JPH01260901A - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 誘電体フィルタにかかわり、特に帯域通過フィルタに関
し、 帯域外特性が乱れることなく通過帯域の中心周波数を可
変でき、且つ通過帯域幅の変更が容易な誘電体フィルタ
を、提供することを目的とし、金属よりなる細長い直方
体状の筺体本体と金属蓋とよりなる筐体に、円柱形空胴
を一列に配列し、それぞれの該円柱形空胴の底面に誘電
体共振器を設けた誘電体フィルタであって、隣接する該
円柱形空胴間の隔壁に設けた段間結合孔と、先端が該股
間結合孔に突出するよう、該筺体本体に取付けた結合度
調整ねじと、外周縁に螺刻した雄ねじ部が、該円柱形空
胴の内壁に設けた雌ねじ部に螺合する金属板よりなる円
板部、及び先端が該金属蓋の外側に突出する如くに、下
端が該円板部の中心に連結した操作ピン部よりなる周波
数調整用プランジャーとを備え、該誘電体フィルタの入
出力部□　を、該段間結合孔に対向する該筺体本体の側
壁に設けた入出力結合孔、又は該円柱形空胴の底面に設
けたマイクロストリップ線路で構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、誘電体フィルタにかかわり、特に帯域通過フ
ィルタに関する。

マイクロ波帯・ミリ波帯に適用する通信機器には、誘電
体共振器を幾つか並べて、それらを適当に結合させて構
成した誘電体フィルタは、小形で且つ低損失であるので
、広く使用されている。

このような誘電体フィルタには、帯域外特性が乱れるこ
となく通過帯域の中心周波数を可変でき、さらに通過帯
域幅の変更が容易なことが要求されている。

〔従来の技術〕

第４図は従来例の図で、（ａ）は分離した形で示す斜視
図、（ｂ）は要部断面図である。

第４図において、例えば銅系金属よりなる直方体状の筺
体本体１の長手方向の側面に、上側が開口した横に細長
い角溝を設け、上側の開口面に金属蓋５を密着して空胴
２とし、方形のカットオフ導波管を設け、筺体本体１の
左右のそれぞれの端面を、４波管１０のフランジ１１の
端面に密着させて、一対の導波管１０の間に誘電体フィ
ルタを挿入するように構成しである。

３は、誘電率が十分に大きい誘電体、例えばチタン酸バ
リウム系の誘電体を、円板状に加工したＴ　Ｅ　ｏ　＋
δモードの誘電体共振器である。誘電体共振器３を、小
径の誘電体支持柱上に固着し、筺体本体１の空胴２の底
面に、所定の間隔で配列しである。

一方、この誘電体フィルタは調整手段として、周波数調
整ねじ６．及び結合度調整ねじ８を備えている。

結合度調整ねじ８を、筺体本体１の側壁に並列したねし
孔にそれぞれ螺着・挿入し、その先端が隣接する誘電体
共振器３の中間、及び誘電体共振器３と筺体本体の左右
の端面との間で、空胴２内に突出するようになっている
。

そして、結合度調整ねじ８の空胴２内への突出量を加減
して、誘電体共振器３と導波管１０との入出力結合度、
及び隣接する誘電体共振器間の結合度を調整し、誘電体
フィルタの通過帯域幅を調整している。

一方、周波数調整ねじ６は、金属蓋５の誘電体共振器３
の直上に対応する位置に、ねじ孔を設け、このねじ孔に
螺着・挿入し、その先端が誘電体共振器３の直上で、空
胴２内に突出するようになっている。

