JPS631442Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、高周波電子機器、たとえば、内・
外導体間に誘電体が存在する同軸共振器（以下単
に誘電体同軸共振器と呼ぶ）を用いたフイルタや
分波器のようなものに最適なケース構造に関す
る。

まず、この考案に関連する先行出願について説
明する。

この先行発明は、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、この先行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。

この先行発明の他の目的は、各入出力端子の
Ｓ・Ｗ・Ｒを改善することである。

この先行発明は、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、また前記分岐部は前記部分ケー
スに設けた分岐形状に相応した溝部を用いて形成
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。

この先行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
ラスチツクス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、同筒状のセラ
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。給局、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静電容量結合さ
せる。この例では空間の存在によつて静電容量が
生じる。空間を設けずに、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３
３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
３２の誘導結合窓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号電極を
介して一組づつ溝内に組込まれるので、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
３５，３６，３７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
４１を設け、溝５の軸方向の一端側で第１の端子
３９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
３６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４
３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２
１の内導体に接続される。端子４１の中心導体も
しくはその延長導体はメタルブツシング４４を介
して結合コンデンサ３５の一方電極に接続され、
結合コンデンサ３５の他方電極は共振器８の内導
体に接続される。このとき必要に応じ中心導体も
しくはその延長導体はメタルブツシング４４に隣
接する絶縁ブツシング４５を貫通させる。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の他方電極はメタ
ルブツシング４６に接続されている。蛇行した同
軸ケーブル４７の中心導体の一端が、このメタル
ブツシング４６に接続され他端が端子４１と結合
コンデンサ３５との間の中心導体に接続される。
この接続点を以下分岐部４８とよぶことにする。
この分岐部４８およびその周辺はケース２および
３に設けたＴ型溝部５５に構成される。したがつ
て従来の分岐用Ｔ型コネクタは不要になる。

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ω₁）とし、共振器１
６〜２１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ω₂）、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
号のうち周波数が₁の信号は端子３９にのみ導出
され、周波数が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C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（ω₂＝2n₂）は誘導性を示している。角
度θ₂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＝θ₂／4n×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θ₂／ｎ×λO₂／４とも示される。そして、い
まθ₂／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位でも２〜３mm，θ₂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が分岐部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（ω₁＝2n₁）は容量性を示している。角度θ₁
は、溝５の終端面５ａ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４
８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＝θ₁／4n×λ₀₁（大きい値） ただし、λ₀₁は周波数₁の波長である。線路長l₁
はθ₁／ｎ×λ₀₁／４とも示される。そして、θ₁／
ｎは１より大きいので、線路長l₁はλ₀₁／４より
大きい。なお、線路長l₁はλ₀₁／２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５
０間の線路長を長くして整合をとれることがわか
る。

ケーブル４７は両端付近だけケースに電気的に
良好に接続されてさえいれば蛇行させるなど、そ
の展開配置は自在である。図示例はケース２に設
けた蛇行溝５４にセミリジツトケーブル４７をは
めこみ固定してある。この構造だと振動に対し強
い。ケーブル４７の外被導体をケース２，３に直
接接触するようにしておき、端子３９〜４１のブ
ツシングが直接ケース２，３に取りつけられてい
るとアース電流がケース２，３に流れるので、ア
ース電流を流すための特別の導体を用意しなくて
もよくケースの有効利用がはかれる。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。

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、この先
行発明によると、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、各ケースに誘電体共振器その他
を組込んでフイルタを構成するための溝や分岐部
を構成するための分岐形状に相応した溝部を形成
してなるので、部品点数を少なくでき、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。

この考案は上記のような先行発明をより改良す
るためになされたものである。すなわち上記した
先行発明では、二列の誘電体同軸共振器間のアイ
ソレーシヨンを得るために、二列間距離を充分と
る必要がある。これはケースの大形化、重量化に
つながる。

それゆえに、この考案の目的は、隣接する誘電
体同軸共振器間のアイソレーシヨンを充分とりな
がら小形、軽量化できるケース構造を提供するこ
とである。

この考案を要約すると、内・外導体間に誘電体
を存在させた同軸TEM共振器を、相互干渉なく
隣接させてケース内溝に収容固定するものであつ
て、それぞれの同軸TEM共振器の収容固定用溝
の開口方向線が交差線上または一直線上にあるよ
うにしたケース構造である。これによつて上述の
目的が達成される。さらに、この考案の上述の目
的およびその他の目的と特徴は、図面を参照して
おこなう以下の実施例の説明から一層あきらかに
なる。

