WO2005071787A1 - 誘電体フィルタ - Google Patents

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WO2005071787A1
WO2005071787A1 PCT/JP2004/000674 JP2004000674W WO2005071787A1 WO 2005071787 A1 WO2005071787 A1 WO 2005071787A1 JP 2004000674 W JP2004000674 W JP 2004000674W WO 2005071787 A1 WO2005071787 A1 WO 2005071787A1
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WO
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dielectric filter
case
dielectric
conductive
short
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Application number
PCT/JP2004/000674
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kenichi Kudo
Original Assignee
Fujitsu Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207Hollow waveguide filters
    • H01P1/208Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2084Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric filter suitable for use in a transmission / reception circuit for a signal in a radio frequency (RF) band (hereinafter, referred to as an RF circuit).
  • RF radio frequency
  • a base station in a mobile communication system receives a data signal addressed to each mobile station from a network side (for example, an IP [Internet Protocol] network, a switching device, a base station controller) and converts the data signal into an RF signal of a predetermined frequency.
  • the signal is converted and transmitted from the antenna, but before transmission from the antenna, a band pass filter (BPF) is provided to suppress unnecessary frequency components (spurious radiation) in the transmission signal. Therefore, the RF signal transmitted from the antenna of the base station to the mobile station (mobile unit, mobile terminal) is one in which the spurs and the like have been removed.
  • a network side for example, an IP [Internet Protocol] network, a switching device, a base station controller
  • BPF band pass filter
  • the mobile station receives the RF signal from the base station, suppresses unnecessary waves other than the desired signal using a bandpass filter, and then performs reception processing such as demodulation.
  • each mobile station transmits an RF signal of a predetermined frequency (for example, a frequency assigned by the base station) to the base station after suppressing unnecessary waves by a band-pass filter.
  • a predetermined frequency for example, a frequency assigned by the base station
  • the base station receives the RF signal transmitted from each mobile station via the antenna and the duplexer, similarly suppresses unnecessary waves other than the desired signal by bandpass filtering, and then receives the received RF signal. And multiplexes the demodulated data signals from each mobile station and outputs them to the network side.
  • the base station and the mobile station transmit and receive data via a wireless signal, they are equipped with a filter for suppressing unnecessary waves.
  • a dielectric filter is often used as a filter.
  • a dielectric filter has a resonator (resonant element) with a dielectric, and a plurality of resonators resonate at a specific frequency (resonance frequency). An RF signal with suppressed waves is output.
  • FIG. 7 (a) is a side view of a conventional dielectric filter.
  • the dielectric filter 50 shown in FIG. 7 (a) includes an input connector 30a and an output connector 30b, and is configured by covering a plurality of dielectrics 32 with a metal case 51. Have been. Further, between the dielectrics 32, partition walls 52 integrally formed with the case 51 are provided.
  • the partition walls 52 are not completely shielded between the dielectrics, but are provided with predetermined cutouts (cutout portions), and spatially connect the spaces for accommodating the dielectrics.
  • Each of the dielectrics 32 is fixed on a support base 31 formed on the bottom surface 60 a of the case 51, and is mounted on the ceiling surface 60 b of the case 51 above each dielectric. Is provided with a screw for adjusting the resonance frequency (hereinafter referred to as an adjusting screw) 33.
  • the RF signal for transmission to the mobile station is transmitted from the connector 30a at the input end.
  • the input RF signal propagates through each resonator composed of dielectric material, reaches the connector 3 Ob at the output end, and from the connector 3 Ob, transmits the antenna to the mobile station. Output to the side. If the area of the notch 34 formed by the partition wall 52 provided between the dielectrics 32 is large, the amount of the traveling magnetic field increases, and if the area of the notch 34 is small, the traveling magnetic field increases.
  • the area of the notch 34 is made to be the area that secures the desired coupling amount, so that the area between the resonators can be reduced.
  • the amount of binding can be adjusted.
  • the partition wall 52 is integrally formed with the case 51, it is difficult to change the area of the notch 34 once formed later.
  • the coupling adjustment screw 105 is inserted so as to be orthogonal to the magnetic field, and the amount of insertion is finely adjusted.
  • FIG. 7B is a top view of the dielectric filter 50.
  • the dielectric 32 performs a resonance operation in the TE 01 ⁇ mode, for example, and has a cylindrical shape with a diameter d.
  • the size of the case 51 is determined according to the Q value (according to how much the Q value is required) which determines the pass loss of the dielectric filter 50, and usually, the size of the dielectric 32 is determined. Designed to be more than twice the size of the law.
  • the width of the case 51 (side perpendicular to the magnetic field) 1 ⁇ and the length of the dielectric 32 (side in the direction in which the magnetic field travels) L 2 are the diameter of the dielectric 32, respectively.
  • the size of the dielectric filter 50 increases according to the size of the dielectric 32.
  • FIG. 7 (c) notches 34 cross-sectional view of: a (arrow view housing only display), D 2 shown in FIG. 7 (a) - are part of the D 2 'is displayed.
  • the notch 34 shown in FIG. 7C is formed by processing such as cutting off a part of the partition wall 52. Then, by changing the design of the position, size and shape of the notch 34, the amount of coupling between the resonators is adjusted, and a degree of coupling having filter characteristics matching the system specifications can be obtained. Again, if the notch 34 is large, the degree of coupling between the adjacent resonators 50a and 50b increases, and if the notch 34 is small, the degree of coupling between the adjacent resonators 50a and 50b is low. Become.
  • the coupling adjustment screw 105 is inserted into the case 51 (usually, the insertion end is inserted so that the insertion end does not contact the case 51) to reduce the coupling degree.
  • the coupling degree can be reduced.
  • the (frequency) adjustment screw 3 The center frequency of the filter can be increased by inserting 3 into the case 51, and the center frequency can be reduced by removing the adjusting screw 33.
  • the above is the general structure of a dielectric filter.
  • a bandpass filter in which a plurality of TE01 ⁇ -mode dielectric resonators are cascaded inside a common outer conductor has also been proposed. (See, for example, Patent Document 1).
  • the band-pass filter described in Patent Document 1 has an inter-stage coupling hole provided in a range from the edge contacting the side wall of the outer conductor to the center, and the inter-stage coupling is changed by changing the length of the inter-stage coupling coefficient adjusting element inserted in the pipe. The coefficient has been changed significantly.
  • Patent Document 1
  • Patent Document 2
  • the coupling between the resonators inside the dielectric filter 50 is coupled by the adjusting screw 105 used for coupling adjustment.
  • the minimum value of the coupling amount is the coupling adjustment screw 1
  • the gap between the dielectrics 32 should be made wider than necessary in advance and adjusted in the direction to reduce the coupling amount of the adjacent resonators to obtain the desired pass band. Is performed. In this case, often be the spacing between adjacent resonators is larger than necessary than L 2 dimensions of the case 5 1, it increases the overall length of the dielectric fill evening 5 0, so that the alienating miniaturization.
  • a partition wall 52 for completely insulating between the dielectrics is provided, and then the partition wall 52 is formed. It is necessary to reduce the size of the material, which is an alienation factor in shortening the process for manufacturing the film.
  • the present invention has been made in view of such problems, and has as its object to provide a dielectric filter that can be easily adjusted in a direction to reduce the amount of coupling, a dielectric filter that can be reduced in size compared to the related art, and the like. I do. Disclosure of the invention
  • the dielectric filter of the present invention provides a dielectric filter having an adjacent first resonance element and a second resonance element so as to block between the first resonance element and the second resonance element.
  • the conductive short-circuit is inserted into the conductive case 51 that houses the first resonant element and the second resonant element and forms a short-circuit by making an electrical connection with the conductive case.
  • the member is attached.
  • the dielectric filter of the present invention is a dielectric filter in which a first dielectric filter for a transmission signal and a second dielectric filter for a reception signal are provided in parallel with a partition wall interposed therebetween.
  • a conductive member commonly inserted between the resonance elements of the first dielectric filter and between the resonance elements of the second dielectric filter to house the first dielectric filter;
  • a short-circuit member having an elastic property.
  • the dielectric filter of the present invention is provided with a first dielectric filter for a transmission signal and a second dielectric filter for a reception signal provided in parallel with a partition wall interposed therebetween.
  • a conductive case inserted between the resonance elements of the first dielectric filter and accommodating the first dielectric filter, and a partition wall electrically connected to the case.
  • a conductive first short-circuit member that forms a short circuit by being inserted into the case so as to electrically connect the second dielectric filter to the resonance element of the second dielectric filter.
  • the first short-circuit member and the second short-circuit member are different from each other. It is characterized in that it is arranged at a position of height.
  • the dielectric filter of the present invention includes a first dielectric filter for a transmission signal and a second dielectric filter for a reception signal provided in parallel with a partition wall interposed therebetween.
  • a conductive case inserted between the resonance elements of the first dielectric filter and accommodating the first dielectric filter, and a partition wall electrically connected to the case.
  • a conductive short-circuit member electrically connected between the second dielectric filter and a short-circuit member, the protrusion of which is restricted so as not to be inserted between the resonance elements of the second dielectric filter.
  • the distance between the center of the bottom surface of the substantially cylindrical first space and the second space having the bottom surface radius of R is longer than R and shorter than 2R.
  • a conductive short-circuit member for forming a short circuit is attached.
  • the plurality of resonance elements may be arranged in a cascade, whereby the coupling state between the resonators can be changed, and a plurality of dielectric filters having different passing bandwidths can be integrated. Can be formed.
  • the short-circuit member can be configured as described in (i) to (iii) below.
  • the conductive case has a concave or convex shape on its side surface.
  • the conductive member may be a member constituting a single conductive case. In this case, by reducing the coupling amount, the distance between the resonators can be further reduced. The size of the dielectric filter can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example in which the dielectric filter according to the present invention is applied to a mobile communication system.
  • FIG. 2A is a side view of the dielectric filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a top view of the dielectric filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2C is a sectional view of the dielectric filter according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a side view of a dielectric filter using a thick metal rod according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a top view of the dielectric filter using the thick metal rod according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of a dielectric film using a thick metal rod according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a left side view of a metal plate according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a plan view of a metal plate according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4C is a front view of a metal plate according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4D is a perspective view of a metal plate according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a top view of a conventional dielectric film.
  • FIG. 5B is a top view of the dielectric filter according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5C is a diagram for explaining a method of processing the partition wall of the dielectric filter according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the arrangement of dielectrics according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a side view of a conventional dielectric filter.
  • Fig. 7 (b) is a top view of the dielectric fill.
  • FIG. 7 (c) is a cross-sectional view of the notch.
  • FIG. 8A is a top view of a dielectric filter according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 (b) is a diagram for explaining a mounting position of the metal rod according to the third embodiment of the present invention.
