JP6676171B2 - フィルタおよびワイヤレスネットワークデバイス - Google Patents

Description

本発明は、通信技術の領域に関し、特に、フィルタおよびワイヤレスネットワークデバイスに関する。

増大するワイヤレス通信技術の発展に伴い、ワイヤレス通信システムは、基地局の性能に対して、より高い要求を課している。フィルタは基地局の性能において重要な役割を果たしており、異なる通信システム間での相互干渉を低減するために、基地局における空洞フィルタには、通常、比較的高い帯域外抑制要求が必要となる。フィルタにより比較的強力な抑制を実現するため、従来の方法では、非隣接共振空洞（非隣接共振空洞とは、トポロジー関係において互いに隣接していない共振空洞である）の間にクロス結合を追加し、有限伝送零点を生成していた。

クロス結合は、非隣接共振空洞の間での結合であり、非隣接共振空洞の間に物理的は距離が短いことが要求され、フィルタの空洞のレイアウトに比較的高い要求が、課されていた。しかしながら、現状では、基地局システム（特にＴＤＤ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ）モードにおいて）におけるフィルタのチャネルの量が多くなりつつあり、フィルタの体積と集積度に対して、より高い要求が課されている。結果的に、フィルタのレイアウトは非常に制限され、クロス結合を用いて抑制度を改善することは困難である。

先行技術において、一つの方法として、直接的にまたは間接的に追加共振空洞を、有限伝送零点を形成するように、セラミック誘電性の空洞フィルタの入力または出力ポートに結合する方法がある。例えば、１つの追加共振空洞が、有限伝送零点を形成するように直接的に入力ポートに結合され、伝送零点の周波数は、共振空洞の共振周波数に等しくなる。更に、１つの追加共振空洞は、直接的に出力ポートに結合され、１つの追加共振空洞は、金属板を用いて間接的に出力ポートに結合され、２つの有限伝送零点を形成し、２つの有限伝送零点の周波数は、それぞれ２つの共振空洞の共振周波数となる。零点の位置は、異なる抑制要求を満たすため、追加共振空洞の周波数を調整することにより調整されてもよい。しかしながら、上述の解決方法において、複数の有限伝送零点を形成するためには、２つの追加共振空洞の両方がポートに結合される必要があり、言い換えれば、３つの共振空洞がポートに結合されることになる。結果的に、構造は複雑であり、信頼性が乏しく、フィルタサイズが比較的小さいときにはそのような間接的な結合を実現することは難しい。更に、そのような間接的な結合は構造および実装の両方において比較的複雑な部品を必要とするため、結果として、部品の結合一貫性が比較的乏しくなり、信頼性のリスクがあるため、大量生産が容易でなくなる。

本発明は、フィルタの結合効果を改善するための、フィルタおよび基地局を提供する。

第１の態様によれば、フィルタが提供される。フィルタは、フィルタ本体と、前記フィルタ本体に配置される複数の共振空洞と、を備え、前記共振空洞の各々に共振器が１つずつ配置される、フィルタであって、前記フィルタ本体に配置される入力ポートおよび出力ポートを、更に備え、前記入力ポートは、前記共振空洞の１つに誘導結合され、前記出力ポートは、前記共振空洞の他の１つに誘導結合され、隣接する前記共振空洞は誘導結合されており、前記入力ポートまたは前記出力ポートのうちの少なくとも一方は追加共振空洞の組に接続され、前記追加共振空洞の各組は、前記入力ポートまたは前記出力ポートに信号結合している第１の追加共振空洞と、前記第１の追加共振空洞と信号結合している第２の追加共振空洞と、を備える。

第１の態様に関連し、第１の可能な実現形式において、前記入力ポートに接続された前記共振空洞および前記入力ポートに接続された前記追加共振空洞の組は、トポロジー的に直線上に配されており、および／または、前記出力ポートに接続された他の前記共振空洞および前記出力ポートに接続された前記追加共振空洞の組は、トポロジー的に直線上に配されている。

第１の態様、または第１の態様の第１の可能な実現形式に関連し、第２の可能な実現形式において、前記フィルタ本体に配置される前記共振空洞は、直線上に配される共振空洞を備える。

第１の態様、第１の態様の第１の可能な実現形式、または第１の態様の第２の可能な実現形式に関連し、第３の可能な実現形式において、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に、誘導結合している、または、容量結合している。

第１の態様、第１の態様の第１から第３の可能な実現形式のいずれか１つに関連し、第４の可能な実現形式において、前記フィルタ本体は、溝体と、前記溝体を覆い、前記溝体に固定されたカバーと、を備え、複数の前記共振空洞、前記第１の追加共振空洞、および前記第２の追加共振空洞は、前記溝体に配置されており、隣接する共振空洞は空洞壁によって隔離されている。

