JP2807003B2

JP2807003B2 - インターディジタル形ろ波器

Info

Publication number: JP2807003B2
Application number: JP1326232A
Authority: JP
Inventors: 守泰宮崎; 英喜浅尾; 修巳石田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-12-16
Filing date: 1989-12-16
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH03187502A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、主としてVHF帯、UHF帯、およびマイクロ
波帯で用いられるインターディジタル形ろ波器に関する
ものである。

［従来の技術］従来、この種のろ波器として、第３図に示すようなも
のがあった。この第３（ａ）図はG.Matthaei他，“MICR
OWAVE FILTERS,IMPEDANCE−MATCHING NETWORKS,AND COU
PLING STRUCTURES,"PP.614−626,1964,McGraw−Hill.に
示されたもので、図において（１）〜（５）は内導体、
（６）は外導体、（７），（８）は同軸端子、（９），
（10）はそれぞれ同軸端子（７），（８）の中心導体で
ある。第３（ｂ）図は第３（ａ）図のＢ−Ｂ断面であ
り、（１）〜（６）は第３（ａ）図と同じものである。
内導体（２），（３），（４）は一端が短絡端，他端が
開放端となっており、短絡端側で支持されている。

ここで、上記文献のP.432の図8.02−３（ａ）に示さ
れているように、高周波ろ波器の一般的な等価回路は共
振器を表すリアクタンスXi、隣接共振器間の結合手段を
表すインバータKi,i＋１、および、入出力結合手段を表
すK01ならびにKn,n＋１とで与えられる。一方、上記文
献のp.259の図6.01−１に示されるように、インピーダ
ンスステップはインバータとして働き、その値はインピ
ーダンス比に応じて可変である。

また、物理的な説明を行うために２開口共振器を考え
る。一般に２開口共振器は、結合孔等の不連続部を介し
て入出力端子と接続され、共振周波数以外の周波数では
上記不連続により入力端子からの電波のほとんどを反射
するが、共振周波数においては入力端子からの電波を共
振器内に強く引き込み、電磁エネルギーを蓄積する性質
を有する。このとき共振器内に蓄積可能なエネルギーは
一定であり、入力端子から入射する電波の電力と出力端
子から取り出される電力が釣り合う場合に、入力端子か
らの電波は反射することなく出力端子に取り出される。
このとき、入力端から共振器内への通過電力は不連続部
単体の反射が小さいほど大きくなる。

このインターディジタル形ろ波器において内導体
（２），（３），（４）が同一周波数f₀で共振するもの
とすれば、周波数f₀で内導体（１）と（５）は共振はし
ないが共振状態にある内導体（２），（３），（４）を
介して強く結合し、同軸端子（７）への入射波は端子
（８）へ導かれる。しかし、f₀以外の周波数では、内導
体（１）〜（５）の結合は非常に弱く、同軸端子（７）
への入射波はほとんどの電力が反射される。このよう
に、第３（ａ）図に示したインターディジタル形ろ波器
は、帯域通過ろ波器としての機能を有する。

なお、内導体（１）と（２），および内導体（４）と
（５）の結合の強さの逆数の外部Ｑと呼ぶ。

［発明が解決しようとする課題］従来のインターディジタル形ろ波器は以上のように構
成されているので、内導体（１）と（５）は共振器では
ないため、内導体（１）と（２）、および内導体（４）
と（５）の結合は両者を近接配置することによりなされ
ていて、隙間の加工限界により結合量が制限されるた
め、外部Ｑを特定の値以下に小さくできず、広帯域な帯
域通過ろ波器が得にくいという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、加工が容易であり、小形で広帯域なインタ
ーディジタル形ろ波器を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係るインターディジタル形ろ波器は、２つ
の直方体形状の誘電体ブロックそれぞれの表面に一側面
からこの側面と対向する他の側面まで上記表面に平行に
設けられた複数の溝と、上記２つの誘電体ブロックそれ
ぞれの底面および上記溝に平行な２つの側面に導体膜を
密着して形成された外導体と、上記溝の内壁の全面に導
体膜を密着して形成された複数の内導体とを備え、上記
２つの誘電体ブロックをそれぞれの表面が対向するよう
に密着し、かつ、上記密着した面に対して上記誘電体ブ
ロックが対称となるように組み合わせて成る複数のトリ
プレート線路共振器と、このトリプレート線路共振器の
入出力端子とから構成され、上記複数のトリプレート線
路共振器は交互に逆側の一端が短絡部、他端を開放部と
し、上記短絡部は上記内導体と上記底面の外導体とを導
体膜により接続して形成し、上記両端のトリプレート線
路共振器それぞれは上記開放部において上記入出力端子
と電気的に直接接続し、上記両端のトリプレート線路共
振器を構成するトリプレート線路の特性インピーダンス
を上記入出力端子の特性インピーダンスより低く設定し
て開放状態とすると共に、上記トリプレート線路の特性
インピーダンスと上記入出力端子の特性インピーダンス
の比を１に近づけるよう設定したことを特徴とするもの
である。