  • 9 (a) and 9 (b) are diagrams for explaining a contact portion between the metal rod and the conductive case according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram for illustrating an example in which the dielectric filter according to the present invention is applied to a mobile communication system, and is a schematic configuration diagram of a mobile communication system 100 according to the first embodiment.
  • the system 100 shown in FIG. 1 is a system in which a mobile station 40 can communicate with a network 41 such as a mobile network or an internet via a wireless section, and a network 41, a base station 20 and a plurality of mobile stations It is configured with 40.
  • the dielectric filter of the present invention is provided in RF circuit 27 of base station 20 shown in FIG.
  • the network 41 receives information from each mobile station 40, and conversely, transmits voice, data, and the like for transmission to each mobile station to the base station 20.
  • Each mobile station 40 is, for example, a mobile phone or a mobile terminal, and performs wireless communication with the base station 20 in a cell of the base station 20 to communicate with another communication device. Can do it.
  • the base station 20 transmits information such as voice and data from the network 41 to the mobile station 40, and transmits information such as voice and data from the mobile station 40 to the network 41.
  • An interface unit (IZF [Interface] unit) 29 that performs processing for converting the format of each data between the network 41 and the wireless section;
  • a baseband processing unit 28 that performs baseband processing of the transmission data formatted by the interface unit 29 and baseband processing of the received data demodulated by the RF circuit 27;
  • the baseband processing section 28 frequency-converts the transmission data that has been baseband-processed into an RF signal and outputs it. It also receives the RF signal, performs frequency conversion, and demodulates the received data into baseband. Output to processing section 28 And an RF circuit 27.
  • the RF circuit 27 shown in Fig. 1 consists of an antenna 21, an antenna duplexer (duplexer) 22, a low-noise amplifier (LNA [Low Noise Amplifier]) 26b, and a receiver (RX) 2 5 and a transmission power amplifier (PA [Power Amplifier]) 26 a and a transmission unit (TX) 25 a.
  • the antenna 21 is a transmission / reception shared antenna used commonly for both transmission and reception.
  • the duplexer 22 has three terminals, and each terminal is connected to the antenna 21, the transmission power amplifier 26a, and the low noise amplifier 26b, respectively. Then, the transmission signal from the transmission power amplifier 26a is subjected to a band limitation so as to suppress an unnecessary wave by the transmission band-pass filter 23 and to output a signal of a desired frequency. The signal is output to the antenna via the antenna terminal. On the other hand, input from the antenna side terminal. The received reception signal is suppressed by a reception band-pass filter 24 and an unnecessary wave is suppressed, a desired reception wave is passed, and a signal in a desired frequency band is output from a terminal on the low noise amplifier 26 b side. .
  • the low-noise amplifier 26 b amplifies the RF signal from the duplexer 22 to a size required for demodulation and decoding.
  • the receiving section 25b down-converts the amplified RF signal output from the low-noise amplifier 26b, demodulates the down-converted signal, and outputs the demodulated signal.
  • the baseband processing unit 28 performs baseband processing on the received data demodulated and output by the receiving unit 25b.
  • the received data that has undergone the baseband processing is format-converted by the interface unit 29 and output to the network 41 side.
  • the transmitting section 25a modulates the data based on the transmission data input from the baseband processing section 28 by QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) or the like, and outputs a modulated transmission signal. .
  • the transmission power amplifier 26a amplifies the transmission signal from the transmission section 25a and outputs an RF signal having a predetermined power.
  • the signal of the transmission system is output via the RF circuit 20 and output to the wireless section (wireless access section) as an RF signal having a desired band.
  • Specific transmission frequencies and frequency bands include, for example, 800 MHz (megahertz) to 2 GHz (gigahertz).
  • the structure of the dielectric filter as the bandpass filter 23 (for transmission and reception) used in the duplexer 22 will be described in detail.
  • FIG. 2 (a) is a side view of the dielectric filter according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 (b) is a top view of the dielectric filter according to the first embodiment of the present invention.
  • the dielectric filter 1 has an input connector 30a and an output connector 30b. As these connectors, general-purpose SMA (Sub Miniature type A) connectors can be used. In addition, the dielectric filter has a rectangular parallelepiped case 51 for confining electromagnetic waves (a partition wall 52 is provided as in the prior art. No) Multiple dielectrics 32 are stored in.
  • general-purpose SMA Sub Miniature type A connectors
  • a partition wall 52 is provided as in the prior art. No
  • the case 51 is made of a case in which at least the inner wall is conductive (for example, the case is entirely made of metal, but the whole is not necessarily made of metal. Metalized case). Such a case 51 in which the inner wall has conductivity is referred to as a conductive case 51.
  • the case 51 will be described below as a conductive case in which the inner and outer walls are integrally metallized.
  • the dielectric 3 2 is fixed on a support 3 1 formed on the bottom surface 5 1 b of the conductive case 5 1, and is mounted on the ceiling surface 5 1 a of the case 5 1 located above each dielectric.
  • a frequency adjusting screw 33 such as a screw screw having a groove
  • a frequency adjusting screw 33 such as a screw screw having a groove
  • Each of the supports 31 is made of an insulating material such as ceramics. The spacing between the supports 31 is adjusted to an appropriate spacing according to the initial bandwidth setting value.
  • the RF signal for transmission to the mobile station is transmitted from the connector 30a at the input end.
  • the input RF signal is transmitted through the dielectric 32, and the transmission signal after the unnecessary wave is suppressed reaches the output terminal connector 30b and is transmitted to the mobile station. To be sent to the antenna.
  • the coupling amount is adjusted by inserting a metal rod 8 as a metal member into the through hole 9 (two vertically provided between the dielectrics) shown in FIG. That is.
  • the connection relationship between the metal rod 8 and the conductive case 51 is further clarified by referring to FIG. 2 (b), but the connection is formed so as to oppose both side surfaces of the conductive case 51.
  • the conductive case 51 is inserted into the through hole 9, and both ends are fixed to the conductive case 51 with fixing screws 106, thereby establishing electrical continuity (short circuit) with the conductive case 51. And a closed loop is formed.
  • FIG. 1 the coupling amount is adjusted by inserting a metal rod 8 as a metal member into the through hole 9 (two vertically provided between the dielectrics) shown in FIG. That is.
  • the connection relationship between the metal rod 8 and the conductive case 51 is further clarified by referring to FIG. 2 (b), but the connection is formed so as to oppose both side surfaces of the conductive case 51.
  • the conductive case 51
  • the screw hole is made thinner than the body. Then, the tip of the metal rod 8 is inserted and fixed in the hole on the other side provided opposite thereto, and the portion (A and B) enclosed by ⁇ at the tip of the metal rod 8 is removed. Surface contact can be reliably made with the inner wall surface of the conductive case 51, and reliable conduction can be obtained. As shown in Fig. 9 (b), the other end of the metal bar 8 is fixed to the inner wall of the case by soldering as shown in Fig. 9 (b) (see “L" shaped black part). However, the insertion of the metal rod 8 separates from the inner wall of the case, and the metal rod 8 can surely come into contact with the metal rod 8 by the restoring force. Of course, when the metal rod 8 is not inserted, the metal piece 72 blocks the hole 9. Therefore, even when the metal rod 8 is not inserted, the metal rod insertion hole 9 provided in the case 51 is closed. Scratch is suitable.
  • FIG. 7B is a top view of the dielectric film 50.
  • the dielectric 32 performs a resonance operation in the TE 0 1 ⁇ mode, for example, and has a cylindrical shape with a diameter d.
  • the dimensions of the case 51 are determined according to the Q value that determines the pass loss of the dielectric filter 50 (according to how much the Q value is necessary). Designed to be more than twice the size of 2 dimensions.
  • the width (side perpendicular to the magnetic field) 1 ⁇ and the length (side in the direction of travel of the magnetic field) L 2 of the case 51 are respectively equal to the diameter d of the dielectric 32.
  • the size of the dielectric filter 50 increases in accordance with the size of the dielectric filter 32.
  • the metal rod 8 is provided as a conductive short-circuit member (a metal member or a member whose surface is metalized).
  • a conductive short-circuit member a metal member or a member whose surface is metalized.
  • the metal rod 8 is fixed so as to be able to conduct with the conductive case 51 by being in contact with the conductive case 51 (preferably on the inner wall surface).
  • FIG. 2 (c) is a cross-sectional view of the dielectric filter 1 (FIG. 2 (a)) according to the first embodiment of the present invention, taken along the line A! -A (viewed from the arrow: only the housing is shown).
  • the metal rod 8 is securely fixed to the conductive case 51 by a fixing means such as a metal nut or the like, and conduction is provided at least on the outer wall surface of the case 51.
  • the number of the metal rods 8 is reduced by two or the thickness thereof is reduced. To reduce the degree of bonding, increase the number of metal rods 8 or increase the thickness.
  • FIG. 3 (a) is a side view of a dielectric filter 1 using a thick metal rod according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 (b) is a top view of the dielectric filter 1
  • FIG. 3 (c) is a cross-sectional view of FIGS. 3 (a) to show ⁇ 2 _ ⁇ 2 '.
  • the FIG. 3 (b), the become loose coupling by respectively show thickening the metal rod 8 a of the dielectric filter 1 in FIG. 3 (c), can reduce the distance of co-vibrator 10 to 12, L 2 ° 1 ⁇ 2 Xd.
  • the coupling amount can be adjusted (especially small) more easily than the conventional adjustment of the notch of the partition plate.
  • each metal rod 8 is provided so as to be orthogonal to the traveling direction of the magnetic field.
  • “perpendicular” means that the longitudinal direction of the metal rod 8 and the direction of travel of the magnetic field are perpendicular or nearly perpendicular. Since the metal rod 8 is orthogonal to the direction of travel of the magnetic field, the passage of the magnetic field is effectively prevented, and the angle between the direction of travel of the magnetic field and the metal rod 8 is changed to adjust the amount of the magnetic field passed. You can also. Of course, in this case, it is desirable to take measures such as increasing the size of the hole provided in the case 51 so that the metal rod 8 has a degree of freedom in the insertion angle.
  • the dielectric filter 1 of the present invention can easily connect the dielectrics even after the outer shape of the case 51 is formed by changing the thickness, arrangement, or number of the metal rods 8 (shielding members). It is adjustable. Further, according to the dielectric film 1 of the present invention, it is possible to adjust not only to increase the coupling degree but also to decrease the coupling degree. Furthermore, the degree of coupling can be realized with a simple configuration.
  • the hole 9 previously provided on the side surface of the case 51 for inserting the metal rod 8 is closed by attaching a conductive seal, instead of using the metal piece 72 described above.
  • the inner wall surface of the hole 9 and the metal rod 8 are preferably formed.
  • the metal rod 8 comes into contact with the case 51 near the inner wall surface of the case 51, and conduction between the conductive case 51 and the metal rod 8 can be ensured.
  • the conductivity is improved by the treatment, and a material with poor conductivity can be used.
  • the conductive case 51 can be used by applying silver plating entirely including at least the inner wall of the case.
