JPH0779201B2 - 導波管直結nrdガイドフイルタ - Google Patents

導波管直結nrdガイドフイルタ

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JPH0779201B2
JPH0779201B2 JP20040086A JP20040086A JPH0779201B2 JP H0779201 B2 JPH0779201 B2 JP H0779201B2 JP 20040086 A JP20040086 A JP 20040086A JP 20040086 A JP20040086 A JP 20040086A JP H0779201 B2 JPH0779201 B2 JP H0779201B2
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waveguide
nrd guide
resonator
dielectric
guide filter
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忠義 宮下
米山  務
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関商事株式会社
米山 務
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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、NRDガイド共振器と導波管とを直結させた型
の導波管直結NRDガイドフィルタに関するものである。
従来の技術 初段及び終段の誘電体共振器を導波管と直結結合させた
誘電体装荷導波管フィルタ又は導波管直結NRDガイドフ
ィルタが提案され使用されてきており、その低損失性が
示されている。この種の導波管直結NRDガイドフィルタ
の従来例としては、添付図面の第13図(A)及び(B)
の概略断面図および正面図に示すような構成をとるもの
があった。この従来の導波管直結NRDガイドフィルタ
は、導波管フランジ11を有したNRDガイド金属ハウジン
グ10の空胴内に誘導体共振器である共振器構成誘電体部
20を配設してなっている。この種のフィルタの設計のた
めの重要なファクタとしては、外部Qと、結合係数と、
共振周波数とがある。そして、NRDガイドの誘電体の高
さ、即ち、第13図(A)において寸法a及び同誘電体の
幅、即ち、第13図(B)において寸法bを適切に設計し
たNRDガイドフィルタ共振器の外部Qは、導波管接続面
と誘電体共振器との間の長さ、即ち、第13図(A)にお
いて、寸法l1、l4により主として決定され、結合係数
は、共振器間の長さ、すなわち、第13図(A)におい
て、寸法l2、l3により主として決定され、共振周波数
は、誘電体の長さ、即ち第13図(A)において寸法d1
d2、d3によって主として決定されるものである。
発明が解決しようとする問題点 前述した従来の導波管直結NRDガイドフィルタの構成で
は、外部Qと共振周波数とをそれぞれ独立に調整するこ
とが困難であった。すなわち、前述の寸法l1、l4の長さ
を調整することにより外部Qの調整を行う場合、、これ
と同時に共振周波数が変化してしまうため誘電体共振器
の寸法も調整しなければならなかった。従って、所望の
ファクタを有した導波管直結NRDガイドフィルタを設計
するには、多大の労力と時間を要する試行錯誤的設計作
業を要していた。
本発明の目的は、このような従来の問題点を解消しうる
導波管直結NRDガイドフィルタを提供することである。
問題点を解決するための手段 本発明によれば、NRDガイド共振器と導波管とを直結さ
せた型の導波管直結NRDガイドフィルタにおいて、前記N
RDガイド共振器の共振器構成誘電体部に続いて前記NRD
ガイド共振器と前記導波管との接続部に、緩衝用誘電体
部が配置される。
実施例 次に、添付図面の第1図から第12図に基づいて本発明の
実施例について本発明をより詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例としての導波管直結NRDガ
イドフィルタを示す上半部破断斜視図である。この導波
管直結NRDガイド3段フィルタは、円形導波管フランジ3
1を有したほぼ方形のNRDガイド金属ハウジング30と、該
