JPS62159501A - 有極形帯域通過ろ波器 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、テレビジョン放送施設又は自動車電話の基地
局等において用いられる超短波乃至マイクロ波用の有極
形帯域通過ろ波器に関するものである。

従来の技術 第１４図は、本発明者等がさきに提案した有極形帯域通
過ろ波器を示す断面図（第１５図のＢ−Ｂ断面図）、第
１５図は、第１４図のＡ−Ａ断面図、第１６図は、第１
４図のＣ−Ｃ断面図で、各図において、ｌは導体より成
る共通の筐体、２は共通の誘電体で、例えばチタン酸バ
リウム磁器より成り、共通の筐体１内に適当な高さまで
ほぼ一様の密度を以て充填しである。３１乃至３ｎ（ｎ
は４以上の任意の正の整数）は内部導体で、それぞれ共
振波長のほぼ烏の軸長を有し、共通の誘電体２に穿った
孔部に挿入された棒状導体、筒状導体又は孔部の内表面
に蒸着等の手法によって付着せしめた金属膜等より成る
。４はアルミナ等より成る共通のプリント基板で、その
長手方向を誘電体２の長手方向と平行に保ち、その端部
を筐体１の端壁に適当な接着剤又は止め螺子等を以て固
定しである。

５１乃至５゜はプリント配線手法によって設けた段間結
合容量素子で、プリント基板４の表面の中、内部導体３
１乃至３ｎの各頂部に対応する個所に、例えばコの字形
に設け、各対応する内部導体との間をはんだ付は等の手
段により電気的に接続しである。θ０及び８ｎ、１は入
出力結合容量素子で、股間結合容量素子５１乃至５ｎと
同様、プリント基板４の表−面にプリント配線手法によ
って設けである。

尚、必要に応じて共通の誘電体２の開放面を除く全表面
に、蒸着又は無電解メッキ等の手段によって銀又は銅等
の金属膜を付着せしめて筐体ｌと誘電体２との電気的接
触を良好ならしめる。

又、図には示していないが、入出力結合容量素子８ｏ及
び６ｎ。１の各外端部に入出力結合端子、例えば同軸端
子を接続する。

そして内部導体３１乃至３ｎの各中心間隔ＣＲ１，２、
ＯＲ２，３、−−−一−ＣＲｎ−１，ｎ　と誘電体２の
横幅Ｗとの関係を、はぼ、 Ｃｔ＋１．２：ＣＲ２，３＝−一−−−＝ＣＲｎ−ｔ、
ｎ≧Ｗ・・・・　（１） に選ぶか、各中心間隔の総てが誘電体２の横幅Ｗよりも
大なると共に各中心間隔の総てが互いに異なるか、若し
くは各中心間隔の何れもが誘電体２の横幅Ｗよりも大な
ると共に一部は互いに等しく一部は互いに異なるように
構成しである。

次に、７１及び７２は間接結合回路を形成する伝送線で
、プリント基板４にプリント配線手法によって設けであ
る。８は位相遅延線で、例えばプリント基板４に外付け
したコイル状の遅延線より成り、伝送線７１及び７２と
位相遅延線８との直列回路の全長を、電気長で共振波長
のほぼ局又はその奇数倍に形成しである。

尚、第１５図における文１は共通の筐体ｌ及び共通の誘
電体２の各一部と内部導体３１によって形成される初段
共振器の共振長、Ｕｎは共通の筐体ｌ及び共通の誘電体
２の各一部と内部導体３ｎによって形成される終段共振
器の共振長、１ｈ（ｋ−２，３、−−−−−、ｎ−１）
は共通の筐体１及び共通の誘電体２の各一部と内部導体
３２乃至３ｎ−１によって各形成される共振器の共振長
で、初段及び終段の両共振器には入出力結合容量素子８
ｏ及びｅｎ。１が付加されているため、この付加容量の
大きさに応じて共振長文１及びｌｎが他の共振器の共振
長１によりも短縮される。このため第１５図に示すよう
に、初段共振器と次段共振器との境界及び終段共振器と
その前段共振器との境界に段部を設けて、初段及び終段
共振器の各底部を他の共振器部分の底部よりも高く形、
成しであるが、底部を高める代りに、初段及び終段共振
器を形成する誘電体部分の開放面並びに内部導体３１及
び３ｎの各開放端の高さを、他の共振器を形成する誘電
体部分及び各内部導体の開放端の高さより低くなるよう
に形成しても差支えない。

