JPH0612841B2 - 誘電体フィルタの周波数調整方法 - Google Patents
誘電体フィルタの周波数調整方法Info
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- JPH0612841B2 JPH0612841B2 JP62198873A JP19887387A JPH0612841B2 JP H0612841 B2 JPH0612841 B2 JP H0612841B2 JP 62198873 A JP62198873 A JP 62198873A JP 19887387 A JP19887387 A JP 19887387A JP H0612841 B2 JPH0612841 B2 JP H0612841B2
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- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
- H01P1/2056—Comb filters or interdigital filters with metallised resonator holes in a dielectric block
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＵＨＦ帯から比較的低周波のマイクロ波帯に
使用される誘電帯フィルタの簡単な周波数調整方法に関
するものである。
使用される誘電帯フィルタの簡単な周波数調整方法に関
するものである。
（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば、特開昭
58−179002号、特開昭59−128801号、特開昭61− 80901
号に記載されるものがあった。
58−179002号、特開昭59−128801号、特開昭61− 80901
号に記載されるものがあった。
以下、その構成を図を用いて説明する。
第６図はかかる従来の誘電体フィルタの断面図、第７図
はその誘電体共振器の一部の拡大図である。
はその誘電体共振器の一部の拡大図である。
図中、１は周波数調整ネジ取付部を兼ねた内導体、２，
２ａ，２ｂ，２ｃは周波数調整用ネジ、３は誘電体、４
は遮蔽板、５はケース側に形成される導体被膜、６はケ
ース、７は入力端子、８は調整ネジを固定するナット、
９はナット８を固定するための接着剤である。
２ａ，２ｂ，２ｃは周波数調整用ネジ、３は誘電体、４
は遮蔽板、５はケース側に形成される導体被膜、６はケ
ース、７は入力端子、８は調整ネジを固定するナット、
９はナット８を固定するための接着剤である。
誘電体工学の進歩により、比誘電率（εｒ）、無負荷Ｑ
ｕが大きく温度補償係数（τｆ）の安定した高誘電体材
料が提供されるようになってきている。その結果、軽薄
短小化が可能となり、製造技術上の公差は益々厳しくな
っている。誘電体フィルタの周波数の調整を考えた場
合、次の点が重要となり、フィルタの設計において許容
される共振周波数の公差は0.03％以内とされている。一
方、共振周波数は主として周波数調整ネジ取付部を兼ね
た内導体１の高さ及び誘電体３と内導体１との空隙の距
離により決定される。実験値において内導体高さ当たり
の素子感度は約100MHz／mmであり、空隙の距離のそれは
約1MHz／μｍである。また、共振周波数を800MHzとした
場合、設計上の公差を0.03％以内とするためには、0.24
MHz以内としなければならない。従って、前述した素子
感度においては調整工程を不必要ならしめるためには、
内導体の高さのバラツキを2.4μｍ以内、空隙の距離を
0.24μｍ以内にしなければならない。そして、この公差
は製造技術、コストを考えた場合、非常に厳しいものと
なる。そこで、従来のフィルタにおいては、第６図及び
第７図に示す通りケース６に誘電体３を装荷後、周波数
調整ネジ２を変化することによって各共振器の共振周波
数を所定値に合わせ規格を満足する特性を得ている。
ｕが大きく温度補償係数（τｆ）の安定した高誘電体材
料が提供されるようになってきている。その結果、軽薄