  • the number, thickness, and position of the holes 9 of the metal rods 8 to be penetrated can be changed according to, for example, the pass bandwidth of the RF signal to be passed.
  • the shape of the cross section of the metal rod 8 can be a circle, an ellipse, a rectangle, a polygon other than a rectangle, or the like.
  • a partition wall 52 is formed between the resonators 10 to 12 as shown in FIGS. 7 (a) to 7 (c), The metal rod 8 can be passed through the partition wall 52 that sandwiches the notch 34 and can be electrically and physically connected to the conductive case 51 in the same manner.
  • a metal plate can be used as a modification of the metal rod 8.
  • FIG. 4A is a left side view (and a right side view) of a metal plate according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • the metal plate 8 a shown in FIG. 4 (a), the length 1 ⁇ , has a width and thickness dimension M 2, and the longitudinal metal plate 8 a has an opening portion in a central portion of the end surfaces
  • a column-shaped hollow portion 8b provided to be parallel to the direction is formed.
  • the hollow portion 8b is formed by a through hole.
  • a member such as a screw is inserted from the hole 9 of the case 51 to fix the metal plate 8a.
  • a hole having a certain depth may be provided.
  • FIG. 4D is a perspective view of a metal plate 8a according to a modification of the first embodiment of the present invention, and 8b shown in FIG. 4D shows right and left side surfaces 51a of the case 51. Both ends of the metal plate 8a are arranged so as to face the formed hole 9 so that the metal plate 8a has a desired rotation angle (inclination angle) with respect to the bottom surface 60a around the center 8b.
  • metal fixing screw 106 Removably fixed with metal fixing screw 106 inserted from 9 (Of course, conductive case 51 and metal plate 8a are electrically connected by the inner wall of the case (outer wall of the case)) It has become.
  • the metal plate 8a shielding member is provided so as to be orthogonal to the traveling direction of the magnetic field.
  • the metal plate 8a As a result, a closed loop is formed by the metal plate 8a, and the progress of the magnetic field can be partially prevented, and the coupling amount can be reduced. Further, by changing the angle of the metal plate 8a with respect to the plane (plate surface), the degree of hindering the progress of the magnetic field can be adjusted. It can be adjusted to have a desired pass bandwidth.
  • the length, width and thickness of the metal plate 8a in the dielectric filter 1 of the present invention can be variously changed, and the coupling is performed by changing the size, position or number of the metal plate 8a (shielding member).
  • the amount is adjustable. By removing the fixing screw 106 and the like, a separate metal plate 8a having a different size can be replaced, and the pass band width can be easily changed according to the system specifications.
  • the metal rod 8 is provided with a partition wall 52 as shown in FIG. 7 (a), and the metal plate 8a is passed through the metal plate 8a so as to straddle the partition wall 52 sandwiching the cutout 34.
  • the end can also be connected to sex case 51.
  • the material for the metal plate 8a can be selected based on, for example, the coefficient of linear expansion. Further, by using a part of the outer shape of the metal rod 8 and the metal plate 8a which is processed with a special shape such as a protruding portion or a dent, it is possible to further finely adjust the coupling amount.
  • each dielectric 32 is shown in FIG. 2 (b). As shown in the figure, they are arranged in tandem at a certain interval L. This interval L is determined at various intervals by calculation of the degree of coupling, trial production, and the like. When the number of dielectrics is large, the interval between resonators may not be constant.
  • the resonators 10 to 12 may be arranged in a plurality of stages in each of the vertical and horizontal directions, for example, as shown in FIG.
  • the metal rod 8 (one, two or more), the metal plate 8 is provided at the boundary position between the adjacent resonators 10 and 11 (or 11 and 12).
  • a short-circuit member such as a is provided, and is electrically connected to both side surfaces 51c of the conductive case 51, thereby forming a closed loop, that is, a so-called short circuit (short circuit).
  • the short-circuit member is fixed by a fixing screw 106 as necessary.
  • the metal rod 8 is inserted perpendicular to the direction of travel of the magnetic field and acts as an inductive post (metal post), preventing the coupling of the magnetic field between adjacent resonators 10, 11 (or 11, 12). .
  • a characteristic equivalent to a dielectric filter having a wall provided between the resonators 10 to 12 can be obtained without increasing the distance between the resonators 10 to 12.
  • the resonator interval can be made narrower than the conventional resonator interval.
  • the amount of connection is adjusted by changing the thickness, position, number, etc. of the metal rods 8. Further, when adjusting the pass band width, desired characteristics can be easily realized by once removing the fixing screw 106 and replacing it with a separate metal rod 8 having a different thickness, for example. As described above, by preparing several types of metal rods 8 having different thicknesses and the like and replacing them appropriately, it is possible to set an appropriate bandwidth without adding any additional processing to the case 51.
  • a dielectric filter using a conductive case 51 having a columnar appearance will be described. Also in the second embodiment, loose coupling can be achieved by electrically connecting both ends of the metal rod 8 to the side surface (particularly, the inner wall surface) of the conductive case 51.
  • FIG. 5 (a) is a top view of a conventional dielectric filter when dielectrics are arranged in substantially cylindrical spaces
  • FIG. 5 (b) is a dielectric filter according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a top view of a dielectric filter when the bodies are arranged in substantially columnar spaces.
  • the external shape of the conductive case 51 itself can be a rectangular parallelepiped or a columnar shape as described above.
  • a case where the appearance of the case 51 is a rectangular parallelepiped will be described.
  • an example is shown in which both the partition wall 52 and the metal rod 8 are used.
  • the columnar portions accommodating the dielectric material are brought close to each other, the width of the partition wall 52 is reduced, and the metal rod 8 is opposed to the partition wall. While being electrically connected to the side of the conductive case 51 (especially the inner wall), it is fixed to the side of the conductive case so as to cross the space between the two.
  • the width L between the opposing partition walls 52 is smaller than the diameter D of the partition wall 52, and the width between the dielectrics can be at least a gap between the dielectric and the metal rod 8 It is desirable to do so.
  • FIG. 5 (c) is a diagram (when there are two dielectrics) for explaining a method of adding the partition wall 52 of the dielectric fill according to the second embodiment of the present invention.
  • the inside of the case 51 is formed so as to form a shape (a bow shape when viewed from the top) formed by bringing the substantially cylindrical spaces for accommodating the dielectric material close to each other. Perform the processing to start cutting.
  • the wall of the portion denoted by reference numeral 70 remains as compared with the case of the rectangular parallelepiped, and the remaining wall is loosely coupled, and the metal rod 8 can be made thin.
  • the dielectric filter can be miniaturized as a whole as a whole by being close to the adjacent dielectric so that the dielectric does not contact the metal rod 8 that is provided so as to extend between the partition walls 52.
  • the remaining partition walls 52 are loosely coupled with each other, and the metal rods 8 can be made thin. That is, the case 51 is processed and the remaining part is partitioned so that a part of the substantially cylindrical part for storing the dielectric material overlaps.
  • the wall 52 the size of the metal rod 8 can be reduced.
  • the dielectric filter 1 has a cylindrical space for accommodating the dielectric without contacting the dielectrics in order to reduce the size of the dielectric filter.
  • a partition wall 5 2 having an opposing interval shorter than the diameter of the bottom surface of the cylinder
  • a metal rod 8 is arranged so as to pass between the partition walls 5 2, Since the end is electrically connected to the conductive case 51, the thickness of the metal rod 8 is thinner than when the partition wall 52 is not provided, and even if the number of the metal rods 8 is reduced. Note that the amount of coupling can be kept small. Therefore, the size of the dielectric filter and the size of the metal rod 8 can be reduced.
  • Figure 8 (a) shows the configuration when viewed from the top of the dielectric filter when used as a duplexer.
  • reference numeral 81 denotes a connector for inputting a transmission signal
  • 82 denotes a connector for outputting a reception signal
  • 83 denotes a connector for connection to an antenna (ANT).
  • Reference numeral 84 denotes a coupling probe for coupling a transmission signal to the dielectric 32
  • reference numeral 85 denotes a coupling probe for transmitting a transmission signal in which unnecessary waves are suppressed by passing through a plurality of dielectrics 32. This is a coupling probe for coupling to the output terminals 85.
  • Reference numeral 86 denotes a coupling probe for coupling a reception signal from the antenna to the dielectric 32
  • reference numeral 87 denotes a signal after suppressing unnecessary waves to the output connector 82, similarly to the transmission system. This is a binding probe for binding.
  • the metal rod 8 is provided so as to partition between the dielectrics.
  • the metal rod 8 is a transmission / reception partition wall 108 that separates the transmission dielectric and the reception dielectric (for example, the surface is metallized integrally with the transmission / reception case 51).
  • the electrically conductive partition wall) and the side wall of the electrically conductive case 51 are provided so as to be electrically connected to each other, and are provided for each of the transmission system and the reception system in the figure.
  • FIG. 1 A screw hole for screw insertion is cut at the end of the metal rod 8, a metal nut 107 is screwed in accordance with the screw hole, and inserted until it comes into contact with the metal case 51. May be fixed to the outer wall of the case 51.
  • other fixing means for electrically connecting the metal rod 8 to the case 51 and physically fixing the metal rod 8 to the case 51 may be employed.
  • a necessary number of holes are provided on the side of the partition wall 108 on the transmitting side and the side of the receiving side, and a groove for receiving a screw is formed in the hole.
  • Apply metal plating or make metal so that conduction with case 51 can be obtained when the threaded portion of metal rod 8 is inserted.
  • a metal rod 8 having a threaded tip is inserted from the outer surface of the case 51 into a through hole formed in the side wall, and the tip of the screw is inserted and fixed in a screw receptacle of the partition wall 108.
  • a metal screw head is provided at the rear end of the metal rod 8 so that the electrical connection with the side wall of the conductive case 51 is completed when the metal rod 8 is inserted and fixed.
  • the tip of the metal rod 8 provided between the transmission system dielectrics is partially inserted between the reception system dielectrics. If the partition wall 108 has a through-hole, the tip of the metal rod 8 protrudes from the partition wall 108 when inserted and fixed, and is long enough not to be inserted between other dielectrics. Adjust it.
  • the coupling amount can be adjusted for each band-pass filter of the transmission system and the reception system.
  • FIG. 8B is a diagram for explaining the mounting position of the metal rod 8 according to the third embodiment of the present invention, and the dielectric filter shown in FIG. 8A when used as a duplexer is shown. This is a cross-sectional view (viewed in the direction of the arrow) of A—A ′ in FIG.
  • the position at which the metal rod 8 is attached to the case 51 is set at different heights for the transmission system and the reception system, respectively. Different types of metal rods 8 can be used in each system. Therefore, for each of the transmission system and the reception system, The fixing holes are formed at different heights.
  • a common metal rod 8 may be used in the transmission system and the reception system. Therefore, for each of the transmission system and the reception system, the fixing hole of the metal rod 8 is set to the same height.
