JPH1127007A - 半同軸共振器形bpf - Google Patents

半同軸共振器形bpf

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JPH1127007A
JPH1127007A JP19514997A JP19514997A JPH1127007A JP H1127007 A JPH1127007 A JP H1127007A JP 19514997 A JP19514997 A JP 19514997A JP 19514997 A JP19514997 A JP 19514997A JP H1127007 A JPH1127007 A JP H1127007A
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JP
Japan
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temperature
loop
frequency
semi
conductor
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JP19514997A
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English (en)
Inventor
Yuji Takahashi
雄治 高橋
Kanemi Sasaki
金見 佐々木
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】円筒状の半同軸共振器を用いたBPFの温度に
よる中心周波数の変化を補償する。 【解決手段】外部導体1の内壁面に“コ”の字状の金属
ループ22をスイッチングダイオード23でオン/オフ
する周波数可変ループ20を複数個取付ける。外部導体
1の外面と内部導体2の開放端内部に設けた温度センサ
11,12,13,14の検出値を比較器15に入力し
て得た温度情報を制御回路16に与える。制御回路16
は予め温度情報に対応するオン/オフ制御出力を記憶し
ており、スイッチングダイオード23を制御して金属ル
ープ22を閉ループとし、温度によるフィルタの中心周
波数のずれを補償するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信システ
ムの基地局及び簡易基地局装置に用いられる半同軸共振
器形BPF(ドンドパスフィルタ)に関し、特に、その
周波数温度特性の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は本発明を適用しようとする従来の
半同軸共振器形BPFの部分切断斜視図である。この従
来のBPFは3個の共振器で構成された3段のBPFで
ある。図において、1は密閉箱状の金属製外部導体、2
は円筒状半同軸空洞共振器形の内部導体であり、外部導
体1の内部床面に所定の間隔をおいて1列に垂直固定さ
れている。3は各共振器2の間を仕切り、段間のエネル
ギ結合用の結合窓を有する結合窓部である。4は内部導
体2の開放端との静電容量を調整して同調をとるための
同調ねじである。5は入出力コネクタであり、外部導体
1の入力側と出力側の両端面に設けられ、内部には金属
製の整合ループ6が接続されている。
【0003】円筒状の半同軸空洞共振器(以下、半同軸
共振器という)を用いた上記従来のBPFの第一の問題
として、その材料が全て金属で構成されているため、金
属材料の正の線膨張係数(ppm/℃)により、環境周
囲温度の低い時は中心周波数f0 が高くなり、環境周囲
温度の高い時は中心周波数が低くなるという問題があ
る。これにより、フィルタの伝送(減衰)特性が常温時
に比べて劣化することになる。
【0004】図8は従来のBPFの温度特性例であり、
(B)は(A)のレスポンスを示す縦軸を拡大した図で
ある。図において、f0 は公称中心周波数、Δfは使用
周波数帯域幅(規格値)、f1 はその下限周波数、f2
はその上限周波数を示す。f3 とf4 は30dB減衰点
の周波数の規格値である。実線は常温(+25℃)の特
性、破線は低温(−10℃)の特性、2点鎖線は高温
(+60℃)の特性を示す。図に示すように、使用周波
数帯域Δf内の挿入損失は、環境周囲温度の低い時はB
PFの中心周波数が高くなるため低域下限周波数f1
の損失が増加し、温度が高い時は中心周波数が低くなる
ため高域上限周波数f2 側の損失が増加する。
【0005】この問題を解決するために、従来は線膨張
係数の小さい金属材料を使用したり、外部導体1と内部
導体2を互いに異なる材料を組合せて構成していた。し
かし、この方法では、材料自体が高価であったり、特殊
金属の加工費用が高価であったりするという新たな問題
が生ずる。
【0006】また、従来のBPFの第二の問題として、
大電力の無線機に搭載されたとき、共振器(内部導体
2)の開放端に高電圧がかかるため、内部導体2の先端
部分の温度が局部的に上昇して伝送特性の劣化を招くこ
とがある。この問題を解決するために、従来は、内部導
体2に熱伝導率の良い銅材やアルミニウム材を使用し
て、先端部分の熱を固定端部分からケース(外部導体
1)に伝わり易いようにしていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記2つ
