JPH06237103A - 多モード積層共振器フィルタ - Google Patents
多モード積層共振器フィルタInfo
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- JPH06237103A JPH06237103A JP5285068A JP28506893A JPH06237103A JP H06237103 A JPH06237103 A JP H06237103A JP 5285068 A JP5285068 A JP 5285068A JP 28506893 A JP28506893 A JP 28506893A JP H06237103 A JPH06237103 A JP H06237103A
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- H01P1/203—Strip line filters
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- H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 小型化された共振器フィルタを提供する。
【構成】 電磁信号ためのフィルタ３２は平面状共振器
３８，４０，４２の組から、好ましくは超電導材料から
形成され、共振器は電気的導電板状体４４，４６の組内
に挿入され、板状体のほとんどは接地平面をなし、板状
体の内部のものは共振器間の電磁パワーの結合のための
アイリス４８を有する。共振器及び板状体は平面状形状
であり互いに平行であって、交互に積層されている。誘
電体材料層５８，６０，６２はそれぞれの位置において
共振器及び板状体の絶縁と保持をなす。共振器の組内に
は少なくとも２つの共振器があり、板状体の組には少な
くとも１つの内部板状体がある。第１結合素子は電磁信
号をフィルタの共振器へ結合し、第２結合素子は電磁信
号を、好ましくは他の共振器から抽出する。各共振器
は、二つの基本モードを有する。
３８，４０，４２の組から、好ましくは超電導材料から
形成され、共振器は電気的導電板状体４４，４６の組内
に挿入され、板状体のほとんどは接地平面をなし、板状
体の内部のものは共振器間の電磁パワーの結合のための
アイリス４８を有する。共振器及び板状体は平面状形状
であり互いに平行であって、交互に積層されている。誘
電体材料層５８，６０，６２はそれぞれの位置において
共振器及び板状体の絶縁と保持をなす。共振器の組内に
は少なくとも２つの共振器があり、板状体の組には少な
くとも１つの内部板状体がある。第１結合素子は電磁信
号をフィルタの共振器へ結合し、第２結合素子は電磁信
号を、好ましくは他の共振器から抽出する。各共振器
は、二つの基本モードを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多極伝送帯域を特徴と
するバンドパス機能を備えたマイクロ波信号などの電磁
信号のフィルタに関し、特に小型化された配置のフィル
タ構造を有し、平面状形態の複数の共振器が互いに交互
に積層され単一共振器内の複数の電磁振動モードを提供
するフィルタに関する。かかる共振器は、共振器間に配
置されアイリスを有する誘電体材料によって、離れて保
持され、共振器内の電磁パワーを結合する。
するバンドパス機能を備えたマイクロ波信号などの電磁
信号のフィルタに関し、特に小型化された配置のフィル
タ構造を有し、平面状形態の複数の共振器が互いに交互
に積層され単一共振器内の複数の電磁振動モードを提供
するフィルタに関する。かかる共振器は、共振器間に配
置されアイリスを有する誘電体材料によって、離れて保
持され、共振器内の電磁パワーを結合する。
【０００２】
【従来の技術】フィルタは、信号処理、通信及び他の機
能のために多くの回路に採用されている。ここで、とく
に興味あることは、プリント回路基板上に構成される回
路であって、ギガヘルツ領域の周波数のようなマイクロ
波周波数にて動作する回路である。かかる信号は、トラ
ンジスタ及び他の固体素子装置によって処理され、空洞
共振器の直列形態のアナログフィルタ、あるいはマイク
ロストリップ形態に構成された共振器を用いて処理され
ている。例えば、その応答の数学的表現が多くの極によ
って特徴付けられる楕円関数又はチェビシェフ応答を有
するバンドパスフィルタを提供するためには、フィルタ
は多くの断面を有する。各断面は、回路のマイクロスト
リップ形態において、フィルタ伝達関数内に生成される
べき各極に対して単一共振器を有する。
能のために多くの回路に採用されている。ここで、とく
に興味あることは、プリント回路基板上に構成される回
路であって、ギガヘルツ領域の周波数のようなマイクロ
波周波数にて動作する回路である。かかる信号は、トラ
ンジスタ及び他の固体素子装置によって処理され、空洞
共振器の直列形態のアナログフィルタ、あるいはマイク
ロストリップ形態に構成された共振器を用いて処理され
ている。例えば、その応答の数学的表現が多くの極によ
って特徴付けられる楕円関数又はチェビシェフ応答を有
するバンドパスフィルタを提供するためには、フィルタ
は多くの断面を有する。各断面は、回路のマイクロスト
リップ形態において、フィルタ伝達関数内に生成される
べき各極に対して単一共振器を有する。
【０００３】回路に採用された１つ以上のフィルタによ
って占められる空間があるために回路が大きくなる問題
が起る。空洞共振器フィルタの場合、各空洞は物理的に
大きく、特に低い周波数で、物理的大きさが空洞フィル
タの利用に反して増大する。よって、電子回路のために
有効な空間が制限されている状態、例えば方向通信シス
テムの一部として働くサテライトにおけるような電子回
路においては、信号処理回路に用いられたフィルタの重
量を減らすと同様にフィルタの大きさを減らす必要があ
る。
って占められる空間があるために回路が大きくなる問題
が起る。空洞共振器フィルタの場合、各空洞は物理的に
大きく、特に低い周波数で、物理的大きさが空洞フィル
タの利用に反して増大する。よって、電子回路のために
有効な空間が制限されている状態、例えば方向通信シス
テムの一部として働くサテライトにおけるような電子回
路においては、信号処理回路に用いられたフィルタの重
量を減らすと同様にフィルタの大きさを減らす必要があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フィ
ルタにより上記問題を解消することにあり、小型化され
た共振器フィルタを提供することにある。
ルタにより上記問題を解消することにあり、小型化され
た共振器フィルタを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかるフィルタは直列の
共振器を用い、共振器が一般的に平面状に配置され、共
振器が共振器の空間的に離れた配置において互いに積層
されている。本発明による実施例においては、共振器は
誘電体材料の壁によってそれぞれの位置に保持されてい
る。誘電体材料は、比較的高い誘電率を有し各共振器に
よって保持された立ち上がり波の波長を減少させ、これ
によって共振器の横方向寸法の範囲におけるフィルタ全
体の構成を減少せしめる。各共振器には、その１つの共
振器上において入力供給ポイントからある距離だけ離れ
て配置された切欠又はタブの如き摂動が備えられてい
る。例えば、共振器が正方形又は矩形形状の場合、摂動
は各共振器の角に配置されつつ、入力共振器の供給ポイ
ントが共振器の側縁の中間点に配置される。摂動は、各
共振器において立ち上がり電磁波の振動の２つのモード
が存在するように、電磁波の振動の第２モードを導入す
る。
共振器を用い、共振器が一般的に平面状に配置され、共
振器が共振器の空間的に離れた配置において互いに積層
されている。本発明による実施例においては、共振器は
誘電体材料の壁によってそれぞれの位置に保持されてい
る。誘電体材料は、比較的高い誘電率を有し各共振器に
よって保持された立ち上がり波の波長を減少させ、これ
によって共振器の横方向寸法の範囲におけるフィルタ全
体の構成を減少せしめる。各共振器には、その１つの共
振器上において入力供給ポイントからある距離だけ離れ
