JPH06507764A - 高周波くし形フィルタ - 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】 高周波くし形フィルタ 本発明は、くし形高周波フィルタに関し、特に、導電材料で作られた細形のケー シングと、ケーシング内の実質的に統合された空気空胴（内部空気空胴）におい て所定の間隔て連続して配置されている導電材料の導体ロッドとを備えており、 各導体ロッドの一端はケーシングに短絡されており、各導体ロッドの他端はケー シングから分離されており、各導体ロッドはケーシングと共に空気絶縁された同 軸共振器を形成する、くし形高周波フィルタに関する。

くし形フィルタにおいて、共振子は一般的に次々に連続して配置され、共振子間 の誘導及び容量結合は、どのような分離された結合素子も用いないで、直接、共 振子間でその結合を形成する。従って、そのようなくし形フィルタ構造は、例え ば個別のコイルによって互いに結合された個別共振子によって達成された従来の フィルタ構造よりも、一般により簡潔でより小さい構造を有する。くし形フィル タは、共振子と共振子を包囲している導電性ケーシングとの間の媒体として空気 が用いられた場合に、同軸共振器によって実現され得る。Ｆｌ（フィンランド） 特許出願第９０６２１５号は、媒体が空気である、即ち、フィルタが空気絶縁さ れた、くし形フィルタを開示する。このフィルタにおいて、共振子は、単一の導 電性ケーシングによって限定された内部空間で囲まれた導電性の導体ロッドによ って構成される。ケーシングは、共振子に対して共通であり、各共振子と一緒に なって１つの同軸共振器を形成する。

今日では、非常に厳しい要求が、高周波フィルタの電気的特性に課され、より小 さなサイズ及びより低い製造コストがますます要求されている。同軸共振器によ って形成されるフィルタにおいて、Ｑ係数を最適とし、しがも損失を最小とする ために、例えば、ケーシングと同軸共振器の共振子との間の比として算出された 理論的最適値３．６を用い、そして、銅ケーシング及び銀で被覆された共振子の ような、損失のできるだけ低い材料（高い導電率の材料）のケーシング及び共振 子を製造していた（例えばごＭｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｆｉｌｔｅｒｓ、　Ｉｍｐｅ ｄａｎｃｅ　ＭａｔｃｈｉｎｇＮｅｔｗｏｒｋｓ、ａｎｄ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ　 ５ｔｒｕｃｔｕｒｅｓ″、Ｇ、ＭａＬｔｈａｅｉ、Ｌ、Ｙｏｕｎｄ、Ｅ、Ｍ、Ｔ 、Ｊｏｎｅ刀B Ａｒｔｅｃｈ　Ｈｏｕｓｅ　Ｂｏｏｋｓ、　Ｄｅｄｈａｍ、　ＭＡ　ＵＳＡ、　 ｐ、　１６５−１６８を参照）。しかしながら、そのような材料は相対的に高価 であり、フィルタの製造コストを上昇させる。そこで、フィルタのサイズ、特性 、そして製造コストの間で絶えず妥協をしなければならない。

本発明の目的は、電気的特性を損なうことなく、同軸共振器で実現された空気絶 縁くし形フィルタのサイズ及び／又はコストを減少させることにある。

この目的は、本発明によれば、各同軸共振器において、ケーシングの直径と導電 性ロンドの直径との比が約２．８から約３．３の範囲以内であることを特徴とす るくし形高周波フィルタによって達成される。

くし形フィルタにおいて同軸共振器のケーシング及び導電性ロッドの直径の間の 理論的に計算された比を３６とすることが、くし形フィルタにおいては最適値で あると一般的に考えられていたのであるが、本発明者は、このような比がフィル タの可能な最も良いＱ係数を与えず、この理論的な比よりも小さい値である約２ ．８から３３の範囲内で、最も良いＱ係数を得ることができることを発見して驚 いたのである。本発明は、このような発見に基づくものである。これは明らかに 、くし形フィルタにおける共振子の間の相互干渉によるものである。本発明によ る範囲内の比を用いることにより、少なくとも下記の利点が達成される：３６の 比で予め実現された空気絶縁フィルタの電気的特性は、フィルタのサイズを大き くせずに又はより良い材料を使用せずに向上されうる。

３．６の比で予め実現された空気絶縁フィルタの電気的特性は、中程度の高価で ない材料を用いることによって達成されうる。

３６の比で予め実現された空気絶縁フィルタの電気的特性は、より良い材料を用 いずに、より小さなフィルタで達成できる。

換言すれば、空気絶縁フィルタの特性、価格、及びサイズは、本発明によれば非 常に簡単に調整しうる。

図１は、本発明による帯域フィルタの機械的な構造の図式的断面図である。

図２は、図１の線分Ａ−Ａに沿った、図１に示す帯域フィルタの横断面図である 。

以下、図面を参照して、本発明の実施例をより詳細に説明する。

ここで、図１及び図２を参照すると、高周波帯域フィルタは、全ての側面が閉し られており、端板２Ａ及び２Ｂ、頂板２Ｃ１底板２Ｄ、及び側板２Ｅ及び２Ｆに よって構成されている矩形て細形のケーシングを備えている。ケーシングは、銅 や黄鉛のような、導電材料及び／又は導電材料で被覆されて作られてもよい。

ケーシングを形成している板２Ａ−２Ｆは、その間に、ケーシングの全長にわた って実質的に延伸している統合された空洞（内部空胴）９を規定する。６つの円 筒状導体ロッド３が、予め決められた間隔て連続してこの空胴９に配置されてお り、各導体ロンドは、ケーシングの底板２Ｄに、その下端部で短絡されて固定さ れており、その上端部てケーシングの頂板２Ｃから離れて一定の間隔て配置され ているので、導体ロッド３は、導体ロッドがその内側の導体又は共振子であるケ ーシングと共に同軸共振器を形成し、ケーシングは外側の導体又は殻であり、空 気が媒体として用いられている。共振子ロッド３は、銅又は銀のような、導電材 料で作られているか又は導電材料で被覆されている。

