JPH0652842B2 - 有極型誘電体フィルタ - Google Patents

有極型誘電体フィルタ

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JPH0652842B2
JPH0652842B2 JP62329513A JP32951387A JPH0652842B2 JP H0652842 B2 JPH0652842 B2 JP H0652842B2 JP 62329513 A JP62329513 A JP 62329513A JP 32951387 A JP32951387 A JP 32951387A JP H0652842 B2 JPH0652842 B2 JP H0652842B2
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    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
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    • H01P1/205Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
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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、自動車電話用空中線共用器に用いる誘電体フ
イルタ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、本願の
出願人の出願にかかる特開昭61−80901 号公報、特願昭
61−199414号、実願昭61−129892号に示されるものがあ
った。
以下、この構成を図を用いて説明する。
第4図は従来の誘電体フイルタの斜視図である。
この誘電体フイルタは、高さHからなる一体構造の直方
体状誘電体1を有し、その誘電体1の上面の両端部には
導電性の入力パターン6及び出力パターン7が形成され
ている。この入力パターン6と出力パターン7との間に
は、縦方向に略平行に複数個の円柱状或いは円筒状の中
心導体2-1 〜2-3 からなる複数個の誘電体共振器3-1 〜
3-3 が埋設され、その各誘電体共振器の一端が底面のメ
タライズパターンを介して接地され、他端に導電性の周
波数調整用パターン4-1 〜4-3 が誘電体1の上面に配列
されている。各周波数調整用パターン4-1 〜4-3 間には
導電性の結合量調整用パターン5-1 、5-2 が配設されて
いる。ここで、誘電体共振器を用いたフィルタを構成す
るために、各誘電体共振器3-1 〜3-3 間の距離はフィル
タを実現するために必要な結合度を得る長さに設定され
ている。
次に、この誘電体フイルタの動作について説明する。
入力パターン6より印加された電気信号は、入力段の誘
電性共振器3-1 により電磁界を発生し、この電磁界は隣
接の結合量調整用パターン5-1 を介して段間の誘電性共
振器3-2 へ電磁界を伝える。段間の誘電性共振器3-2 に
達した電磁界は隣接の結合量調整用パターン5-2 を介し
て出力段の誘電性共振器3-3 へ電磁界を伝え、出力パタ
ーン7に接続された負荷へ電気信号を供給する。
ここで、誘電性フィルタの特性を決定するものは、各誘
電体共振器3-1 〜3-3 の共振周波数及び結合量をいかに
精度良く設定値に調整するかである。この例では、周波
数調整用パターン4-1 〜4-3 により共振周波数の調整を
行い、そのパターン4-1 〜4-3 間に設けた結合量調整用
パター5-1,5-2 により結合量のみの調整を行うように
している。
以下、第5図(a) 及び第5図(b) に示す半同軸共振器の
構成図を参照しつつ、周波数調整用パターン4-1 〜4-3
及び結合量調整用パターン5-1 ,5-2 の動作原理につい
て述べる。ここで、8は円筒体、9は中心導体である。
第5図(a) において、誘電体共振器の入力インピーダン
スは次式のようになる。
Zin=jZtan βl …(1) 但し、 Z:線路の特性インピーダンス β :位相定数 l :線路長 である。
前記(1)式は β(ω)・l=(2n−1)π/2 …(2) 但し、 β:位相定数 n=1,2,‥‥ を満足する角周波数ωにおいて、入力インピーダンス
Zin=∞となり、共振する。すなわち、第5図(a) の回
路は、角周波数ωの近傍で第5図(b) の並列共振回路
となり 但し、L:インダクタンス C:キャパシタンス の関係がある。ここで である。換言すれば、前記(2)式において線路長lを変
えることにより、共振周波数fが変わる。
また、第5図(a) の中心導体9の開放面上にパターンを
設けると、前記(2)式の線路長lが変わることになり、
共振周波数fを容易に高い精度で変えることができ
る。
次に、第4図における2つの誘電体共振器3-1,3-2 に
ついて考察する。この誘電体共振器3-1 ,3-2 間の結合
量は、一般に、第6図の電解、磁界結合特性図に示すよ
うに、電界成分の結合量eと磁界成分の結合量φに分解
される。
なお、第6図の横軸は誘電体1の高さH、縦軸は電界成
分の結合量e及び磁界成分の結合量φをそれぞれ示して
いる。