て配置された切欠又はタブの如き摂動が備えられてい
る。例えば、共振器が正方形又は矩形形状の場合、摂動
は各共振器の角に配置されつつ、入力共振器の供給ポイ
ントが共振器の側縁の中間点に配置される。摂動は、各
共振器において立ち上がり電磁波の振動の２つのモード
が存在するように、電磁波の振動の第２モードを導入す
る。
【０００６】共振器は、互いに平行にかつ、共振器に垂
直な共通軸に同軸に配置されている。金属板又は箔体形
態の電気的導電板状体が共振器間に配置され、各板状体
は、共通軸周りに対称的に配置されたアイリスを備えて
いる。アイリスは、１つの共振器から次の共振器へ電磁
パワーを結合する働きをなす。アイリスは、円形若しく
は等しい腕からなる十字形のような円形対称に構成さ
れ、又は楕円形若しくは等しくない腕からなる十字形の
ような長手の形状のように対称に構成される。円形対称
のアイリスは、共振器の両モードから等しくなるように
直列の次の共振器の両モードへパワーを結合する働きを
なす。長手のアイリスの場合は、１つのモードのパワー
の結合が、アイリスの長手の方向にそって伸びる振動モ
ードのより大きいパワー伝達により、優先的に強い結合
が起り、アイリスの横方向に沿って伸びるモードでは減
少した結合が起る。
直な共通軸に同軸に配置されている。金属板又は箔体形
態の電気的導電板状体が共振器間に配置され、各板状体
は、共通軸周りに対称的に配置されたアイリスを備えて
いる。アイリスは、１つの共振器から次の共振器へ電磁
パワーを結合する働きをなす。アイリスは、円形若しく
は等しい腕からなる十字形のような円形対称に構成さ
れ、又は楕円形若しくは等しくない腕からなる十字形の
ような長手の形状のように対称に構成される。円形対称
のアイリスは、共振器の両モードから等しくなるように
直列の次の共振器の両モードへパワーを結合する働きを
なす。長手のアイリスの場合は、１つのモードのパワー
の結合が、アイリスの長手の方向にそって伸びる振動モ
ードのより大きいパワー伝達により、優先的に強い結合
が起り、アイリスの横方向に沿って伸びるモードでは減
少した結合が起る。
【０００７】各共振器における電磁波の振動の２つのモ
ードの使用は、各共振器に対するフィルタ伝達関数の２
つの極として数学的に表現される。これによって、共振
器の必要数は伝達関数の極の数の半分に等しくなる。こ
れにより、上記の共通軸方向に沿って測定したフィルタ
の高さの方向において、フィルタ全体の寸法を、減少せ
しめる。このことは、上面及び底面接地平面を含めて、
これらを金属板又は箔体で形成でき、共振器の積層接地
平面間に配置できる利点をもたらす。これは漏れを減少
せしめかつ、共振の質を向上させる。実施例において、
接地平面を伴う共振器の積層全体は、金属の如き電気的
導電材料から形成される包囲体、又はハウジングの内部
に収納される。
ードの使用は、各共振器に対するフィルタ伝達関数の２
つの極として数学的に表現される。これによって、共振
器の必要数は伝達関数の極の数の半分に等しくなる。こ
れにより、上記の共通軸方向に沿って測定したフィルタ
の高さの方向において、フィルタ全体の寸法を、減少せ
しめる。このことは、上面及び底面接地平面を含めて、
これらを金属板又は箔体で形成でき、共振器の積層接地
平面間に配置できる利点をもたらす。これは漏れを減少
せしめかつ、共振の質を向上させる。実施例において、
接地平面を伴う共振器の積層全体は、金属の如き電気的
導電材料から形成される包囲体、又はハウジングの内部
に収納される。
【０００８】フィルタの最小配置は、２つの共振器間に
単一アイリスを配置したものである。３つ以上の共振器
を用いる場合は、２つ以上のアイリスを用いる。電気的
導電性板状体の種々のアイリスは、接地電位の如き共通
電位に維持される。従って、上記のハウジングの壁にあ
る接地条帯を用いて、アイリスを持つ電気的導電板状体
間の電気的接続をなす。共振器が金属で形成されると
き、90度ケルビン以下の温度で超電導モードにて電流を
流すイットリウム−バリウム−銅酸化物(YBCO)の如き超
電導材料を用いることが好ましい。共振器間の結合は、
種々の共振器間の空間を変化させることにより調節でき
る。
単一アイリスを配置したものである。３つ以上の共振器
を用いる場合は、２つ以上のアイリスを用いる。電気的
導電性板状体の種々のアイリスは、接地電位の如き共通
電位に維持される。従って、上記のハウジングの壁にあ
る接地条帯を用いて、アイリスを持つ電気的導電板状体
間の電気的接続をなす。共振器が金属で形成されると
き、90度ケルビン以下の温度で超電導モードにて電流を
流すイットリウム−バリウム−銅酸化物(YBCO)の如き超
電導材料を用いることが好ましい。共振器間の結合は、
種々の共振器間の空間を変化させることにより調節でき
る。
【０００９】フィルタの入力出力の電磁パワー結合は、
プローブ及び/又はスロットのような結合素子を用いる
ことによって達成することができる。例えば、プローブ
を、壁から絶縁鞘体によって絶縁しつつハウジング壁を
通して、共振器周囲領域の近傍位置まで延ばすことがで
きる。電磁気結合は、プローブ及び共振器間の間隙によ
り得られる。プローブは、共振器平面に垂直に又は共振
器平面に平行に配向される。共振器への電磁パワーの結
合ポイントは、共通軸を含みかつ、共振器上の立ち上が
り波の振動の２つのモードの１つに平行な平面内に存在
する。第２結合素子は、これは好ましくパワー抽出が同
一共振器に結合されるものであるが、他の共振器へ結合
される。実施例において、第２結合素子は、上記の平面
に垂直でかつ共通軸を含む平面にある結合ポイントに配
置される。これによって第２の２つのモードを共振器内
で結合する。結合素子の他の構成は、１つの接地平面に
設けられたスロットであって、これは共振器の下縁に伸
長している。
プローブ及び/又はスロットのような結合素子を用いる
ことによって達成することができる。例えば、プローブ
を、壁から絶縁鞘体によって絶縁しつつハウジング壁を
通して、共振器周囲領域の近傍位置まで延ばすことがで
きる。電磁気結合は、プローブ及び共振器間の間隙によ
り得られる。プローブは、共振器平面に垂直に又は共振
器平面に平行に配向される。共振器への電磁パワーの結
合ポイントは、共通軸を含みかつ、共振器上の立ち上が
り波の振動の２つのモードの１つに平行な平面内に存在
する。第２結合素子は、これは好ましくパワー抽出が同
一共振器に結合されるものであるが、他の共振器へ結合
される。実施例において、第２結合素子は、上記の平面
に垂直でかつ共通軸を含む平面にある結合ポイントに配
置される。これによって第２の２つのモードを共振器内
で結合する。結合素子の他の構成は、１つの接地平面に
設けられたスロットであって、これは共振器の下縁に伸
長している。
【００１０】
【実施例】以下に本発明による実施例を図面を参照しつ
つ説明する。図1は、ある回路20を示し、これは、絶縁
材料からなる回路基板22上に構成され種々の導電体(図
示せず)にて接続された構成部品24、26、28及び30から
なる。例えば、構成部品24、26、28及び30は、増幅器、
変調器、アナログ及びデジタル信号変換器などを含む。
回路20は、本発明によるフィルタ32であって、同軸ケー
ブル34及び36で、それぞれの回路構成部品28及び30へ接
続されたものを含んでいる。
つ説明する。図1は、ある回路20を示し、これは、絶縁
材料からなる回路基板22上に構成され種々の導電体(図
示せず)にて接続された構成部品24、26、28及び30から
なる。例えば、構成部品24、26、28及び30は、増幅器、
変調器、アナログ及びデジタル信号変換器などを含む。
回路20は、本発明によるフィルタ32であって、同軸ケー
ブル34及び36で、それぞれの回路構成部品28及び30へ接
続されたものを含んでいる。
【００１１】本発明によれば、図2に示すように、フィ
ルタ32は、共振器38、40及び42の組と、これら間に配置
された電気的導電板状体44及び46からなる。板状体44
は、共振器38及び40間の結合電磁信号ためのアイリス48
を有し、板状体46は、共振器40及び42間の結合電磁信号
ためのアイリス50を有している。共振器38、40及び42