第１４図乃至第１６図には、各共振器における共振周波
数の微細調整素子等のように、従来公知の帯域通過ろ波
器におけると同様の構成素子は、これを図示するのを省
いである。

このように構成した有極形帯域通過ろ波器においては、
内部導体３１乃至３゜の各中心間隔を（１）式において
説明したように選んであるため、各共振器間の電磁界結
合成分が極めて小となり、その結果容共振器が独立した
共振器として作動し、段間結合は専ら段間結合容量素子
５１乃至５ｎによって形成される結合容量を介して行わ
れる。

第１７図は、第１４図乃至第１６図に示した有極形帯域
通過ろ波器の等価回路図で、Ｌｌ乃至Ｌｎは筐体ｌ及び
誘電体２と内部導体３１乃至３ｎによって形成される各
共振回路のインダクタンス分、Ｃ１，２ｔＣ：２．３ｉ
−−−−−Ｏｎ−１，ｎは段間結合容量、ＧＯ，ｌ及び
Ｃ８，。４１は入出力結合容量、Ｌｐは位相遅延線８の
インダクタンス分、Ｃ１１，２及びＣ＋Ｚ、５は間接結
合容量である。

第１８図は、第１７図に示した回路の一部、即ち、隣接
する任意の２個の共振回路部分を示す図、第１９図は、
第１８図におけるインダクタンス分を共振回路部分と結
合兼位相遅延回路部分に分解して示す図で、θは結合兼
位相遅延回路、Ｘｃは段間結合容量のりアクタンスの大
きさ、ｂＬは共振回路におけるインダクタンス分の中、
結合兼位相遅延回路θの形成に寄与する等価インダクタ
ンスのサセプタンスの大きさである。

第１９図において、１ｘｃｌ＝Ｉｂしｌとすると、結・
・・・　（２） で表わされ、（２）式において、Ｉｘｃｌ＝ｌｂしｌと
なる。

（３）式から明らかなように、結合兼位相遅延回路θは
３λｇ／４伝送線路と同じ位相遅延回路となるから、結
合兼位相遅延回路θの位相は−９００となり、第１８図
は、第２０図のように表わすことが出来、したがって第
１７図は、第２１図のように表わすことが出来る。

第２１図における間接結合回路の主回路への結合点Ｐ２
及び２５間には、４個の共振回路が含まれると共に、３
個の結合兼°位相遅延回路が含まれて居り、共振回路の
位相は減衰域において±９００、結合兼位相遅延回路の
位相は−９００であるから、結合点Ｐ２及び２５間の主
回路における減衰域の信号の位相は、９００　Ｘ　３　
＋９００　Ｘ　４　＝２７００となる。

即ち、９００の進み位相となる。

次に、間接結合回路の等価回路は、第２２図のように、
伝送線とその両端における容量性リアクタンス−ｊｅｅ
ｐとの直列回路となり、この直列回路の長さを電気長で
文とすると、その基本マトリクス（４）式において　文
＝λｇ／２とすると、となる。

間接結合回路の電気掻立がλｇ／２又はその奇数倍のと
き、第２２図の回路はλｇ／２又はその奇数倍の長さの
線路と、−２Ｋｃｐなるリアクタンスを有する１個の容
量素子との直列回路と等価となる。

間接結合回路の全電気長はλｇ／２又はその奇数倍であ
るから、間接結合回路を伝送する信号は、電気長文によ
って１８００の遅れを生じ、容量分によって９００位相
が進むので、結果として間接結合回路は８００の位相遅
れ回路と等価となる。

