JPH0352003Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はヘリカル共振器フイルタに係り、特に
CATV、DBS、自動車電話等の中間周波変成器
に使用されるヘリカル共振器フイルタに関する。

従来の技術 一般に、上記の中間周波変成器に使用されるヘ
リカル共振器フイルタには、通過帯域特性が対称
であること、及び挿入損失が小さいことが要求さ
れる。

第１０図は従来の１例のヘリカル共振器フイル
タ１を示す。このヘリカル共振器フイルタ１は、
共に高さ寸法Ｌの通常サイズのヘリカル共振器２
_１，２₂，２₃が一列に連結固定され、隣り合うヘ
リカル共振器同志が結合窓３、４を介して結合さ
れた構成である。

ヘリカル共振器２₁〜２₃は略同一構成であり、
共振室を形成し結合窓を有する角柱形状のシール
ドケース５₁，５₂，５₃と、一端をアース点６₁，
６₂，６₃に固定されて上記シールドケース５₁〜
５₃内に設けたコイル７₁，７₂，７₃と、コイル７₁
〜７₃の先端に対向するようにシールドケース５₁
〜５₃に設けたコア８₁，８₂，８₃とよりなる。ア
ース点６₁〜６₃はシールドケースの底板、コア８
_１〜８₃はシールドケースの天板に設けられ、アー
ス点６₁〜６₃とコア８₁〜８₃とは、シールドケー
ス５₁〜５₃の互いに反対側に配されている。また
共振器２₁は入力端子９を有し、共振器２₃は出力
端子１０を有する。

上記の共振器２₁，２₂，２₃は、共に同じ向き
にあり、アース点６₁〜６₃は同一側（第１０図中
下側）に配されている。

上記のフイルタ１においては、アース点６₁〜
６₃が同じ側に位置する関係で、結合窓３，４の
位置により、結合M₁、M₂は誘導性Ｌ又は容量性
Ｃとなり、通過帯域特性は第１１図中ライン又
はで示す如くに非対称となつてしまう。ライン
は結合が誘導性の場合の特性、ラインは結合
が容量性の場合の特性を示す。

第１２図は従来の別の例のヘリカル共振器フイ
ルタ１１を示す。同図中、第１０図に示す構成部
分と対応する部分には同一符号を付し、その説明
は省略する。このフイルタ１１は、第１０図のフ
イルタ１において、中央の共振器２₂を上下反転
されたものである。このフイルタ１１によれば、
誘導性結合と容量性結合とが等しくなり、特性は
第１３図中ラインで示す如くに中心周波数₀に
関して対称となる。しかも挿入損失_L2は上記フ
イルタ１の挿入損失_L1（第１１図参照）と等し
く、挿入損失の劣化はない。

なお、上記のフイルタ１，１１を例えば自動車
電話装置のアンテナ共用器に適用する場合を考え
ると、小型化を図る必要がある。また入力端子に
マツチング素子を接続する必要がある（第９図参
照）。

そこで、本考案者は、実開昭61−151403号に示
すように並んで固定されてヘリカル共振器フイル
タを構成する複数のヘリカル共振器のうち、入力
側のヘリカル共振器を他より小型とし、この小型
化したことにより、生じたスペース内にマツチン
グ素子を配するようにした構成を案出した。

第１４図は案出した一例のヘリカル共振器フイ
ルタ１２を示す。同図中、第１０図に示す構成部
分と対応する部分には同一符号を付しその説明は
省略する。このフイルタ１２は、第１０図のフイ
ルタ１において、入力側の共振器２₁を他より小
型としたものであり、第１４図中第１０図に示す
構成部分と対応する部分には同一符号を付す。１
３は入力側に配された小型のフイルタ共振器であ
り、シールドケース１４の高さ寸法ｌが前記の寸
法Ｌより小さい。１５はコイル、１６はアース
点、１７はコアである。

このフイルタ１２は、アース点１６，６₂，６₃
が同じ側に位置する関係で、第１０図のフイルタ
１の場合と同様に、誘導性結合或は容量性結合と
なり、特性に第１５図中ライン又はで示す如
くに非対称となつてしまう。挿入損失_L3は、前
記のフイルタ１の挿入損失_L1と同等である。

第１６図は案出した別の例のヘリカル共振器フ
イルタ１８を示す。このフイルタ１８は、第１２
図のフイルタ１１において、入力側の共振器２₁
を上記の小型のフイルタ共振器１３に置き換えた
構成である。