短小化が可能となり、製造技術上の公差は益々厳しくな
っている。誘電体フィルタの周波数の調整を考えた場
合、次の点が重要となり、フィルタの設計において許容
される共振周波数の公差は0.03％以内とされている。一
方、共振周波数は主として周波数調整ネジ取付部を兼ね
た内導体１の高さ及び誘電体３と内導体１との空隙の距
離により決定される。実験値において内導体高さ当たり
の素子感度は約100MHz／mmであり、空隙の距離のそれは
約1MHz／μｍである。また、共振周波数を800MHzとした
場合、設計上の公差を0.03％以内とするためには、0.24
MHz以内としなければならない。従って、前述した素子
感度においては調整工程を不必要ならしめるためには、
内導体の高さのバラツキを2.4μｍ以内、空隙の距離を
0.24μｍ以内にしなければならない。そして、この公差
は製造技術、コストを考えた場合、非常に厳しいものと
なる。そこで、従来のフィルタにおいては、第６図及び
第７図に示す通りケース６に誘電体３を装荷後、周波数
調整ネジ２を変化することによって各共振器の共振周波
数を所定値に合わせ規格を満足する特性を得ている。
次に、その周波数の調整手順について、第８図(a)〜(d)
を用いて説明する。
を用いて説明する。
第８図において、Ｘ軸は周波数(MHz)、Ｙ軸は損失(d
B)、曲線イは反射特性、曲線ロは通過特性、ｉは調整さ
れる共振器の数を表す。調整測定器として例えば、ネッ
トワークアナライザを用い、所定周波数に周波数ネジ２
を変化させることにより合わせる。周波数調整ネジ２を
右に回し、内導体部分の高さより突き出すことにより周
波数ｆ０を下げ、周波数調整ネジ２を下げることにより
周波数ｆ０を高くしている。まず、共振器１のみを有効
とし、他を短絡にし、第８図(a)に示すような反射特性
（曲線イ）と通過特性（曲線ロ）とする。次に、隣の共
振器についても同様に調整を行い、２穴の共振器で第８
図(b)に示す特性とする。以下、同様に共振器の数を増
やしていき、周波数調整をｎ回繰り返して、第８図(d)
に示すような所定のフィルタ特性を得る。周波数調整ネ
ジ２で調整後、第６図で示すように、ナット８で各々の
周波数調整ネジ２を固定する。更に、電気特性規格の厳
しい誘電体フィルタにおいては、接着剤９にて周波数調
整ネジ２及びナット８の回りを気密封止していた。
B)、曲線イは反射特性、曲線ロは通過特性、ｉは調整さ
れる共振器の数を表す。調整測定器として例えば、ネッ
トワークアナライザを用い、所定周波数に周波数ネジ２
を変化させることにより合わせる。周波数調整ネジ２を
右に回し、内導体部分の高さより突き出すことにより周
波数ｆ０を下げ、周波数調整ネジ２を下げることにより
周波数ｆ０を高くしている。まず、共振器１のみを有効
とし、他を短絡にし、第８図(a)に示すような反射特性
（曲線イ）と通過特性（曲線ロ）とする。次に、隣の共
振器についても同様に調整を行い、２穴の共振器で第８
図(b)に示す特性とする。以下、同様に共振器の数を増
やしていき、周波数調整をｎ回繰り返して、第８図(d)
に示すような所定のフィルタ特性を得る。周波数調整ネ
ジ２で調整後、第６図で示すように、ナット８で各々の
周波数調整ネジ２を固定する。更に、電気特性規格の厳
しい誘電体フィルタにおいては、接着剤９にて周波数調
整ネジ２及びナット８の回りを気密封止していた。
また、既に、本願出願人によって、以下に示される誘電
体フィルタの周波数の調整方法が特開昭59−128801号と
して提案されている。
体フィルタの周波数の調整方法が特開昭59−128801号と
して提案されている。
第９図はかかる誘電体フィルタの断面図、第10図はその
誘電体フィルタの周波数の調整方法を説明する図であ
る。
誘電体フィルタの周波数の調整方法を説明する図であ
る。
図中、10は共振器毎に個別に設けられる誘電体、11は内
導体、12は外導体、13は周波数を調整するための導体パ
ターン、14はケース、15は遮蔽板、16は入力端子であ
る。
導体、12は外導体、13は周波数を調整するための導体パ
ターン、14はケース、15は遮蔽板、16は入力端子であ
る。