は、共通軸52(図3)の周りに対称的に配置され共振器積
層体を形成する。接地平面54は、共振器38に向かう共振
器積層の底面に配置され、接地平面56は、共振器42に向
かう共振器積層の上面に配置される。共振器38は誘電体
材料層58内に埋設され、層は、接地平面54及び板状体44
間のスペーサの機能をなす。同様に、共振器40は誘電体
材料層60内に埋設され、層は共振器40を板状体44及び46
から離間するように保持し、さらに共振器42は、誘電体
材料層62内に埋設され、層は共振器42を板状体46及び接
地平面56間から離間するように保持する。上記の構成部
品であるフィルタ32は、共振器38、40及び42を含み、板
状体44及び46並びに接地平面54及び56は、ハウジング64
内に収納されており、ハウジング64は、銅又はアルミニ
ウムなどの電気的導電材料からなり、回路20の他の構成
部品をフィルタ32内の電磁波からシールドする機能を有
し、フィルタ32からの電磁パワーの放射漏れを防止す
る。
ルタ32は、共振器38、40及び42の組と、これら間に配置
された電気的導電板状体44及び46からなる。板状体44
は、共振器38及び40間の結合電磁信号ためのアイリス48
を有し、板状体46は、共振器40及び42間の結合電磁信号
ためのアイリス50を有している。共振器38、40及び42
は、共通軸52(図3)の周りに対称的に配置され共振器積
層体を形成する。接地平面54は、共振器38に向かう共振
器積層の底面に配置され、接地平面56は、共振器42に向
かう共振器積層の上面に配置される。共振器38は誘電体
材料層58内に埋設され、層は、接地平面54及び板状体44
間のスペーサの機能をなす。同様に、共振器40は誘電体
材料層60内に埋設され、層は共振器40を板状体44及び46
から離間するように保持し、さらに共振器42は、誘電体
材料層62内に埋設され、層は共振器42を板状体46及び接
地平面56間から離間するように保持する。上記の構成部
品であるフィルタ32は、共振器38、40及び42を含み、板
状体44及び46並びに接地平面54及び56は、ハウジング64
内に収納されており、ハウジング64は、銅又はアルミニ
ウムなどの電気的導電材料からなり、回路20の他の構成
部品をフィルタ32内の電磁波からシールドする機能を有
し、フィルタ32からの電磁パワーの放射漏れを防止す
る。
【００１２】３つの共振器38、40及び42は、例えば、理
解されるように、必要であれば２つだけの共振器を共振
器積層に設けてもよく、又は、必要であれば、４つ、５
つそれ以上の共振器を共振器積層に設けてもよい。同様
に、図2の２つの板状体44及び46は例えば、１つだけの
板状体のとき２つの共振器の積層のケースに設けられ、
さらに３つの板状体では４つの共振器の積層に設けられ
るので、理解されるように、共振器の数より１つ少ない
板状体が存在する。フィルタ32の１つの実施例において
は、ハウジング64、共振器40、42及び44、板状体44及び
46、並びに接地平面54及び56は、例えば銅又はアルミニ
ウムなどの電気的導電材料の適当な金属から構成され
る。
解されるように、必要であれば２つだけの共振器を共振
器積層に設けてもよく、又は、必要であれば、４つ、５
つそれ以上の共振器を共振器積層に設けてもよい。同様
に、図2の２つの板状体44及び46は例えば、１つだけの
板状体のとき２つの共振器の積層のケースに設けられ、
さらに３つの板状体では４つの共振器の積層に設けられ
るので、理解されるように、共振器の数より１つ少ない
板状体が存在する。フィルタ32の１つの実施例において
は、ハウジング64、共振器40、42及び44、板状体44及び
46、並びに接地平面54及び56は、例えば銅又はアルミニ
ウムなどの電気的導電材料の適当な金属から構成され
る。
【００１３】本発明の他の実施例においては、各共振器
38、40及び42は、90度ケルビン以下の温度で超電導モー
ドにて電流を流すイットリウム−バリウム−銅酸化物(Y
BCO)の如き超電導材料で形成される。ほかの同様な超電
導材料としては、銅酸化物とビスマス又はタリウムの如
き他の希土類金属との組合せたもの、さらにはYBCOのス
トロンチウムをバリウムに置換したものが、必要であれ
ば、共振器38、40及び42の構成に用いられる。共振器の
超電導形態は、フィルタ32の動作においてかかる共振器
が高いQ(尖鋭度)をもたらすので好ましく、これによっ
て、金属で構成された共振器で動作する通過帯域よりも
より鋭く規定された伝達関数を有するフィルタを得るこ
とができる。
38、40及び42は、90度ケルビン以下の温度で超電導モー
ドにて電流を流すイットリウム−バリウム−銅酸化物(Y
BCO)の如き超電導材料で形成される。ほかの同様な超電
導材料としては、銅酸化物とビスマス又はタリウムの如
き他の希土類金属との組合せたもの、さらにはYBCOのス
トロンチウムをバリウムに置換したものが、必要であれ
ば、共振器38、40及び42の構成に用いられる。共振器の
超電導形態は、フィルタ32の動作においてかかる共振器
が高いQ(尖鋭度)をもたらすので好ましく、これによっ
て、金属で構成された共振器で動作する通過帯域よりも
より鋭く規定された伝達関数を有するフィルタを得るこ
とができる。
【００１４】板状体44及び46は、同一電気ポテンシャル
で動作し、従って、銅又はアルミニウムから形成され得
る電気的導電条帯66(図2)は、電気的板状体44及び46を
接続し等電位の表面を提供する。板状体の複数を用いた
より大きな共振器積層ためには、条帯66を伸長し、すべ
ての板状体を電気的に接続して単一等電位の表面を得
る。必要であれば、図3に示す他の実施例にあるよう
に、板状体44及び46の各々は、他の板状体も同様に、ハ
ウジング64の壁に接続され、ハウジング壁が電気的に板
状体を接続する役目をなし等電位関係を得る。また、他
の実施例によれば、ハウジング64の上面及び底面壁は、
それぞれ接地平面56及び54の機能を果たすこともでき
る。
で動作し、従って、銅又はアルミニウムから形成され得
る電気的導電条帯66(図2)は、電気的板状体44及び46を
接続し等電位の表面を提供する。板状体の複数を用いた
より大きな共振器積層ためには、条帯66を伸長し、すべ
ての板状体を電気的に接続して単一等電位の表面を得
る。必要であれば、図3に示す他の実施例にあるよう
に、板状体44及び46の各々は、他の板状体も同様に、ハ
ウジング64の壁に接続され、ハウジング壁が電気的に板
状体を接続する役目をなし等電位関係を得る。また、他
の実施例によれば、ハウジング64の上面及び底面壁は、
それぞれ接地平面56及び54の機能を果たすこともでき
る。
【００１５】壁58、60及び62のすべては、同一誘電体材
料で形成でき、誘電体材料としては、石英、又はアルミ
ナ若しくはランタンアルミン酸塩などのセラミックが適
当な誘電体材料である。かかる誘電体材料は有効であ
り、誘電体材料の壁58、60及び62、共振器38、40及び4
2、並びに板状体44及び46がフォトリソグラフィーによ
って交互に形成でき、フィルタの正確な複製が可能な製
造方法により正確な寸法のフィルタ32の構成部品が得ら
れ、これによって同一電気特性を有するフィルタを大量
生産できる。上記の誘電体材料を用いるさらなる効果
は、誘電率が空気より著しく高いことにより、共振器3
8、40及び42のいずれの相互作用から生じた電磁信号を
有する立ち上がり波の実質的物理的寸法を減少すること
である。このことは、小さなフィルタ伝達関数の多断面
空洞マイクロ波フィルタより非常に小さい物理的大きさ
のフィルタ32が得られることになる。
料で形成でき、誘電体材料としては、石英、又はアルミ
ナ若しくはランタンアルミン酸塩などのセラミックが適
当な誘電体材料である。かかる誘電体材料は有効であ
り、誘電体材料の壁58、60及び62、共振器38、40及び4
2、並びに板状体44及び46がフォトリソグラフィーによ
って交互に形成でき、フィルタの正確な複製が可能な製
造方法により正確な寸法のフィルタ32の構成部品が得ら
れ、これによって同一電気特性を有するフィルタを大量
生産できる。上記の誘電体材料を用いるさらなる効果
は、誘電率が空気より著しく高いことにより、共振器3