  • the fixing holes in the partition wall 108 as through holes, it is possible to adjust the coupling amount of the dielectric films of both the transmission system and the reception system with one metal rod 8.
  • a coupling amount adjusting screw 105 for further increasing the coupling amount can be further inserted (not in contact with the partition wall 108). Should.
  • the dielectrics 32 shown in FIGS. 2 (b), 3 (b), 5 (b) and 6 are provided in tandem, and the center line (dotted line) of each dielectric 32 is shown.
  • the imaginary line represented by) may be curved or bent.
  • the case processing is simplified, and the production efficiency of the dielectric filter is improved.
  • desired passband characteristics can be realized, and the specifications of the mobile communication system can be changed or different mobile units can be used. It can be easily handled according to the specifications of the communication system.
  • the resonators can be set so as to be loosely coupled, the interval between the resonators can be reduced, and the size of the dielectric filter can be reduced. It is possible to reduce the size of the RF circuit and the base station on which the device is mounted.

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Abstract

移動体通信システム(100)の無線基地局(20)において、誘電体フィルタを提供する。誘電体フィルタ(1)は例えば3個の誘電体を有する誘電体フィルタであって、3個の誘電体(32)のうちの少なくとも2個の隣接する誘電体(共振素子)(32)間に、結合(磁界結合)を遮蔽する着脱可能な金属棒(遮蔽部材)(8)を設けて構成し、Q値の影響を維持したまま疎結合の状態を得ることができ、また、金属棒(8)の太さ、位置、本数を調整することによって共振器(10)~(12)間の結合状態を変更でき、さらに、結合量を弱くすることによって共振器(10)~(12)の間隔を一層狭くでき、誘電体フィルタのサイズの小型化が図れる。

Description

誘電体フィルタ 技術分野
本発明は、無線周波数(R F: Radio Frequency)帯の信号の送受信回路(以下、 R F回路と称する。) に用いて好適な誘電体フィルタに関し、例えば移動体通信シ ステムにおける基地局 (無線基地局装置又は無線基地局) の送受信回路に用いて 好適な誘電体フィル夕に関する。
明 背景技術
移動体通信システムにおける基地局は、ネットワーク側(例えば、 I P [ Internet Protoco l] 網、 交換装置、 基地局制御装置) からの各移動局宛てのデータ信号を 受信し、 所定の周波数の R F信号に変換し、 アンテナから送信するが、 アンテナ からの送信前に、 送信信号について不要な周波数成分 (スプリアス輻射) を抑圧 するために、 バンドパスフィルタ (B P F : Band Pass Fi l ter) を備えている。 従って、 基地局のアンテナから移動局 (移動機, 移動端末) に送信される R F信 号はスプリァス等が除去されたものとなっている。
一方、 移動局は、 基地局からの R F信号を受信し、 バンドパスフィルタを用い て希望波以外の不要波を抑圧してから、 復調等の受信処理を行なう。
以上が、 移動通信システムにおける下り方向の R F信号の送受信処理の説明で あるが、 同様に、 上り方向の R F信号の送受信処理も行われる。
即ち、 各移動局は、 所定の周波数 (例えば、 基地局によって割当てられた周波 数) の R F信号をバンドパスフィルタにより、 不要波を抑制してから基地局に対 して送信する。
そして、 基地局は、 アンテナ, 送受信共用器を介して、 各移動局から送信され た R F信号を受信し、 同様にバンドパスフィル夕により希望波以外の不要波を抑 圧してから、 受信 R F信号を復調し、 復調した各移動局からのデ一夕信号を多重 化してネットワーク側に出力する。 このように、 基地局、 移動局は、 無線信号を媒介として、 データの送受信を行 なうので、 不要波の抑圧を行なうためのフィルタを備えている。 フィルタとして は、 一般的には誘電体フィル夕がよく用いられる。
一般に、 誘電体フィルタは、 誘電体を備えた共振器 (共振素子) を有し、 複数 の共振器がそれぞれ特定の周波数 (共振周波数)について共振することによって、 特定の周波数を通過させることにより不要波を抑圧した R F信号を出力するよう になっている。
誘電体フィル夕が用いられる理由は、 R F回路に実装したときの R F信号の電 力挿入損失が小さいからでもある。 尚、 基地局側のバンドパスフィルタとして利 用される場合等においては、 誘電体フィルタの外部ケース (筐体) の寸法は、 利 用する周波数帯によっても若干異なるが、 約 1 0 c m〜2 0 c m程度である。 図 7 ( a ) は従来の誘電体フィルタの側面図である。 この図 7 ( a ) に示す誘 電体フィルタ 5 0は、 入力用コネクタ 3 0 a、 出力用コネクタ 3 0 bを備え、 複 数の誘電体 3 2が金属製ケース 5 1に覆われて構成されている。 そして、 各誘電 体 3 2の間には、 それぞれケース 5 1と一体成形された仕切り壁 5 2が設けられ ている。 仕切り壁 5 2は、 各誘電体間を完全に遮蔽するのではなく、 所定の切り 欠き (切り欠き部) が設けられており、 各誘電体を収納する空間を空間的に結合 している。 そして、 各誘電体 3 2は、 ケース 5 1の底面 6 0 aに形成された支持 台 3 1の上にそれぞれ固定され、 各誘電体の上方である、 ケース 5 1の天井面 6 0 bには、 共振周波数の調整用のネジ (以下、 調整ネジと称する。) 3 3が設けら れている。
この図 7 ( a ) に示す誘電体フィルタ 5 0を例えば基地局の送信系のバンドパ スフィル夕として利用する場合には、 入力端のコネクタ 3 0 aからは、 移動局向 けの送信用 R F信号が入力され、 入力された R F信号は、 誘電体で構成される各 共振器を伝搬してゆき、出力端のコネクタ 3 O bに到達し、コネクタ 3 O bから、 移動局へ送信すべくアンテナ側に出力される。 尚、 誘電体 3 2間に設けられた仕 切り壁 5 2により形成された切り欠き 3 4の面積が大きいと進行磁界の量が増加 し、 また、 切り欠き 3 4の面積が小さいと進行磁界の量が減少するため、 切り欠 き 3 4の面積を所望の結合量を確保するような面積にすることで、 各共振器間の 結合量を調整することができる。 しかし、 仕切り壁 52は、 ケース 51と一体成 形されるため、 一度形成した切り欠き 34の面積を後に変更することは困難であ り、 結合量を微調整する際には、 切り欠き 34において、 磁界に直交するように 図 7 (b) のように、 結合調整ネジ 105を挿入し、 挿入量を微調整することが 一般的である。
また、 図 7 (b) は誘電体フィルタ 50の上面図である。 この誘電体 32は、 例えば TE 01 δモードで共振動作するものであって直径 dの円柱型である。 こ こで、 ケース 51の寸法は、 誘電体フィルタ 50の通過損失を決定する Q値に応 じて (Q値がどの程度必要であるかに応じて) 決定され、 通常、 誘電体 32の寸 法に対して 2倍以上の寸法に設計される。 例えば TE 01 <5モードで用いられる 場合、 ケース 51の幅 (磁界に直交する辺) 1^および誘電体 32の長さ (磁界 の進行方向の辺) L2は、 それぞれ、 誘電体 32の直径 dの約 2倍にされ、 ケ一 ス 51の高さは誘電体 32の厚みの約 3倍にされる。 すなわち、 ほぼ、 L2 = Li =2 · dの関係が満たされるようになつている ( ·は乗算を表す。)。
このように、 誘電体フィルタ 50の寸法は、 誘電体 32の寸法に応じて大きく なる。
また、 図 7 (c) は切り欠き 34の断面図(矢視図:筐体のみ表示) であって、 図 7 (a) に示す D2— D2' の部分が表示されている。 この図 7 (c) に示す切 り欠き 34は、 仕切り壁 52の一部を削り取る等の加工によって形成される。 そ して、 切り欠き 34の位置, 寸法および形状を設計変更することによって、 共振 器間の結合量が調整され、 システム仕様に合致するフィルタ特性を有する結合度 が得られるようになつている。 繰り返すが、 切り欠き 34が大きい場合は隣接す る共振器 50 a, 50 b間の結合度が大きくなり、 切り欠き 34が小さい場合は 隣接する共振器 50 a, 50 b間の結合度は小さくなる。
そして、 更に結合量を調整するためには、 結合調整ネジ 1 05をケ一ス 51の 内部に挿入 (通常、 挿入端がケース 51に接触しないように挿入する) させるこ とによって、 結合度を強くし、 また、 結合調整ネジ 105を抜くことによって、 結合度を弱くすることができる。
もちろん、誘電体フィル夕の中心周波数を調整するには、 (周波数)調整ネジ 3 3をケース 5 1の内部に挿入させることによって、 フィル夕の中心周波数を高く し、 調整ネジ 3 3を抜くことによって、 中心周波数を低くすることができる。 以上が、 誘電体フィルタの一般的な構成であるが、 共通の外部導体の内部に複 数個の T E 0 1 δモード誘電体共振素子を縱続接続させたパンドパスフィル夕も 提案されている (例えば特許文献 1参照)。特許文献 1記載のバンドパスフィルタ は、外部導体の側壁に接する縁部から中心方向への範囲に段間結合孔が設けられ、 段間結合係数調整素子の管内挿入長を変えることによって段間結合係数を大幅に 変化させている。
