JPS6242523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、小型で、高性能な分波器に関す
る。従来からある分波器は、周波数選択部分は、
金属製キヤビテイ等を用いたもので、しかも装置
が大型であつた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、小型で
合理的な内部配置をして部品点数を少なくすると
ともに製造容易にした分波器を提供することであ
る。

この発明の他の目的は、各入出力端子のS.W.R
を改善することである。

この発明は、要約すれば任意の第１の周波数信
号が入出力される第１の端子と、前記第１の周波
数信号より高い第２の周波数信号が入出力される
第２の端子と、前記第１および第２の周波数信号
が入出力される第３の端子と、前記第１の端子お
よび第３の端子との間に設けてなる第１の周波数
信号を通過させる第１の誘電体同軸共振器で構成
したフイルタと、前記第３の端子と第１のフイル
タ間に設けた分岐部と、前記分岐部と第２の端子
との間に設けた第２の周波数信号を通過させる第
２の誘電体同軸共振器で構成したフイルタとを有
し、前記分岐部と第１のフイルタ間の線路長よ
り、前記分岐部と第２のフイルタ間の線路長を長
くした分波器においてケースは、前記第１および
第２のフイルタを包囲すべく溝を設けた部分ケー
スからなり、第１の誘電体同軸共振器で構成した
フイルタと第３の端子間、および第２の誘電体同
軸共振器で構成したフイルタと分岐部間の接続構
造がストリツプ線路で構成されたことを特徴とす
る、誘電体同軸共振器を用いた分波器である。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な
説明から一層明らかとなろう。

図において、１はケースで、内表面に導体膜を
形成するなどしてシールド作用をもたせてなるプ
ラスチツクケースまたはロストワツクス加工法に
よる金属ケースが好ましい。ケース形状は直方形
を二つに縦分割したものであり、以下にのべる
種々の内部素子を一方の分割ケース２に収納した
のち他方の分割ケース３をかぶせ、両分割ケース
２，３同士を固定する構造である。そしてケース
２，３の内部はそれぞれ長手方向に二条の断面半
円状の溝４，５および６，７が設けられている。
その溝４，６で形成される円筒状内空間には８個
の1/4波長同軸TEM共振器８〜１５がその軸方向
に２つおきにスペーサ２７，２８，２９を介して
一列に収納される。溝５，７で形成される円筒状
内空間には６個の1/4波長同軸TEM共振器１６〜
２１がその軸方向に２つおきにスペーサ３０，３
１を介して一列に収納される。そして、この1/4
波長同軸TEM共振器８〜２１は、円筒状のセラ
ミツク磁器誘電体２２の内周面２３および外周面
２４に銀ペーストを塗りつけ、内周面２３に囲繞
された孔内に棒状誘電体２５を位置させ、その端
面２６にも銀ペーストを塗りつけ、この銀ペース
トを内周面２３に塗りつけた銀ペーストと電気的
に導通させた状態で焼付け処理をおこなつて内導
体、外導体を形成したものである。スペーサ２７
〜３１は共振器８〜２１をケース２に固定後とり
のぞく。結局、各共振器の組込後、溝４は三つの
空間２７，２８，２９で４分割され、同様に溝６
も三つの空間で４分割されている（図示せず）。
溝５も、二つの空間３０，３１で３分割され、同
様に溝７も二つの空間で３分割されている（図示
せず）。共振器８〜２１は二つづつ組となつてい
る。この二つづつ組になつた共振器同士は誘導結
合させる。誘導結合構造については後述する。空
間を介して対向する共振器同士は容量結合させ
る。この例では空間の存在によつて静電容量が生
じる。空問を設けずに、独立した誘電体からなる
スペーサ、たとえばリング状や円板状その他任意
形状、寸法のものを用いてもよい。誘導結合させ
るための電極の一例を第４図に示す。すなわち、
電極３２は、略扇形状の誘導結合窓３３と必要に
応じ中心孔３４を有する。この誘導結合窓３３は
第５図に示すように、開扇度θと放射方向長ｄに
よつて決定される開口度合で共振器相互の結合状
態を調整し得るものとし、中心孔３４には棒状誘
電体２５が後述するように挿入され得るものとす
る。同軸TEMモードは点対称モードであり、そ
の対称性をくずす高次モードによるスプリアス特
性の悪化を招来することになるため、前記電極３
２の誘電結合窓３３は可及的回転対称性にすぐれ
たパターンに形成されることが望まれる。その
点、このような略扇形状の誘導結合窓３３の相互
の位置関係は対称性にすぐれているが、必ずしも
略扇形状に限定されないことはいうまでもない。
また、結合窓３３の位置および開口面積は同軸の
中心軸を軸とした円筒座標系で記述できるため結
合度の設計が容易になるという利点を有する。こ
のような電極３２は例えば共振器の短絡端面への
銀ペーストの焼きつけやフオトエツチングあるい
は薄い銀板ないし白金板等によつて形成される。
前記したように、二つの共振器が誘導結合電極を
介して一組づつ溝内に組込まれので、扱いを容易
にするため、あらかじめ、二つの共振器および間
に存在する誘導結合窓を一体に無機接着剤で接着
しておくとよい。この場合、棒状誘電体２５は二
つの共振器に挿通される充分な長さの一本のもの
をもちいるとよい。このときは電極３２に中心孔
３４を設けておく。各共振器８，１５，１６およ
び２１の最外端にはそれぞれ結合用コンデンサ３
５，３６，３７および３８が設けられる。結合コ
ンデンサ３５〜３８は、たとえば円柱状の誘電体
の両端面に電極を設けてなるものである。３９は
第１の端子、４０は第２の端子、４１は第３の端
子であり、溝４の軸方向の一端側ケース側面には
第１の端子３９を設け、他端側には第３の端子４
１を設け、溝５の軸方向の一端側で第１の端子３
９と隣り合わせになるようケース側面に第２の端
子４０を設ける。端子３９〜４１は具体的には同
軸コネクタを用いる。端子３９の中心導体は、メ
タルブツシング４２を介して、結合コンデンサ３
６の一方電極に接続され結合コンデンサ３６の他
方電極は共振器１５の内導体に接続される。同様
に端子４０の中心導体はメタルブツシング４３を
介して結合コンデンサ３８の一方電極に接続さ
れ、結合コンデンサ３８の他方電極は共振器２１
の内導体に接続される。４５はストリツプ線路の
誘電体基板で、基板４５の一方表面には、端子４
１の中心導体と結合コンデンサ３５の一方電極と
を接続する中心導体４６が設けられている。な
お、結合コンデンサの他方電極は共振器８の内導
体に接続される。一方、共振器１６の内導体は、
結合コンデンサ３７の一方電極に接続され、結合
コンデンサ３７の他方電極は、基板４５の一方表
面に設けられたいま一つの中心導体４７の一端に
接続され、中心導体４７の他端は、中心導体４６
の中途部分に接続される。この接続点を以下分岐
点４８とよぶことにする。