したがって、第２１図における結合点Ｐ２から主回路を
伝送して結合点Ｐ５に到った減衰域における信号の進み
位相９０”　と、結合点Ｐ２から間接結合回路を伝送し
て結合点Ｐ５に達した減衰域における信号の遅れ位相９
００　との間には１８００の位相差を生ずるから、間接
結合回路と主回路との結合度を適当ならしめて、主回路
及び間接結合回路を各別に伝送して結合点Ｐ５に達した
減衰域における両信号の振幅が等しくなるように調整す
れば、両信号は互いに打ち消し合ってこの信号の周波数
位置に減衰極を生ずることとなる。

発明が解決しようとする問題点 上記有極形帯域通過ろ波器においては、第１５図に示す
ように内部導体３２及び３５より成る共振器相互間を間
接結合すると共に、例えば内部導体３６及び３９より成
る共振器相互間を間接結合せしめることにより、２組の
減衰極を生ぜしめて、減衰域における信号の減衰特性を
更に良好ならしめることが出来るが、何れの間接結合回
路も２個又はその整数倍の個数の共振器を隔てた共振器
相互間を間接結合する必要があるため、上記のように２
個の間接結合回路を設ける場合には、最低８個の共振器
を以て主回路を形成する必要があり、全体の長さが徒に
長くなるばかりでなく、共振器の数が比較的多くなるた
め、所要特性を得るための調整個所も多くなり、それだ
け調整に多くの時間と労力を要することとなる。

共振器の数を減少せしめて全体の長さを短縮すると共に
、調整個所を少なくするために、例えば内部導体３２及
び３５より成る共振器相互間を第１の間接結合回路を以
て間接結合すると共に、内部導体３４及び３７より成る
共振器相互間を第２の間接結合回路を以て間接結合する
ときは、内部導体３４及び３５間において第１及び第２
の間接結合回路相互が結合して干渉を生じ、所要の周波
数位置に減衰極が形成されず、減衰特性が劣化すること
となる。

問題点を解決するための手段、実施例 第１図は、本発明の一実施例を示す断面図（第２図のＢ
−Ｂ断面図）、第２図は、第１図のＡ−Ａ断面図、第３
図は、第１図のＣ−Ｃ断面図で、各図において、■は筐
体、２は誘電体、３１乃至３７は内部導体、４はプリン
ト基板、５１乃至５７は段間結合容量素子、６ｏ及び６
８は入出力結合容量素子で、これらは第１４図乃至第１
６図に示した有極形帯域通過ろ波器におけるものと全く
同様の構成である。

次に、７１乃至７４は間接結合回路を形成する伝送線で
、それぞれプリント基板４にプリント配線手法によって
設けた場合を例示しであるが、例えば同軸線等によって
形成してもよい。そして伝送線７１の一端を段間結合容
量素子５１に、伝送線７２及び７３の各一端を段間結合
容量素子５４に、伝送線７４の一端を段間結合容量素子
５７に、それぞれ容量を介して結合せしめである。８工
及び８２は位相遅延線で、それぞれ例えばプリント基板
４に外付けしたコイル状の遅延線より成り、伝送線７１
、位相遅延線８１及び伝送線７２より成る直列回路の全
電気長差に伝送線７３、位相遅延線８２及び伝送線７４
より成る直列回路の全電気長を、それぞれ入ｇ／２又は
その奇数倍に形成しである。

第１図乃至第３図においても、各共振器における共振周
波数の微細調整素子等のように従来公知の帯域通過ろ波
器におけると同様の構成素子は、これを図示するのを省
いである。

第４図は、第１図乃至第３図に示した本発明帯域通過ろ
波器の等価回路図で、ＬＰＩ及びＬＰ２は位相遅延線８
１及び８２のインダクタンス分、ｃｒｔ、ｉ、ＣＩ２．
ａ　、　ＣＩ３．４及びＣＩ４．７は間接結合容量、Ｌ
ｌ乃至Ｌｌは共振回路のインダクタンス分、Ｃ１，２、
Ｇ２．３．−−−一−、Ｃ６，７は股間結合容量、ＧＯ
，ｌ及びＣ７，８は入出力結合容量である。