さらに、 外部導体と結合調整板との間の組立を簡略化したバンドパスフィルタ も提案されている (例えば特許文献 2参照)。特許文献 2記載のバンドパスフィル 夕は、 外部導体と結合調整板との間の組立を簡略化したものである。
特許文献 1
特開平 0 8— 0 6 5 0 0 6号公報
特許文献 2
特開 2 0 0 0— 1 1 4 8 0 9号公報
しかしながら、 フィルタ特性を調整するために、 共振器間の結合を弱める必要 が生じても、 誘電体フィル夕 5 0内部の共振器間の結合は、 結合調整に用いる調 整ネジ 1 0 5によって結合が強くなる方向 (結合量の最小値は、 結合調整ネジ 1
0 5を揷入しないことであり、 それ以下の結合量を得ることはできない) にしか 調整できない。もちろん、切り欠き 3 4を狭くすれば、結合量を小さくできるが、 一度削ってしまうと元に戻せないため、 ケース 5 1全体の加工から再度行なわな ければならないこととなる。
仕切り壁 5 2が無い場合には、 予め、 誘電体 3 2の間隔を必要以上に広くして おき、 隣接する共振器の結合量を減少させる方向に調整して、 所望の通過帯域を 得ることが行われる。 この場合、 隣接する共振器の間隔がケース 5 1の L 2寸法 よりも必要以上に大きくなる事が多く、誘電体フィル夕 5 0の全長が大きくなり、 小型化を疎外することとなる。
また、 例えば図 7 ( a ) に示すフィル夕のケース 5 1に切り欠き 3 4を形成す るためには、 誘電体間を完全に遮断する仕切り壁 5 2を設けてから仕切り壁 5 2 を削る必要があり、 フィル夕を製造するための工程を短縮することの疎外要因と なっている。
また、 製造の観点からは、 フィルタ特性を厳密に調整するためには、 切り欠き
3 4の寸法が固定 (F I X) できるまでは、 追加工等によるカットアンドトライ が必要となり、 分解および再メツキ等の手間がかかる。 特に、 移動通信システム における基地局のバンドパスフィルタとして適用する場合には、 特定チヤネルの 近傍の周波数成分は、 大きな減衰量を要求される場合が多い。 従って、 共振器の 段数を多くして R F信号の減衰量を大きくする必要があり、 誘電体フィル夕が大 型とならざるをえずこの問題は顕著である。 一方、 装置の内部に共用器等を収め る必要があるので、 従来の構成よりも一層小型な誘電体フィルタが要求されてい る。
本発明は、 このような課題に鑑み創案されたもので、 結合量を小さくする方向 の調整が容易な誘電体フィルタ、 従来に対して小型化可能な誘電体フィルタ等を 提供することを目的とする。 発明の開示
( 1 ) このため、 本発明の誘電体フィルタは、 隣接する第 1の共振素子、 第 2 の共振素子を有する誘電体フィルタにおいて、 第 1の共振素子と第 2の共振素子 の間を遮るように、 第 1の共振素子と、 第 2の共振素子とを収納する導電性ケ一 ス 5 1に挿入され、 導電性ケースと電気的な接続をとることにより、 短絡を形成 する導電性の短絡部材が取り付けられたことを特徴としている。
従って、 このようにすれば、 共振器間の仕切り壁を設けずに、 疎結合の状態を 得ることができる。
( 2 ) また、 本発明の誘電体フィルタは、 送信信号用の第 1の誘電体フィルタ と、 受信信号用の第 2の誘電体フィル夕が仕切り壁をはさんで並行して設けられ た誘電体フィル夕において、 前記第 1の誘電体フィルタの共振素子間及び、 前記 第 2の誘電体フィルタの共振素子間に共通して揷入され、 第 1の誘電体フィルタ を収納する導電性部材と、 第 2の誘電体フィル夕を収納する導電性部材と、 収納 する導電性部材のそれぞれと電気的に接続されることにより短絡を形成する導電 性の短絡部材が取り付けられたことを特徴としている。
従って、 このようにすれば、 品質係数 Q値を維持した状態で、 小型でかつ周波 数特性の良好な誘電体フィル夕を得ることができる。
( 3 ) さらに、 本発明の誘電体フィル夕は、 送信信号用の第 1の誘電体フィル 夕と、 受信信号用の第 2の誘電体フィル夕が仕切り壁をはさんで並行して設けら れた誘電体フィルタにおいて、 前記第 1の誘電体フィル夕の共振素子間に挿入さ れ、 第 1の誘電体フィルタを収納する導電性ケースと、 ケースと電気的に接続さ れている仕切り壁との間を電気的に接続するようにケースに挿入されることで、 短絡を形成する導電性の第 1短絡部材と、 前記第 2の誘電体フィルタの共振素子 間に挿入され、 第 2の誘電体フィルタを収納する導電性ケースと、 ケースと電気 的に接続されている仕切り壁との間を電気的に接続するケースに挿入されること で、 短絡を形成する導電性の第 2短絡部材とを備え、 第 1短絡部材と、 第 2短絡 部材とは、 異なる高さの位置に配置されたことを特徴としている。
従って、 このようにすれば、 例えば金属棒が磁界の進行方向と直交するときは 磁界の通過が妨げられ、 また、 磁界の進行方向と金属棒とが生成する角度を変動 させることにより、 磁界の通過量を調整できる。
( 4 ) そして、 本発明の誘電体フィル夕は、 送信信号用の第 1の誘電体フィル 夕と、 受信信号用の第 2の誘電体フィル夕が仕切り壁をはさんで並行して設けら れた誘電体フィルタにおいて、 前記第 1の誘電体フィル夕の共振素子間に挿入さ れ、 第 1の誘電体フィルタを収納する導電性ケースと、 ケースと電気的に接続さ れた仕切り壁との間を電気的に接続して短絡を形成する導電性の部材であって、 前記第 2の誘電体フィルタの共振素子間に挿入されないように、 突出規制された 短絡部材を取り付けたことを特徴としている。
従って、 このようにすれば、 結合度の強弱調整を容易に行なえ、 かつその調整 を簡素な構成で実現できる。
( 5 ) また、 本発明の誘電体フィルタは、 底面の半径が Rの略円柱状の第 1空 間、 第 2空間同士を底面の中心間の距離が、 Rより長く、 2 Rより短くなるよう に並列配置した場合に第 1空間と第 2空間の結合により形成される空間の、 第 1 空間側に配置された第 1誘電体と、 第 2空間側に配置された第 2誘電体と、 この 空間を覆う導電性ケースとを備え、 第 1空間と第 2空間とが重なる空間部分を通 るように、 第 1誘電体、 第 2誘電体間に挿入され、 前記ケースと電気的に接続す ることで、 短絡を形成する導電性の短絡部材が取り付けられたことを特徴として いる。
従って、 このようにすれば、 隣接する共振器間の一部が両共振器間でオーバ一 ラップし、 ケースを小型化できる。 そして、 複数の共振素子は、 縦列的に設けら れて構成されてもよく、 このようにすれば、 共振器間の結合状態を変更でき、 通 過帯域幅の異なる複数の誘電体フィルタを一体形成できる。
(6) 前記短絡部材は、 以下の ( i ) 〜 ( i i i) に述べるように構成するこ とができる。
( i) 金属製又はメタライズされた棒。
( i i ) 金属製又はメタライズされてなる板。 そして、
( i i i) 導電性ケース内においてその側面に凹又は凸の形状を有するように する。
このようにすれば、 小型化した場合でも金属が近づいた部分が金属棒で構成さ れているので、 金属壁と比較して品質係数 Q値への影響を小さくでき、 通過損失 の増大を防止できる。
(7) また、 前記導電性部材は、 単体の導電性ケースを構成する部材であって もよく、 このようにすれば、 結合量を弱くすることによって、 共振器の間隔を一 層狭くすることができ、 また、 誘電体フィルタの小型化が図れる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明に係る誘電体フィルタを移動通信システムに適用する場合の例を 示す図である。
図 2 (a) は本発明の第 1実施形態に係る誘電体フィル夕の側面図である。 図 2 (b) は本発明の第 1実施形態に係る誘電体フィルタの上面図である。 図 2 (c) は本発明の第 1実施形態に係る誘電体フィルタの断面図である。 図 3 (a) は本発明の第 1実施形態に係る太い金属棒を用いた誘電体フィルタ の側面図である。 図 3 (b) は本発明の第 1実施形態に係る太い金属棒を用いた誘電体フィル夕 の上面図である。
図 3 (c) は本発明の第 1実施形態に係る太い金属棒を用いた誘電体フィル夕 の断面図である。
図 4 (a) は本発明の第 1実施形態の変形例に係る金属板の左側面図である。 図 4 (b) は本発明の第 1実施形態の変形例に係る金属板の平面図である。 図 4 (c) は本発明の第 1実施形態の変形例に係る金属板の正面図である。 図 4 (d) は本発明の第 1実施形態の変形例に係る金属板の斜視図である。 図 5 (a) は従来の誘電体フィル夕の上面図である。
図 5 (b) は本発明の第 2実施形態に係る誘電体フィルタの上面図である。 図 5 (c) は本発明の第 2実施形態に係る誘電体フィルタの仕切り壁の加工方 法について説明するための図である。
図 6は本発明の第 1実施形態の変形例に係る誘電体の配置例を示す図である。 図 7 (a) は従来の誘電体フィルタの側面図である。
図 7 (b) は誘電体フィル夕の上面図である。
図 7 (c) は切り欠きの断面図である。
図 8 (a) は本発明の第 3実施形態に係る誘電体フィルタの上面図である。 図 8 (b) は本発明の第 3実施形態に係る金属棒の取り付け位置を説明するた めの図である。
図 9 (a), 図 9 (b) はいずれもは本発明の第 1実施形態に係る金属棒と導電 性ケースとの接触部分を説明するための図である。 発明を実施するための最良の形態
(A) 本発明の第 1実施形態の説明
図 1は本発明に係る誘電体フィルタを移動通信システムに適用する場合の例を 示すための図であり、 第 1実施形態に係る移動体通信システム 100の概略的な 構成図である。 この図 1に示すシステム 100は、 移動局 40が、 無線区間を介 して移動網、 ィンタ一ネット等のネットワーク 41と通信可能なものであって、 ネットワーク 41と基地局 20と複数の移動局 40とをそなえて構成されている。 本発明の誘電体フィルタは図 1に示す基地局 2 0の R F回路 2 7に設けられてい る。
ここで、 ネットワーク 4 1は、 各移動局 4 0からの情報を受信したり、 逆に、 各移動局に向けて送信するための音声、 データ等を基地局 2 0側に送信するもの である。 また、 各移動局 4 0は、 例えば携帯電話, 携帯端末であって、 基地局 2 0のセル内において、 基地局 2 0と無線通信を行なうことにより、 他の通信装置 との間で通信を行なうことができる。