8、40及び42のいずれの相互作用から生じた電磁信号を
有する立ち上がり波の実質的物理的寸法を減少すること
である。このことは、小さなフィルタ伝達関数の多断面
空洞マイクロ波フィルタより非常に小さい物理的大きさ
のフィルタ32が得られることになる。
【００１６】共振器の動作において、発信又は共振の２
つの基本モードが得られ、ここで基準平面68(図4)にお
ける断面寸法又は直径は、電磁信号の半波長に等しい、
さらに基準平面68に垂直な断面寸法又は直径は、電磁信
号の半波長に等しい。共振が等しい共振器寸法によって
得られる同一周波数となるように選択される場合、一般
的に、フィルタ伝達関数は、複数の極を有するように数
学的に記述された楕円関数フィルタ又はチェビシェフフ
ィルタの如きバンドパスフィルタとなる。かかるフィル
タ伝達関数において、各極及び対応共振は、少し異なる
周波数である。従って、上記の基準平面68にある直径及
び上記の基準平面68の垂直にある直径は、少し異なる長
さとなる。各共振器38、40及び42は、略正方形又は矩形
となり、ある意味では、断面寸法は１パーセント程度異
なることもある。さらにまた、共振器40の断面寸法は、
共振器38のそれとは少し異なり、同様に共振器42の断面
寸法は共振器38及び40のそれとは異なる。この共振器寸
法の選択は、フィルタ32の通過帯域内において電磁信号
のための共振波長の組を定める。実施例においては、各
共振器は、その基本モードだけにおいて動作され、直径
が半波長に等しく、電磁波振動の高い次数モードでは一
波長にむしろ等しい。軸52に沿って測定した共振器38、
40及び42間の垂直間隔は、波長の略１／４又は１／１０
より小さくフィルタ32内の電磁信号振動の疑似モードの
発生を防止する。
つの基本モードが得られ、ここで基準平面68(図4)にお
ける断面寸法又は直径は、電磁信号の半波長に等しい、
さらに基準平面68に垂直な断面寸法又は直径は、電磁信
号の半波長に等しい。共振が等しい共振器寸法によって
得られる同一周波数となるように選択される場合、一般
的に、フィルタ伝達関数は、複数の極を有するように数
学的に記述された楕円関数フィルタ又はチェビシェフフ
ィルタの如きバンドパスフィルタとなる。かかるフィル
タ伝達関数において、各極及び対応共振は、少し異なる
周波数である。従って、上記の基準平面68にある直径及
び上記の基準平面68の垂直にある直径は、少し異なる長
さとなる。各共振器38、40及び42は、略正方形又は矩形
となり、ある意味では、断面寸法は１パーセント程度異
なることもある。さらにまた、共振器40の断面寸法は、
共振器38のそれとは少し異なり、同様に共振器42の断面
寸法は共振器38及び40のそれとは異なる。この共振器寸
法の選択は、フィルタ32の通過帯域内において電磁信号
のための共振波長の組を定める。実施例においては、各
共振器は、その基本モードだけにおいて動作され、直径
が半波長に等しく、電磁波振動の高い次数モードでは一
波長にむしろ等しい。軸52に沿って測定した共振器38、
40及び42間の垂直間隔は、波長の略１／４又は１／１０
より小さくフィルタ32内の電磁信号振動の疑似モードの
発生を防止する。
【００１７】共振器38、40及び42の構造に超電導材料を
用いる場合において、上記の90度ケルビン以下の温度に
フィルタ32を保持する必要がある。これは、フィルタ32
を冷却室(図示せず)に置いて、同軸ケーブル34及び36
(図1)で冷却室から外の回路20の他の構成部品へ接続す
ることで容易に達成される。また、回路20の構成部品
は、上記低温度で動作可能なガリウムヒ素化合物トラン
ジスタなどのトランジスタを用いることができ、この場
合、全体回路20を冷却室に配置できる。
用いる場合において、上記の90度ケルビン以下の温度に
フィルタ32を保持する必要がある。これは、フィルタ32
を冷却室(図示せず)に置いて、同軸ケーブル34及び36
(図1)で冷却室から外の回路20の他の構成部品へ接続す
ることで容易に達成される。また、回路20の構成部品
は、上記低温度で動作可能なガリウムヒ素化合物トラン
ジスタなどのトランジスタを用いることができ、この場
合、全体回路20を冷却室に配置できる。
【００１８】信号は、図示されたいくつかの結合素子配
置のいずれかを用いる結合手段の形態を介してフィルタ
32の内外に結合される。例えば、図2に示すように、フ
ィルタ32の内外の結合は、プローブ70及び72の手段によ
って達成され、プローブは、ケーブル34及び36の中央導
電体の伸長部分であって、共振器38及び42へ直接それぞ
れ接続している。例えば、プローブ70は、入力信号をフ
ィルタ32へ供給するとともにプローブ72は、フィルタ32
から出力信号を抽出する。プローブ70が基準平面68(図
4)にあるとともにプローブ72が基準平面68に垂直になる
ことが分かる。プローブ70は、立ち上がり波が基準平面
68にて振動して展開するように、共振器38内で電磁振動
モードを設定する。プローブ72は、垂直に基準平面68に
垂直な平面にて振動する電磁波と相互作用して基準平面
68に垂直な共振器42における振動モードからパワーを抽
出する。また、２つのプローブ74及び76(図3)は、共振
器38及び42に平行な方向において、ハウジング64の側壁
78に垂直に伸長する。プローブ74及び76は、共振器38及
び42からそれぞれ間隙80及び82だけ離れて、共振器38へ
共振器42から電磁パワー結合をなす。結合素子配置にお
けるほかのものでは、プローブ74及び76は、基準平面68
又は軸52を含み基準平面68に垂直な平面の如き、軸52を
もつ共通平面にある。
置のいずれかを用いる結合手段の形態を介してフィルタ
32の内外に結合される。例えば、図2に示すように、フ
ィルタ32の内外の結合は、プローブ70及び72の手段によ
って達成され、プローブは、ケーブル34及び36の中央導
電体の伸長部分であって、共振器38及び42へ直接それぞ
れ接続している。例えば、プローブ70は、入力信号をフ
ィルタ32へ供給するとともにプローブ72は、フィルタ32
から出力信号を抽出する。プローブ70が基準平面68(図
4)にあるとともにプローブ72が基準平面68に垂直になる
ことが分かる。プローブ70は、立ち上がり波が基準平面
68にて振動して展開するように、共振器38内で電磁振動
モードを設定する。プローブ72は、垂直に基準平面68に
垂直な平面にて振動する電磁波と相互作用して基準平面
68に垂直な共振器42における振動モードからパワーを抽
出する。また、２つのプローブ74及び76(図3)は、共振
器38及び42に平行な方向において、ハウジング64の側壁
78に垂直に伸長する。プローブ74及び76は、共振器38及
び42からそれぞれ間隙80及び82だけ離れて、共振器38へ
共振器42から電磁パワー結合をなす。結合素子配置にお
けるほかのものでは、プローブ74及び76は、基準平面68
又は軸52を含み基準平面68に垂直な平面の如き、軸52を
もつ共通平面にある。
【００１９】図3に示すように、各プローブ74及び76
は、ハウジング側壁78に載置された同軸コネクターから
伸長する。プローブ74の場合、コネクター84は、側壁78
に電気的接続した外側円柱導電体86と、電気的絶縁管体
88とからなり、管体は、外側導電体86の軸に沿って回状
にプローブ74に位置し、管体88によって取り巻かれプロ
ーブ74を外側導電体86から絶縁する。これによって、プ
ローブ74の伸長部もコネクター84の中央導電体となる。
同様に、プローブ76の伸長部は、同軸コネクター90の中
央導電体となり、これは、電気的絶縁管体94によってプ
ローブ76から離れた円柱外側導電体92を有する。また図
3の実施例に示すように、ハウジング側壁78は、図2の条
帯66のようにそれらの電位を等しくするために、両板状
体44及び46に結合している。さらに、図3の実施例にお
いて、図2の接地平面54及び56の機能は、底面壁96及び
上面壁98によりそれぞれ供給され、図3の実施例におい
て接地平面54及び56(図2)の付加的な物理的構造は採用
さていない。
は、ハウジング側壁78に載置された同軸コネクターから
伸長する。プローブ74の場合、コネクター84は、側壁78