通常、誘電体共振器3-1 ,3-2 間に結合量調整パターン
がない場合、e=−φとなり両誘電体共振器3−1、3
−2が結合されない。これに対して、第4図に示すよう
な結合量調整用パターン5-1 がある時には、2つの場合
が考えられる。第1の場合として、結合量調整用パター
ン5-1 がアースより浮いた場合で、この場合には構成が
λ/4の半同軸共振器のため磁界成分の結合量は大幅に
少なくなり、第6図に示すように、結合量eが大きくな
り、結合量eとなり、電界結合が主となる。第2の場
合として、結合量調整用パターン5-1 の両端がアースに
接続された時、結合量eが非常に小さくなり、結合量e
となり、磁界結合が主になる。
第7図に第4図に示す従来の誘電体フイルタの集中定数
等価回路を示す。
この図において、並列共振回路(L),(L
),(L)はλ/4半同軸共振器の等価回路で
ある。
又、結合容量Cは入力パターン6と誘電体共振器3-1
間の容量、結合容量Cは誘電体共振器3-1 と誘電体共
振器3-2 間の容量、結合容量Cは誘電体共振器3-2 と
誘電体共振器3-3 間の容量、結合容量Cは誘電体共振
器3-3 と出力パターン7間の容量である。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、以上述べた方法では、第7図に示したように、
フィルタ特性が無極特性しか得られず、急峻な特性がフ
ィルタに要求される場合、構成段数を増やして要求を満
たす以外には方法はなかった。この方法を採ると、段数
が増えるため通常帯域の挿入損失が増大し、低コストで
フィルタを実現することができないという問題点があっ
た。
本発明は、以上述べた減衰特性の急峻な特性がフィルタ
に要求される場合、構成段数を増やして対処しなければ
ならないという問題点を除去し、構成段数が少なくて、
しかも急峻な特性が得られる有極型誘電体フィルタを提
供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記問題点を解決するために、均質で単体の
ブロック状の誘電体と、該誘電体の側面及び底面に形成
され、接地されるメタライズパターンと、入力パターン
と、出力パターンと、前記誘電体内に略平行に形成され
た複数個の中心導体からなる複数個の誘電体共振器と、
前記各中心導体の一端に延設され前記誘電体の一側面に
配列された導電性を有する複数個の調整用パターンとを
備えた誘電体フイルタにおいて、一端を前記メタライズ
パターンに接続し、前記複数個の誘電体共振器上を通
り、他端を前記出力パターンに接続する絶縁電線を配線
し、有極型誘電体フィルタを得るようにしたものであ
る。
ここで、絶縁電線とは導電性を有する導体を絶縁物で被
覆した電線であり、例えば、テレビジョン信号を伝送す
るために複数の導体層が形成される同軸ケーブル等、専
らそれ自体で特殊な電気信号を伝送するために供される
ものを含むものではない。
(作用) 本発明によれば、上記のように構成したので、絶縁電線
の配線によって得られる容量CC1,CC2,CC3,CC4
C5、インダンタンスL11,L22,L33,L44,L55
び各誘電対共振器の結合容量C,C,C,C
で並列共振回路が構成され、この回路の共振周波数
が伝送零点、即ち減衰無限大点となり、構成段数が少な
くて、しかも急峻な特性を有する有極型誘電体フィルタ
を得ることができる。
(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。
第1図は本発明の実施例を示す有極型誘電体フィルタの
斜視図、第2図は第1図の有極型誘電体フィルタのA−
A線断面図である。
図中、10は均質で単体のブロック状の誘電体(例えば、
高さHは9.4 mm、幅Wは6.0 mm、長さLは28.1m
m)、11は入力パターン、12は出力パターン、13-1〜13-
4は前記誘電体内に略平行に形成された複数個の中心導
体、14-1〜14-4は誘電体共振器、15-1〜15-4は各中心導
体の一端に延設され前記誘電体の一側面に配列された導
電性を有する複数個の周波数調整用パターン、16-1〜16
-3は各誘電体共振器間に設けられる結合量調整用パター
ン、17は誘電体の側面部及び底面部に形成され、接地さ
れるメタライズパターン、18は絶縁被覆を有する絶縁電
線であり、この絶縁電線18はその一端を前記メタライズ
パターン17に接続し、前記複数個の誘電体共振器上を通
り、他端を前記出力パターン12に接続する。この絶縁電
線18としては、例えば0.32φ(直径0.32mm)の1CXL PVC
線(導体が1本からなる塩化ビニル樹脂で被覆された絶
縁電線)を用いる。
以下、本発明におけるこの絶縁電線の配線による電気的
な作用を説明する。
前記した1CXL-PVC 線は出力パターン12に接続され、誘
電体フィルタを構成する誘電体共振器と空間的に一定の
距離離れた所に置かれている。この1CXL-PVC 線の電気
的な作用は誘電体共振器がλ/4半同軸共振器であるた
め、開放面は電界が最大となり、この面からある距離離
れた1CXL-PVC 線の間には容量が存在することになるた
め、容量結合になっている。従って、第1図及び第2図
に示す誘電体フィルタの集中定数等価回路は第3図のよ
うに示すことができる。
第3図において、容量CC1,CC2,CC3,CC4,CC5