第１の態様の第４の可能な実現形式に関連し、第５の可能な実現形式において、前記共振空洞の間の前記空洞壁に、第１結合窓が設けられており、前記隣接する共振空洞は、前記第１結合窓を用いて誘導結合されている。

第１の態様、第１の態様の第１から第五の可能な実現形式のいずれか１つに関連し、第６の可能な実現形式において、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に誘導結合されており、前記第１の追加共振空洞と前記第２の追加共振空洞との間の空洞壁には、第２結合窓が設けられており、前記第１の追加共振空洞は、前記第２結合窓を用いて前記第２の追加共振空洞に誘導結合されている。

第１の態様の第６の可能な実現形式に関連し、第７の可能な実現形式において、第１結合窓の各々および前記第２結合窓の各々に対応する結合ボルトを、更に備え、前記結合ボルトは、カバーにねじ式に接続されており、かつ、前記結合ボルトに対応する前記結合窓に挿入されている。

第１の態様、第１の態様の第１から第五の可能な実現形式のいずれか１つに関連し、第８の可能な実現形式において、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に容量結合されており、前記第１の追加共振空洞と前記第２の追加共振空洞との間の空洞壁には誘電性ホルダが設けられており、ダンベル形状の金属ポールが前記誘電性ホルダにクランプされており、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に前記金属ポールを用いて容量結合されている。

第１の態様、第１の態様の第１から第８の可能な実現形式のいずれか１つに関連し、第９の可能な実現形式において、前記第１の追加共振空洞と隣接する共振空洞との間の空洞壁にはノッチが設けられており、結合接続構造が前記ノッチに配置されており、前記入力ポートおよび／または前記出力ポートは、前記第１の追加共振空洞および前記第１の追加共振空洞に隣接する前記共振空洞に、前記結合接続構造を用いて信号結合している。

第１の態様の第９の可能な実現形式に関連し、第１０の可能な実現形式において、前記入力ポートは、同軸コネクタであり、前記結合接続構造は、前記ノッチに配置される金属シリンダと、前記金属シリンダに固定的に接続される２つのステップ構造と、を備え、前記同軸コネクタの内側コアは前記金属シリンダに信号結合しており、前記ステップ構造の一方は前記第１の追加共振空洞に位置している共振器に接続され、前記ステップ構造の他方は、前記第１の追加共振空洞に隣接する前記共振空洞に位置している共振器に接続されている。

第１の態様、第１の態様の第１から第１０の可能な実現形式のいずれか１つに関連し、第１１の可能な実現形式において、前記入力ポートは、前記カバーに配置されており、前記出力ポートは、前記溝体の側壁に配置されている、または、前記入力ポートおよび前記出力ポートの両方が前記溝体の前記側壁に配置されている。

第１の態様、第１の態様の第１から第１１の可能な実現形式のいずれか１つに関連し、第１２の可能な実現形式において、前記第１の追加共振空洞、前記第２の追加共振空洞、および複数の前記共振空洞は、直線上に配されている。

第１の態様、第１の態様の第１から第１２の可能な実現形式のいずれか１つに関連し、第１３の可能な実現形式において、前記フィルタは、金属の同軸空洞フィルタである。

第２の態様によれば、ワイヤレスネットワークデバイスが提供される。
ワイヤレスネットワークデバイスは、上述の実現形式のいずれかによるフィルタを含む。

例えば、ワイヤレスネットワークデバイスは、基地局であってもよく、端末であってもよく、マイクロ波システムのデバイスであってもよい。

第１の態様により提供されるフィルタ、および、第２の態様において提供されるワイヤレスネットワークデバイスによれば、フィルタの空洞の柔軟なレイアウトが実現されうる。加えて、２つの追加共振空洞はフィルタの入力ポートおよび／または出力ポートに直列に接続され、第１の追加共振空洞は、入力ポートまたは出力ポートに接続され、第２の追加共振空洞は第１の追加共振空洞に、誘導結合され、または、容量的に結合され、そのため、結合構造がシンプルであり、低コストであり、信頼性は良好であり、そして、量産における一貫性も良好である。

本発明の１つの実施形態によるフィルタの分解概略図である。 本発明の１つの実施形態によるフィルタのトポロジー概略図である。 本発明の１つの実施形態によるフィルタの周波数領域応答の概略図である。 本発明の１つの実施形態によるフィルタの入力ポートの概略設定図である。 本発明の１つの実施形態によるフィルタの第１の追加共振空洞および第２の追加共振空洞の結合概略図である。 本発明の１つの実施形態による基地局の構造概略図である。