このフイルタ１８の通過帯域特性は、第１５図
中ラインで示すように対称に近くなるが、挿入
損失_L4が上記の挿入損失_L3より増し、挿入損
失が大であるという問題点があつた。

なお、挿入損失が大となる理由は、以下に述べ
るように小型のフイルタ共振器１３と通常サイズ
のヘリカル共振器２₂との結合が臨界結合とはな
らないためである。即ち、共振器１３内のコイル
１５上には、電圧及び電流が、第１７図中曲線１
９，２０で示す如くに分布し、共振器２₂内のコ
イル７₂上には電圧及び電流が、同図中曲線２１，
２２で示す如くに分布する。従つて互いの電圧、
電流の最大点が窓位置で一致せず、結合はコイル
７₂の電流による磁束結合（誘導性結合）が主体
となるが、結合の程度は大きくはない。またコイ
ル１５の電圧による結合はコイル７₂の電圧が減
少方向にあるため、同様に、結合の程度を大きく
することは出来ない。共振器１３，２₂間の総合
的な結合は誘導性結合となるが、臨界結合となる
までには到らず、共振器１３，２₂の挿入損失が
大となる。

本考案は前記問題点を解決したヘリカル共振器
フイルタを提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本考案は、入力側及び出力側のうち少なくとも
一方に他より形状が小型のヘリカル共振器を設け
ると共に、この小型ヘリカル共振器とこれに続く
一の通常サイズのヘリカル共振器とを夫々のコイ
ルのアース点が同じ側となる向きで配し、この一
の通常サイズのヘリカル共振器に続く別の通常サ
イズのヘリカル共振器をそのアース点が上記一の
通常サイズのヘリカル共振器のアース点とは反対
側となるような向きで配してなる構成としたもの
である。

作 用 小型ヘリカル共振器とこれに続く一の通常サイ
ズのヘリカル共振器とを夫々のコイルのアース点
が同じ側となる向きに配した構成は、小型ヘリカ
ルに共振器のコイルのうち電圧分布又は電流分布
が大なる部分と、通常サイズのヘリカル共振器の
コイルのうち電圧又は電流分布が大なる部分とを
相対向させ、両者を臨界結合させる。

一の通常サイズのヘリカル共振器に続く別のサ
イズのヘリカル共振器のアース点が上記の通常サ
イズのヘリカル共振器のアース点とは反対側とな
るような向きで配してなる構成は、一の通常サイ
ズのヘリカル共振器のコイルのうち電圧・電流分
布の中央部分と、別の通常サイズのヘリカル共振
器のコイルのうち電圧・電流分布の中央部分とを
相対向させ、両者を、誘導性結合と容量性結合と
が互いに等しい状態で臨界結合させる。

上記小型ヘリカル共振器と一の通常サイズのヘ
リカル共振器とが臨界結合したこと及び一の通常
サイズのヘリカル共振器と別の通常サイズのヘリ
カル共振器とが臨界結合してことは、ヘリカル共
振器フイルタの特性を、挿入損失が小さくてしか
も中心周波数に対して対称なものとする。

実施例 第１図は本考案の第１実施例のヘリカル共振器
フイルタ３０を示す。同図中、第１０図、第１２
図、第１４図、第１６図に示す構成部分と同一構
成部分には同一符号を付す。このフイルタ３０
は、入力側の小型のフイルタ共振器１３と、出力
側の通常サイズのフイルタ共振器２₃と、中央の
通常サイズのフイルタ共振器２₂とよりなる。小
型の共振器１３とこれに連結される通常サイズの
共振器２₂とはアース点１６，６₂が同一側となる
向きとされ、且つコア１７と８₂とが同一高さと
され、共振器２₂とこれに連結される別の通常サ
イズの共振器２₃とはアース点６₂，６₃が互いに
反対側となる向きとしてある。共振器１３と２₂
とは結合用窓３１を通して結合しており、共振器
２₂と２₃とは結合用窓３２を通して結合してい
る。

この構成のフイルタ３０の電気的回路は第２図
のように表わされる。

また上記フイルタ３０の動作時に各コイル１
５，７₂，７₃に乗つている電圧、電流の分布につ
いてみると、第３図に示す如くになる。同図中、
曲線３３，３４，３５は夫々コイル１５，７₂，
７₃上の電圧の分布を示し、曲線３６，３７，３
８は夫々コイル１５，７₂，７₃上の電流の分布を
示す。コイル１５と７₂とは、電圧最大点同志が
相対向する位置関係にあり、コイル７₂と７₃と
は、電圧最大点と電流最大点とが相対向する位置
関係である。

