JPS6338882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、分布定数形の帯域通過形フイルタ
に関する。

いまたとえば段数が２段で設計した分布定数形
フイルタが商品としてある場合、４段の分布定数
形フイルタが必要となると、あらたに４段の分布
定数形フイルタを設計するか、増幅器やサーキユ
レータのようなバツフア手段を介して２段のフイ
ルタを２個縦続接続する必要があると考えられて
いた。これは、この種分布定数形フイルタのよう
な高周波フイルタでは、２段のフイルタとして完
成されたフイルタを単に２個縦続接続すると、相
互のフイルタが干渉してフイルタ特性に乱れが生
じ実用にならないと考えられていた。つまり、通
過域内では共振器のインピーダンスの乱れが少な
くて、透過特性に大きな変化は生じないが、しや
断域では、共振器のインピーダンスが大きく変化
するため、しや断域での第１のフイルタへの第２
のフイルタからの反射波の位相や量のちがいによ
り、第１のフイルタ特性に乱れを生じさせ、その
結果として、しや断域での周波数特性の悪化を招
くと考えられていた。

したがつて、従来は、分布定数形フイルタなど
の高周波フイルタの分野では、あらかじめ設計製
作されたフイルタ同士をバツフア手段を介さずに
縦続接続するなどという発想はなかつた。

しかしながら、本発明者らは、誘電率が15以上
の誘電体を用いることにより特性インピーダンス
を低くした誘電体同軸共振器を複数個用いてあら
かじめ設計製作された第１のフイルタと、同様構
成の第２のフイルタとを、適当長の同軸線路また
は線路のホツト側とアース側にその両端が接続さ
れた、適当静電容量値を有するコンデンサを介し
て接続するとバツフア手段を用いずとも実用化で
きることを見い出したのである。

以下この発明の実施例について説明する。ま
ず、一般的な分布定数形フイルタとして第１図に
示すものがある。これは、一つの誘電体ブロツク
１１に２つの貫通孔１２，１３を設け、これら貫
通孔１２，１３の内面に導電膜１４，１５を設け
るとともに上記誘電体ブロツク１１の四側面およ
び底面に導電膜１６を設け、上記貫通孔１２，１
３の内面に設けた導電膜１４，１５と、誘電体ブ
ロツク１１に設けた導電膜１６と、その間に介在
する誘電体ブロツク１１とで一対の共振ユニツト
を構成し、これら共振ユニツトの間の誘電体ブロ
ツク１１に、結合調整のための空洞１７を設け、
さらに、図示しない外部回路と上記の共振ユニツ
トとを入力結合用コンデンサ１８および出力結合
用コンデンサ１９で夫々静電結合させるようにし
た、第２図に示すような等価回路を有する分布定
数形フイルタがある。

上記第２図において、２１は入力端子、２２は
出力端子、２３は入力結合静電容量、２４は出力
結合静電容量、２５，２６は1/4波長共振回路を
集中定数回路として示したものである。従つて、
第１図の分布定数形フイルタは、1/4波長共振回
路どうしは誘導結合され、外部回路と1/4波長共
振回路とが静電容量結合されたフイルタである。

ところで、第１図の分布定数形フイルタにおい
ては、導電膜１４に金属円柱体もしくは導電ペー
ストからなる取付部材３１を接続固定し、柱状誘
電体３２に対向電極３３，３４を形成した入力結
合用コンデンサ１８の上記対向電極３３を取付部
材３１に接続固定する一方、導電膜１５にも、上
記と同様に、取付部材３５を接続固定し、柱状誘
電体３６に対向電極３７，３８を形成した出力結
合用コンデンサ１９の上記対向電極３７を取付部
材３５に接続固定するようにしているため、入力
結合用コンデンサ１８および出力結合用コンデン
サ１９の取付け作業が面倒であつた。

そこで、分布定数形フイルタ等の高周波部品に
おける上記問題点を解消できるフイルタとして第
３図に示すものがある。即ち、導線が軸心部を貫
通するようにした柱状の誘電体ユニツトを誘電体
ブロツクの孔に挿入し、上記導線と誘電体ブロツ
クの孔の内面の導電膜とを静電結合させることに
より、誘電体ブロツクの孔の内面の導電膜をたと
えば入力結合用コンデンサおよび出力結合用コン
デンサの各一方の対向電極として利用し、これら
入力結合用コンデンサおよび出力結合用コンデン
サの取付の簡単化を図つた結合構造がある。すな
わち、第３図において、１１は酸化チタン系のセ
ラミツク誘電体からなる直方体状の誘電体ブロツ
ク、１２，１３は貫通孔、１４，１５は夫々これ
ら貫通孔１２，１３の内面に設けた導電膜、１６
は誘電体ブロツク１１の少なくとも四側面に設け
た導電膜、１７は空洞であつて、以上のものは第
１図の分布定数形フイルタと同一のものである。

第３図の分布定数形フイルタにおいては、内面
に導電膜１４，１５を夫々形成した誘電体ブロツ
ク１１の孔１２，１３に、第４図に示すような誘
電体ユニツト４１，４１を夫々圧入している。