また、上記入出力端子は圧力によって変形可能な導体
板と電気的ならびに機械的に接続され、かつ、上記導体
板は上記両端のトリプレート線路を構成する２組の内導
体のそれぞれに挟み込まれて、上記内導体と電気的なら
びに機械的に直接接続されたことを特徴とするものであ
る。

［作用］この発明においては、２つの直方体形状の誘導体ブロ
ックを、それぞれの複数の溝を設けた表面が対向し、か
つ、この表面に対して対称となるように密着して一端が
短絡部、他端が開放部の複数のトリプレート線路を形成
し、上記複数のトリプレート線路のうち少なくとも両端
のトリプレート線路の特性インピーダンスを入出力端子
の特性インピーダンスより低く設定し、かつ、上記両端
のトリプレート線路それぞれを上記開放部において上記
入出力端子と接続し、開放状態としたので、両端の入出
力端まで共振器で構成できるため、従来例のフィルタで
同一の共振器段数に構成する場合に比べ無駄がなく小形
化できる。さらに、両端のトリプレート線路と入出力端
子の特性インピーダンスの比に応じて外部Ｑを変化させ
たので、この比を１に近づけることにより、従来のよう
なトリプレート線路間の間隔を狭める加工をしなくても
外部Ｑを容易に小さくでき、広帯域なろ波器を小形に構
成できる。

［実施例］第１図はこの発明の一実施例を示す一部欠載の構成
図、第２図は第１図の詳細を説明するための図であり、
（1a）〜（5a），（1b）〜（5b）は内導体、（6a），
（6b）は外導体、（7a）〜（11a），（7b）〜（11b）は
溝、（12a），（12b）は誘導体ブロック、（13）〜（1
7）は短絡部、（18）は圧力によって変形可能な導体
板、（19）は内導体（1a），（1b）と外導体（6a），
（6b）と導体板（18）とから構成されるトリプレート線
路、（20）は内導体（2a），（2b）と外導体（6a），
（6b）と導体板（18）とから構成されトリプレート線
路、（21）は内導体（3a），（3b）と外導体（6a），
（6b）と導体板（18）とから構成されるトリプレート線
路、（22）は内導体（4a），（4b）と外導体（6a），
（6b）と導体板（18）とから構成されるトリプレート線
路、（23）は内導体（5a），（5b）と外導体（6a），
（6b）と導体板（18）とから構成されるトリプレート線
路、（24）はコネクタ板、（25）〜（29）は開放部、P
1,P2は入出力端子である。