このように構成した本発明帯域通過ろ波器においても、
内部導体３１乃至３７の各中心間隔を（１）式において
説明したように選んであるため、各共振器間の電磁界結
合成分が極めて小となり、各共振器が独立した共振器と
して作動し、段間結合は段間結合容量素子５１乃至５７
によって形成される結合容量を介して行われる。

又、伝送線７１．７２及び位相遅延線８１より成る第１
の間接結合回路と主回路との結合点ＰＩ及びＰ４間には
４個の共振回路と３個の結合兼位相遅延回路とが含まれ
ているから、第１４図乃至化１６図に示した有極形帯域
通過ろ波器の場合と同様、結合点ＰＩ及び２４間の主回
路を伝送する減衰域の信号の位相は９００の進み位相と
なり、第１の間接結合回路は、その全電気長をλｇ／２
又はその奇数倍に形成しであるから、第１４図乃至第１
６図に示した有極形帯域通過ろ波器の場合と同様、９０
０の位相遅れ回路と等価となる。

したがって、主回路への第１の間接結合回路の結合度を
適当に調整することによ、減衰域における第１の任意所
要の周波数位置に第１の減衰極を生ぜしめることが出来
る。

又、伝送線７３．７４及び位相遅延線８２より成る第２
の間接結合回路と主回路との結合点Ｐ４及び９７間の主
回路にも４個の共振回路と３個の結合兼位相遅延回路が
含まれ、第２の間接結合回路の全電気長をλｇ／２又は
その奇数倍に形成しであるから、第２の間接結合回路と
主回路との結合度を適当に調整することにより、減衰域
における第２の任意所要の周波数位置に第２の減衰極を
生せしめることが出来る。

第１図乃至第３図には、プリント基板４にプリント配線
手法によって設けた段間結合容量素子５１乃至５７によ
って段間を容量結合せしめた場合を例示したが、第５図
に要部断面図（第１図に相当する断面図）を示すように
、内部導体３１乃至３７の各開放端の側面に導体片９の
各端部を取り付け、各対向する導体片間に形成される容
量を介して股間を結合せしめるように構成してもよい。

第５図において１００及び１０８は集中定数回路素子よ
り成る入出力結合容量素子、７゛１乃至７ｔは間接結合
回路を形成する伝送線で、図には同軸線を以て形成した
場合を例示しである。８１及び８２は位相遅延線で、伝
送線７１．７シ及び位相遅延線８１より成る第１の間接
結合回路の全電気長差シこ伝送線７；。

７λ及び位相遅延線８２より成る第２の間接結合回路の
全電気長を、それぞれλｇ／２又はその奇数倍に形成す
ること、第１及び第２の間接結合回路と主回路との結合
関係、減衰極の形成動作等は総て前実施例と全く同様で
ある。

尚、導体片９によって段間結合容量を形成せしめる代り
に集中定数回路素子を以て段間結合を行わしめるように
錨醪１．でも太拳圓か車協ナスごとが出来る。

第６図も赤本発明の他の実施例を示す断面図（第７図の
Ｂ−Ｂ断面図）、第７図は、第６図のＡ−Ａ断面図で、
両図において、■は筐体、２１乃至２７は誘電体、３１
乃至３７は内部導体で、各軸長を電気長で共振波長のほ
ぼ％に形成しである。７′；及び７；は間接結合線路で
、同軸線路ストリ・ンブライン又はセミリジットケーブ
ル等より成り、線路７′Ｉの一端を内部導体３１に容量
結合せしめ、他端を内部導体３４に容量結合せしめると
共に、線路７″２の一端を内部導体３４に容量結合せし
め、他端を内部導体３７に容量結合せしめである。そし
て線路７）及び７２の各長さを共振波長に比し出来るだ
け短く形成しである。１０ｏ及び１０８は入出力結合容
量素子である。