第10図に示すように、導体パターン13は内導体11と接続
され、この導体パターン13をレーザ、サンドブラスト、
研摩加工などの適当な手段を用いて除去して、周波数の
調整を行い、電気特性規格を満足したフィルタを形成す
る。
され、この導体パターン13をレーザ、サンドブラスト、
研摩加工などの適当な手段を用いて除去して、周波数の
調整を行い、電気特性規格を満足したフィルタを形成す
る。
そこで、周波数の調整方法を説明すると、第10図の(a)
の部分をトリミングして内導体との接続を断った場合は
周波数変化量は大きく、(b)の部分並びに(c)の部分をト
リミングする場合、周波数変化量は順に小さくなる。例
えば(a)の部分のトリミングを行った場合は周波数が約1
2MHz上昇し、(b)の部分のトリミングを行った場合は周
波数が約５MHz上昇し、(c)の部分のトリミングを行った
場合には約0.1MHz上昇する。
の部分をトリミングして内導体との接続を断った場合は
周波数変化量は大きく、(b)の部分並びに(c)の部分をト
リミングする場合、周波数変化量は順に小さくなる。例
えば(a)の部分のトリミングを行った場合は周波数が約1
2MHz上昇し、(b)の部分のトリミングを行った場合は周
波数が約５MHz上昇し、(c)の部分のトリミングを行った
場合には約0.1MHz上昇する。
（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の誘電体フィルタの周波数調整方法におけ
る問題点を列記すると次の通りとなる。
る問題点を列記すると次の通りとなる。
まず、第１のネジを用いた周波数調整方法では、 (1)ネジ挿入、調整、固定、封止と工程が複雑で工数も
多くかかる。
多くかかる。
(2)熟練を必要とし、手作業によるところが大きく、調
整の自動化が難しい。
整の自動化が難しい。
(3)高誘電率を有する誘電体の開発により、小型化し、
ネジによる調整作業は難しく、軽薄短小化の方向に反し
ている。
ネジによる調整作業は難しく、軽薄短小化の方向に反し
ている。
(4)調整ネジ方式であるため、固定、気密封止の面にお
いて問題が発生し、信頼性の低下の原因となる。
いて問題が発生し、信頼性の低下の原因となる。
更に、第２の導電パターンをトリミングする周波数調整
方法では、 (a)導電パターンは括れた形状を有するために、銅損に
よる無負荷Ｑｕの低減を招く。
方法では、 (a)導電パターンは括れた形状を有するために、銅損に
よる無負荷Ｑｕの低減を招く。
(b)導電パターンのトリミング手法が複雑であり、依然
その周波数の調整工程の改良の余地がある。
その周波数の調整工程の改良の余地がある。
本発明は、上記問題点を除去し、周波数の調整が容易
で、自動化を促進し得る誘電体フィルタの周波数調整方
法を提供することを目的とする。
で、自動化を促進し得る誘電体フィルタの周波数調整方
法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） 本発明は、上記問題点を解決するために、誘電体フィル
タの周波数調整方法において、周波数調整用パターンは
その端縁部と外導体との距離が誘電体フィルタの長さ方
向に変化する形状を有し、該端縁部の誘電体フィルタの
長さ方向の複数箇所を除去し、外導体の周波数調整パタ
ーンとの間の間隔を適宜変化させることにより、周波数
の調整を行うようにしたものである。
タの周波数調整方法において、周波数調整用パターンは
その端縁部と外導体との距離が誘電体フィルタの長さ方
向に変化する形状を有し、該端縁部の誘電体フィルタの
長さ方向の複数箇所を除去し、外導体の周波数調整パタ
ーンとの間の間隔を適宜変化させることにより、周波数
の調整を行うようにしたものである。
（作用） 本発明によれば、上記のように、周波数調整用パターン
はその端縁部と外導体との距離が誘電体フィルタの長さ
方向に変化する形状を有し、その端縁部の誘電体フィル
タの長さ方向の複数箇所を除去し、外導体と周波数調整
パターンとの間の間隔を適宜変化させ、周波数の調整を
行うようにしたので、外導体とパターンとの距離が近い
部分は容量結合が大きく、遠く離れている部分は容量が
小さいので、近い部分を削ると周波数は大きく変化し、