以下では、添付図面を参照しつつ本発明の特定の実施形態について詳細に説明する。

本発明の１つの実施形態は、フィルタを提供する。フィルタは、フィルタ本体と、フィルタ本体に配置される共振空洞と、を備え、共振空洞の各々に共振器が１つずつ配置され、フィルタ本体に配置される入力ポートおよび出力ポートを更に備える。

入力ポートおよび出力ポートは、２つの端に位置している共振空洞にそれぞれ誘導結合しており、隣接する共振空洞は誘導結合している。

入力ポートまたは出力ポートのうちの少なくとも一方は追加共振空洞の組に接続され、追加共振空洞の各組は、入力ポートまたは出力ポートに信号結合している第１の追加共振空洞と、第１の追加共振空洞と信号結合している第２の追加共振空洞と、を含む。

上述の実施形態において、提供されるフィルタのトポロジー構造は、フィルタの空洞の柔軟なレイアウトが行えるように直線の形状である。加えて、２つの追加共振空洞はフィルタの入力ポートおよび／または出力ポートに直列に接続され、第１の追加共振空洞は、入力ポートまたは出力ポートに接続され、第２の追加共振空洞は第１の追加共振空洞に、誘導結合され、または、容量的に結合され、そのため、結合構造がシンプルであり、低コストであり、信頼性は良好であり、そして、量産における一貫性も良好である。

本発明の本実施形態において提供されるフィルタの構造の理解を助けるため、特定の添付図面を参照しつつ、フィルタの構造の詳細を以下に説明する。

本実施形態において、追加共振空洞と他の通常の共振空洞との間には、構造における本質的な違いはない。トポロジー構造の点から、通常の共振空洞は、２つのポート（入力ポートおよび出力ポート）の間に位置しており、追加共振空洞は、１つのポートの外側に位置している共振空洞である。追加共振空洞は、以下の異なる組合せ方法を用いることにより配置されてもよい。すなわち、入力ポートが追加共振空洞の組に直列に接続される方法、出力ポートが、追加共振空洞の組に直列に接続される方法、または、入力ポートおよび出力ポートの各々が追加共振空洞の組に直列に接続される方法。説明を容易にするため、入力ポートが追加共振空洞の組に直列に接続されている例を用いて説明を行う。

追加共振空洞が具体的に配置されるときには、追加共振空洞の２つの共振空洞の配置位置は、要望に応じて設定されてもよい。２つの追加共振空洞、および、２つの追加共振空洞に接続されている入力ポート（または出力ポート）に接続されている他の共振空洞は、直線上に配されてもよく、他の共振空洞の特定の配置方法は制限されない。以下は、２つの追加共振空洞および他の共振空洞が直線上に配されている例を用いた説明である。

図１に示すように、本実施形態において提供されるフィルタは、マルチ零点フィルタである。マルチ零点フィルタのトポロジー構造においては、入力ポートに接続されている他の共振空洞および入力ポートに接続されている追加共振空洞の組は、トポロジー的に直線上に配され、および／または、出力ポートに接続されている他の共振空洞および出力ポートに接続されている追加共振空洞の組はトポロジー的に直線上に配されている。説明を容易にするため、本実施形態は金属の同軸の空洞フィルタを例として用いて説明する。金属の同軸の空洞フィルタのフィルタ本体に設けられる共振空洞は、直線上に配された共振空洞を含む。複数のフィルタの共振空洞があってもよい。説明を容易にするため、本実施形態は６つの共振空洞を例として用いて説明し、共振器は、各共振空洞に設けられている。

具体的には、フィルタのフィルタ本体は、溝体１および、溝体１に固定されて溝体１を覆うカバー２を含む。直線上に配されている６つの共振空洞１０から１５は、溝体１の内部に設けられており、共振空洞の各々に共振器が１つずつ設けられている。フィルタの複数の共振空洞１０から１５は、複数の縦の空洞壁を溝体１の内部に設け、溝体１の空洞を複数のサブエリアに分割することにより形成され、１つの空洞壁が２つの隣接する共振器（隣接する共振器とは、トポロジー関係において互いに隣接している共振空洞における共振器である）の間に存在し、言い換えれば、隣接空洞は、空洞壁により隔離されている。端部に位置している共振空洞１４は、第１の追加共振空洞であり、共振空洞１５は、第２の追加共振空洞である。同軸空洞フィルタにおける同軸のという用語は、以下を意味する：第１の追加共振空洞、第２の追加共振空洞、および、４つの共振空洞の軸が同じ軸である。言い換えれば、第１の追加共振空洞、第２の追加共振空洞、および、複数の共振空洞は直線上に配されている。