周波数調整ねじ６の空胴２内への突出量を加減して、通
過帯域の中心周波数を調整している。

なお、周波数調整ねじ６の突出量を所望に調整した後、
金属蓋５の表面に密着するナツト７で周波数調整ねじ６
を締めつけ、周波数調整ねじ６の動きを防止している。

上述のように導体壁で囲まれた方形の空胴２内に、誘電
体共振器３を配設した誘電体フィルタを構成し、入出力
側をそれぞれ導波管１０に連結している。

よって、一方の導波管１０より電磁波を入力すると、電
磁界が結合度調整ねじ８を介して一段口の誘電体共振器
３に結合し、−段目の誘電体共振器３が共振し、選択し
た周波数帯が先鋭化する。

そして、次段の結合度調整ねじ８を介して、次段の誘電
体共振器３に結合し、次段の誘電体共振器３が共振し、
選択した周波数帯がより一層先鋭化する。このようなこ
とを繰り返し、第６図の特性図に示す曲線Ｐ、のように
、中心周波数が所定の「１で、所望の通過帯域幅の電磁
波が、出力側の導波管１０に出射する。

なお、ｉｉｌ過帯成帯域幅範囲に変更する場合には、第
５図に例示したように、誘電体共振器間の距離りを変え
て実施している。

即ち、通過帯域幅が狭い誘電体フィルタは、第５図＋８
）のように、誘電体共振器間の距離り、を大きくして、
段間結合度を弱くし、通過帯域幅が広い誘電体フィルタ
は、第５図φ）のように、誘電体共振器間の距ＮＬｚを
小さくして、段間結合度を強くしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の誘電体フィルタは、周波数調整ねじを深く空
胴内に差し込み、通過帯域の中心周波数を広範囲により
高い周波数ｒ２に移行しようとすると、周波数調整ねじ
６の軸方向に電流が流れて電磁界が歪み、結合度調整ね
じの先端と空胴の壁面との間、また調整ねし自体でＣ或
いはり、またはＣとＬの双方が発生して、第６図の曲線
Ｐ２に示す点ｎ１のように、帯域外特性が乱れたり、或
いは点ｎ２のように、不要共振が発生した。

周波数調整ねじの突出量は小さく抑えることにより、こ
のようなことを防止することが考えられている。即ち、
通過帯域の中心周波数を広範囲に調整する場合に従来は
、誘電体共振器を加工（円板状誘電体の板厚等の切削加
工）して調整するか、或いは中心周波数が異なる数種類
の誘電体共振器を予め準備し、交換して調整していた。

したがって、従来構造の誘電体フィルタは、中心周波数
の調整作業が煩雑であるという、問題点があった。

また、通過帯域幅を広範囲に可変するには、第５図に例
示したように、筺体本体１の全長を変えなければならず
、全長の異なる数種類の筺体本体を、準備しなければな
らないという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、帯域
外特性が乱れることなく通過帯域の中心周波数を可変で
き、且つ、通過帯域幅の変更が容易な誘電体フィルタを
、提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、第１図に例示し
たように、金属よりなる細長い直方体杖の筺体本体１と
金属蓋５とよりなる筐体内に、円柱形空胴２０を一列に
配列し、それぞれの円柱形空胴２０の底面に誘電体共振
器３を設けた誘電体フィルタであって、隣接する円柱形
空胴２０間の隔壁に所望の寸法の段間結合孔２５を設け
る。

先端が段間結合孔２５に突出するように、筺体本体ｌの
側壁に結合度調整ねじ８を装着する。

外周縁に雄ねじ部３２を有する金属板よりなる円板部３
１と、円板部３１の中心に植立し先端が金属蓋５の孔を
貫通する操作ピン部３３と、よりなる周波数調整用プラ
ンジャー３０を設け、円柱形空胴２０の内壁に設けた雌
ねじ部に円板部３１を螺着するという構成とする。

そして、第１図に例示したように、誘電体フィルタの入
出力部を、段間結合孔２５に対向する筺体本体の側壁に
設けた入出力結合孔２６で構成する。

或いは、第２図に例示したように、誘電体フィルタの入
出力部を、円柱形空胴２０の底面に設けたマイクロスト
リップ線路４０で構成する。

〔作用〕

上記本発明の手段によれば、操作ビン部３３を螺回して
、周波数調整用プランジャー３ｏの円板部３１を、円柱
形空胴２０内で上下方向に移動すると、誘電体共振器の
共振周波数が変化するので、誘電体フィルタの通過帯域
の中心周波数を可変することができる。