ハウジング30の空胴32内に配置された初段誘電体共振器
41、中間誘電体共振器42及び終段誘電体共振器43と、導
波管と誘電体共振器との接続部に配置された緩衝用誘電
体部材50とを備えている。この実施例のものでは、誘電
体共振器は、角柱共振器であり、初段誘電体共振器41
と、中間誘電体共振器42と、終段誘電体共振器43と、緩
衝用誘電体部材50とは接続誘電体部44にて互いに接続さ
れ、一体的に形成されている。
この第1図の導波管直結NRDガイドフィルタにおける緩
衝用誘電体部材50と導波管接続部との関係をより分かり
易くするため、第2図にその部分を上から見た図を示
し、第3図にその部分を横から見た図を示している。こ
れら第2図及び第3図によく示されるように、緩衝用誘
電体部材50は、全体として角柱型で、寸法S1だけ導波管
31A側に突出する第1部分51と、寸法S2だけNRDガイド30
A側に突出する第2部分52とを有している。
第4図は、本発明の別の実施例としての導波管直結NRD
ガイドフィルタを示す第1図と同様の図である。この実
施例の導波管直結NRDガイドフィルタは、第1図のもの
と同様に誘電体共振器が角柱型であるが、初段誘電体共
振器41Aと、中間誘電体共振器42Aと、終段誘電体共振器
43Aと、緩衝用誘電体部材50Aとが互いに別々に形成され
ている。
第5図は、本発明の更に別の実施例としての導波管直結
NRDガイドフィルタを示す第1図と同様の図である。こ
の実施例の導波管直結NRDガイドフィルタは、初段誘電
体共振器41Bと、中間誘電体共振器42Bと、終段誘電体共
振器43Bと、緩衝用誘電体部材50Bとが互いに別々に形成
されている点は、第4図のものと同様であるが、初段誘
電体共振器41Bと、中間誘電体共振器42Bと、終段誘電体
共振器43Bとが円柱共振器とされている。
次に、本発明の導波管直結NRDガイドフィルタの構成に
よって、外部Qを、共振周波数とは無関係に調整しうる
点を、確認するために行った実験結果について説明す
る。
先ず、本発明の導波管直結NRDガイドフィルタの特性と
比較するため、第6図(A)に示すような従来のフィル
タ構造について共振器の外部Qと共振周波数との関係に
ついて調べてみた。この第6図(A)の構造では、NRD
ガイド共振器10Aと、導波管11Aとは、終段誘電体共振器
20Aと導波管接続部との間に緩衝用誘電体部材を介さず
に結合されている。一方、本発明の導波管直結NRDガイ
ドフィルタの構造としては、第6図(B)に示すよう
に、第1図の構造の如く、NRDガイド共振器30Aと、導波
管31Aとは、終段誘電体共振器43に続いて導波管との接
続部に配置した緩衝用誘電体部材50を介して結合されて
いるものについて調べてみた。寸法S1(第2図参照)を
1.2mm、寸法S2(第2図参照)を1.5mmとし、第6図
(A)の従来構造のものでは、導波管接続面と終段誘電
体共振器20Aとの間の長さを変えることによって外部Q
を変化させたときの共振周波数の変化を測定し、第6図
(B)の本発明の構造のものでは、緩衝用誘電体部材50
と終段誘電体共振器43との間の長さを変えることによっ
て外部Qを変化させときの共振周波数の変化を測定し
た。なお、これら実験において、誘電体としてはテフロ
ン(ε=2.04、tan δ=1.4×10-4)を用い、誘電体
ストリップの高さを2.7mm、幅を3.5mm、遮断域の誘電体
幅を1.1mmとした。
このような実験の結果、第6図(A)の従来の構造で
は、外部Qと共振周波数の変化割合(f0′/f0)との関
係は、第7図の曲線Aに示すように、外部Qの変化につ
れて共振周波数が大きく変化してしまうことが分かっ
た。一方、第6図(B)の本発明による構造では、前述
の諸寸法においては、第7図の曲線Bに示すように、外
部Qを変えても共振周波数はそれほど変化しないことが
確認された。
また、参考のため、共振器間の結合係数及び内部Qは解
析的に求め、また初段、終段共振器の外部Qは測定から
求め中心周波数49.5GHz、帯域幅1GHzのチェビシェフ型
3段帯域通過フィルタの設計、試作を行ったところ、第
8図に示すような特性のものが得られた。ここで、フィ
ルタケースは黄銅に銀メッキしたものを用い、各部の寸
法は、第1図および第2図において、寸法d=2.00mm、
寸法l1=l4=1.25mm、寸法l2=l3=4.95mm、寸法S1=1.