上記誘電体ユニツト４１は、第４図に示すよう
に直径が例えば0.5mmφの導線４２の一部に、プ
ラスチツクスあるいは酸化チタン系の誘電体材料
等を被着して柱状に成形し、上記導線４２が軸心
部を貫通するようにしたものであつて、上記誘電
体ユニツト４１の先端部には、誘電体ブロツク１
１の孔１２，１３への圧入を容易にするため、テ
ーパ部４３を設ける一方、上記誘電体ユニツト４
１の後端部には、誘電体ブロツク１１の上記孔１
２，１３の導電膜１６の非形成側の開口周縁に当
て止めされるフランジ部４４を設けている。

上記誘電体ユニツト４１，４１は第３図に示す
ように、そのテーパ部４３，４３側から、内面に
導電膜１４，１５を形成した誘電体ブロツク１１
の上記孔１２，１３に誘電体ユニツト４１，４１
のフランジ部４４，４４が誘電体ブロツク１１に
当接するまで圧入している。

上記のようにすれば、導線４２，４２と誘電体
ブロツク１１の孔１２，１３の内面に形成された
導電膜１４，１５は、誘電体ユニツト４１，４１
の誘電体部分により静電結合されることになり、
第１図のような入力結合用コンデンサ１８や出力
結合用コンデンサ１９は不要となる。

従つて、入力結合用コンデンサ１８や出力結合
用コンデンサ１９のような面倒な取付け作業の必
要はなくなる。

そして、本実施例の複合フイルタは、上記第１
図または第３図に示す２段のフイルタF₁の出力
側と、フイルタF₂の入力側とを第５図に示す同
軸線路CLを介して接続して構成されている。こ
の同軸線路CLは、反射波の位相と量が所望の値
になるような長さ、つまり上記両フイルタF₁，
F₂の特性の乱れを補償して整合がとれる長さに
設定されている。

第７図の破線で示す特性は、上記各フイルタ
F₁，F₂単独の特性であり、フイルタ特性に乱れ
がある。本実施例の複合フイルタは、上記同軸線
路CLの長さを適宜設定することによつて上記各
フイルタの特性の乱れを補償して接続することが
でき、その結果、第７図の実線で示す特性を実現
でき、予め４段フイルタとして設計されたフイル
タ並の特性が得られる。別の実施例としては、第
６図に示すように、フイルタF₁の出力側とフイ
ルタF₂の入力側とを結ぶラインをコンデンサC₁
を介して接地しても不要レスポンスをなくするこ
ともできる。コンデンサC₁の値をかえると、反
射点における位相と量がかわり、それによつて整
合をとることができ、結果として不要レスポンス
をなくすることができる。なお、フイルタF₁の
出力側とフイルタF₂の入力側とを結ぶラインに
直列にコンデンサ（第５図，第６図に点線で示
す）がはいつていてもよい。

なお、本発明では、フイルタとして、誘電率が
15以上の誘電体を用いることにより電気的長さを
短縮した共振器を用いたので、第８図に示すよう
に、共振器の特性インピーダンスが非常に低くな
る。したがつて共振器に接続されるものの定数が
少々正確でなくても回路全体のインピーダンスの
乱れが生じにくく、期待どおりの特性がでやす
い。

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、誘電率が15以上の誘電体を用いるこ
とにより特性インピーダンスを低くした共振器を
２個用いたフイルタを用いるから、一個一個フイ
ルタ特性をもつように完成されたフイルタ同士を
バツフア手段を介することなく結合することがで
きる。したがつて、たとえば２段フイルタのよ
うに設計が容易で安価なフイルタを何個か接続し
て多段フイルタと同様な特性を得ることができ
る、多数の共振器の相互作用を考慮して設計し
ていた従来のフイルタより設計容易だから、早
く、安価に多段フイルタを得ることができる、
フイルタを通信機器等へ組込む場合、従来なら一
個のケースにまとめられているのに対し、本発明
によれば、２段程度の小形のフイルタが個々のケ
ースに収容されたものの組合せになるためフイル
タの設計や、組込む装置における部品レイアウト
が楽になる、たとえば４段のフイルタを100個
作る場合に比べ、本発明によれば２段のフイルタ
を200個作つて２個づつ組合せることになるから、
量産効果がでてきて、コストダウンできる、など
多大の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の分布定数形フイルタの断面
図、第２図は第１図示フイルタの等価回路図、第
３図は第２の分布定数形フイルタの断面図、第４
図は、誘電体ユニツトの正面図、第５図は本発明
一実施例の説明図、第６図は本発明のいま一つの
実施例の説明図、第７図はフイルタ特性図、第８
図は共振器の誘電体の誘電率εと共振器の特性イ
ンピーダンスΖとの関係を示す図。 F₁，F₂はフイルタ、C₁はコンデンサ、CLは同
軸線路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘電率が15以上の誘電体を用いることにより
   特性インピーダンスを低くした誘電体同軸共振器
   を２個用いてフイルタ特性を得た第１のフイルタ
   の出力側と、誘電率が15以上の誘電体を用いるこ
   とにより特性インピーダンスを低くした誘電体同
   軸共振器を２個用いてフイルタ特性を得た第２の
   フイルタの入力側とを、同軸線路または線路のホ
   ツト側とアース側に両端が接続されたコンデンサ
   で結合し、上記同軸線路の長さ又はコンデンサ値
   の設定によつて整合をとつてなることを特徴とす
   る複合フイルタ。