こゝで、上記フイルタ３０を構成する共振器１
３，２₂，２₃の結合について説明する。

共振器１３と共振器２₂との結合について；
両共振器１３，２₂間の結合用窓３１は、共振
器１３内のコイル１５のうち電圧分布が大きい
所と、共振器２₂内のコイル７₂のうち電圧分布
が大きい所とに対向する個所に位置しており、
共振器１３と２₂との結合M₃は、電圧による容
量結合が非常に強となる。コイル１５，７₂上
の電流最大点が結合用窓３１の位置で一致して
いないため、電流による誘導性結合は弱い。従
つて、共振器１３と共振器２₂との結合M₃は容
量結合となり、共振器１３と共振器２₂とが構
成するフイルタの通過帯域特性は第４図中ライ
ンで示す如くに対称に近くなる。

また共振器１３と共振器２₂との間では十分
な結合が取れるため、共振器１３及び２₂の結
合M₃は臨界結合となり、挿入損失は_L5とな
る。

共振器２₂と共振器２₃との結合について、両
共振器２₂，２₃間の結合窓３２は、コイル７₂
のうち電圧、電流分布の中央部とコイル７₃の
うち電圧、電流分布の中央部とに対向する個所
に位置している。このため、両共振器２₂，２₃
の間では、電圧による容量性結合と電流による
誘導性結合とが略等しくなされ、結合M₄は互
いに等しい誘導性結合と容量性結合との総合と
なる。従つて、共振器２₂，２₃は十分な結合と
なつて臨界結合となり挿入損失が_L6（＝_L
５）となると共に、共振器２₂，２₃による通過
帯域特性は第４図中ラインで示すように中心
周波数f₀に関して完全に対称となる。

上記フイルタ３０は共振器１３，２₂，２₃の
結合であり、これは上記，を総合したもの
となる。

従つて、第１にフイルタ３０は共振器１３，
２₂，２₃の結合態様が臨界結合となり、フイル
タ３０の挿入損失_L7は_L5＋_L6となり、小
さく抑えられる。

第２に、フイルタ３０の通過帯域特性は、上
記ラインとラインとを合成した、第５図中
ラインで示す如くになり、対称性に優れたも
のとなる。

なお、第４図及び第５図に示すフイルタの通
過帯域特性は、一般の場合と同じく、試験する
フイルタとこれに接続される負荷及び電源の間
に必要に応じてマツチング素子を接続して整合
がとれた状態で測定したものである。

なお、第１図中、小型の共振器１３を設けた
ことにより生じた二点鎖線で囲んで示すスペー
ス３９は、例えばマツチング素子を収容するの
に利用される。

第６図は本考案の第２実施例のヘリカル共振
器フイルタ４０を示す。このフイルタ４０は、
第１図の小型の共振器１３を下側にずらして、
アース点側を同一レベルとし、コア側に段差を
もたせたものである。

この構成のフイルタ４０によれば、共振器１
３と共振器２₂とが誘導性結合の臨界結合とな
る他は上記のフイルタ３０と同じであり、フイ
ルタ３０と略同様の特性が得られる。

第７図は本考案の第３実施例のヘリカル共振
器フイルタ５０を示す。このフイルタ５０は、
入力側と出力側とに共に小型のヘリカル共振器
５１，５２を設け、この間に通常サイズの二つ
のヘリカル共振器５３，５４を設けてなる構成
である。

入力側の共振器５１とこの次の共振器５３と
は、アース点５５，５６が同一側となる向きで
あり、共振器５３とこの次に続く共振器５４と
はアース点５６，５７が互いに反対側となる向
きである。

また、出力側の共振器５２とこれに固定され
る共振器５４とはアース点５８，５７が同一側
となる向きであり、共振器５４とこれに固定さ
れる共振器５３とはアース点５７，５６が互い
に反対側となる向きである。

この構成のフイルタ５０において、隣り合う
共振器間は上記フイルタ３０について説明した
と同様に臨界結合する。また共振器５３，５４
は、第１図中ヘリカル共振器２₂，２₃と同様に
結合し、中心周波数₀に関して完全に対称な通
過帯域特性を呈する。従つて、フイルタ５０
は、第９図中ラインで示すように、挿入損失
_L8が小さく、しかも対称な特性となる。