遠い部分を削ると周波数はあまり変化しない。これに着
目して、誘電体フィルタの周波数の粗調整から微調整を
行なうことができる。
はその端縁部と外導体との距離が誘電体フィルタの長さ
方向に変化する形状を有し、その端縁部の誘電体フィル
タの長さ方向の複数箇所を除去し、外導体と周波数調整
パターンとの間の間隔を適宜変化させ、周波数の調整を
行うようにしたので、外導体とパターンとの距離が近い
部分は容量結合が大きく、遠く離れている部分は容量が
小さいので、近い部分を削ると周波数は大きく変化し、
遠い部分を削ると周波数はあまり変化しない。これに着
目して、誘電体フィルタの周波数の粗調整から微調整を
行なうことができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す誘電体フィルタの要部
平面図、第２図はその誘電体フィルタの断面図、第３図
はその誘電体フィルタの周波数の調整方法を説明する
図、第４図はその周波数の調整におけるトリミング面積
と周波数調整量との関係を示す図である。
平面図、第２図はその誘電体フィルタの断面図、第３図
はその誘電体フィルタの周波数の調整方法を説明する
図、第４図はその周波数の調整におけるトリミング面積
と周波数調整量との関係を示す図である。
図中、21は均質で単体の誘電体コア、22は円筒状の中心
導体、23は誘電体コア21の底面及び側面に金属被膜によ
って形成される外導体、24は中心導体22の上端に接続さ
れる周波数を調整するための導体パターン（ＡｕやＣｕ
等の低抵抗の金属からなる金属被膜）、25はトリミング
部分、26はケース、27は遮蔽板、28は入力端子である。
導体、23は誘電体コア21の底面及び側面に金属被膜によ
って形成される外導体、24は中心導体22の上端に接続さ
れる周波数を調整するための導体パターン（ＡｕやＣｕ
等の低抵抗の金属からなる金属被膜）、25はトリミング
部分、26はケース、27は遮蔽板、28は入力端子である。
第１図及び第３図に示すように、導体パターン24は全体
的にベタパターンである。これは導体パターンが縊れる
ことによる無負荷Ｑｕの劣化を防止するのに寄与する。
この導体パターン24は外導体23と対向する側の端縁部は
傾斜し、導体パターン24と外導体23との距離が誘電体フ
ィルタの長さ方向に変化するような形状に形成されてい
る。
的にベタパターンである。これは導体パターンが縊れる
ことによる無負荷Ｑｕの劣化を防止するのに寄与する。
この導体パターン24は外導体23と対向する側の端縁部は
傾斜し、導体パターン24と外導体23との距離が誘電体フ
ィルタの長さ方向に変化するような形状に形成されてい
る。
そこで、周波数の調整を行うために、第３図に示すよう
に、ｘ軸に沿ってトリミング箇所を変化させると、その
周波数の調整量を変化させることができる。即ち、外導
体23と導体パターン24との距離が近いｘ１軸上の導体パ
ターン24の端縁部をトリミングすると、周波数は大きく
変化し、第４図に示す素調整を行うことができる。ま
た、外導体23と導体パターン24との距離が中程のｘ２軸
上の導体パターン24端縁部をトリミングすると、周波数
は中程に変化し、第４図に示す中間調整を行うことがで
きる。更に、外導体23と導体パターン24との距離が遠い
ｘ３軸上の導体パターン24の端縁部をトリミングする
と、周波数の変化は小さく、第４図に示す微調整を行う
ことができる。
に、ｘ軸に沿ってトリミング箇所を変化させると、その
周波数の調整量を変化させることができる。即ち、外導
体23と導体パターン24との距離が近いｘ１軸上の導体パ
ターン24の端縁部をトリミングすると、周波数は大きく
変化し、第４図に示す素調整を行うことができる。ま
た、外導体23と導体パターン24との距離が中程のｘ２軸
上の導体パターン24端縁部をトリミングすると、周波数
は中程に変化し、第４図に示す中間調整を行うことがで
きる。更に、外導体23と導体パターン24との距離が遠い
ｘ３軸上の導体パターン24の端縁部をトリミングする
と、周波数の変化は小さく、第４図に示す微調整を行う
ことができる。
このように、導体パターン24の構造はシンプルであり、