このように構成した本実施例においては、入出力端子及
び入出力結合容量素子１００　を介して導入された入力
信号によって、内部導体３１、誘電体２１及び筐体１よ
り成る初段の共振器が励振共振せしめられると、共振電
流によって生じた磁界の中、誘電体２１の結合面からの
漏洩磁界が内部導体３２及び誘電体２２より成る共振器
に結合励振して共振電流を生ぜしめ、以下同様にして各
段の共振器が共振し、入出力結合容量素子１０８及び入
出力端子を介して出力信号が取り出される。

第８図は、この帯域通過ろ波器の等価回路図で、Ｒ１乃
至Ｒ７は共振回路、Ｍｌ、２乃至Ｍ６．７は共振回路間
の等価相互インダクタンス、Ｇｏ及びＣ８は入出力結合
容量、ＣＣ，及びＣＣ２は間接結合回路、Ｃｕ、＋　、
　Ｃｕ、ａ　、　ＣＩ２．４及びＣＩ２．７は間接結合
回路と主回路との結合容量、Ｐｌ、Ｒ４及びＰｌは間接
結合回路の主回路への結合点である。　　・第８図にお
ける共振回路の一区間、例えばＲ１区間は、第９図のよ
うに書換えることが出来る。同図においてＬＲは共振回
路におけるインダクタンス分、ＣＲは共振回路における
容量分、Ｍｍは磁気相互インダクタンスである。

第９図に示した等価回路図は、第１０図に示すように共
振作用を営む回路部分ＲＣと、結合兼位相遅延回路を構
成する回路部分ＰＣとに分けることが出来る。同図にお
いてＣｍは等価位相回路の容量で、他の符号は第９図と
同様である。

結合兼位相遅延回路を構成する回路部分Ｐｃの基本マト
リクス［’−］は、 但し ω１１島＝ωａ　Ｃ，ミ１ 第１１図に示すように、特性インピーダンスＺＯ及び特
性アドミタンスＹＯが１で、長さｌｃが電気長でλｇ／
４ケーブルの基本マトリクス［”−］は、（Ｃ６式にお
いて（７）式が成立するようにすれば（６）式の右辺は
λｇ／４ケーブルと等価となり、第８図は第１２図のよ
うに書換えることが出来る。同図において、θは結合兼
位相遅延回路、Ｐｌ、Ｒ４及びＰｌは第１及び第２の間
接結合回路と主回路との結合点である。

第１２図の主回路を伝送する減衰域における第１の周３
力詐め信書１士　鈷全占ｐ１乃γメｐ、４間に会すれる
４個の共振回路及び３個の結合兼位相遅延回路において
、 ９００　Ｘ　３　＋９００　Ｘ　４　＝　２７００即ち
、９００位相が遅れることとなる。

又、結合点Ｐ１及びＲ４に結合された第１の間接結合回
路は、第２２図について説明したように、−２！ｃｐな
るリアクタンスを有する１個の容量素子と伝送線路の直
列回路と等価となるから、伝送線路の長さを無視すると
、この第１の間接結合回路を伝送する減衰域における第
１の周波数の信号に対して、第１の間接結合回路は９０
０の位相進み回路となる。

したがって、第１の間接結合回路の主回路への結合度を
適当ならしめることにより、減衰域における第１の周波
数位置に減衰極を生せしめることが出来、同様にして第
２の間接結合回路の主回路への結合度を適当ならしめる
ことによって、減衰域における第２の周波数位置に減衰
域を生ぜしめることが出来る。

以上例れの実施例においても、２個の間接結合回路を主
回路に結合せしめた場合を例示したが、共振回路の段数
を増して３個以上の間接結合回路を主回路に結合せしめ
る場合にも前記と同様にして本発明を実施することが出
来る。