の問題はそれぞれに解決するのは可能であるが、第一の
問題においては、材料費及び加工費が高くなる欠点があ
る。第二の問題を解決しようとすると、第一の問題点が
解決されない。従って、両者を同時に解決することがで
きず、予め、常温でのフィルタ伝送特性に、温度変化に
よる共振周波数シフト分を考慮して帯域幅を広くしてい
た。そのために、フィルタの次数をあげて共振器の数を
増やし、さらに、挿入損失増加を少なくするため共振器
のQを上げていた。このことはフィルタの大型化とコス
ト高を招くこととなった。
【0008】本発明の目的は、従来技術の問題点の半同
軸共振器を用いたBPFの大型化をしないで温度による
伝送特性の劣化を解決した半同軸共振器形BPFを提供
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半同軸共振器形
BPFは、密閉箱状の外部導体と、該外部導体の内部床
面に所定の間隔で1列に垂直固定され上端を開放端とす
る円筒状半同軸共振器形の複数の内部導体と、該複数の
内部導体をそれぞれ仕切り結合窓を有する結合窓部と、
前記外部導体の入出力側の壁面にそれぞれ設けられ内部
に整合ループが取付けられた入出力コネクタとが備えら
れた半同軸共振器形BPFにおいて、前記外部導体の長
さ方向の側壁の内側面の複数箇所に取付けられスイッチ
ングダイオードによって金属ループがオン/オフ制御さ
れ、オンにより該金属ループが閉ループとなったとき、
前記内部導体に対応した取付け位置と取付け方向により
フィルタの中心周波数を高くまたは低くに変化させる周
波数可変ループと、前記内部導体の開放端近傍の内壁に
取り付けられ開放端部の温度を検出する第1の温度セン
サと、前記外部導体の表面に取り付けられ周囲温度を検
出する第2の温度センサと、前記第1の温度センサと前
記第2の温度センサの検出信号を比較しその絶対値およ
び差を2値情報にした温度情報を出力する比較器と、前
記第1,第2の温度センサ取付部の温度変化に対する周
波数温度特性及び内部と外部の温度差をパラメータとし
た周波数温度特性を予め実験的に求めて予測した2値温
度情報に対応する周波数温度補償値と前記複数の周波数
可変ループのオン/オフ制御データをテーブルとして予
め記憶させ、前記比較器から2値温度情報が入力された
とき、入力データに対応するオン/オフ制御データを読
み出して前記複数の周波数可変ループに与える制御回路
とが備えられ、フィルタの中心周波数温度特性を補償す
るように構成したことを特徴とするものである。
【0010】さらに、前記周波数可変ループは、前記外
部導体への取付板と、該取付板に固定され外部からのバ
イアス電圧を通す貫通形コンデンサと、該貫通形コンデ
ンサの内部端子に一端が接続され他端が前記取付板に固
定されたスイッチングダイオードと“コ”の字状の線状
または平板状の金属ループの直列回路とからなり、前記
スイッチングダイオードがオフのとき前記金属ループは
開ループとなり、オンのとき該金属ループが閉ループと
なってフィルタの中心周波数を変化させるように構成さ
れたことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の基本構成の概略を図1に
示す。図において、1は外部導体、2は内部導体、3は
結合窓部である。この構成は2つの半同軸共振器を内部
導体2として用いた3段のBPFである。但し、入出力
コネクタ部分と同調ねじ部分の図示は省略した。図1に
おいて、11,12,13,14は温度センサ、15は
比較器、16は制御器である。また、20は周波数可変
ループであり、外部導体1の側壁面の2箇所に2つずつ
設けられ、それぞれ線状または細板状の金属ループ2
2、ピンダイオードなどのスイッチングダイオード2
3、貫通形コンデンサ24からなっている。
【0012】この図1では、説明の都合上、BPFの入
出力側の壁面に周波数可変ループ20が取付けられてい
るが、実際は、図3以降の実施例に示したように、外部
導体1の長さ方向の側壁面に取付けられる。
【0013】図2は、本発明の要部をなし、フィルタの
中心周波数を変化させるための周波数可変ループ22の
構造例図である。(A)は平面図、(B)は側面図であ
る。上述の金属ループ22,スイッチングダイオード2
3,貫通形コンデンサ24は取付板21に取付けられて
周波数可変ループ20を構成している。なお、スイッチ
ングダイオード23の位置は金属ループ22の貫通形コ
ンデンサ23側でもケースへの固定端側でもよい。
【0014】この周波数可変ループ20は、外部導体1
の側壁内面に金属ループ22が突出するように取付けら
れ、スイッチングダイオード23をオン/オフして金属
ループ22を閉/開することにより共振周波数を微小に
変化させることができる。共振周波数の高/低の変化
は、その取付位置と向き(金属ループ22の向き)によ
って設定することができる。
【0015】例えば、取付位置と向きを、内部導体2の
上部の開放端部に対応する位置に内部導体2と平行にし
たとき、金属ループ22を「閉」とすると周波数が低く
なり、内部導体2の下部の短絡端部に対応する位置に平
行にしたとき、金属ループ22を「閉」とすると周波数
が高く変化する。
【0016】各内部導体2の開放端に、開放端部分の温