共振器８〜１５によつて構成されるフイルタ
（以下第１のフイルタ４９とよぶ）の中心周波数
を_１（角速度で表わしたときω_１）とし、共振
器１６〜２１で構成されるフイルタ（以下第２の
フイルタ５０とよぶ）の中心周波数を_２（角速
度で表わしたときω_２）、_１＜_２であると
き、端子３９に印加された周波数_１の信号は端
子４１にのみ導出され、端子４０に印加された周
波数_２の信号は端子４１にのみ導出され、端子
４１に印加された信号のうち周波数_１の信号は
端子３９にのみ導出され、周波数_２の信号は端
子４０にのみ導出される。このような機能は、分
岐点４８と第１のフイルタ４９間の線路長より、
分岐点４８と第２のフイルタ５０間の線路長が長
いことによつて達成される。以下にこの点につい
て詳述する。

第６図は、結合コンデンサ３５からみた第１の
フイルタ４９の二段目までの等価回路図である。
図において、キヤパシタンスCfはコンデンサ３
５の周辺の浮遊容量であり、ブロツク５１，５２
は、共振器８，９を配置した結果としてあらわれ
る分布定数線路を示す。インダクタンスLcは誘
導結合電極を採用していることからあらわれるも
のである。第７図は、分岐点４８からみた第１の
フイルタ４９の初段目までの等価回路図である。
図において、ブロツク５３は分岐点４８からコン
デンサ３５までの分布定数線路を示す。またl₂は
線路長で、分岐点４８から溝４の終端面４ａまで
の中心導体の長さを表わす。もし、第１のフイル
タ４９が、第２のフイルタ５０の中心周波数_２
において、分岐点４８からみて電気的にオープン
状態にあれば、整合していることになる。第８図
はスミスチヤートを示し、溝４の終端面４ａにお
ける周波数_２の信号のインピーダンス特性を表
示している。第８図からあきらかなように、周波
数_２の信号（ω_２＝2n_２）は誘導性を示し
ている。角度θ_２は、溝４の終端面４ａにおける
周波数_２の進行波と反射波との位相差を示し、
線路長l₂との関係は、 l₂＝θ_２／４ｎ×λo₂（小さい値） ただし、λo₂は周波数_２の波長である。線路
長l₂はθ_２／ｎ×λo₂／４とも示される。そし
て、いまθ_２／ｎは１より小さいので、線路長l₂
はλo₂／４より小さいことになる。たとえば、周
波数_２が800MHz位では２〜３mm、θ_２は20〜
30゜位である。同様な等価回路が第２のフイルタ
でも考えられる。もし、第１のフイルタ４９の中
心周波数_１において、第２のフイルタ５０が分
岐点４８からみて電気的にオープン状態にあれば
整合していることになる。第９図はスミスチヤー
トを示し、溝５の終端面５ａにおける周波数_１
の信号のインピーダンス特性を示している。図に
おいて周波数_１の信号（ω_１＝2n_１）は容
量性を示している。角度θ_１は、溝５の終端面５
ａにおける周波数_１の進行波と反射波との位相
差を示し、線路長l₁（分岐点４８から溝５の終端
面５ａまでの中心導体の長さ）との関係は、 l₁＝θ_１／４ｎ×λo₁（大きい値） ただし、λo₁は周波数_１の波長である。線路
長l₁はθ_１／ｎ×λo₁／４とも示される。そし
て、θ_１／ｎは１より大きいので、線路長l₁はλ
o₁／４より大きい。なお、線路長l₁はλo₁／２よ
り小さいので、線路長l₁は線路長l₂より長くな
る。このような理由により、分岐点４８と第１の
フイルタ４９間の線路長より、分岐点４８と第２
のフイルタ５０間の線路長を長くして整合をとれ
ることがわかる。