このようにして、キャパシタＣＭＩ及びコイルＬＭＩによって示されるように、 共振子間の結合が、共振子ロッド３の間の誘導及び／又は容量結合によって直接 形成される、開放くし形空気絶縁フィルタ構造が達成される。

図１及び２に示す好ましい実施例において、各共振子ロッド３は、その下端でケ ーシングの底板２Ｄに固定されており、更に、その上端に取り付けられたより大 きい直径の円筒状把手部４を備えており、その把手部４は、好ましくは銅で作ら れている。把手部４を備えているこの種の共振子ロッドの構造は、Ｆ！特許出願 第９０６２５１号に記載されている。そのような構造において、容量結合又は誘 導結合は、それぞれの同軸共振器の共振子ロッドの間の距離ｄｉと把手４の間の 距離ｄ２との比を調整することによって、２つの隣接した同軸共振器の間の結合 を誘導結合を支配的とするか容量結合を支配的とすることができる。そして、結 合の形を変えることにより、フィルタ応答が変更されうる。

共振子３は、しかしながら、把手４なしで通常の方法で実現されつる。

金属製の同調スクリュー５は、ケーシング１の頂板２Ｃに設けられおり、共振子 ロッド３の上方のケーシングの内部空胴９に延伸している。共振子ロッド３の上 端から同調スクリュー５の下端までの距離は、ケーシングと共振子３との間の対 地容量Ｃ１の値を決定し、対地容量ＣＩは破線で描かれたキャパシタＣＩによっ て説明される。対地容量により、個々の共振子の共振周波数は、同調スクリュー ５によって調整され得る。ケーシングｌの頂板２Ｃにおける、２つの隣接した導 体ロッドの間の領域において、ケーシングに延伸している金属製の同調スクリュ ー６が更に設けられている。この同調スクリューは、２つの隣接する導体ロッド の把手４の間のキャパシタンスの微調整を可能にし、それにより、隣接する共振 子間の結合の微調整を可能にする。図１の実施例において、フィルタ入力は、底 板２Ｄに設けられた人口ＩＯを介してケーシングｌに差し込まれた導体ループ７ によって形成され、ケーシング内の導体ループの端は底板２Ｄに接続されている 。導体ループ７は、ケーシングの１つの端板２Ａとそれに最も近い共振子ロッド ３との間の空間に配置されている。フィルタ出力は、入口１１を介して、反対側 の端板２Ｂとそれに最も近い共振子ロッドとの間の空間に差し込まれた導体ルー プ８によって対応して形成され、導体ループ８の一端は底板２Ｄに接続されてい る。導体ループ７及び８は、もっとも近い共振子ロッド３に誘導的に接続される コイルを形成する。

本発明によれば、フィルタの各同軸共振器において、外側の導体又はケーシング の直径Ｘと共振子の直径Ｙとの間の比は、おおよそ２．８から３．３の範囲内で ある。くし形フィルタ又はそのようなもの矩形状のケーシングにおいて、直径Ｘ は、図２に示すように、共振子３においてその幅の方向におけるケーシングの大 きさを表す（図は一定の比例に応して描かれていない）。

本発明で得られた利点は、下記の例によって説明される。図１及び２に示された 型のフィルタは、３．６の通常のＸ／Ｙの比（Ｘ＝３６ｍｍ、Ｙ＝Ｉ　Ｏｍｍ） によって最初に実現される。この場合、要求される電気的特性を得るために、銅 で被覆されたアルミニウムのケーシング及び銀で被覆された銅ロッド共振子を用 いることが必要であった。そこで、同じフィルタは、本発明によるＸ／Ｙ比、即 ち、３．０　（Ｘ＝３６ｍｍ、Ｙ＝１２ｍｍ）で実現され、同し電気的特性は、 ここでは、黄鉛で被覆されたケーシング及び銅で被覆された共振子を用いて得ら れた。このようにして、銀の使用及び銅を用いたケーシングの被覆は、完全に回 避し得る。

その代わり、ケーシングは、安価な黄鉛で被覆され得るし、そのような被覆は実 行することも容易である。

図及びそれらに関係する記載は、本発明を説明するためだけのものである。本発 明によるフィルタは、その細部においては、請求の範囲内において変更されうる ちのである。

国際調査報告 ＋Ｉｌ＋ｍ−ｎｏ−＋ａｅｍ＋−１１１−１１−ＰＣＴ／Ｆｌ　９２１００１５ ９国際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．導電材料で作られた細形のケーシング（１）と、前記ケーシング内の実質的 に統合された空胴において所定の間隔で連続して配置された導電材料の導体ロッ ドとを備えており、各該導体ロッドの一端は前記ケーシングに短絡されており、 各該導体ロッドの他端は該ケーシングから分離されており、各該導体ロッドが前 記ケーシング（１）と共に空気絶縁された同軸共振器を形成しており、各同軸共 振器において、前記ケーシング（１）及び前記共振子（３）の直径（Ｘ，Ｙ）の 間の比が、約２．８から３．３の範囲内であることを特徴とするくし形高間波フ ィルタ。
2. ２．前記ケーシング（１）は黄鉛で被覆され、前記導体ロッド（３）は銅で作ら れるか又は銅で被覆され、そして各前記同軸共振器のケーシングと共振子の直径 の間の比が、共振子の直径に対して約３．０であることを特徴とする請求項１に 記載されたくし形高周波フィルタ。