なお、このフイルタ５０は、第９図に示すよ
うに自動車電話に使用されるアンテナ共用器６
０内に組み込まれて使用される。同図中、６１
はケース、６２は入力端子、６３は出力端子、
６４はアンテナに接続される入出力端子、６
５，６６はマツチング素子である。マツチング
素子６５，６６は、夫々入力側と出力側とのヘ
リカル共振器５１，５２を小型とすることによ
り生じたスペース６７，６８内に配されてい
る。

考案の効果 上述の如く、本考案になるヘリカル共振器フイ
ルタによれば、入力側及び出力側のうち少なくと
も一方にヘリカル共振器が他より小型のサイズで
あるため、このヘリカル共振器を小型としたこと
により生じたスペースを例えばマツチング素子を
配するのに利用することが出来、従つてヘリカル
共振器フイルタが組み込まれる装置の小型化を図
ることが出来る。また、この小型のヘリカル共振
器とこれに続く一の通常サイズのヘリカル共振器
とはアース点が同一側とされた向きであるため、
両共振器のコイルは電圧分布又は電流分布の大な
る部分同志が対向し、両者はサイズが異なるにも
拘らず臨界結合し、挿入損失は小さく抑えられ
る。また上記一の通常サイズのヘリカル共振器と
これに続く別の通常サイズのヘリカル共振器とは
アース点が反対側とされた向きであるため、両共
振器のコイルは電圧・電流分布の中央部分同志が
対向し、同一サイズの両者は誘導性結合と容量性
結合とが互いに等しい状態で臨界結合し、挿入損
失が小さく抑えられ、しかも通過帯域特性が中心
周波数に対して対称となる。本考案のヘリカル共
振器フイルタは、上記各組の特性を総合した特
性、即ち、中心周波数に関して良好な対称性を有
し、しかも挿入損失が小なる特性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例になるヘリカル共
振器フイルタを示す図、第２図は第１図のフイル
タの電気的回路図、第３図はフイルタ共振器のコ
イル上の電圧、電流分布を示す図、第４図は第１
図中隣り合う一対の共振器による特性を示す図、
第５図は第１図のフイルタの特性を示す図、第６
図は本考案の第２実施例になるヘリカル共振器フ
イルタを示す図、第７図は本考案の第３実施例に
なるヘリカル共振器フイルタを示す図、第８図は
第７図のフイルタの特性を示す図、第９図は第７
図のフイルタを適用した１例である自動車電話用
のアンテナ共用器を示す図、第１０図は従来のヘ
リカル共振器フイルタの１例を示す図、第１１図
は第１０図のフイルタの特性を示す図、第１２図
は従来のヘリカル共振器フイルタの別の例を示す
図、第１３図は第１２図のフイルタの特性を示す
図、第１４図及び第１６図は夫々本考案者が案出
したヘリカル共振器フイルタの各例を示す図、第
１５図はこのフイルタの特性を示す図、第１７図
は第１６図中入力側の二つのヘリカル共振器のコ
イル上の電圧、電流分布を示す図である。 ２₂，２₃，５３，５４……通常サイズのヘリカ
ル共振器、６₂，６₃，１６，５５〜５８……アー
ス点、７₂，７₃，１５……コイル、１３，５１，
５２……小型のヘリカル共振器、３０，４０，５
０……ヘリカル共振器フイルタ、３１，３２……
結合用窓、３９，６７，６８……スペース、５
１，５２……小型のヘリカル共振器、６５，６６
……マツチング素子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 共振室を形成し結合窓を有するシールドケース
   と、一端を該シールドケースに固定されて該共振
   室内に設けられ、固定側をアース点とされたコイ
   ルと、該ケースに設けた調整用のコアとよりなる
   ヘリカル共振器を複数個、上記各共振室が上記結
   合窓を通して連通するように結合してなるヘリカ
   ル共振器フイルタにおいて、 入力側及び出力側のうち少なくとも一方に他よ
   り形状が小型のヘリカル共振器を設けると共に、
   該小型ヘリカル共振器に続く一の通常サイズのヘ
   リカル共振器をそのアース点が該小型ヘリカル共
   振器のアース点と同一側となる向きとし、且つ該
   一の通常サイズのヘリカル共振器に続く別の通常
   サイズのヘリカル共振器をそのアース点が該一の
   通常サイズのヘリカル共振器のアース点とは反対
   側となる向きとしてなる構成のヘリカル共振器フ
   イルタ。