また、 基地局 2 0は、 ネットワーク 4 1側からの音声、 データ等の情報をを移 動局 4 0に対して送信し、 移動局 4 0からの音声、 データ等の情報をネットヮー ク 4 1側に送信する無線送受信装置であって、 ネットワーク 4 1と無線区間との 間の各データのフォーマツトを変換するための処理を行なうインタ一フェース部 ( I Z F [Interf ace] 部) 2 9と、 ィン夕ーフェース部 2 9にてフォーマツト処 理された送信データのベースバンド処理と R F回路 2 7にて復調処理された受信 デ一夕のベ一スバンド処理とを行なうベースバンド処理部 2 8と、 ベースバンド 処理部 2 8にてベースバンド処理された送信データを R F信号に周波数変換して 出力し、 また、 R F信号を受信し周波数変換を施してから、 復調処理した受信デ —夕をベースバンド処理部 2 8に出力する R F回路 2 7とをそなえて構成されて いる。
次に、 R F回路 2 7について詳述する。
図 1に示す R F回路 2 7は、 アンテナ 2 1と、 アンテナ共用器(デュプレクサ) 2 2と、 低雑音増幅器 (L N A [Low Noi se Ampl i f ier] ) 2 6 bと、 受信部 (R X) 2 5 と、 送信電力増幅器 (P A [Power Ampl i f i er] ) 2 6 aと、 送信部 (T X) 2 5 aとをそなえて構成されている。 ここで、 アンテナ 2 1は送信および受 信の双方で共用して用いられる送受信共用アンテナである。
デュプレクサ 2 2は、 3端子を有し各端子はそれぞれアンテナ 2 1, 送信電力 増幅器 2 6 aおよび低雑音増幅器 2 6 bに接続されている。 そして、 送信電力増 幅器 2 6 aからの送信信号は、 送信用バンドパスフィルタ 2 3により不要波を抑 制して、 所望の周波数の信号を出力するように帯域制限し、 帯域制限後の信号を アンテナ側の端子を介してアンテナに出力する。 一方、 アンテナ側の端子から入 力された受信信号は、 受信用バンドパスフィルタ 2 4によって、 不要波を抑制し て受信希望波を通過させて、 所望の周波数帯の信号を低雑音増幅器 2 6 b側の端 子から出力する。
低雑音増幅器 2 6 bは、 デュプレクサ 2 2からの R F信号を復調および復号処 理するために必要な大きさに増幅するものである。 また、 受信部 2 5 bは、 低雑 音増幅器 2 6 bから出力された増幅後の R F信号について、ダウンコンバートし、 ダウンコンバートした信号を復調して出力するものである。 ベースバンド処理部 2 8は受信部 2 5 bにて復調して出力された受信データについてベースバンド処 理するものである。 このベースバンド処理された受信データは、 インタ一フエ一 ス部 2 9にてフォーマット変換されて、 ネットワーク 4 1側に出力される。
次に、 送信部 2 5 aは、 ベースバンド処理部 2 8から入力された送信データに 基づいて、 Q P S K (Quadrature Phase Shi f t Keying) 等により変調し、 変調し た送信信号を出力するものである。 また、 送信電力増幅器 2 6 aは、 送信部 2 5 aからの送信信号を増幅して、 所定の電力の R F信号を出力するものである。 これにより、 送信系統の信号は、 R F回路 2 0を介して出力され所望の帯域を 有する R F信号として無線区間 (無線アクセス区間) に出力されるようになって いる。 なお、 具体的な送信周波数および周波数帯域は、 例えば 8 0 0 MH z (メ ガヘルツ) 〜2 G H z (ギガへルツ) 等が挙げられる。
次に、 デュプレクサ 2 2において用いられる (送信、 受信用) バンドパスフィ ル夕 2 3、 2 4としての誘電体フィル夕の構造について詳しく説明する。
尚、 図 1の構成では、 3端子のデュプレクサについて記載し、 説明したが、 簡 単のため、 まずは、 1入力 1出力のタイプの単純なバンドパスフィルタ (誘電体 フィルタ) について説明することとする。
図 2 ( a ) は本発明の第 1実施形態に係る誘電体フィルタの側面図であり、 図 2 ( b ) は本発明の第 1実施形態に係る誘電体フィルタの上面図である。
誘電体フィル夕 1は、 入力用コネクタ 3 0 a、 出力用コネクタ 3 0 bを備えて いる。 これらのコネクタとしては、 汎用の S MA (Sub Miniature type A) コネ クタ等を用いることができる。 また、 誘電体フィルタは、 電磁波を閉じ込めるた めの直方体の形状をしたケース 5 1 (従来技術のように、 仕切り壁 5 2は設けて いない) の中に複数の誘電体 3 2を収納している。
尚、 ケース 5 1は、 少なくとも内壁が導電性を持つケ一ス (例えば、 全体が金 属製のケース、 全体は金属製とは限らないが、 その内壁又は内外壁を銀メツキ、 金メッキ等によりメタライズしたケース等) を用いることとする。 このような内 壁が導電性を持つケース 5 1を導電性ケース 5 1と称することとする。 以下、 ケ ース 5 1は、内外壁が一体的にメタライズされた導電性ケースについて説明する。 誘電体 3 2は、 導電性ケース 5 1の底面 5 1 bに形成された支持台 3 1の上に 固定されており、 各誘電体の上方に位置するケース 5 1の天井面 5 1 aには貫通 孔が設けられており、 溝山を有するスクリューネジ等の周波数調整用のネジ (以 下、 周波数調整ネジと称する。) 3 3の挿入固定が可能となっている。 尚、 支持台 3 1は、 いずれも、 例えばセラミックスのような絶縁材料からなる。 各支持台 3 1の配置間隔は、 帯域幅初期設定値に応じて適切な間隔に調整されている。
この図 2 ( a ) に示す誘電体フィルタ 5 0を例えば基地局の送信系のバンドパ スフィル夕として利用する場合には、 入力端のコネクタ 3 0 aからは、 移動局向 けの送信用 R F信号が入力され、 入力された R F信号は、 誘電体 3 2を介して伝 搬し、 不要波が抑圧された後の送信信号が、 出力端のコネクタ 3 0 bに到達し、 移動局へ送信すべくアンテナに送られることとなる。
本発明においては、 図 2 ( a ) に示す貫通孔 9 (各誘電体の間に縦に 2つ設け ている) に、 金属製部材としての金属棒 8を挿入することで結合量を調整するこ ととなる。 金属棒 8と導電性ケース 5 1との接続関係は、 図 2 ( b ) を参照する ことにより、 更に明らかとなるが、 導電性ケ一ス 5 1の両側面に対向するように 形成された貫通孔 9に挿入され、 両端部分が、 固定ネジ 1 0 6により導電性ケ一 ス 5 1に固定されることで導電性ケース 5 1と導通 (ショート) がとれており、 導電性ケース 5 1を含めて閉ループが形成される。 図 2 ( b ) では、 少なくとも 導電性ケース 5 1の外壁面で金属棒 8との導通が確実にとれていることが明らか であるが、 金属棒 8の寸法に導電性ケース 5 1の壁面に設ける孔の寸法をあわせ ること等により、 導電性ケース 5 1の内壁面との導通性を高めることもできる。 図 9 ( a ) , 図 9 ( b ) はいずれも本発明の第 1実施形態に係る金属棒 8と導電性 ケース 5 1との接触部分を説明するための図である。 尚、 好ましくは、 導電性ケース 5 1の内壁面で金属棒 8との導通を確実なもの とするために、 金属棒 8の先端を図 9 ( b ) のごとく、 凸状 (凸状部 7 3 ) とし て、 導電性ケース 5 1の一方の側面の貫通孔から挿入する。 ここで、 ネジ穴部を 本体によりも細くしておく。 すると、 その金属棒 8の先端が対向して設けられた 他方の側面の孔に挿入固定されるとともに、 金属棒 8の先端部分の〇で囲った部 分 (A, Bと付したところ) が導電性ケース 5 1の内壁面と確実に面接触するこ とができ、 確実な導通をとることができる。 金属棒 8の他端側については、 必要 に応じて図 9 ( b )のように、弹性のある金属片 7 2をケース内壁に半田づけ(「L」 字状の黒い部分参照) 等により固定し、 金属棒 8の挿入によりケース内壁から離 れ、 復元力により、 確実に金属棒 8と接触することができる。 もちろん、 金属棒 8を挿入しない場合は、 その金属片 7 2が孔 9を塞ぐこととなるので、 挿入しな い場合においてもケース 5 1に設けられた金属棒揷入用の孔 9が塞がれ、 好適で ある。
このように、 金属棒 8の両端部分を金属製のケース 5 1と電気的に接続するこ とで、 閉ループを形成することにより、 誘電体間の磁界の進行を一部遮蔽するこ とができ、 結合量を調整 (小さく) することができるのである。
また、 図 7 ( b ) は誘電体フィル夕 5 0の上面図である。 この誘電体 3 2は、 例えば T E 0 1 δモ一ドで共振動作するものであって直径 dの円柱型である。 こ こで、 ケース 5 1の寸法は、 誘電体フィルタ 5 0の通過損失を決定する Q値に応 じて (Q値がどの程度必要であるかに応じて) 決定され、 通常、 誘電体 3 2の寸 法に対して 2倍以上の寸法に設計される。 例えば T E 0 1 δモードで用いられる 場合、 ケース 5 1の幅 (磁界に直交する辺) 1^および長さ (磁界の進行方向の 辺) L 2は、 それぞれ、 誘電体 3 2の直径 dの約 2倍にされ、 ケース 5 1の高さ は誘電体 3 2の厚みの約 3倍にされる。 すなわち、 ほぼ、 1^ 2 = 1^ = 2 · dの関 係が満たされるようになつている ( 'は乗算を表す。)。
このように、 誘電体フィルタ 5 0の寸法は、 誘電体フィル夕 3 2の寸法に応じ て大きくなる。
尚、 本発明では、 前述したように、 導電性の短絡部材 (金属製又は表面がメタ ライズされた部材) としての金属棒 8が設けられる点に留意すべきである。 図 9 (b) に示すように、 金属棒 8は、 導電性ケース 51に接する (好ましくは内壁 面) ことで導電性ケース 51と導通可能に固定されている。
金属棒 8の固定手段としては、 金属棒 8の両端にネジをきつておき、 金属製ナ ットを挿入する等により、 図 2 (b) のように金属製ケース 51との導通を確保 しつつ固定を実現することもできる。 これについては、 図 2 (c) を用いて次に 説明する。
図 2 (c) は本発明の第 1実施形態に係る誘電体フィルタ 1 (図 2 (a)) の A !-A 断面図 (矢視図:筐体のみ表示) が示されている。 この図 2 (c) のよ うに、 金属棒 8は、 金属製のナット等の固定手段により確実に導電性ケース 51 に固定されており、 少なくともケース 5 1の外壁面で導通がとれている。
尚、 共振器 10〜12間の結合度を強くする場合は金属棒 8の本数を 2本減ら したり、 また、 その太さを細くしたりする。 結合度を弱くする場合は金属棒 8の 本数を増やしたり、 あるいは、 その太さを太くする。