発明の効果 本発明においては、例えば初段の共振回路に第１の間接
結合回路の始端を容量結合し、第４段の共振回路に第１
の間接結合回路の終端を容量結合すると共に第２の間接
結合回路の始端を容量結合し、第７段の共振回路に第２
の間接結合回路の終端を容量結合すると共に第３の間接
結合回路の始端を容量結合し、以下同様にして任意複数
個の間接結合回路を主回路に容量結合するように構成し
たものであるから、第１の間接結合回路の終端を結合せ
しめる共振回路と、第２の間接結合回路の始端を結合せ
しめる共振回路とが、１個以上の共振回路を隔てた互い
に異なる共振器である従来の有極形帯域通過ろ波器に比
し、全長を短縮することが可能で、又、第１、第２、第
３、−一一一一の間接結合回路の各始端と、第２、第３
．第４、−一一一一の間接結合回路の各終端とが互いに
重畳することなく、各間接結合回路が相互に干渉するお
それがないから、例えば第１３図に示すように、良好な
減衰特性を呈せしめることが出来る。

第１３図において、横軸は伝送周波数ｆ（Ｍ）Ｉｚ）、
縦軸は減衰量ＡＴＴ（ｄＢ）で、２個の間接結合回路を
設けて２組の減衰極を生ぜしめた場合を示しである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図及び第５図乃至第７図は、本発明の一
実施例を示す図、第４図及び第８図は、その等価回路図
、第９図乃至第１２図は、その作動説明のための図、第
１３図は、本発明ろ波器の減衰特性の一例を示す曲線図
、第１４図乃至第１６図は、本発明者等がさきに提案し
た有極形帯域通過ろ波器を示す図、第１７図は、その等
価回路図、第１８図乃至第２２図は、その作動説明のた
めの図で、ｌ：筐体、２．２１乃至２７：誘電体、３１
乃至３゜：内部導体、４ニブリント基板、５１乃至５ｎ
：段間結合容量素子、６ｏ、６８及び６ｎ。ド入出力結
合容量素子、７１乃至７４及び７１乃至バ：伝送線、７
′；及び７′２：間接結合線路、８１．８２及び８：位
相遅延線、９：導体片、１０ｏ及び１０８：入出力結合
容量素子である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気長で共振波長のほぼ１／４の軸長を有する内
   部導体及び共通の筐体より成る同軸共振器を複数段電界
   結合により縦続接続して主回路を構成し、この主回路を
   構成する共振器の中、２個又はその整数倍の個数の共振
   器を隔てた２個の共振器に、電気長で共振波長のほぼ１
   ／２又はその奇数倍の長さを有する第１の間接結合回路
   の端部を結合容量を介して各結合せしめ、前記第１の間
   接結合回路の端部を結合せしめた２個の共振器の中、下
   流（又は上流）側の共振器及びこの共振器から下流（又
   は上流）へ２個又はその整数倍の個数の共振器を隔てた
   共振器に、前記第１の間接結合回路と同様構成の第２の
   間接結合回路の端部を結合容量を介して各結合せしめ、
   以下、同様の手法によって任意複数個の間接結合回路を
   主回路に結合せしめて成ることを特徴とする有極形帯域
   通過ろ波器。
2. （２）電気長で共振波長のほぼ１／４の軸長を有する内
   部導体及び共通の筐体より成る同軸共振器を複数段磁気
   結合により縦続接続して主回路を構成し、この主回路を
   構成する共振器の中、２個又はその整数倍の個数の共振
   器を隔てた２個の共振器に、共振波長に比し短い伝送線
   より成る第１の間接結合回路の端部を結合容量を介して
   各結合せしめ、前記第１の間接結合回路の端部を結合せ
   しめた２個の共振器の中、下流（又は上流）側の共振器
   及びこの共振器から下流（又は上流）へ２個又はその整
   数倍の個数の共振器を隔てた共振器に、前記第１の間接
   結合回路と同様構成の第２の間接結合回路の端部を結合
   容量を介して各結合せしめ、以下、同様の手法によって
   任意複数個の間接結合回路を主回路に結合せしめて成る
   ことを特徴とする有極形帯域通過ろ波器。