前記1CXL-PVC 線と誘電体共振器間の結合容量、インダ
ンタンスL11,L22,L33,L44,L55は前記1CXL-PVC
線の自己インダンタンスである。
更に、容量C10とインダンタンスLとの直列回路が出
力パターン12とメタライズパターン17間に形成される。
又、並列共振回路(L),(L),(L
),(L)はλ/4半同軸共振器の等価回路
であり、結合容量Cは入力パターン11と誘電体共振器
14-1間の容量、結合容量Cは誘電体共振器14-1と誘電
体共振器14-2の容量、結合容量Cは誘電体共振器14-2
と誘電体共振器14-3間の容量、結合容量Cは誘電体共
振器14-3と誘電体共振器14-4間の容量、結合容量C
誘電体共振器14-4と出力パターン12間の容量である。
この図に示されるように、前記容量CC1,CC2,CC3
C4,CC5、インダンタンスL11,L22,L33,L44
55及び結合容量C,C,C,C,Cで並列
共振回路が構成され、この回路の共振周波数が伝送零
点、即ち減衰無限大点となる。
次に、第8図に自動車電話用空中線共用器の概略回路
図、第9図はその共用器に前記した誘電体フィルタを送
信フィルタとして用いた場合の周波数対減衰量特性図で
ある。
通常、この空中線共用器の送信フィルタ21及び受信フィ
ルタ22に誘電体フィルタが用いられている。この空中線
共用器が666 CH(チャンネン)伝送のAMPS(Advanced M
obile Phone System)方式自動車電話装置の場合、送信
用フィルタは4段構成、受信用フィルタは6段構成によ
り規格を満足し実用に供されている。しかしながら、自
動車電話の需要増大に伴い、666 CH伝送から832 CH伝送
へと伝送容量が拡大された。これに伴い空中線共用器に
対しても高性能、小型化が要求されてきている。これを
従来技術により実現すると、第9図の線(a) に示すよう
に、送信用フィルタに於いて、869 MHz の減衰量が規格
31 dB に対して、29 dB しかとれず、自動車電話の性能
が劣化していた。本発明のICXL-PVC 線を用い、有極化
にすることにより、第9図の線(b) に示すように、すべ
ての規格を満足し、特に、869 MHz の減衰量は34 dB で
あり、規格31 dB に対して、十分満足する値であり、自
動車電話の性能の向上を図ることができる。
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。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、絶縁電
線の配線によって得られる容量CC1,CC2,CC3
C4,CC5、インダンタンスL11,L22,L33,L44
55及び各誘電対共振器の結合容量C,C,C
,Cで並列共振回路が構成され、この回路の共振
周波数が伝送零点、即ち減衰無限大点となり、構成段数
が少なくて小型であり、しかも急峻な特性を有する有極
型誘電体フィルタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す有極型誘電体フィルタの
斜視図、第2図は第1図の有極型誘電体フィルタのA−
A線断面図、第3図は本発明の有極型誘電体フィルタの
集中定数等価回路図、第4図は従来の誘電体フィルタの
斜視図、第5図は半同軸共振器の構成図、第6図は従来
の誘電体フィルタの動作を説明するための電界・磁界結
合特性図、第7図は第4図に示す誘電体フィルタの集中
定数等価回路図、第8図は自動車電話用空中線共用器の
概略回路図、第9図はその共用器に前記した誘電体フィ
ルタを送信フィルタとして用いた場合の周波数対減衰量
特性図である。 10……誘電体、11……入力パターン、12……出力パター
ン、1-1〜13-4……中心導体、14-1〜14-4……誘電体共
振器、15-1〜15-4……周波数調整用パターン、16-1〜16
-3……結合量調整用パターン、17……メタライズパター
ン、18……絶縁電線。
フロントページの続き (72)発明者 堀井 宏祐 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 桜井 克充 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 真下 朗 東京都港区芝浦4丁目11番15号 株式会社 沖ビジネス内 (56)参考文献 特開 昭62−157402(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】均質で単体のブロック状の誘電体と、該誘
    電体の側面及び底面に形成され、接地されるメタライズ
    パターンと、入力パターンと、出力パターンと、前記誘
    電体内に略平行に形成された複数個の中心導体からなる
    複数個の誘電体共振器と、前記各中心導体の一端に延設
    され前記誘電体の一側面に配列された導電性を有する複
    数個の調整用パターンとを備えた誘電体フイルタにおい
    て、 一端を前記メタライズパターンに接続し、前記複数個の
    誘電体共振器上を通り、他端を前記出力パターンに接続
    する絶縁電線を配線してなる有極型誘電体フイルタ。
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