図 3 (a) は本発明の第 1実施形態に係る太い金属棒を用いた誘電体フィル夕 1の側面図であり、図 3 (b)はその誘電体フィルタ 1の上面図であり、図 3 (c) は図 3 (a) に示す Β22' の断面図である。 この図 3 (b), 図 3 (c) に 各々示す誘電体フィルタ 1の金属棒 8 aを太くすることにより疎結合となり、 共 振器 10〜12の間隔を狭くでき、 L2く 1^=2 Xdとすることもできる。
このように、 従来の仕切り板の切り欠きを調整するよりも容易に結合量を調整 (特に小さく) することができることがわかる。
尚、 各金属棒 8は、 磁界の進行方向と直交するように設けられている点に留意 を要する。 ここで、 直交とは、 金属棒 8の長手方向と磁界の進行方向とが直交又 はほぼ直交していることを意味する。 この金属棒 8が磁界の進行方向と直交する ため、 効率的に磁界の通過が妨げられ、 また、 磁界の進行方向と金属棒 8とがな す角度を変えることで、 磁界の通過量を調整することもできる。 もちろん、 その 場合には、 ケース 51に設ける孔を金属棒 8の揷入角度に自由度を持たせるよう に大きめにする等の工夫を行なうことが望ましい。
従って、 本発明の誘電体フィルタ 1は、 金属棒 8 (遮蔽部材) の太さ、 配置又 は本数を変化させることにより誘電体間の結合をケース 5 1の外形形成後も容易 に調整可能になっている。 また、 本発明の誘電体フィル夕 1によれば、 結合度を 強くするのみならず、 結合度を弱くする調整が可能である。 さらに、 結合度の強 弱を簡素な構成によって実現できる。
尚、 金属棒 8の揷入用として予めケース 5 1の側面に設けておいた孔 9は、 先 に説明した金属片 7 2を用いて塞ぐ方法以外に、 導電性のシールを貼り付けて塞 ぐこともでき、 また、 ケース 5 1内に突出しない程度の短いネジをケース 5 1の 外側から挿入することで不要な孔 9による誘電体フィル夕の劣化を防止できる。
また、 ケース 5 1は好ましくは、 孔 9の内壁面、 金属棒 8 (特に挿入端) をメ 夕ライズすることが好ましい。 これにより、 ケース 5 1の内壁面近傍で金属棒 8 がケ一ス 5 1に接触して、 導電性ケース 5 1と金属棒 8との導通が確実にとれる ため、 外壁面で金属棒 8とケース 5 1が接続される構成に比べて、 電流が流れる 距離が長くなることを抑えることができる。 更には、 損失の増大を防ぎ、 金属棒 8と孔間に隙間が生じる事で特性が不安定になったりすることを防ぐこともでき る。 なお、 メツキするのは処理によって導電性が改善され、 素材に導電性の悪い 材料を使う事が出来るからである。 特にケース 5 1の材料として比重の小さいァ ルミ二ゥムを用いる場合は、 銀メツキを少なくともケース内壁を含め全体的に施 すことにより、 導電性ケース 5 1として利用することができる。
なお、 貫通させる金属棒 8の本数、 太さ、 および穴 9の位置はともに、 例えば 通過させる R F信号の通過帯域幅に応じて変更可能である。 金属棒 8の断面の形 状は、 円形, 楕円形, 四角形, 四角形以外の多角形等を用いることができる。 尚、 第 2実施形態で詳細に説明するが、 これらに加えて、 共振器 1 0〜1 2間 に仕切り壁 5 2を図 7 ( a ) 〜図 7 ( c ) に示すように形成し、 切り欠き 3 4を 挟む仕切り壁 5 2間をまたぐように金属棒 8を通し、 同様に、 導電性ケース 5 1 に端部を電気的、 物理的に接続することもできる。
なお、 金属棒 8の変形例として、 金属板を用いることもできる。
図 4 ( a ) は本発明の第 1実施形態の変形例に係る金属板の左側面図 (および 右側面図) である。 この図 4 ( a ) に示す金属板 8 aは、 長さ寸法 1^ , 幅寸法 および厚み寸法 M 2を有し、 かつ、 両端面の中央部に開口部を有し金属板 8 a の長手方向と平行するように設けられた円柱状の空洞部 8 bが形成されている。 尚、 図では、 空洞部 8 bは貫通孔により形成しているが、 ネジなどの部材をケ一 ス 5 1の穴 9から挿入して、この金属板 8 aを固定できればよいので、両側面に、 ある程度の深さをもった孔を設けるだけでもよい。
また、 金属板 8 aの外観は例えば図 4 ( b ) に示す平面図 (底面図も同様), 図 4 ( c ) に示す正面図 (背面図も同様) に各々示す形状を呈する。 図 4 ( d ) は 本発明の第 1実施形態の変形例に係る金属板 8 aの斜視図であり、 この図 4 ( d ) に示す 8 bが、 ケース 5 1の左右側面 5 1 aに形成された穴 9と対向するように 配置され金属板 8 aが 8 bを中心にして底面 6 0 aに対して所望の回転角 (傾斜 角) になるように、 8 bの両端がともに穴 9から挿入された金属製の固定ネジ 1 0 6により脱着可能に固定 (もちろん、 導電性ケース 5 1と金属板 8 aはケース 内壁 (ケース外壁) で電気的に接続されている) されるようになつている。 尚、 金属板 8 a (遮蔽部材) は、 磁界の進行方向と直交するように設けられる。
これにより、 金属板 8 aにより閉ループが形成され、 磁界の進行を一部妨げる ことができ、 結合量を小さくすることができる。 更に、 金属板 8 aの平面 (板面) に対する角度を変更することにより、磁界の進行を妨げる程度が調整可能であり、 一の金属板 8 aであっても、 その取り付け角度の調整により、 所望の通過帯域幅 とするように調整することができる。
更に、 本発明の誘電体フィルタ 1における金属板 8 aの長さ, 幅および厚みは 種々変更可能であり、 金属板 8 a (遮蔽部材) の大きさ, 位置又は個数を変化さ せることにより結合量を調整可能になっている。 そして、 固定ネジ 1 0 6等をは ずして、 寸法が異なる別個の金属板 8 aを付け替えることもでき、 システム仕様 に応じて通過帯域幅を容易に変更できる。
なお、 金属棒 8は同様に、 図 7 ( a ) のように仕切り壁 5 2を設け、 切り欠き 3 4を挟む仕切り壁 5 2間をまたぐように金属板 8 aを通し、 同様に、 導電性ケ ース 5 1に端部を接続することもできる。 金属板 8 aの材料についても例えば線 膨張係数等に基づいて材料を選択できる。 また、 金属棒 8および金属板 8 aの外 形の一部に、 突出部又はへこみ等の特殊な形状を加工したものを用いることで、 更に結合量を微調整することもできる。
尚、 各誘電体 3 2の配置位置については、 図 2 ( b ) に示す 3個の誘電体 3 2 のように、 ある間隔 Lで縦列的に設けられて構成されている。 この間隔 Lは、 結 合度の計算, 試作等により種々の間隔に決定され、 誘電体の個数が多い場合は共 振器間隔が一定にならない場合がある。 なお、 各共振器 10〜12は、 例えば図 6に示すように、 縦横の各方向に複数段に配置されてもよい。
以上のように、 本発明の構成では、 隣接する共振器 10, 1 1 (又は 1 1, 1 2) 間の境界位置に、 金属棒 8 (1本、 2本またはそれ以上)、 金属板 8 a等の短 絡部材が設けられ、 導電性ケース 51の両側面 51 cと電気的に接続されること で、 閉ループを形成し、 いわゆる、 短絡 (ショート) させるようにする。 短絡部 材は、 必要に応じて固定ネジ 106によって固定される。 金属棒 8は、 磁界の進 行方向に直交するように挿入され、 誘導性ポスト (金属ポスト) として動作する ので隣接共振器 10, 1 1 (又は 1 1, 12) 間における磁界の結合を妨げる。 この結果、 各共振器 10〜12の距離を離間させずとも共振器 10〜12間に壁 を設けた誘電体フィル夕と等価な特性が得られる。 これにより、 共振器間隔を従 来の共振器間隔よりも狭くできる。
金属棒 8の太さ, 位置又は本数等を変更することによって、 結合量の調整を行 なう。 また、 通過帯域幅を調整する場合は、 いったん、 固定ネジ 106をはずし て、 例えば太さの異なる別個の金属棒 8に交換することにより、 所望の特性を容 易に実現できる。 このように、 太さ等が異なる金属棒 8を数種類用意し、 適宜交 換することによって、 ケース 5 1に追加工等を加えずに適切な帯域幅を設定する ことができる。
(B) 本発明の第 2実施形態の説明
第 2実施形態においては、 外観が円柱形状の導電性ケース 51を用いた誘電体 フィルタについて説明する。 第 2実施形態においても金属棒 8の両端部を導電性 ケース 5 1の側面 (特に内壁面) に電気的に接続することによって疎結合にする ことができる。
図 5 (a) は誘電体をそれぞれ略円柱状の空間に配置する場合の従来の誘電体 フィル夕の上面図であり、 また、 図 5 (b) は本発明の第 2実施形態に係る誘電 体をそれぞれ略円柱状の空間に配置する場合の誘電体フィル夕の上面図である。
これらの図 5 (a), 図 5 (b) に示すもので上述したものと同一符号を有する ものはそれらと同一のものを表す。 尚、 導電性ケース 5 1自体の外観形状は、 前 述のように直方体又は、 円柱状等とすることができる。 以下、 ケース 5 1の外観 を直方体形状とする場合について説明する。 尚、 実施形態 1において、 仕切り壁 5 2と金属棒 8を双方用いる場合の例を示してもいる。
図 5 ( a ) のように、 従来の誘電体フィルタは、 入力コネクタ 3 0 a、 出力コ ネク夕 3 O bを備え、 誘電体の直径 dの 2倍の直径 D (即ち D = 2 X d ) を有す る、 略円柱状部分のそれぞれが、 誘電体 3 2を収納している。 そして、 この略円 柱状部分の間は、 例えば図 7 ( c ) のように、 導電性ケース 5 1に一体形成され た、 仕切り壁 5 2の切り欠き 3 4を通じて空間的に結合されている。
しかし、 この従来の誘電体フィル夕によっては、 誘電体フィル夕の横方向の幅 を抑えることは難しい。
そこで、 本発明では、 図 5 ( b ) に示すように、 誘電体を収納する円柱状部分 を互いに近接させ、 仕切り壁 5 2の部分の幅を狭くし、 金属棒 8を対向する仕切 り壁 5 2間を渡るように、 導電性ケース 5 1の側面 (特に内壁面) と電気的に接 続しつつ、 導電性ケース側面に固定する。
尚、 仕切り壁 5 2の対向する間の幅 Lは、 仕切り壁 5 2を直径 Dより狭く、 誘 電体間の幅は、 最低限、 誘電体と金属棒 8との間に間隔が形成できるようにする ことが望ましい。
図 5 ( c ) は本発明の第 2実施形態に係る誘電体フィル夕の仕切り壁 5 2の加 ェ方法について説明するための図 (誘電体が 2つの場合) である。 この図 5 ( c ) に示すように、 誘電体を収納する略円柱状の空間同士を近接させてなる形状 (上 面から見て弓形) を形成するように、 ケース 5 1の内部に対して削りだす加工処 理を施す。また、符号 7 0を付した部分の壁が、直方体のケースと比較して残り、 この壁が残つた分だけ疎結合となり、 金属棒 8を細くすることができる。