その導体パターン24傾斜角度とｘ軸の位置を予め記憶さ
せることにより、例えば、サンドブラスト口の位置をそ
の記憶された値にしたがって、導体パターン24の端縁部
をｘ軸上に沿って移動させ、導体パターン24の端縁部を
トリミングするだけで、容易に周波数の正確な調整を行
うことができ、電気特性規格を満足した誘電体フィルタ
を得ることができる。
その導体パターン24傾斜角度とｘ軸の位置を予め記憶さ
せることにより、例えば、サンドブラスト口の位置をそ
の記憶された値にしたがって、導体パターン24の端縁部
をｘ軸上に沿って移動させ、導体パターン24の端縁部を
トリミングするだけで、容易に周波数の正確な調整を行
うことができ、電気特性規格を満足した誘電体フィルタ
を得ることができる。
因に、中心周波数880MHzの誘電体フィルタの入力段の誘
電体共振器において、第５図に示す導体パターンの場
合、以下の条件で次のような周波数の調整を行う。こと
ができる。即ち、 導体パターンの幅ａは4.6mm、導体パターンの長さｂは
３mm、中心導体の直径ｃは２mm、導体パターンの部分の
長さｄは0.5mm、導体パターンの傾斜部の高さｅは1.3m
m、誘電体コアの幅ｆは６mmとした場合に、ｘ１軸上の
導体パターンの傾斜部を1.57mm2トリミングすると２MH
z、ｘ３軸上の導体パターンの傾斜部を1.57mm2トリミン
グすると0.2MHzのそれぞれの周波数調整量を得ることが
できる。
電体共振器において、第５図に示す導体パターンの場
合、以下の条件で次のような周波数の調整を行う。こと
ができる。即ち、 導体パターンの幅ａは4.6mm、導体パターンの長さｂは
３mm、中心導体の直径ｃは２mm、導体パターンの部分の
長さｄは0.5mm、導体パターンの傾斜部の高さｅは1.3m
m、誘電体コアの幅ｆは６mmとした場合に、ｘ１軸上の
導体パターンの傾斜部を1.57mm2トリミングすると２MH
z、ｘ３軸上の導体パターンの傾斜部を1.57mm2トリミン
グすると0.2MHzのそれぞれの周波数調整量を得ることが
できる。
第11図は第２の誘電体フィルタの周波数の調整方法を説
明する図であり、導体パターン30は略Ｘ字形に形成し、
その導体パターン30の傾斜した端縁部をｘ軸上に移動さ
せて、トリミングすることにより、上記したと同様にそ
の調整感度を変化させて調整することができる。
明する図であり、導体パターン30は略Ｘ字形に形成し、
その導体パターン30の傾斜した端縁部をｘ軸上に移動さ
せて、トリミングすることにより、上記したと同様にそ
の調整感度を変化させて調整することができる。
第12図は第３の誘電体フィルタの周波数の調整方法を説
明する図であり、導体パターン31は階段状の傾斜部を有
する略四角形をなし、その導体パターン31の傾斜した端
縁部をｘ軸上に移動させて、トリミングすることによ
り、上記したと同様にその周波数の調整を行うことがで
きる。
明する図であり、導体パターン31は階段状の傾斜部を有
する略四角形をなし、その導体パターン31の傾斜した端
縁部をｘ軸上に移動させて、トリミングすることによ
り、上記したと同様にその周波数の調整を行うことがで
きる。
また、導体パターン32は、第13図に示すように、傾斜し
た楕円形に、或いは導体パターン33、第14図に示すよう
に傾斜した平行四辺形乃至菱形に形成し、それぞれ前記
したようにそれらの導体パターンの傾斜した端縁部をｘ
軸上に移動させて、トリミングすることにより、その周
波数の調整を行うことができる。
た楕円形に、或いは導体パターン33、第14図に示すよう
に傾斜した平行四辺形乃至菱形に形成し、それぞれ前記
したようにそれらの導体パターンの傾斜した端縁部をｘ
軸上に移動させて、トリミングすることにより、その周
波数の調整を行うことができる。
更に、本発明の誘電体フィルタによれば、誘電体コアを
金属被膜でほとんどの面積を覆うので、気密封止の必要
がなくなり、開放型のフィルタを提供することが可能と
なった。
金属被膜でほとんどの面積を覆うので、気密封止の必要
がなくなり、開放型のフィルタを提供することが可能と