ケース１が上記実施例のように、ケース２，３
に分割されていると、共振器の外導体とケース内
表面導体との密着性をよくすることができる。ま
た、このような分岐構造をとつているので、再現
性がよく、また第１のフイルタ４９と第２のフイ
ルタ５０とを並設でき、全体の配置がスマートに
なり、小型化されるとともに部品点数も少なくす
ることができる。

以上の実施例からもあきらかなように、この発
明によると、中心周波数の異なる二つのフイルタ
のうち周波数の低いフイルタの一端に分岐点が設
けられ、この分岐点と前記周波数の低いフイルタ
の一端との間は第１の長さを有する線路で結ば
れ、前記分岐点と周波数の高いフイルタの一端と
の間は第２の長さを有する線路で結ばれ、この第
２の長さは第１の長さより長くすることにより、
各入出力端子のS.W.R特性を改善できるととも
に、小型でかつ合理的な内部配置が可能になるも
のである。また、ケース構造が二つの分割ケース
からなり、さらに通常はリード線等で接続する部
分があらかじめストリツプ線路で構成してあるの
で、部分点数を少なくでき、また製造容易な分波
器を提供できる。

なお、上記実施例において、第２のフイルタ５
０の中心周波数_２が第１のフイルタ４９の中心
周波数_１より低いときは、結合コンデンサ３７
近辺にＴ型分岐部を形成しなければならないこと
はいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明一実施例の内部配置を示す平
面図、第２図は、同、ケースを二分割した状態の
側面図、第３図は本発明一実施例で用いる1/4波
長同軸TEM共振器の断面図、第４図は、同、誘
導結合電極、第５図は誘導結合窓３３の拡大説明
図、第６図は結合コンデンサ３５または３７から
みた第１のフイルタ４９または第２のフイルタ５
０の初段付近の等価回路図、第７図は分岐点４８
からみた第１のフイルタ４９または第２のフイル
タ５０の初段付近の等価回路図、第８図はω_２の
スミスチヤート、第９図はω_１のスミスチヤート
である。 １…ケース、８〜２１…共振器、３９…第１の
端子、４０…第２の端子、４１…第３の端子、４
５…誘電体基板、４６，４７…中心導体、４８…
分岐点、４９…第１のフイルタ、５０…第２のフ
イルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 任意の第１の周波数信号が入出力される第１
   の端子と、前記第１の周波数信号より高い第２の
   周波数信号が入出力される第２の端子と、前記第
   １および第２の周波数信号が入出力される第３の
   端子と、前記第１の端子および第３の端子との間
   に設けてなる第１の周波数信号を通過させる第１
   の誘電体同軸共振器で構成したフイルタと、前記
   第３の端子と第１のフイルタ間に設けた分岐部
   と、前記分岐部と第２の端子との間に設けた第２
   の周波数信号を通過させる第２の誘電体同軸共振
   器で構成したフイルタとを有し、前記分岐部と第
   １のフイルタ間の線路長より、前記分岐部と第２
   のフイルタ間の線路長を長くした分波器におい
   て、ケースは、前記第１および第２のフイルタを
   包囲すべく溝を設けた部分ケースからなり、第１
   の誘電体同軸共振器で構成したフイルタと第３の
   端子間、および第２の誘電体同軸共振器で構成し
   たフイルタと分岐部間の接続構造がストリツプ線
   路で構成されたことを特徴とする、誘電体同軸共
   振器を用いた分波器。