この際、誘電体を囲む円板部３１と筺体本体ｌでつくれ
れる円柱形空洞２０の内面には、第４図の調整ねじ６の
ような突起物がないので、不要なＣ５或いはＬが発生せ
ず、帯域外特性を乱すことなく通過帯域の中心周波数を
広範囲に可変できる。

また、円板部３１の外周縁と円柱形空洞２ｏの接触面を
交差する高周波電流は、ＴＥｏＩδモードの場合は流れ
ないので、フィルタとして見た時の無負荷Ｑの低下は殆
どない。同様に円柱形空洞２ｏの内壁に設けた雌ねじを
縦に横切る高周波電流がないため無負荷Ｑの低下は殆ど
ない。

なおまた、段間結合孔２５の孔寸法を大きくすれば、隣
接した誘電体共振器間の結合度が強くなるので、通過帯
域幅が広くなる。

即ち、筺体本体ｌの外形寸法を変更することなく、誘電
体フィルタのｉ１１過帯域幅を広い範囲に加減できる。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、企図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第１図は本発明の一実施例の図で、（ａ）は分離した形
で示す斜視図、（ｂｌは要部断面図、第２図は本発明の
他の実施例の図で、（ａｌは分離した形で示す斜視図、
（ｂｌは要部断面図、第３図は本発明の特性を示す図で
ある。

第１図において、良導電性金属９例えば銅系金属よりな
る直方体状の筺体本体ｌの長平方向の上側面に、上側が
開口した円柱形空胴２０を一列に等ピンチで配列し、そ
れぞれの円柱形空胴２ｏの底面の中心部に、誘電率が十
分に大きい誘電体よりなる、ＴＥ、、δモードの誘電体
共振器３を装着しである。

筺体本体１の上面に金属蓋５の下面を密着させねじ止め
して、円柱形空胴２０の開口面を塞いでいる。

円柱形空胴２０の内壁の上部に、雌ねじ部２１を螺刻し
て、後述する周波数調整用プランジャー３０を螺着する
ように構成しである。

なお、筺体本体ｌと金属蓋５を一体に固定した状態で、
筐体の両端をそれぞれ導波管１０に連結するために、筺
体本体ｌと金属蓋５には、導波管１０のフランジ１１に
対応してそれぞれフランジ半体１八及びフランジ半体５
Ａを設けである。

隣接する円柱形空胴２０間の隔壁に、所望の寸法の孔を
設けて、段間結合孔２５としである。

また、段間結合孔２５に対向する筺体本体１のフランジ
半体１八部分に、段間結合孔２５に対応して、入出力結
合孔２６を設けである。

筺体本体１の側壁にねし孔を所望に配設し、結合度調整
ねじ８の先端が、それぞれの段間結合孔２５、及び入出
力結合孔２６に突出するように、そのねじ孔に結合度調
整ねじ８を螺着しである。

そして、結合度調整ねじ８の段間結合孔、入出力結合孔
内への突出量を加減して、誘電体共振器３と導波管１０
との入出力結合度、及び隣接する誘電体共振器間の結合
度を調整し、誘電体フィルタの通過帯域幅を調整してい
る。

３０は、良導電性金属よりなる周波数調整用プランジャ
ーであって、円板部３１と円板部３１の中心に植立した
操作ピン部３３とで構成しである。

薄い円板形の円板部３１の外径は、円柱形空胴２０の内
径に等しく、円板部３１の外周縁には、雌ねじ部２１に
螺合する雄ねじ部３２を設けである。

一方、金属蓋５にそれぞれの誘電体共振器３に対応して
孔５１を設け、円柱形空胴２０に螺着した周波数調整用
プランジャー３０の操作ピン部３３が、この孔５１を貫
通するように、金属蓋５を筺体本体１に取付ける。