なった。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、開放形
の誘電体フィルタの周波数調整のための導体パターンは
その端縁部と外導体との距離が誘電体フィルタの長さ方
向に変化する形状に形成し、その端縁部の誘電体フィル
タの長さ方向の複数箇所を除去し、周波数の調整を行う
ようにしたので、導体パターンのトリミングにより粗調
整から微調整まで、きめの細かい調整を容易に行うこと
が可能であり、しかも調整工数の大幅な削減を図ること
ができる。また、調整の自動化が図り易く、量産性に適
しており、かつ、信頼性の高いフィルタを得ることがで
きる。
の誘電体フィルタの周波数調整のための導体パターンは
その端縁部と外導体との距離が誘電体フィルタの長さ方
向に変化する形状に形成し、その端縁部の誘電体フィル
タの長さ方向の複数箇所を除去し、周波数の調整を行う
ようにしたので、導体パターンのトリミングにより粗調
整から微調整まで、きめの細かい調整を容易に行うこと
が可能であり、しかも調整工数の大幅な削減を図ること
ができる。また、調整の自動化が図り易く、量産性に適
しており、かつ、信頼性の高いフィルタを得ることがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を示す誘電体フィルタの要部
平面図、第２図はその誘電体フィルタの断面図、第３図
はその誘電体フィルタの周波数の調整方法を説明する
図、第４図はその周波数の調整におけるトリミング面積
と周波数調整量との関係を示す図、第５図は本発明の周
波数調整例を示す図、第６図は従来の誘電体フィルタの
断面図、第７図は第６図に示すフィルタの誘電体共振器
の部分拡大図、第８図はその誘電体フィルタの周波数の
調整手順を説明する図、第９図は従来の他の誘電体フィ
ルタの断面図、第10図は第９図に示すフィルタの周波数
調整方法を説明する図、第11図は本発明の誘電体フィル
タの第２の周波数の調整方法を説明する図、第12図は本
発明の誘電体フィルタの第３の周波数の調整方法を説明
する図、第13図は本発明の誘電体フィルタの第４の周波
数の調整方法を説明する図、第14図は本発明の誘電体フ
ィルタの第５の周波数の調整方法を説明する図である。 21……誘電体コア、22……中心導体、23……外導体、2
4，30，31，32……導体パターン、25……トリミング部
分、26……ケース、27……遮蔽板、28……入力端子。
平面図、第２図はその誘電体フィルタの断面図、第３図
はその誘電体フィルタの周波数の調整方法を説明する
図、第４図はその周波数の調整におけるトリミング面積
と周波数調整量との関係を示す図、第５図は本発明の周
波数調整例を示す図、第６図は従来の誘電体フィルタの
断面図、第７図は第６図に示すフィルタの誘電体共振器
の部分拡大図、第８図はその誘電体フィルタの周波数の
調整手順を説明する図、第９図は従来の他の誘電体フィ
ルタの断面図、第10図は第９図に示すフィルタの周波数
調整方法を説明する図、第11図は本発明の誘電体フィル
タの第２の周波数の調整方法を説明する図、第12図は本
発明の誘電体フィルタの第３の周波数の調整方法を説明
する図、第13図は本発明の誘電体フィルタの第４の周波
数の調整方法を説明する図、第14図は本発明の誘電体フ
ィルタの第５の周波数の調整方法を説明する図である。 21……誘電体コア、22……中心導体、23……外導体、2
4，30，31，32……導体パターン、25……トリミング部
分、26……ケース、27……遮蔽板、28……入力端子。
Claims (1)
- 【請求項１】均質で単体の誘電体コアに複数の中心導体
を形成して複数の誘電体共振器を構成し、前記中心導体
の上端部から延びる金属被膜を直接メタライズした周波
数調整用パターンを具備する誘電体フィルタの周波数調
整方法において、 前記周波数調整用パターンはその端縁部と外導体との距
離が誘電体フィルタの長さ方向に変化する形状に形成
し、該端縁部の誘電体フィルタの長さ方向の複数箇所を
除去し、周波数の調整を行うことを特徴とする誘電体フ
ィルタの周波数調整方法。
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