JPH0722241B2 - マイクロ波回路デバイス及びその製作 - Google Patents

マイクロ波回路デバイス及びその製作

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JPH0722241B2
JPH0722241B2 JP59502684A JP50268484A JPH0722241B2 JP H0722241 B2 JPH0722241 B2 JP H0722241B2 JP 59502684 A JP59502684 A JP 59502684A JP 50268484 A JP50268484 A JP 50268484A JP H0722241 B2 JPH0722241 B2 JP H0722241B2
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    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
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  • Electromagnetism (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明の背景 本発明はマイクロ波空洞共振器中に配置された共振ロツ
ドを用いる型の、マイクロ波回路デバイスに係る。
周知のマイクロ波デバイスの一つの型（たとえば、米国
特許第4037182号を参照のこと）は、導電性材料の壁と
相対する壁から空胴の内部に延びた複数の交互に配置さ
れた共振ロツドを有する箱状構造に形成された、共振空
胴を含む（そのようなデバイスは、当業者には“インタ
ーデイジタル”デバイスとして知られており、ここでは
そのような用語に用いる。）空胴内のロツドの自由端
は、中空で、デバイス全体の調整は、中空のロツド端に
配置された移動可能な絶縁性部分の軸方向の位置を調整
することにより行える。この型のデバイスの欠点は、そ
れが比較的複雑で高価な材料の部品でできており、比較
的製作が困難なことである。また、デバイスの大きさが
デバイス空胴内の材料の誘電定数に反比例するため、空
胴内及び共振ロツド周辺の固体高誘電定数材料を含むこ
とが知られている。このことが、デバイスの価格と複雑
さを、増している。
本発明は従来周知のデバイスの先に述べた欠点を改善す
るものである。
本発明の要約 本発明に従うデバイスの一つは、インターデイジタル構
造の物理的な形状を規定するために整形され、孔をあけ
られた誘電材料のブロツクを含む。ブロツク中にあけら
れた孔は、内部が被覆され、ブロツクの外部表面上の導
電性薄膜により形成されるマイクロ波空胴内の共振“ロ
ツド”を含む。被覆材料はデバイスを同調させるため
に、各種ロツドの一端で除去される。
図面の簡単な説明 第１図は本発明に用いられる誘電体材料ブロツクの透視
図、 第２図は本発明の方法に従い製作されるマイクロ波電気
信号フイルタの透視図、 第３図は第２図中の線３−３に沿つてとつた第２図のフ
イルタの断面図である。
詳細な記述 説明のため、例として示すデバイスは、約800MHzないし
900MHzの周波数範囲用のインターデイジタル帯域通過フ
イルタである。しかし、本発明はその型のデバイスある
いはその周波数範囲には限定されない。デバイスは中に
多数の孔19−23、26及び27が形成されたたとえばチタン
酸バリウムのような高誘電定数材料で形成され、孔の壁
はブロツク10の材料よりはるかに高い導電率を有する銅
又は銀のような材料で、メツキされている。ブロツクの
メツキされた外部表面は、デバイス用共振空胴から成
り、メツキされた孔19−23の壁は、空胴の相対する壁か
ら空胴内に延びた複数の“インターデイジタル”共振
“ロツド”（実際に中空管）を形成する。デバイスの動
作中、ブロツク外部表面上のメツキは、デバイス用の接
地面となる。
第３図で最も明瞭に示されるように、孔19、21、23の壁
の上のメツキは、ブロツク10の底面上のメツキ18と連続
しており、これら孔の中の共振器は、空胴壁18に電気的
に接続されている。これらロツドの底の端部は、従つて
接地された空胴壁により、“短絡”されているというこ
とができる。逆に、孔19、21、23内のロツドの最上端部
は、最上部メツキ17から分離されており、これらのロツ
ド端は“開放”ということができる。
孔19、21及び23と交互になつて、メツキされた孔20、22
がある。図示されているように、これらの孔の中のロツ
ドは、メツキ17により、一端で短絡されており、ロツド