なお、第１図においてトリプレート線路（20），（2
1），（22），（23）の導体板（18）は示していない。

内導体（1a）〜（5a），（1b）〜（5b）はそれぞれ、
誘導体ブロック（12a），（12b）の表面上の略凹形の溝
（7a）〜（11a），（7a）〜（11b）の内壁全面に導体膜
を密着することにより形成されている。外導体（6a），
（6b）は誘導体ブロック（12a），（12b）の底面、およ
び溝（7a）〜（11a），（7b）〜（11b）と平行な側面に
わたって導体膜を密着することにより形成されている。
短絡部（13）〜（17）は対応する内導体（1a）〜（5
a），（1b）〜（5b）片側端部の誘電体ブロック側面を
わずかに切り欠いて溝を設け、この溝に導体膜を密着し
て形成されている。内導体（1a）〜（5a），（1b）〜
（5b）はそれぞれ短絡部（13）〜（17）において導体膜
により外導体（6a）あるいは（6b）に接続され短絡され
ている。また、対向する内導体（1a）と（1b），（2a）
と（2b），（3a）と（3b），（4a）と（4b），および
（5a）と（5b）は、バネ形状の圧力によって変形可能な
導体板（18）を挟み込むことにより相互に電気的に直接
接続されている。入出力端子P1,P2はそれぞれ導体板（1
8）の一端に電気的ならびに機械的に直接接続されてい
る。両端のトリプレート線路（19），（23）はそれぞれ
開放部（25），（29）において、内導体（1a），（1b）
が導体板（18）を介して入力端子P1の中心導体と、内導
体（5a），（5b）が導体板（18）を介して出力端子P2の
中心導体と、また、外導体（6a），（6b）がコネクタ板
（24）を介して入出力端子P1,P2の外導体と、それぞれ
電気的に直接接続されている。両端のトリプレート線路
（19）および（23）は内導体（1a），（1b），（5a），
（5b）の幅あるいは誘電体ブロック（12a），（12b）の
誘電率を調整することにより、特性インピーダンスが入
出力端子P1,P2より低く設定されている。

ここで、この発明のインターディジタル形ろ波器は、
前記従来のこの種のろ波器において、両端のインバータ
をインピーダンスステップで実現したものであり、等価
回路による設計で得られるインバータ値に対応するイン
ピーダンス比とすることによりインピーダンス整合を得
るようにしたものである。

即ち、上記のように両端のトリプレート線路（19）お
よび（23）を入出力端子P1,P2より低い特性インピーダ
ンスとすることにより、上記トリプレート線路（19）お
よび（23）を1/4波長共振器として動作させているた
め、入出力端子P1,P2とそれぞれ上記トリプレート線路
（19）および（23）間のインピーダンスステップの大き
さと、上記トリプレート線路（19）および（23）と隣接
共振器間との間隔を通過電力が釣り合うように設定する
ことにより、ろ波器としてのインピーダンス整合を得る
ことができる。

次に動作について説明する。第１図に示すこの発明の
インターディジタル形ろ波器において、トリプレート線
路（19）〜（23）が同一周波数f₀で共振するものとすれ
ば、周波数f₀では入力端子P1と出力端子P2は共振状態で
あるトリプレート線路（19）〜（23）を介して強く結合
し、入力端子P1への入射波は出力端子P1へ導かれる。し
かし、f₀以外の周波数では、トリプレート線路（19）〜
（23）の結合は非常に弱く、入力端子P1への入射波はほ
とんどの電力が反射される。このように、第１図に示し
たインターディジタル形ろ波器は、帯域通過ろ波器とし
ての機能を有する。

この発明のインターディジタル形ろ波器は、略直方体
の誘電体ブロックに溝加工を施し、例えば焼き付け等に
よりこの誘電体ブロックの所定の部分に導体膜を密着し
て形成されるので、加工が容易であり、かつ、機械的に
安定した内導体（1a）〜（5a），（1b）〜（5b）を形成
できる。入出力端子P1,P2も内導体（1a）と（1b）ある
いは（5a）と（5b）で挟み込む構造であるため加工が容
易である。また、誘電体ブロック（12a），（12b）の波
長短縮の効果により内導体（1a）〜（5a），（1b）〜
（5b）を短くできる。

また、両端のトリプレート線路（19），（23）は開放
部（25），（29）に接続された入出力端子P1,P2より特
性インピーダンスが低いので、上記開放部（25），（2
9）で開放状態が実現され、周波数f₀で1/4波長共振器と
して働く。このときこの発明のろ波器の外部Ｑは、トリ
プレート線路（19），（23）と入出力端子P1,P2の特性
インピーダンスの比に応じて決定される。この特性イン
ピーダンスの比を１に近づけることにより外部Ｑを小さ
くできる。