に電気的接続した外側円柱導電体86と、電気的絶縁管体
88とからなり、管体は、外側導電体86の軸に沿って回状
にプローブ74に位置し、管体88によって取り巻かれプロ
ーブ74を外側導電体86から絶縁する。これによって、プ
ローブ74の伸長部もコネクター84の中央導電体となる。
同様に、プローブ76の伸長部は、同軸コネクター90の中
央導電体となり、これは、電気的絶縁管体94によってプ
ローブ76から離れた円柱外側導電体92を有する。また図
3の実施例に示すように、ハウジング側壁78は、図2の条
帯66のようにそれらの電位を等しくするために、両板状
体44及び46に結合している。さらに、図3の実施例にお
いて、図2の接地平面54及び56の機能は、底面壁96及び
上面壁98によりそれぞれ供給され、図3の実施例におい
て接地平面54及び56(図2)の付加的な物理的構造は採用
さていない。
【００２０】簡素に表現されたフィルタ32においては、
図4に示すように、２つだけの共振器38及び40が単一板
状体44に沿って示されている。また、誘電体材料の対応
壁58及び60は、簡素化のために省略されている。他の実
施例では、結合素子は、パッド100及び102として表わさ
れており、これらは共振器38の周囲部分の下へある程度
伸長し間隙104及び106によってそこから離れている。図
2、3及び4、の結合素子配置に似ていない両結合素子す
なわちパッド100及び102は同一共振器、すなわち共振器
38に結合されている。パッド100は基準平面68にあり、
パッド102は基準平面68に垂直な平面にある。さらなる
実施例では、パッド104形態の結合素子は、フィルタ32
からの信号を結合するためのパッド102の代わりに基準
平面68内において共振器40の近くに配置することもでき
る。
図4に示すように、２つだけの共振器38及び40が単一板
状体44に沿って示されている。また、誘電体材料の対応
壁58及び60は、簡素化のために省略されている。他の実
施例では、結合素子は、パッド100及び102として表わさ
れており、これらは共振器38の周囲部分の下へある程度
伸長し間隙104及び106によってそこから離れている。図
2、3及び4、の結合素子配置に似ていない両結合素子す
なわちパッド100及び102は同一共振器、すなわち共振器
38に結合されている。パッド100は基準平面68にあり、
パッド102は基準平面68に垂直な平面にある。さらなる
実施例では、パッド104形態の結合素子は、フィルタ32
からの信号を結合するためのパッド102の代わりに基準
平面68内において共振器40の近くに配置することもでき
る。
【００２１】本発明の重要な特徴によれば、少なくとも
１つの共振器のフィルタ32、好ましくは、すべての共振
器38、40及び42(図2及び3)のような共振器が、共振器の
周囲領域における基準平面68及び結合素子から離れた場
所に摂動を備えている。摂動構造の１つの形態は、図4
に示され図2に部分的に示される切欠108である。摂動の
他の形態は、図5に示すタブ110である。摂動は、共振器
38、40及び42のいずれかにおける電磁波振動の２つの直
交モードの相互作用を生ぜしめ、モードのいずれの存在
は、他のモードの存在を誘導する。よって、例えば切欠
108の形態の摂動は、パッド100(図4)上の信号の印加に
よる基準平面68内の振動モードの励起中に、モード間の
結合を誘導し、基準平面68内の振動モードが基準平面68
に垂直な平面にもまた振動を誘導する。これによって、
タブ100への電磁信号の印加中に、電磁立ち上がり波の
両直交振動モードが共振器38に現われる。
１つの共振器のフィルタ32、好ましくは、すべての共振
器38、40及び42(図2及び3)のような共振器が、共振器の
周囲領域における基準平面68及び結合素子から離れた場
所に摂動を備えている。摂動構造の１つの形態は、図4
に示され図2に部分的に示される切欠108である。摂動の
他の形態は、図5に示すタブ110である。摂動は、共振器
38、40及び42のいずれかにおける電磁波振動の２つの直
交モードの相互作用を生ぜしめ、モードのいずれの存在
は、他のモードの存在を誘導する。よって、例えば切欠
108の形態の摂動は、パッド100(図4)上の信号の印加に
よる基準平面68内の振動モードの励起中に、モード間の
結合を誘導し、基準平面68内の振動モードが基準平面68
に垂直な平面にもまた振動を誘導する。これによって、
タブ100への電磁信号の印加中に、電磁立ち上がり波の
両直交振動モードが共振器38に現われる。
【００２２】板状体44のアイリス48は、軸52から放射状
に伸長する横方向腕112及び114をもつ十字形形態であ
る。腕114は、基準平面68にあり、基準平面68内にある
共振器38にて振動モードのエネルギーを共振器40へ結合
する。同様に、腕112は、基準平面68に垂直に配向さ
れ、基準平面68に垂直にある共振器38にて振動モードの
エネルギーを共振器40へ結合する。これによって、振動
の２つの直交モードは共振器40にも現われる。同様な態
様において、アイリス50は、電磁エネルギーを共振器40
上の振動の２つのモードから共振器42へ結合する。各共
振器が電磁エネルギーの２つの振動モードを伝搬するこ
とから、結合素子は、共振器のいずれか又はいずれかの
組へ応用でき、かつ図3に示すように共通垂直平面又は
図2に示すように横方向垂直平面に配置できる。
に伸長する横方向腕112及び114をもつ十字形形態であ
る。腕114は、基準平面68にあり、基準平面68内にある
共振器38にて振動モードのエネルギーを共振器40へ結合
する。同様に、腕112は、基準平面68に垂直に配向さ
れ、基準平面68に垂直にある共振器38にて振動モードの
エネルギーを共振器40へ結合する。これによって、振動
の２つの直交モードは共振器40にも現われる。同様な態
様において、アイリス50は、電磁エネルギーを共振器40
上の振動の２つのモードから共振器42へ結合する。各共
振器が電磁エネルギーの２つの振動モードを伝搬するこ
とから、結合素子は、共振器のいずれか又はいずれかの
組へ応用でき、かつ図3に示すように共通垂直平面又は
図2に示すように横方向垂直平面に配置できる。
【００２３】アイリス48において、腕112及び114は、等
しい長さ及び幅であり対応電磁モードの等しい結合量を
供給する。また、必要であれば、腕114のような１つの
腕を他の腕112より短く形成してもよい。これは、平面6
8に垂直なモードの結合量に関して平面68に平行なモー
ドの結合の減少を起こす。かかる種々のモード内の結合
量の変更例は、所望のフィルタ伝達関数を得るための選
択すべきファクタである。同様に、アイリス50の十字形
腕は、対応電磁モードの等しい又は等しくない結合量の
ために調節できる。共振器の異なるモード間の結合もま
た図14に示すように隣接する共振器間の間隔を変化する
ことにより調節できる。上記の直交振動モードの発生の
議論は、図5の共振器116及び118のような円形共振器に
応用できることが分かる。板状体44のような同一形態の
板状体及びアイリス48のような同一形態のアイリスは、
円形共振器116及び118に用いることができる。同様に、
図4のパッド100及び102のような結合素子もまた図5の円
形共振器116及び118に用いることができる。
しい長さ及び幅であり対応電磁モードの等しい結合量を
供給する。また、必要であれば、腕114のような１つの
腕を他の腕112より短く形成してもよい。これは、平面6
8に垂直なモードの結合量に関して平面68に平行なモー
ドの結合の減少を起こす。かかる種々のモード内の結合
量の変更例は、所望のフィルタ伝達関数を得るための選
択すべきファクタである。同様に、アイリス50の十字形
腕は、対応電磁モードの等しい又は等しくない結合量の
ために調節できる。共振器の異なるモード間の結合もま
た図14に示すように隣接する共振器間の間隔を変化する
ことにより調節できる。上記の直交振動モードの発生の
議論は、図5の共振器116及び118のような円形共振器に
応用できることが分かる。板状体44のような同一形態の
板状体及びアイリス48のような同一形態のアイリスは、
円形共振器116及び118に用いることができる。同様に、