度を検出するセンサ12,14を設け、外部導体1に周
囲温度を検出するセンサ11,13を設けて、内部の開
放端部分の温度と外部の温度を検出して比較器15で比
較し、内部と外部の温度、及びその差を2値情報にして
制御回路16に与える。
【0017】制御回路16は、内外の温度差がないとき
の周波数温度特性、内外の温度差、特に、内部温度が高
いときの、その差をパラメータとした周波数温度特性
を、予め実験的に求めて、予測した2値温度情報に対応
する周波数温度補償値から、BPFの各部に取付けた周
波数可変ループ20のオン/オフ制御データをテーブル
として記憶させておき、比較器15から温度情報が入力
されると、それに対応するオン/オフ制御データを出力
して、外部導体1の各部に設けた金属ループ22、貫通
形コンデンサ24,スイッチングダイオード23からな
る周波数可変ループ20のスイッチングダイオード23
のバイアス電圧をオン/オフ制御して金属ループ22閉
/開するように構成されている。
【0018】これにより、環境周囲温度の変化や、入力
電力による内部導体2の局部的な温度変化でBPFの中
心周波数が低くなったり、高くなったりした時、その逆
方向にBPFの中心周波数を変化させて補償することに
より、使用帯域内の損失特性を一定に維持することがで
きる。
【0019】図2に示した周波数可変ループ20の基本
動作を説明する。周波数可変ループ20は、コの字状の
平板状金属ループ22,スイッチングダイオード23及
び貫通形コンデンサ24より構成され、金属ループ22
の片端に取り付けられたスイッチングダイオード23に
正のバイアス電圧をかけることにより、金属ループ22
の両端が短絡され閉ループ状態となる。
【0020】この閉ループを、内部導体2の開放端付近
に対面する外部導体1の壁面に内部導体2と平行に配置
すると中心周波数が低くなり、短絡端付近に内部導体2
と平行に配置すると中心周波数が高くなる。また、開放
端付近に内部導体2と直角をなすように配置すると中心
周波数が高くなり、短絡端付近に内部導体と直角をなす
ように配置すると中心周波数が低くなる。
【0021】
【実施例】以上の基本的な原理を用いた本発明の実施例
について説明する。図3は本発明の第1の実施例を示す
断面概要を示す回路ブロック図であり、内部導体2の短
絡端付近に周波数可変ループ20を内部導体2と平行に
配置したもの(b)と、直角に配置したもの(a)をそ
れぞれ1つずつ設けたものである。符号は、図1,図7
と同じ部分に同符号を付してある。この場合、例えば、
温度が上昇した時は(b)のスイッチングダイオードに
正のバイアス電圧をかけて閉ループとすることにより中
心周波数が高くなるようにし、温度が下降した時は
(a)のスイッチングダイオードに正のバイアス電圧を
かけて閉ループ状態にして中心周波数が低くなるように
構成されている。この周波数可変ループ20と、その平
板状金属ループ22の平板の幅及び高さが異なるものを
複数個配置すれば、複数通りの制御ができる。
【0022】図4は本発明の第2の実施例を示す要部断
面図であり、半同軸共振器(内部導体2)の開放端
(c)及び短絡端(d)付近に対応する外部導体1の内
面にそれぞれ周波数可変ループ20を平行に1つずつ配
置したものである。但し、温度センサと比較器,制御回
路は図示を省略した。この場合、温度が上昇したときは
(d)のスイッチングダイオードに正のバイアス電圧を
かけて閉ループ状態とし中心周波数が高くなるように
し、温度が下降した時は(c)のスイッチングダイオー
ドに正のバイアス電圧をかけて閉ループとして中心周波
数が低くなるようにする。この場合も、その平板状金属
ループ22の幅および高さが異なるものを複数個ずつ配
置すれば、複数通りの制御ができる。
【0023】図5は本発明の第3の実施例を示す要部断
面図であり、半同軸共振器(内部導体2)の開放端
(f)及び短絡端(e)付近にそれぞれ周波数可変ルー
プ20を直角に1つずつ配置したものである。但し、温
度センサと比較器,制御回路は図示を省略した。この場
合、温度が上昇したときは(f)のスイッチングダイオ
ードに正のバイアス電圧をかけて閉ループとし中心周波
数が高くなるようにし、温度が下降した時は(e)のス
イッチングダイオードに正のバイアス電圧をかけて閉ル
ープとし中心周波数が低くなるようにする。この場合も
平板状金属ループ22の幅および高さが異なるものを複
数個ずつ配置すれば、複数通りの制御ができる。
【0024】図6は本発明の第4の実施例を示す要部断
面図であり、半同軸共振器(内部導体2)に沿って平行
に配置した3つの周波数可変ループを一体に形成したも
のである。但し、温度センサと比較器,制御回路は図示
を省略した。この場合、温度が上昇したときは(h)と
(i)のスイッチングダイオードに正のバイアス電圧を
かけて中心周波数が高くなるようにし、温度が下降した
時は(g)と(h)のスイッチングダイオードに正のバ
イアス電圧をかけて中心周波数が低くなるようにする。
これも平板状金属ループ22の幅および高さが異なる一
体成形した閉ループを複数個ずつ配置すれば、複数通り
の制御ができる。
【0025】以上の実施例は2次のBPFの例である
が、半同軸共振器を複数個用いたn次のBPFでも本発
明を適用することができ、同様の効果を得ることができ
る。