20mm、寸法S2=1.50mmとした。第8図において、実線で
示す曲線Cは、周波数と挿入損失との関係を示し、点線
で示す曲線Dは、周波数とリターンロスとの関係を示
し、○印は、各実測値を示している。第8図の各曲線お
よび○印から明らかなように、得られた特性は良好で、
挿入損失0.5dB、リターンロス30dB以上であった。な
お、挿入損失の理論値は、0.35dBであり、測定値はこれ
と大差なく本発明のフィルタの実用性が確認された。
次に、第4図に示したような本発明の導波管直結NRDガ
イドフィルタの特性を確認するため、第9図(A)及び
(B)に示すような各構造について実験して見た。第9
図(A)の構造は、第13図に示した従来の導波管直結NR
Dガイドフィルタの構成に対応するもので、誘電体共振
器20Bの長さ寸法dを2.72mmとし、その材料をテフロン
(ε=2.04)とした。一方、第9図(B)の構造は、
第4図の本発明の導波管直結NRDガイドフィルタの構成
に対応するもので、共振器構成誘電体部材43Aの長さ寸
法dを2.71mmとし、緩衝用誘電体部材50Aの第1部分の
寸法S1を1.27mm、第2部分の寸法S2を1.35mmとし、その
材料をテフロン(ε=2.04)とした。これら各構造に
ついて、第9図(A)の従来構造のものでは、導波管接
続面と終段誘電体共振器20Bとの間の長さを変えること
によって外部Qを変化させたときの共振周波数の変化を
測定し、第9図(B)の本発明の構造のものでは、緩衝
用誘電体部材50Aと終段誘電体共振器43Aとの間の長さを
変えることによって外部Qを変化させときの共振周波数
の変化を測定することにより、共振器の外部Qと共振周
波数との関係について実験したところ、第9図(A)の
従来構造のものでは、第10図の曲線Eに示されるよう
に、外部Qを変化させると共振周波数が大きく変化する
ことが確認され、一方、第9図(B)の本発明の構造で
は、第10図の曲線Fに示されるように、緩衝用誘電体部
材50Aの諸寸法を適切に選定することにより外部Qを変
化させても共振周波数はそれほど変化しないことが確認
できた。
最後に、第5図に示したような本発明の導波管直結NRD
ガイドフィルタの特性を確認するため、第11図(A)及
び(B)に示すような各構造について実験して見た。第
11図(A)の構造は、従来の円柱型導波管直結NRDガイ
ドフィルタの構成に対応するもので、円柱型誘電体共振
器20Cの直結寸法2ρを3.5mmとし、その材料をテフロン
(ε=2.04)とした。一方、第11図(B)の構造は、
第5図の本発明の導波管直結NRDガイドフィルタの構成
に対応するもので、共振器構成誘電体部材43Bの直径寸
法2ρを3.5mmとし、緩衝用誘電体部材50Aの第1部分の
寸法S1を1.3mm、第2部分の寸法S2を1.4mmとし、それら
の材料をテフロン(ε=2.04)とした第1具体例と、
共振器構成誘電体部材43Bの直径寸法2ρを3.5mmとし、
その材料をテフロン(ε=2.04)とし、緩衝用誘電体
部材50Bの第1部分の寸法S1を1.1mm、第2部分の寸法S2
を1.4mmとし、その材料をEPFTシート(ε=1.4)とし
た第2具体例とについて実験して見た。これら各構造に
ついて、第11図(A)の従来構造のものでは、導波管接
続面と終段誘電体共振器20Cとの間の長さを変えること
によって外部Qを変化させたときの共振周波数の変化を
測定し、第11図(B)の本発明の構造のものでは、緩衝
用誘電体部材50Bと終段誘電体共振器43Bとの間の長さを
変えることによって外部Qを変化させたときの共振周波
数の変化を測定することにより、共振器の外部Qと共振
周波数との関係について実験したところ、第11図(A)
の従来構造のものでは、第12図の曲線Gに示されるよう
に、外部Qを変化させると共振周波数が大きく変化させ
られてしまうことが確認され、一方、第11図(B)の本
発明の構造の第1具体例では、緩衝用誘電体部材50Bの
諸寸法を適切に選定することにより第12図の曲線Hに示
されるように、外部Qを変化させても共振周波数はそれ
ほど変化しないことが確認でき、また、第11図(B)の
本発明の構造の第2具体例でも、第12図の曲線Iに示さ
れるように、外部Qを変化させても共振周波数はそれほ
ど変化しないことが確認できた。
発明の効果 前述したことから明らかなように、本発明の導波管直結
NRDガイドフィルタの構成によれば、導波管接続面と誘
電体共振器との間の長さを変えて外部Qを変化させる場