図4のパッド100及び102のような結合素子もまた図5の円
形共振器116及び118に用いることができる。
【００２４】図6は、２つの腕112及び114が等しい状態
のアイリス48の平面図を示す。図7は、他の配置のアイ
リス、すなわち腕112Aよりも短い腕114Aを有するアイリ
ス48Aの平面図を示す。必要であれば、アイリス形状を
変形してアイリスの十字形に代えてアイリスの円形又は
楕円形とすることもできる。図8は、円形アイリス120の
平面図を示し、図9は、楕円アイリス122の平面図を示
す。円形アイリス120の対称性は、２つの直交電磁モー
ドの等しい結合量をもたらす。図９のアイリス122にお
いては、長い寸法のアイリス12部分は基準平面68(図4)
に垂直に位置し、この場合に基準平面68に垂直な平面に
て振動する電磁モードは、直交基準平面68に平行な電磁
モードより強力に隣接する共振器に結合する。
のアイリス48の平面図を示す。図7は、他の配置のアイ
リス、すなわち腕112Aよりも短い腕114Aを有するアイリ
ス48Aの平面図を示す。必要であれば、アイリス形状を
変形してアイリスの十字形に代えてアイリスの円形又は
楕円形とすることもできる。図8は、円形アイリス120の
平面図を示し、図9は、楕円アイリス122の平面図を示
す。円形アイリス120の対称性は、２つの直交電磁モー
ドの等しい結合量をもたらす。図９のアイリス122にお
いては、長い寸法のアイリス12部分は基準平面68(図4)
に垂直に位置し、この場合に基準平面68に垂直な平面に
て振動する電磁モードは、直交基準平面68に平行な電磁
モードより強力に隣接する共振器に結合する。
【００２５】共振器は、図4に示すように実質的に正方
形又は図5に示すように実質的に円形である必要はない
が、必要であれば、図10及び11に示すように中空形態と
してもよい。図10は、層62のような誘電体材料層に全体
的に位置したことを示す中空共振器124の平面図を示
す。図11において、図10の円形中空形態と比較されるよ
うな楕円中空形態を有しかつ、誘電体材料層62上に配置
された共振器126の概略を示す。
形又は図5に示すように実質的に円形である必要はない
が、必要であれば、図10及び11に示すように中空形態と
してもよい。図10は、層62のような誘電体材料層に全体
的に位置したことを示す中空共振器124の平面図を示
す。図11において、図10の円形中空形態と比較されるよ
うな楕円中空形態を有しかつ、誘電体材料層62上に配置
された共振器126の概略を示す。
【００２６】図12は、フィルタ32の部分の分解図を示
し、これが底面接地平面54、共振器116及びアイリス48
を持つ電気的導電板状体44を有している。図２のプロー
ブ70及び72、図3のプローブ74及び76、図4及び5のパッ
ド100又は102の代わりに、図12は、さらなる結合素子形
態を示し、一対の直交結合素子は、接地平面54に配置さ
れたスロット128及び130として形成されている。スロッ
ト128は基準平面68(図4)にあり、スロット130は基準平
面68に垂直にあり、軸52から放射状に伸長している。プ
ローブ132及び134は共振器116の反対側の接地平面54の
背面側縁に配置され、それぞれスロット128及び130に垂
直に配向され、接地平面54に平行に離間して位置してい
る。プローブ132及び134は電磁信号をスロット128及び1
30においてそれぞれ励起し、スロット128及び130は電磁
波の直交モードを共振器116において励起する役目を果
たす。図13に部分的に他の実施例の結合素子を示すよう
に、プローブ136は、共振器116に垂直に配向され、間隙
138によってそこから離間されている。プローブ136は、
接地平面54上に載置され、電気的絶縁管体140による開
口を介して接地平面54を通過し、開口に配置される。管
体140はプローブ136を接地平面54に保持する。
し、これが底面接地平面54、共振器116及びアイリス48
を持つ電気的導電板状体44を有している。図２のプロー
ブ70及び72、図3のプローブ74及び76、図4及び5のパッ
ド100又は102の代わりに、図12は、さらなる結合素子形
態を示し、一対の直交結合素子は、接地平面54に配置さ
れたスロット128及び130として形成されている。スロッ
ト128は基準平面68(図4)にあり、スロット130は基準平
面68に垂直にあり、軸52から放射状に伸長している。プ
ローブ132及び134は共振器116の反対側の接地平面54の
背面側縁に配置され、それぞれスロット128及び130に垂
直に配向され、接地平面54に平行に離間して位置してい
る。プローブ132及び134は電磁信号をスロット128及び1
30においてそれぞれ励起し、スロット128及び130は電磁
波の直交モードを共振器116において励起する役目を果
たす。図13に部分的に他の実施例の結合素子を示すよう
に、プローブ136は、共振器116に垂直に配向され、間隙
138によってそこから離間されている。プローブ136は、
接地平面54上に載置され、電気的絶縁管体140による開
口を介して接地平面54を通過し、開口に配置される。管
体140はプローブ136を接地平面54に保持する。
【００２７】図14は、それらの間に配置された電気的導
電性板状体１54、156、158及び160の組をともなった共
振器144、146、148、150及び52の積層142を示す。板状
体は、結合アイリス(図14に図示せず)を含むことが理解
される。共振器積層142は、結合アイリスをもつ板状体
を有する本発明の実施例を示す。図14もまた種々の共振
器間に間隔をあけた変更例によって得られる種々の共振
器の結合強度の変更例を示す。例えば、中央共振器148
は、共振器144及び146間の比較的小さな間隔及び共振器
150及び152間の比較的小さな間隔で比較されるように、
比較的大きい距離で共振器146及び150間で離間して位置
している。図14の実施例において、共振器は、図4に示
すものと同一形態を有し、切欠108に示すような摂動
は、基準平面68に対して45度の角度で配向している。ま
た、共振器(図14)は、図５に示すものと同一形態を有
し、タブ110に示すような摂動は、基準平面68(図4)に対
して45度の角度で配向している。すべての実施例におい
て、共振器及び電気的導電性板状体は平面状形態を有
し、中央軸52周りに対称的に配置されている。必要であ
れば、単一モードフィルタは、上記の摂動を削除しかつ
入力及び出力結合素子がコプレーナとなるようになすこ
とによって、同様な積層配置を用いることができる。本
発明の原理は、接地平面54及び56(図2)を用いない積層1
42のような積層共振器で得ることができるが、しかし、
回路20(図1)の他の構成部品の動作を阻害し得る電磁エ
ネルギーの重大な漏れがあり、かかる漏れは、フィルタ
伝達関数のQを減少させる。共振器積層の端部の底面及
び上面上における接地平面54及び56の使用は好ましく、
これが電磁エネルギーをフィルタ領域内で制限するから
である。またさらなる有益な効果が、電磁エネルギーを
フィルタ内で保持し回路20の他の構成部品へのエネルギ
ー漏れの防止するハウジング64のような電気的導電包囲
体内において、共振器積層を搭載することによって得ら
れる。
電性板状体１54、156、158及び160の組をともなった共
振器144、146、148、150及び52の積層142を示す。板状
体は、結合アイリス(図14に図示せず)を含むことが理解
される。共振器積層142は、結合アイリスをもつ板状体
を有する本発明の実施例を示す。図14もまた種々の共振
器間に間隔をあけた変更例によって得られる種々の共振
器の結合強度の変更例を示す。例えば、中央共振器148
は、共振器144及び146間の比較的小さな間隔及び共振器
150及び152間の比較的小さな間隔で比較されるように、
比較的大きい距離で共振器146及び150間で離間して位置
している。図14の実施例において、共振器は、図4に示
すものと同一形態を有し、切欠108に示すような摂動
は、基準平面68に対して45度の角度で配向している。ま
た、共振器(図14)は、図５に示すものと同一形態を有
