空洞および前記他側空洞の底面と離隔させる空洞分離ステップと、
   前記空洞分離ステップの後、前記各共振棒の上端に周波数チューニングのためのチューニングねじと相互作用するチューニングプレートを結合させる部品設置ステップと、
   前記部品設置ステップの後、前記空洞分離ステップによって切開された部分をフィルタ下部カバーでカバーリングし、前記一側空洞および前記他側空洞の開口した上部をフィルタ上部カバーでカバーリングするように結合させるカバー結合ステップと、を含み、
   前記射出成形ステップは、下部固定金型と、前記下部固定金型の上部から下方に移動可能に備えられ、前記下部固定金型との間に所定の溶融物が注入されて硬化する空間を有する形状枠が加工された上部可動金型を介して一体に射出成形されるステップである、キャビティフィルタの製造方法。

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