なお、上記実施例では、内導体の組数が５組の場合に
ついて示したが、２組,3組,4組，あるいは６組以上でも
よく、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例では、溝（7a）〜（11a），（7b）
〜（11b）の断面形状が略凹形の場合について示した
が、半楕円形あるいは半円形でもよく、上記実施例と同
様の効果を奏する。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、２つの直方体形状の
誘電体ブロックそれぞれの表面に一側面からこの側面と
対向する他の側面まで上記表面に平行に設けられた複数
の溝と、上記２つの誘電体ブロックそれぞれの底面およ
び上記溝に平行な２つの側面に導体膜を密着して形成さ
れた外導体と、上記溝の内壁の全面に導体膜を密着して
形成された複数の内導体とを備え、上記２つの誘電体ブ
ロックをそれぞれの表面が対向するように密着し、か
つ、上記密着した面に対して上記誘電体ブロックが対称
となるように組み合わせて成る複数のトリプレート線路
共振器と、このトリプレート線路共振器の入出力端子と
から構成され、上記複数のトリプレート線路共振器は交
互に逆側の一端が短絡部、他端を開放部とし、上記短絡
部は上記内導体と上記底面の外導体とを導体膜により接
続して形成し、上記両端のトリプレート線路共振器それ
ぞれは上記開放部において上記入出力端子と電気的に直
接接続し、上記両端のトリプレート線路共振器を構成す
るトリプレート線路の特性インピーダンスを上記入出力
端子の特性インピーダンスより低く設定して開放状態と
すると共に、上記トリプレート線路の特性インピーダン
スと上記入出力端子の特性インピーダンスの比を１に近
づけるよう設定したので、加工が容易であり、小形かつ
広帯域なインターディジタル形ろ波器を得られる効果が
ある。

また、上記入出力端子は圧力によって変形可能な導体
板と電気的ならびに機械的に接続され、かつ、上記導体
板は上記両端のトリプレート線路を構成する２組の内導
体のそれぞれに挟み込まれて、上記内導体と電気的なら
びに機械的に直接接続されたインターディジタル形ろ波
器とすることにより、さらに、入出力端子と両端のトリ
プレート線路の内導体の接続加工などを容易にできると
いう効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す一部欠載の構成図、
第２図は第１図の詳細を説明するための図、第３図は従
来のインターディジタル形ろ波器を示す概略構成図であ
る。図において、（1a）〜（5a），（1b）〜（5b）は内導
体、（6a），（6b）は外導体、（7a）〜（11a），（7
b）〜（11b）は溝、（12a），（12b）は誘電体ブロッ
ク、（13）〜（17）は短絡部、（18）は圧力によって変
形可能な導体板、（19）〜（23）はトリプレート線路、
（24）はコネクタ板、（25）〜（29）は開放部、P1,P2
は入出力端子である。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石田修巳神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号三菱電機株式会社情報電子研究所内 (56)参考文献特開昭60−62202（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−156902（ＪＰ，Ａ) 特開平８−78906（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−30604（ＪＰ，Ｕ) 実公昭63−1450（ＪＰ，Ｙ２) 実公平４−25722（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの直方体形状の誘電体ブロックそれぞ
れの表面に一側面からこの側面と対向する他の側面まで
上記表面に平行に設けられた複数の溝と、上記２つの誘
電体ブロックそれぞれの底面および上記溝に平行な２つ
の側面に導体膜を密着して形成された外導体と、上記溝
の内壁の全面に導体膜を密着して形成された複数の内導
体とを備え、上記２つの誘電体ブロックをそれぞれの表
面が対向するように密着し、かつ、上記密着した面に対
して上記誘電体ブロックが対称となるように組み合わせ
て成る複数のトリプレート線路共振器と、このトリプレ
ート線路共振器の入出力端子とから構成され、上記複数
のトリプレート線路共振器は交互に逆側の一端が短絡
部、他端を開放部とし、上記短絡部は上記内導体と上記
底面の外導体とを導体膜により接続して形成し、上記両
端のトリプレート線路共振器それぞれは上記開放部にお
いて上記入出力端子と電気的に直接接続し、上記両端の
トリプレート線路共振器を構成するトリプレート線路の
特性インピーダンスを上記入出力端子の特性インピーダ
ンスより低く設定して開放状態とすると共に、上記トリ
プレート線路の特性インピーダンスと上記入出力端子の
特性インピーダンスの比を１に近づけるよう設定したこ
とを特徴とするインターディジタル形ろ波器。
【請求項２】上記入出力端子は圧力によって変形可能な
導体板と電気的ならびに機械的に接続され、かつ、上記
導体板は上記両端のトリプレート線路を構成する２組の
内導体のそれぞれに挟み込まれて、上記内導体と電気的
ならびに機械的に直接接続されたことを特徴とする請求
項１記載のインターディジタル形ろ波器。