し、タブ110に示すような摂動は、基準平面68(図4)に対
して45度の角度で配向している。すべての実施例におい
て、共振器及び電気的導電性板状体は平面状形態を有
し、中央軸52周りに対称的に配置されている。必要であ
れば、単一モードフィルタは、上記の摂動を削除しかつ
入力及び出力結合素子がコプレーナとなるようになすこ
とによって、同様な積層配置を用いることができる。本
発明の原理は、接地平面54及び56(図2)を用いない積層1
42のような積層共振器で得ることができるが、しかし、
回路20(図1)の他の構成部品の動作を阻害し得る電磁エ
ネルギーの重大な漏れがあり、かかる漏れは、フィルタ
伝達関数のQを減少させる。共振器積層の端部の底面及
び上面上における接地平面54及び56の使用は好ましく、
これが電磁エネルギーをフィルタ領域内で制限するから
である。またさらなる有益な効果が、電磁エネルギーを
フィルタ内で保持し回路20の他の構成部品へのエネルギ
ー漏れの防止するハウジング64のような電気的導電包囲
体内において、共振器積層を搭載することによって得ら
れる。
【００２８】本発明による上記実施例は例示であり、当
業者によって変更できるものである。従って、本発明は
記載した実施例に限定されるものではない。
業者によって変更できるものである。従って、本発明は
記載した実施例に限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、電磁信号のためのフィ
ルタは、おのおのが離間して軸周りに同軸に配置され前
記軸を横切って伸長する共振器の組と、共振器から離れ
て共振器間に配置された電気的導電板状体の組と、から
なり、共振器の組において少なくとも２つの共振器を有
し、板状体の各々が隣接する共振器間の電磁パワーを結
合するアイリスを有し、共振器の少なくとも１つの近傍
に配置され電磁信号をフィルタへ結合する結合手段を備
えているので、誘電体材料がそれぞれの位置において共
振器及び板状体の絶縁と保持をなす。共振器の組内には
少なくとも２つの共振器があり、板状体の組には少なく
とも１つの内部板状体がある。第１結合素子は電磁信号
をフィルタの共振器へ結合し、第２結合素子は電磁信号
を、好ましくは他の共振器から抽出する。第１結合素子
は第１の共振器において第１結合素子の結合ポイントに
よって画定された平面内の電磁振動の第１モードを励起
する。各共振器は、第１モードに垂直な電磁振動の第２
モードを含むために平面及び結合ポイントから離れた切
欠又はタブなどの摂動を共振器の周囲部分に備え、これ
によって共振器の数の半分の数で多極フィルタ機能をな
すことができる。
ルタは、おのおのが離間して軸周りに同軸に配置され前
記軸を横切って伸長する共振器の組と、共振器から離れ
て共振器間に配置された電気的導電板状体の組と、から
なり、共振器の組において少なくとも２つの共振器を有
し、板状体の各々が隣接する共振器間の電磁パワーを結
合するアイリスを有し、共振器の少なくとも１つの近傍
に配置され電磁信号をフィルタへ結合する結合手段を備
えているので、誘電体材料がそれぞれの位置において共
振器及び板状体の絶縁と保持をなす。共振器の組内には
少なくとも２つの共振器があり、板状体の組には少なく
とも１つの内部板状体がある。第１結合素子は電磁信号
をフィルタの共振器へ結合し、第２結合素子は電磁信号
を、好ましくは他の共振器から抽出する。第１結合素子
は第１の共振器において第１結合素子の結合ポイントに
よって画定された平面内の電磁振動の第１モードを励起
する。各共振器は、第１モードに垂直な電磁振動の第２
モードを含むために平面及び結合ポイントから離れた切
欠又はタブなどの摂動を共振器の周囲部分に備え、これ
によって共振器の数の半分の数で多極フィルタ機能をな
すことができる。
【図１】１つの構成部品として本発明によるフィルタを
有する回路基板を示す斜視図である。
有する回路基板を示す斜視図である。
【図２】フィルタ構造の詳細を示す本発明のフィルタの
部分切欠斜視図である。
部分切欠斜視図である。
【図３】図２の配置と異なる結合素子配置を用いた本発
明による他の実施例のフィルタの中央平面に沿った断面
図である。
明による他の実施例のフィルタの中央平面に沿った断面
図である。
【図４】結合素子の他の配置及び共振器の摂動構造の詳
細を示し、実質的に正方形又は少し矩形形状を有する構
造である他の実施例のフィルタを示す分解斜視図であ
る。
細を示し、実質的に正方形又は少し矩形形状を有する構
造である他の実施例のフィルタを示す分解斜視図であ
る。
【図５】結合素子の他の配置及び共振器の摂動構造の詳
細を示し、円形状を有する構造である他の実施例のフィ
ルタを示す分解斜視図である。
細を示し、円形状を有する構造である他の実施例のフィ
ルタを示す分解斜視図である。
【図６】フィルタにおける結合アイリスの異なる実施例
の平面図である。
の平面図である。
【図７】フィルタにおける結合アイリスの異なる実施例
の平面図である。
の平面図である。
【図８】フィルタにおける結合アイリスの異なる実施例
の平面図である。
の平面図である。
【図９】フィルタにおける結合アイリスの異なる実施例
の平面図である。
の平面図である。
【図１０】本発明の共振器フィルタにおける中空形態を
有する他の実施例を示す誘電体材料層上に配置された共
振器であって、円形中空形状の共振器の平面図である。
有する他の実施例を示す誘電体材料層上に配置された共
振器であって、円形中空形状の共振器の平面図である。
【図１１】本発明の共振器フィルタにおける中空形態を
有する他の実施例を示す誘電体材料層上に配置された共
振器であって、楕円中空形状の共振器の平面図である。
有する他の実施例を示す誘電体材料層上に配置された共
振器であって、楕円中空形状の共振器の平面図である。
【図１２】一対のスロット形態の結合構造を有し共振器
が少し楕円形状をなすさらなる実施例のフィルタを示す
分解斜視図である。
が少し楕円形状をなすさらなる実施例のフィルタを示す
分解斜視図である。
【図１３】共振器平面に垂直に配向したプローブを有す
るさらなる結合構造を示す部分斜視図である。
るさらなる結合構造を示す部分斜視図である。
【図１４】実線にて５つの共振器積層を、破線にて共振
器間に挟まれる４つの電気的-導電板状体の組を、有す
るフィルタ構造を示す概略断面図である。
器間に挟まれる４つの電気的-導電板状体の組を、有す
るフィルタ構造を示す概略断面図である。
32 フィルタ 38、40、42 共振器 44、46 電気的導電板状体 48 アイリス 52 共通軸 54、56 接地平面 58、60、62 誘電体材料層 64 ハウジング 66 電気的導電条帯 70、72 プローブ 108 切欠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エイ． カーティス アメリカ合衆国， カルフォルニア州 94086， サニーヴェイル， ＃133， イ ー．イヴリン アヴェニュー 730
Claims (34)
- 【請求項１】 電磁信号のためのフィルタであって、 おのおのが離間して軸周りに同軸に配置され前記軸を横
切って伸長する共振器の組と、 前記共振器から離れて前記共振器間に配置された電気的
導電板状体の組と、からなり、 前記共振器の組において少なくとも２つの共振器を有
し、前記板状体の各々が隣接する前記共振器間の電磁パ
ワーを結合するアイリスを有し、 前記共振器の少なくとも１つの近傍に配置され電磁信号
を前記フィルタへ結合する結合手段を備えたことを特徴
とするフィルタ。 - 【請求項２】 前記結合手段は電磁パワーを前記１つの
共振器上のポイントへ結合するために配置された結合素
子を含み、前記結合素子は前記１つの共振器において、
前記軸及び前記ポイントによって画定された基準平面に
おける電磁振動の第１モードを励起することを特徴とす
る請求項１記載のフィルタ。 - 【請求項３】 前記１つの共振器は前記平面に垂直な電
磁振動の第２モードを含むため前記平面から離れた摂動
を有することを特徴とする請求項２記載のフィルタ。 - 【請求項４】 前記結合手段はさらに、電磁パワーを第
２の前記共振器上のポイントへ結合するために配置され
た第２結合素子を有することを特徴とする請求項３記載