これにより、 誘電体が仕切り壁 5 2間を渡るように設けることとなる金属棒 8 と接触しない程度に隣の誘電体と近接することにより、 誘電体フィルタ全体とし ての小型化が図れるとともに、 残存する仕切り壁 5 2によって疎結合となり、 金 属棒 8を細くすることができる。 すなわち、 誘電体を収納する略円筒状部分の一 部がオーバ一ラップするように、 ケース 5 1を加工されて残存する部分を仕切り 壁 5 2として利用することで、 金属棒 8の小型化が図られるのである。
このように、 本発明の第 2実施形態に係る誘電体フィルタ 1は、 誘電体フィル 夕の小型化のために、 誘電体同士を接触させることなく、 誘電体を収納する円柱 状の空間部分を近接させた場合にも形成される仕切り壁 5 2 (円柱の底面の直径 よりも短い対向間隔を有する) を利用し、 かつ、 その仕切り壁 5 2間を渡るよう に金属棒 8を配置し、 その端部を導電性ケース 5 1と電気的に接続したので、 仕 切り壁 5 2を設けない場合よりも、 金属棒 8の太さを細く、 又、 金属棒 8の本数 を少なくしてもなお、 結合量を小さく抑えることができる。 従って、 誘電体フィ ル夕の小型化及び金属棒 8の小型化を図ることができる。
( C ) 本発明の第 3実施形態の説明
第 3実施形態においては、 デュプレクサとして使用する場合の誘電体フィルタ について説明する。
図 8 ( a ) にデュプレクサとして使用する場合の誘電体フィル夕の上面から見 た場合の構成を示す。 この図 8 ( a ) に示す符号 8 1は、 送信信号の入力用コネ クタ、 8 2は、 受信信号の出力用コネクタ、 8 3は、 アンテナ (AN T) との接 続用コネクタを示す。
そして、 8 4は、 送信信号を誘電体 3 2に結合させるための結合用プローブで あり、 8 5は、 複数の誘電体 3 2を介することにより、 不要波の抑圧された送信 信号をアンテナ側の出力端子 8 5に結合するための結合用プローブである。また、 8 6は、 アンテナからの受信信号を誘電体 3 2に結合するための結合用プローブ であり、 8 7は、 送信系同様、 不要波を抑圧した後の信号を出力コネクタ 8 2に 出力するための結合用プローブである。
また、 本発明では、 図 8 ( a ) のように、 金属棒 8が、 各誘電体の間を区切る ように設けられている。 尚、 金属棒 8は、 送信系の誘電体と、 受信系の誘電体と を仕切る送受信仕切り壁 1 0 8 (例えば、 送信系、 受信系のケース 5 1部分と一 体的に表面がメタライズされた導電性の仕切り壁) と導電性のケース 5 1の側壁 とを電気的に接続するように設けられており、 図では、 送信系、 受信系のそれぞ れについて設けられている。
尚、 金属棒 8の固定方法は種々考えられるが、 例えば、 図 8 ( b ) のように、 金属棒 8の端部にネジ揷入用のネジ穴を切っておき、 金属製ナツト 1 0 7をネジ 穴にあわせてねじこみ、 金属製ケース 5 1に接触するまで挿入することで、 金属 棒 8をケース 5 1の外壁に固定することが考えられる。 もちろん、 金属棒 8をケ ース 5 1に対して電気的に接続し、 かつ、 物理的にケース 5 1に固定する他の固 定手段を採用することもできる。
例えば、仕切り壁 1 0 8の送信系側の側面と、 受信系側の側面に孔(非貫通孔) を必要数設け、 その孔にネジ受け用の溝を形成しておく (ネジ受けは、 金属棒 8 の先端のネジ部分挿入時にケース 5 1と導通がとれるように、 金属メツキ処理を 施すかまたは、金属製としておく)。そして、 先端にネジが切ってある金属棒 8を ケース 5 1の外側面から、 側壁に形成された貫通孔に挿入し、 ネジの先端が仕切 り壁 1 0 8のネジ受けに挿入固定されるようにする。 好ましくは、 金属棒 8の後 端は、 金属製ネジ頭を設けておき、 挿入固定時に導電性ケース 5 1の側壁と電気 的な接続を完全なものとするようにする。
これにより、 送信系の誘電体間に設ける、 金属棒 8の先端が受信系の誘電体間 にその一部が挿入されることを防ぐことができる。 仕切り壁 1 0 8に貫通孔が設 けられている場合には、 揷入固定時に金属棒 8の先端が、 仕切り壁 1 0 8から突 出し、 他系の誘電体間に挿入されない程度の長さに調整しておく。
以上のように、 デュプレクサとして使用する場合にあっても、 送信系、 受信系 のそれぞれのバンドパスフィルタについて結合量を調整することができることと なる。
また、 図 8 ( b ) は本発明の第 3実施形態に係る金属棒 8の取り付け位置を説 明するための図であり、 デュプレクサとして使用する場合の図 8 ( a ) に示す誘 電体フィルタ 1の A— A ' 断面図 (矢視図) を表示したものである。
図 8 ( a ) に示したように、 送信、 受信で通過させる周波数が微妙に相違する ものであっても、 送受信間で誘電体の配置は概略同じであり、 金属棒 8を設ける 位置も近接している。 従って、 本発明では、 図 8 ( b ) に示すように、 ケース 5 1に対して金属棒 8を取り付ける位置を、 送信系、 受信系でそれぞれ異なる高さ 位置とすることで、 送信系、 受信系のそれぞれで異なる種類の金属棒 8を使用で きるようにしている。 従って、 送信系、 受信系のそれぞれについて、 金属棒 8の 固定用の孔は、 それぞれ高さを異ならせて形成している。
もちろん、 送信系、 受信系で共通の金属棒 8を用いることもあるため、 そのた めに、 送信系、 受信系のそれぞれについて、 金属棒 8の固定用の孔を同じ高さと し、 特に、 仕切り壁 1 0 8における固定用孔は貫通孔とすることにより、 1本の 金属棒 8で送信系、 受信系の双方の誘電体フィル夕の結合量を調整することもで きる。
もちろん、 図 8 ( b ) のように、 更に、 結合量を大きくするための、 結合量調 整ネジ 1 0 5を更に挿入 (仕切り壁 1 0 8とは非接触) することもできることに 留意すべきである。
(D ) その他
本発明は上述した実施態様及びその変形例に限定されるものではなく、 本発明 の趣旨を逸脱しない範囲で、 種々変形して実施することができる。
上記の図 2 ( b ), 図 3 ( b ), 図 5 ( b ) および図 6にそれぞれ示す誘電体 3 2は、 縦列的に設けられているが、 各誘電体 3 2の中心線(点線で表した仮想線) は曲線状又は屈曲部等でもよい。 産業上の利用可能性
以上詳述したように、 本発明の誘電体フィルタによれば、 ケース加工が単純化 され、 誘電体フィルタの生産効率が向上する。
また、 例えば金属棒のような取り付ける導電性の部材の太さ、 位置、 本数又は 個数を調整することによって、 所望の通過帯域特性を実現でき、 移動体通信シス テムの仕様の変更又は異なる移動体通信システムの仕様等に応じて容易に対応可 能となる。
さらに、 本発明の誘電体フィルタによれば、 共振器どうしが疎結合になるよう に設定できるので、 共振器間隔を狭くすることができ、 誘電体フィル夕の小型化 が実現でき、 誘電体フィルタを実装した R F回路および基地局の大きさの小型化 を促進できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 隣接する第 1の共振素子、 第 2の共振素子を有する誘電体フィルタにおい て、
該第 1の共振素子と該第 2の共振素子の間を遮るように、該第 1の共振素子と、 該第 2の共振素子とを収納する導電性ケースに挿入され、 該導電性ケースと電気 的な接続をとることにより、 短絡を形成する導電性の短絡部材が取り付けけられ たことを特徴とする誘電体フィルタ。
2 . 前記短絡部材は、 金属製又はメタライズされた棒であることを特徴とする 請求の範囲第 1項記載の誘電体フィル夕。
3 . 前記短絡部材は、 金属製又はメタライズされてなる板であることを特徴と する請求の範囲第 1項記載の誘電体フィルタ。
4 . 前記短絡部材は、 導電性ケース内においてその側面に凹又は凸の形状を有 することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の誘電体フィルタ。
5 . 送信信号用の第 1の誘電体フィル夕と、 受信信号用の第 2の誘電体フィル 夕が仕切り壁をはさんで並行して設けられた誘電体フィルタにおいて、
前記第 1の誘電体フィル夕の共振素子間及び、 前記第 2の誘電体フィルタの共 振素子間に共通して揷入され、該第 1の誘電体フィル夕を収納する導電性部材と、 該第 2の誘電体フィルタを収納する導電性部材と、 該収納する導電性部材のそれ ぞれと電気的に接続されることにより短絡を形成する導電性の短絡部材が取り付 けられたことを特徴とする誘電体フィル夕。
6 . 前記導電性部材は、 単体の導電性ケースを構成する部材である、
ことを特徴とする請求の範囲第 5項記載の誘電体フィル夕。
7 . 送信信号用の第 1の誘電体フィル夕と、 受信信号用の第 2の誘電体フィル 夕が仕切り壁をはさんで並行して設けられた誘電体フィル夕において、
前記第 1の誘電体フィル夕の共振素子間に挿入され、 該第 1の誘電体フィルタ を収納する導電性ケースと、 該ケースと電気的に接続されている仕切り壁との間 を電気的に接続するように該ケースに挿入されることで、 短絡を形成する導電性 の第 1短絡部材と、
前記第 2の誘電体フィル夕の共振素子間に挿入され、 該第 2の誘電体フィルタ を収納する導電性ケースと、 該ケースと電気的に接続されている仕切り壁との間 を電気的に接続する該ケースに挿入されることで、 短絡を形成する導電性の第 2 短絡部材と、
を備え、 該第 1短絡部材と、 該第 2短絡部材とは、 異なる高さの位置に配置され たことを特徵とする誘電体フィルタ。
8 . 送信信号用の第 1の誘電体フィル夕と、 受信信号用の第 2の誘電体フィル 夕が仕切り壁をはさんで並行して設けられた誘電体フィル夕において、
前記第 1の誘電体フィル夕の共振素子間に挿入され、 該第 1の誘電体フィル夕 を収納する導電性ケースと、 該ケースと電気的に接続された仕切り壁との間を電 気的に接続して短絡を形成する導電性の部材であって、 前記第 2の誘電体フィル 夕の共振素子間に挿入されないように、 突出規制された短絡部材を取り付けたこ とを特徴とする誘電体フィルタ。
9 . 底面の半径が Rの略円柱状の第 1空間、 第 2空間同士を底面の中心間の距 離が、 Rより長く、 2 Rより短くなるように並列配置した場合に該第 1空間と該 第 2空藺の結合により形成される空間の、 該第 1空間側に配置された第 1誘電体 と、 該第 2空間側に配置された第 2誘電体と、 この空間を覆う導電性ケースとを 備え、
該第 1空間と該第 2空間とが重なる空間部分を通るように、 該第 1誘電体、 該 第 2誘電体間に挿入され、 前記ケースと電気的に接続することで、 短絡を形成す る導電性の短絡部材が取り付けられた、 ことを特徴とする誘電体フィルタ。
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