合においても、緩衝用誘電体部の寸法を適切に選定する
だけで、共振周波数の変化を抑制できるので、導波管直
結NRDガイドフィルタの設計、製造、調整を容易なもの
とすることができる。また、本発明の如く緩衝用誘電体
部を設けると、誘電体共振器を多段に設ける場合におい
てそれら誘電体共振器の長さを全て等しくできるという
効果も得られることが分かった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例としての導波管直結NRDガ
イド3段フィルタを示す上半部破断斜視図、第2図は、
第1図の導波管直結NRDガイドフィルタの緩衝用誘電体
部材の部分の構造を上から見た図、第3図は、第1図の
導波管直結NRDガイドフィルタの緩衝用誘電体部材の部
分の構造を横から見た図、第4図は、本発明の別の実施
例としての導波管直結NRDガイドフィルタを示す第1図
と同様の図、第5図は、本発明の更に別の実施例として
の導波管直結NRDガイドフィルタを示す第1図と同様の
図、第6図(A)及び(B)は、第1図の本発明の導波
管直結NRDガイドフィルタの特性を確認するために実験
を行った従来構造及び本発明構造をそれぞれ示す概略
図、第7図は、第6図の各構造について行った実験結果
を示す特性曲線図、第8図は、本発明の導波管直結NRD
ガイドフィルタの試作例の特性を示す図、第9図(A)
及び(B)は、第4図の本発明の導波管直結NRDガイド
フィルタの特性を確認するために実験を行った従来構造
及び本発明構造をそれぞれ示す概略図、第10図は、第9
図の各構造について行った実験結果を示す特性曲線図、
第11図(A)及び(B)は、第5図の本発明の導波管直
結NRDガイドフィルタの特性を確認するために実験を行
った従来構造及び本発明構造をそれぞれ示す概略図、第
12図は、第11図の各構造について行った実験結果を示す
特性曲線図、第13図(A)及び(B)は、従来の導波管
直結NRDガイドフィルタの一例を示す概略断面図および
正面図である。 30……NRDガイド金属ハウジング、 31……導波管フランジ、32……空胴、 41……初断誘電体共振器、 42……中間誘電体共振器、 43……終段誘電体共振器、 50……緩衝用誘電体部材。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】NRDガイド共振器と導波管とを直結させた
    型の導波管直結NRDガイドフィルタにおいて、前記NRDガ
    イド共振器の共振器構成誘電体部に続いて前記NRDガイ
    ド共振器と前記導波管との接続部に、緩衝用誘電体部を
    配置したことを特徴とする導波管直結NRDガイドフィル
    タ。
  2. 【請求項2】前記緩衝用誘電体部は、前記共振器構成誘
    電体部と一体とされている特許請求の範囲第(1)項記
    載の導波管直結NRDガイドフィルタ。
  3. 【請求項3】前記緩衝用誘電体部は、前記共振器構成誘
    電体部と別に形成されている特許請求の範囲第(1)項
    記載の導波管直結NRDガイドフィルタ。
  4. 【請求項4】前記NRDガイド共振器は、角柱共振器であ
    る特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項又は第
    (3)項記載の導波管直結NRDガイドフィルタ。
  5. 【請求項5】前記NRDガイド共振器は、円柱共振器であ
    る特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項又は第
    (3)項記載の導波管直結NRDガイドフィルタ。
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US5945894A (en) * 1995-03-22 1999-08-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric resonator and filter utilizing a non-radiative dielectric waveguide device
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昭和61年度電子通信学会総合全国大会講演論文集748
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