の他端は、開放になつている。
孔26及び27の壁のメツキは、孔19及び23の壁のメツキ
を、それぞれ端部メツキ16及び13で相互接続し、以下で
述べるように、入力／出力結合デバイスを、フイルタに
結合する手段となつている。孔26及び27はまた、ブロツ
クの側面メツキ11及び12から、孔19にも延ばすことがで
きる。
所望のフイルタ特性は、周知のフイルタ設計技術を用い
て、得ることができる。孔のメツキにより形成された管
の外径は、共振器ロツドの外径から成る。環状断面の管
又はロツドを作成したが、他の断面形状も用いることが
できる。
ここで述べたデバイスの一つの利点は、空胴は（所望の
量まで）高誘電定数の材料で、自動的に満すことができ
ることである。従つて、小型のデバイスが、容易に作成
できる。デバイスの材料は、比較的安価であり、以下で
述べる製作プロセスは、きわめて簡単である。
結合孔26及び27を“見る”インピーダンスは、それぞれ
孔19及び23内の共振ロツドとそれらの軸との交点の関数
である。ロツドの短絡端と交差が近ければ近いほど、イ
ンピーダンスは小さくなる。インピーダンスの選択は、
試行錯誤か実験で検証された計算機シミユレーシヨンに
より、行える。いずれの場合も、所望の入力／出力結合
インピーダンスをもつデバイスは、従来周知の、より複
雑なデバイスに必要な余分の共振器ロツド又は同様のも
のを用いずに、容易に作ることができる。また、異なる
結合インピーダンスを有する異なるデバイスも、基本的
には同じ部品と同じ製造固定具及び道具を用いて、容易
に作られる。
製造に関してつけ加える詳細な点について述べる。たと
えば、チタン酸バリウムのブロツクを用いる場合、ブロ
ツクは最初それらの誘電定数及び性能指数（Ｑ）の長時
間温度安定性を与えるために、熱処理するのが好まし
い。周知の処理としては、たとえば米国特許第4,337,44
6号に述べられているようなものが、使用できる。
次にブロツク中の各種の孔が、ドリルにより形成され
る。
次に、ブロツクをメツキするため、周知のエツチングプ
ロセスによりその表面をわずかに荒らし、メツキの固着
性を改善する。ブロツクをメツキする際、プラスチツク
ス及び他の非導電体に対する標準的技術により、最初の
金属層を形成すると有利である。次に、導電層の厚さ
を、硫酸銅電解液中で更にメツキすることにより、適当
な値まで大きくする。銅の場合、800−900MHzという先
に示した周波数範囲において、表皮効果は導電材料の外
側約2.5μｍということがわかつている。従つて、表皮
深さの約５倍、すなわち13μｍのメツキ厚さで、メツキ
が薄すぎた場合の材料の欠損と、余分の材料を用いる価
格との間の、適当な調和がとれることがわかつた。
メツキの後、所望の中心周波数でフイルタ動作をさせる
ため、デバイスは微調整される。この微調整は、マイク
ロ波デバイスの適当な領域から導電性メツキ材料を除去
し、所望の同調効果を発生させることにより、行える。
本実施例のインターデイジタルフイルタの場合、材料の
除去は、各共振器ロツドの一端で行われ、先に述べた開
放状態が生じる。
メツキ材料の除去は、孔より寸法が大きいドリルで、メ
ツキされた孔の適当な端部をドリルすることにより行う
と、有利である。たとえば、4mm径の孔を有するフイル
タの場合、たとえば7mmの寸法のより大きなドリルを用
いて、孔の口を開け、それにより孔の内部及び孔周囲の
空胴外壁の両方から、メツキ材料を除去する。交互にド
リリングとフイルタへの周波数掃引テストを行うことに
より、各共振器ロツドの所望の共振周波数を得るための
除去が行われる。
より深く口をあけるか削りとることによつて余分のメツ
キ材料を除去することにより、デバイスの共振周波数は
共振ロツドが短くなるにつれ、上方に移動する。同調の
目的でメツキ材料を除去する際、短絡壁17又は18から
は、もし除去したとしても、ほとんどメツキ材料を除去
せず、全体的な接地面としての機能の有効性が、本質的
に低下しないようにすることが望ましい。各共振ロツド
は、フイルタが同調するまで、たとえば孔23中の入力共
振ロツドから、孔19における出力共振ロツドまで、順次
調整される。
電気回路又は伝送線中のフイルタの接続を容易にするた
め、たとえば各孔26及び27の周囲を削ることにより、余
分の空胴メツキ材料を除去し、孔のメツキと各端部壁16
又は13間の電気的接続を切断する。壁のメツキを十分除
去し、周囲の空胴壁メツキ材料に触れることなく、結合
孔26及び27内の導電性メツキ材料と接触する同軸結合デ