周波数、！１１整用プランジャー３０の操作ピン部３３
の先端に設けた切込みに、ドライバ等の工具の切っ先を
嵌め、操作ピン部３３を回動することにより、円板部３
１を円柱形空胴２０内で螺回して、上下所望の方向に移
動させて、円柱形空胴２０の高さを変えることにより、
通過帯域の中心周波数を調整している。

なお、円板部３１の位置を所望に調整して後、操作ピン
部３３の突出部にナフト３５を螺着し、ナツト３５を金
属蓋５の表面に密着させて締めつけ、周波数調整用プラ
ンジャー３０の動きを防止している。

そして、筺体本体１（金属蓋５を含めて）の両端をそれ
ぞれ導波管１０に連結している。

よって、一方の導波管１０より電磁波を入力すると、電
磁界が入出力結合孔２６を介して一段目の誘電体共振器
３に結合し、−段目の誘電体共振器３が共振し、選択し
た周波数帯が先鋭化する。

そして、段間結合孔２５を介して、次段の誘電体共振器
３に結合し、次段の誘電体共振器３が共振し、選択した
周波数帯がより一層先鋭化する。このようなことを繰り
返し、第３図の特性図に示す曲線Ｐ、のように、中心周
波数が所定のｒｌで、所望のｉｉ１過帯域幅の電磁波が
、出力側の導波管１０に出射する。

上述のように構成した誘電体フィルタで、通過帯域の中
心周波数をより高い周波数ｆ、に移行するには、周波数
調整用プランジャー３０を操作して、円板部３１の種石
高さをｊｊＩ整し、円柱形空胴２０の高さを低くする。

このことにより中心周波数がｆ２に移行した第３図に示
す曲線Ｐ、のような特性を備えた帯域通過フィルタとな
る。

この際、円板部３１の外周縁が円柱形空胴２０の内壁に
密着しているので、高周波電流は円板部３１内で同心円
状に流れ、電磁界の不必要な歪が殆どない。したがって
、帯域外特性が乱れることなく、また、不要共振するこ
とがな（て、曲線Ｐ、の形状が、移行前の曲線Ｐ１の形
状に殆ど等しい。

一方、通過帯域幅を広くするには、段間結合孔２５、及
び入出力結合孔２６の孔形の寸法を大きくする。このこ
とにより第３図に示す曲線Ｐ４のように、通過帯域の中
心周波数がｆｚで、調整前の曲線Ｐ、よりも、通過帯域
幅が大きい特性の帯域通過フィルタとなる。

なお、通過帯域幅を微細に調整するには、結合度調整ね
じ８で行うことは勿論である。

第２図に示す誘電体フィルタは、同軸線路に挿入する帯
域通過フィルタである。

第２図において、直方体状の筺体本体ｌの長手方向の上
側面に、上側が開口した円柱形空胴２０を配列し、それ
ぞれの円柱形空胴２０の底面に誘電体共振器３を装着し
である。

円柱形空胴２０の内壁に設けた雌ねじ部２１に、周波数
調整用プランジャー３０の円板部３１を螺着した後に、
筺体本体１に平板状の金属蓋５を取付け、操作ピン部３
３を金属蓋５の外に突出させて、金属蓋５の外側で、周
波数調整用プランジャー３０を調整可能としである。

第２図に示したこの筺体本体及び金属蓋は、第１図に示
した筺体本体及び金属蓋と異なり、フランジ半休を必要
としない。

隣接する円柱形空胴２０間の隔壁に、所望の寸法の孔を
設けて、段間結合孔２５としである。また、筺体本体１
の側壁にねし孔を所望に配設し、結合度調整ねじ８の先
端が、それぞれの段間結合孔２５に突出するように、そ
のねじ孔に結合度調整ねじ８を螺着しである。