【0026】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、次の効果がある。 (1)線膨張率の小さい高価な材料を用いなくてよいた
め、材料費の上昇を避けることができる。 (2)熱伝導率が大きく、加工の難しい銅材を用いなく
てもよいため、加工費の上昇を避けることができる。 (3)共振器の数を増してフィルタの次数を上げること
なく温度特性が改善され、使用帯域の損失の劣化を防ぐ
ことができる。 (4)温度を細かく検出すれば、さらに温度変化に対す
る伝送特性の劣化を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成の概略図である。
【図2】本発明の要部をなす周波可変ループの構造例図
である。
【図3】本発明の第1の実施例を示す断面概要と回路ブ
ロック図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示す要部断面図であ
る。
【図5】本発明の第3の実施例を示す要部断面図であ
る。
【図6】本発明の第4の実施例を示す要部断面図であ
る。
【図7】従来のBPFの部分切断斜視図である。
【図8】従来のBPFの温度特性例図である。
【符号の説明】
1 外部導体 2 内部導体 3 結合窓部 4 同調ねじ 5 入出力コネクタ 6 整合ループ 11,12,13,14 温度センサ 15 比較器 16 制御回路 20 周波数可変ループ 21 取付板 22 金属ループ 23 スイッチングダイオード 24 貫通形コンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉箱状の外部導体と、該外部導体の内
    部床面に所定の間隔で1列に垂直固定され上端を開放端
    とする円筒状半同軸共振器形の複数の内部導体と、該複
    数の内部導体をそれぞれ仕切り結合窓を有する結合窓部
    と、前記外部導体の入出力側の壁面にそれぞれ設けられ
    内部に整合ループが取付けられた入出力コネクタとが備
    えられた半同軸共振器形BPFにおいて、 前記外部導体の長さ方向の側壁の内側面の複数箇所に取
    付けられスイッチングダイオードによって金属ループが
    オン/オフ制御され、オンにより該金属ループが閉ルー
    プとなったとき、前記内部導体に対応した取付け位置と
    取付け方向によりフィルタの中心周波数を高くまたは低
    くに変化させる周波数可変ループと、 前記内部導体の開放端近傍の内壁に取り付けられ開放端
    部の温度を検出する第1の温度センサと、 前記外部導体の表面に取り付けられ周囲温度を検出する
    第2の温度センサと、 前記第1の温度センサと前記第2の温度センサの検出信
    号を比較しその絶対値および差を2値情報にした温度情
    報を出力する比較器と、 前記第1,第2の温度センサ取付部の温度変化に対する
    周波数温度特性及び内部と外部の温度差をパラメータと
    した周波数温度特性を予め実験的に求めて予測した2値
    温度情報に対応する周波数温度補償値と前記複数の周波
    数可変ループのオン/オフ制御データをテーブルとして
    予め記憶させ、前記比較器から2値温度情報が入力され
    たとき、入力データに対応するオン/オフ制御データを
    読み出して前記複数の周波数可変ループに与える制御回
    路とが備えられ、 フィルタの中心周波数温度特性を補償するように構成し
    たことを特徴とする半同軸共振器形BPF。
  2. 【請求項2】 前記周波数可変ループは、前記外部導体
    への取付板と、該取付板に固定され外部からのバイアス
    電圧を通す貫通形コンデンサと、該貫通形コンデンサの
    内部端子に一端が接続され他端が前記取付板に固定され
    たスイッチングダイオードと“コ”の字状の線状または
    平板状の金属ループの直列回路とからなり、前記スイッ
    チングダイオードがオフのとき前記金属ループは開ルー
    プとなり、オンのとき該金属ループが閉ループとなって
    フィルタの中心周波数を変化させるように構成されたこ
    とを特徴とする請求項1記載の半同軸共振器形BPF。
JP19514997A 1997-07-04 1997-07-04 半同軸共振器形bpf Pending JPH1127007A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6894587B2 (en) 2000-05-25 2005-05-17 Murata Manufacturing Co., Ltd. Coaxial resonator, filter, duplexer, and communication device
JP2007300252A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Hitachi Kokusai Electric Inc 共振器結合型フィルタ
KR101237008B1 (ko) 2012-05-31 2013-02-25 주식회사 이너트론 원통 구조의 바이어스 티를 구비하는 공진기 필터

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