のフィルタ。 - 【請求項５】 前記第２共振器上の結合ポイントが前記
基準平面に配置されたことを特徴とする請求項４記載の
フィルタ。 - 【請求項６】 前記第２共振器の結合ポイントが前記基
準平面に垂直に配向した前記第２共振器の直径上の前記
第２共振器の周囲領域に配置されたことを特徴とする請
求項４記載のフィルタ。 - 【請求項７】 さらに前記軸の横方向に配置されかつ前
記共振器の組から離れた第１接地平面及び第２接地平面
を有し、前記共振器の組が前記第１及び前記第２接地平
面間に配置され、前記第１共振器が前記第１接地平面に
対向し、前記第２共振器が前記第２接地平面に対向する
ことを特徴とする請求項２記載のフィルタ。 - 【請求項８】 前記結合素子がスロットとして前記第１
接地平面に形成されたことを特徴とする請求項７記載の
フィルタ。 - 【請求項９】 前記結合素子が前記第１共振器に垂直に
かつ前記第１接地平面を通して伸長するプローブとして
形成されたことを特徴とする請求項７記載のフィルタ。 - 【請求項１０】 前記結合素子が前記第１共振器の周囲
領域にから平行でかつ離れたプローブとして形成された
ことを特徴とする請求項２記載のフィルタ。 - 【請求項１１】 前記結合素子が前記第１共振器の周囲
領域にから伸長したタブとして形成されたことを特徴と
する請求項２記載のフィルタ。 - 【請求項１２】 １つの前記板状体におけるアイリス
は、前記第１モード及び前記第２モードのパワーを隣接
する前記共振器間で等しく結合するために円形対称性を
有することを特徴とする請求項３記載のフィルタ。 - 【請求項１３】 １つの前記板状体におけるアイリス
は、前記基準平面に平行な第１寸法と、前記基準平面に
垂直な第２寸法とを有し、前記第１及び前記第２寸法が
前記第１及び前記第２モードのパワーの異なる結合量の
ために異なる長さであることを特徴とする請求項３記載
のフィルタ。 - 【請求項１４】 前記アイリスは十字形であることを特
徴とする請求項１３記載のフィルタ。 - 【請求項１５】 複数の前記板状体を有し、前記フィル
タがさらに前記板状体を電気的に接続し前記複数の板状
体の等電位の表面を形成する手段を有することを特徴と
する請求項１記載のフィルタ。 - 【請求項１６】 前記共振器の組及び前記板状体の組を
包含する電気的導電包囲体をさらに備えたことを特徴と
する請求項１記載のフィルタ。 - 【請求項１７】 複数の前記板状体を有し、前記包囲体
が電気的に前記板状体で結合し等電位の表面を形成する
ことを特徴とする請求項１６記載のフィルタ。 - 【請求項１８】 前記摂動が切欠として前記１つの共振
器の周囲部分において形成されたことを特徴とする請求
項３記載のフィルタ。 - 【請求項１９】 前記摂動が前記１つの共振器の周囲部
分に配置されたタブとして形成されたことを特徴とする
請求項３記載のフィルタ。 - 【請求項２０】 前記１つの共振器が矩形形状を有し、
前記摂動が共振器の角に配置されたことを特徴とする請
求項３記載のフィルタ。 - 【請求項２１】 前記１つの共振器が正方形形状を有
し、前記摂動が共振器の角に配置されたことを特徴とす
る請求項３記載のフィルタ。 - 【請求項２２】 前記１つの共振器が円形形状を有し、
前記基準平面が共振器の中央を通過し、前記摂動が前記
基準平面及び前記共振器の交線に対して実質的に４５度
の角度で配向された共振器の直径上に配置されたことを
特徴とする請求項３記載のフィルタ。 - 【請求項２３】 前記１つの共振器が中空形状を有し、
前記摂動が前記基準平面及び前記共振器の交線に対して
実質的に４５度の角度で配向された共振器の直径上に配
置されたことを特徴とする請求項３記載のフィルタ。 - 【請求項２４】 前記共振器の各々が前記平面から離れ
た共振器の周囲領域に配置された摂動を有することを特
徴とする請求項３記載のフィルタ。 - 【請求項２５】 さらに前記板状体及び前記共振器間に
配置された誘電体材料を有することを特徴とする請求項
１記載のフィルタ。 - 【請求項２６】 前記誘電体材料はアルミナ又はランタ
ンアルミン酸塩からなる石英又はセラミックであること
を特徴とする請求項２５記載のフィルタ。 - 【請求項２７】 前記共振器の各々が金属から形成され
たことを特徴とする請求項１記載のフィルタ。 - 【請求項２８】 前記共振器の各々が超電導材料から形
成されたことを特徴とする請求項１記載のフィルタ。 - 【請求項２９】 隣接する共振器間の間隔が電磁信号の
略１／４波長より小さく疑似モードの発生を防止するこ
とを特徴とする請求項１記載のフィルタ。 - 【請求項３０】 前記共振器間の間隔が等しいことを特
徴とする請求項１記載のフィルタ。 - 【請求項３１】 前記共振器間の間隔が共振器間のパワ
ーの結合を変化させるために変化することを特徴とする
請求項１記載のフィルタ。 - 【請求項３２】 前記板状体及び前記共振器間に配置さ
れた誘電体材料を有し、 前記軸の横方向に配置されかつ前記共振器の組から離れ
た第１接地平面及び第２接地平面を有し、 前記共振器の組が前記第１及び前記第２接地平面間に配
置され、かつ前記第１共振器が前記第１接地平面に対向
しかつ前記第２共振器が前記第２接地平面に対向し、 前記結合手段が前記１つの共振器上のポイントへ電磁パ
ワーを結合するために配置された結合素子を有し、前記
結合素子が前記１つの共振器において前記軸及び前記ポ
イントによって画定された基準平面における電磁振動の
第１モードを励起し、 前記１つの共振器が前記平面に垂直な電磁振動第２モー
ドを誘導するための前記基準平面から離れた摂動を有
し、 １つの前記板状体におけるアイリスが前記基準平面に平
行な第１寸法及び前記基準平面に垂直な第２寸法を有
し、前記第１及び前記第２モードのパワーの結合の異な
る量のために前記第１及び前記第２寸法の長さが異な
り、 前記結合手段がさらに第２の前記共振器のポイントへパ
ワーを結合するために配置された第２結合素子を有し、 隣接する共振器間の間隙が電磁信号の略１／４波長で疑
似モードの発生を防止することを特徴とする請求項１記
載のフィルタ。 - 【請求項３３】 前記共振器の各々が超電導材料から形
成されることを特徴とする請求項３２記載のフィルタ。 - 【請求項３４】 複数の前記板状体を有し、前記フィル
タがさらに前記板状体を電気的に接続して前記複数の板
状体の等電位の表面を形成する手段を有し、前記共振器
及び前記板状体の各々が平面状形態を有し互いに平行で
あることを特徴とする請求項３３記載のフィルタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/975803 | 1992-11-13 | ||
| US07/975,803 US5484764A (en) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | Plural-mode stacked resonator filter including superconductive material resonators |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06237103A true JPH06237103A (ja) | 1994-08-23 |
Family
ID=25523416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5285068A Pending JPH06237103A (ja) | 1992-11-13 | 1993-11-15 | 多モード積層共振器フィルタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5484764A (ja) |
| EP (1) | EP0597700B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06237103A (ja) |
| CA (1) | CA2109488C (ja) |
| DE (1) | DE69319066T2 (ja) |
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