バイス（図示されていない）のための、間隙を作る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−17201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−13801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−87460（ＪＰ，Ａ) 米国特許4053855（ＵＳ，Ａ) 国際公開8312853（ＷＯ，Ａ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電位信号バンドパスフィルタを製造する方
    法であって、 各々が該ブロックの２つの面を横切る中心線を有する複
    数の孔を有し、バンドパスフィルタの動作周波数範囲で
    共振するように誘電体材料を共振空胴の形状に形成する
    工程であって、 該孔は、他の孔に対して並列であり、そして一の平面内
    に中心線を有し、該ブロックは隣接する孔の任意の対の
    間の各領域に、該平面に対して垂直方向に実質的に均一
    の横断面領域を有し、該フィルタの所定のバンド幅を確
    立するために該領域が該孔の直径に関連して選択されて
    いる、該電体材料を共振空胴の形状に形成する工程、 該ブロックの表面を該誘電体材料の導電率と比較して電
    気的に高い導電率である材料で被覆する工程、及び 該高い導電率材料の部分を該ブロック表面と交差する該
    孔の各々の領域から取り除き、該交差領域内の該ブロッ
    クの反対側の該孔の各々の隣接する孔を円錐形にするこ
    とによって該フィルタを所定の周波数に同調する工程か
    らなることを特徴とする電気信号バンドパスフィルタを
    製造する方法。
  2. 【請求項２】電気信号フィルタであって、 それを通る複数の孔（19−23）を有する誘電体材料のブ
    ロック（10）であって、 該孔の各々は該ブロックの２つの面（17、18）を交差す
    る中心線を有し、 該孔は互いに並列であり、それらの中心線は一の平面内
    にあり、そして該ブロックの２つの面と該ブロックの被
    覆されていない表面領域に関連する各孔とは交差してお
    り、 該被覆されていない表面領域は該２つの面の交互の１つ
    にあり、該孔の全ては実質的に同じ直径の同じ円形断面
    を更に有し、該孔の各々は該ブロックの２つの表面を交
    差する領域内の被覆されていない領域の円錐形状を有
    し、 該ブロックは隣接する該孔の間においてその領域の各々
    を通して実質的に均一の幅及び高さを有し、 該幅と高さは該フィルタの所定のバンド幅を確立するた
    めに該孔の直径に関して比例している誘電体材料のブロ
    ックと、 該孔の各々の円錐形状と該面の１つとの交差からなる所
    定の領域内を除いて、該ブロックの外部及び内部表面を
    被覆する電気信号導電性材料であって、該除かれた交差
    領域は該フィルタの微調を決定するような大きさであ
    り、該材料は該誘電体材料の導電率よりも非常に大きい
    導電率を有する電気信号導電性材料とからなることを特
    徴とする電気信号フィルタ。
  3. 【請求項３】請求の範囲第２項に記載の電子信号フィル
    タにおいて、該ブロック材料を通って該複数の孔（19）
    の１つへ延びている該ブロック内の内面的に被覆された
    開口からなる、少なくとも一つの信号結合装置（26）が
    備えられ、該開口は該フィルタの特性インピーダンスを
    固定するように選択された該１つの孔に沿った点に位置
    されており、該開口の内面被覆と該ブロック上の外部表
    面被覆は該開口と該ブロック外部表面との交差において
    不連続であることを特徴とする電気信号フィルタ。
  4. 【請求項４】請求の範囲第３項に記載の電子信号フィル
    タにおいて、該誘電体材料はチタン酸バリウムであり、
    該ブロックを被覆する該電気信号導電性材料は銅である
    ことを特徴とする電気信号フィルタ。
  5. 【請求項５】請求の範囲第４項に記載の電気信号フィル
    タにおいて、該被覆材料が該フィルタの動作するバンド
    パス中心周波数における表皮深さの５倍に等しい厚さを
    有することを特徴とする電気信号フィルタ。
JP59502684A 1983-08-15 1984-06-28 マイクロ波回路デバイス及びその製作 Expired - Lifetime JPH0722241B2 (ja)

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