第１０図〜第１３図はこの考案の各実施例横断
面図である。各図において、第１図〜第９図と機
能上同一部分には同一符号を付す。

第１０図において、ケース２ａはたとえばジユ
ラミンのようなものからなる直方体の最手方向に
沿う誘電体同軸共振器収容固定用溝６１ａ，６２
ａが二列形成されたものである。さらにくわしく
のべると、溝６１ａ，６２ａは直方体の長手方向
上方稜から内部に向つて掘られたような構造であ
る。いいかえると溝６１ａ，６２ａは断面が略Ｕ
字状をなし、その開口方向が図において斜上方に
しかも二つの溝６１ａ，６２ａのそれぞれが互い
に離れる方向O₁a，O₂aに向いているのである。
いいかえると両溝の深さ方向が直交している。そ
して略Ｕ字状のカバー３ａがケース２ａにとりつ
けられる。機器全体をできる限り小形にするた
め、共振器８〜１５と共振器１６〜２１をできる
限り近づける。したがつてケース２ａの共振器間
部分７０ａは機械的強度を確保できる範囲ででき
る限り薄くする。しかしながら溝６１ａ，６２ａ
は開口方向が互いに離れる方向なので共振器８〜
１５と共振器１６〜２１とのアイソレーシヨンは
充分確保できる。カバー３ａのケース２ａへのと
りつけはたとえばネジ止め構造でなされるが、ケ
ース２ａの部分７１ａ，７２ａ，７３ａの任意の
部分を利用すればよい。ケース２ａの装置基板
（図示せず）への取りつけもケース２ａの部分７
２ａ，７３ａ，あるいは部分７４ａの任意の部分
を利用してネジ止め構造にしたり、部分７２ａ，
７３ａから図において横方向に拡がるフランジを
設けここに孔をあけてネジ止め構造をとつてもよ
い。各共振器のケースへの固定は、たとえば、溝
表面に接着剤を塗布したうえで、金網を敷き共振
器を金網に押しつける構造をとつてもよい。この
構造は以下にのべる実施例についてもあてはま
る。

第１１図は、カバー３ａのかわりに断面略コ字
状のカバー３ｂを用いた例である。ケース２ｂは
第１０図の例よりさらにアイソレーシヨンを確保
するために溝６１ｂ，６２ｂを深く形成したもの
である。いいかえると共振器８〜１５と共振器１
６〜２１間の沿面距離をより稼いだ構造である。
ケース２ｂの共振器間部分７０ｂ，部分７１ｂ〜
７４ｂ、カバー３ｂは、それぞれケース２ａの共
振器間部分７０ａ、部分７１ａ〜７４ａ、カバー
３ａと同様のものである。

第１２図は、断面略Ｕ字状の溝６１ｃ，６２ｃ
の開口方向がそれぞれ互いに離れる方向O₁c，
O₂cに向いており、両溝の深さ方向が一直線上に
ある実施例である。ケース２ｃの共振器間部分７
０ｃ、部分７１ｃ，７４ｃ、カバー３ｃはケース
２ａの共振器間部分７０ａ、部分７１ａ，７４
ａ、カバー３ａと同様のものである。

第１３図は、断面略Ｕ字状の溝６１ｄの開口方
向O₁dがケース２ｄの上面に向き、断面略Ｕ字状
の溝６２ｄの開口方向O₂dがケース２ｄの側面に
向いた実施例である。ケース２ｄの共振器間部分
７０ｄ、部分７１ｄ，７２ｄ，７４ｄ、カバー３
ｄはケース２ａの共振器間部分７０ａ、部分７１
ａ、７２ａ，７４ａ、カバー３ａと同様なもので
ある。

以上の各実施例とも分岐部入・出力結合部等他
の構成は先行発明と同様配置でもよいが、分岐部
のケーブル４７をケース２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
の空きスペース７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ
に収容配置してもよい。すると外形寸法がさらに
小さくなる。

以上の実施例からもあきらかなように、この考
案によると、隣接する共振器を小形化のためにで
きる限り近づけても共振器間のアイソレーシヨン
を充分確保できる。

なお、本考案は、分波器やフイルタ等、誘電体
同軸共振器が二列以上隣接する可能性のあるもの
ならいかなるものへも適用できることはいうまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、先行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図は先行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
５０の初段付近の等価回路図、第７図は分岐点４
８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ω₂
のスミスチヤート、第９図はω₁のスミスチヤー
ト、第１０図〜第１３図は本考案の各実施例横断
面図である。 ８〜２１は共振器、２２は誘電体、２３は内導
体、２４は外導体、６１ａ〜ｄ，６２ａ〜４ｄは
溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内・外導体間に誘電体を存在させた同軸TEM
   共振器を、少なくとも二列、ケース内溝に収容固
   定するものであつて、それぞれの同軸TEM共振
   器の収容固定用溝の開口方向線が交差線上または
   一直線上にあることを特徴とする、高周波電子機
   器のケース構造。