表面にマイクロストリップ線路４０を設けた、薄い短冊
形の例えばフローグラスよりなる誘電体基板４１を、１
段目の円柱形空胴２０と最終段の円柱形空胴２０のそれ
ぞれの底面で、段間結合孔２５とは反対側の位置に接着
しである。

一方、１段口の円柱形空胴２０と最終段の円柱形空胴２
０に対応する筺体本体１の側壁に、それぞれ同軸コネク
タ４５を装若し、その中心導体の先端を、円柱形空胴２
０の底面近傍に突出させ、マイクロストリップ線路４０
の端末に半田付は等して接続しである。

このように、誘電体フィルタの入出力部を、マイクロス
トリップ線路４０と同軸コネクタ４５とで構成すること
により、誘電体フィルタがより一筋小形になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、通過帯域の中心周波数を
調整する周波数調整ねじを、円柱形空胴に天井部を覆う
周波数調整用プランジャーとした誘電体フィルタであっ
て、不要共振することなく、また帯域外特性が乱れるこ
となく通過帯域の中心周波数を可変することができ、且
つ外形形状１例えば全長を変えること無く、通過帯域幅
を広範囲に調整することができる等、実用上で優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の図で、 （ａ）は分離した形で示す斜視図、 （ｂ）は要部断面図、 第２図は本発明の他の実施例の図で、 （ａ）は分離した形で示す斜視図、 （ｂ）は要部断面図、 第３図は本発明の特性を示す図、 第４図は従来例の図で、 （ａｌは分離した形で示す斜視図、 （ｂｌは要部断面図、 第５図のｔ８）、　（ｂ）はそれぞれ従来例の平面図、
第６図は従来例の特性を示す図である。 図において、 １は筺体本体、　　　　　　２は空胴、３は誘電体共振
器、　　　５は金属蓋、６は周波数調整ねし、　　　８
は結合度調整ねじ、１０は厚波管、　　　　　　２０は
円柱形空胴、２１はｄｔ（（ねし部、　　　　　２５は
段間結合孔、２６は入出力結合孔、　　　３１は円板部
、３２は雄ねじ部、　　　　　３３は操作ピン部、３０
は周波数調整用プランジャー、 ４０はマイクロストリップ線路、 ４１は誘電体基板、 ４５は同軸コネクタをそれぞれ示す。 安秤＠側図 （し９ 本念明の持り′址ホ了ｍ 第３層 Δト出１し「こ形７゛示■冷１オ勉ｒ弓Ｃ（１） （レノ ′４λ〔、未イタク　６勺　口 第４ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 金属よりなる細長い直方体状の筺体本体（１）と金属蓋
   （５）とよりなる筐体に、円柱形空胴（２０）を一列に
   配列し、それぞれの該円柱形空胴（２０）の底面に誘電
   体共振器（３）を設けた誘電体フィルタであって、 隣接する該円柱形空胴（２０）間の隔壁に設けた段間結
   合孔（２５）と、 先端が該段間結合孔（２５）に突出するよう、該筺体本
   体（１）に取付けた結合度調整ねじ（８）と、外周縁に
   螺刻した雄ねじ部（３２）が、該円柱形空胴（２０）の
   内壁に設けた雌ねじ部に螺合する金属板よりなる円板部
   （３１）、及び先端が該金属蓋（５）の外側に突出する
   如くに、下端が該円板部（３１）の中心に連結した操作
   ピン部（３３）よりなる周波数調整用プランジャー（３
   ０）とを備え、 該誘電体フィルタの入出力部が、該段間結合孔（２５）
   に対向する該筺体本体の側壁に設けた入出力結合孔（２
   ６）、又は該円柱形空胴（２０）の底面に設けたマイク
   ロストリップ線路（４０）、で構成されたことを特徴と
   する誘電体フィルタ。