入力ポート３および出力ポート４は、異なる位置に配置されてもよい。例えば、入力ポート３はカバーに配置され、出力ポート４は、溝体１の側壁に配置される、或いは、入力ポート３および出力ポート４の両方が溝体１の側壁に配置される、或いは、入力ポート３は溝体１の底面に配置され、出力ポート４は、溝体１の側壁に配置される。入力ポート３は、入力のために外部と接続するために使用され、出力ポート４は出力のために外部と接続するために使用される。入力ポート３および出力ポート４の接続方法は、フィルタ先行技術のフィルタにおける接続方法と同じであるため、ここで詳細の説明は行わない。

上述の実施形態において、共振器は各共振空洞に配置される。言い換えれば、共振空洞の各々に共振器が１つずつ配置されるとともに、共振器が第１の追加共振空洞および第２の追加共振空洞の各々に配置される。これら共振器は、異なる共振器であってもよく、共振器は溝体１の底部に縦に起立する共振支柱２０から２５、および、共振支柱の上に配置される回転ねじ４０から４５を含んでもよい。共振支柱２０から２５は、溝体１と一体に製造されてもよく、または、独立して製造された後溝体１にねじを用いて固定されてもよい。回転ねじ４０から４５は、カバー２に接続されている。具体的には、カバー２には、回転ねじ４０から４５に合わせたねじ切りされた穴が設けられており、回転ねじ４０から４５は、カバー２にねじ式に接続されている。加えて、本実施形態において提供される共振器は、代替的に別の構造を用いてもよい。具体的には、共振器１０から１５には、共振支柱２０から２５が設けられなくてもよい。この場合、共振空洞１０から１５は、純粋な空気空洞である。

本実施形態において、共振空洞１０から１５は、互いに誘導結合されている。具体的には、共振空洞１０から１３の間の空洞壁には、第１結合窓３１から３３が設けられており、隣接する共振空洞１０から１３は、第１結合窓３１から３３を用いて誘導結合されている。一部の空洞壁が取り去られ、そして、２つの隣接する共振空洞の間で空洞壁に関連付けられた第１結合窓が形成されており、これにより、信号接続を実現する。第１の追加共振空洞と第２の追加共振空洞との間の信号接続方法としては、様々な方法を使用することができる。誘導結合と容量結合のいずれもが使用されうる。同じ結合強度においては、２つの結合方法の間では電気的性能の差は存在しない。誘導結合は、窓を用いて物理的に実現され、容量結合は、金属ポールと誘電性ホルダを用いて物理的に実現される。誘導結合は、より容易に実現される。

図１および図４を参照すると、第１追加共振空洞が第２追加共振空洞に誘導結合される場合、第１の追加共振空洞と第２の追加共振空洞との間の空洞壁には、第２結合窓３４が設けられ、第１の追加共振空洞は、第２の追加共振空洞に、第２結合窓３４を用いて誘導結合される。特定の配置方法においては、第１の追加共振空洞と第２の追加共振空洞との間の一部の空洞壁が取り去られ、そして、第１の追加共振空洞と第２の追加共振空洞との間で空洞壁に関連付けられた結合窓が形成されており、これにより第１の追加共振空洞と第２の追加共振空洞との間での信号伝送を実現している。

複数の共振空洞が誘導結合される場合、共振空洞の間の結合共振空洞は、例えば、結合窓のサイズを調整するなど、様々な方法で調整されてもよい。結合窓は、第１結合窓３１から３３と、第２結合窓３４とを含む。代替的には、結合ボルト５０から５３は、各第１結合窓および各第２結合窓に対応するように配置され、結合ボルトは、カバー２にねじ式に接続され、結合ボルトに対応する結合窓に挿入されている。具体的には、対応する結合ボルト５０から５３は、結合窓（第１結合窓３１から３３および第２結合窓３４）の中心の上に配置されており、信号の結合強度は、結合ボルトが空洞内に延在する深さを調節することにより調節されてもよい。結合ボルト５０から５３をロックするためのねじ切りされた穴は、カバー２の対応する位置に配置されている。結合ボルト５０から５３は、カバー２のねじ切りされた穴にねじ式にロックされ、結合ボルト５０から５３をカバー２に固定し、結合ボルト５０から５３を、対応する共振支柱および結合窓の上にぶら下げている。加えて、結合ボルトの頂部は、カバー２の外面から延出しており、ボルトを外部からボルトを回転させることにより、結合を調節できるようになっている。

図１および図５を参照すると、第１追加共振空洞が容量的に第２追加共振空洞に結合される場合、第１の追加共振空洞と第２の追加共振空洞との間の空洞壁には、誘電性ホルダ３４０が設けられており、ダンベル形状の金属ポール３３０が誘電性ホルダ３４０にクランプされている。そして、第１の追加共振空洞は第２の追加共振空洞に、金属ポール３３０を用いて容量的に結合される。ある特定の実装形態が、図５に示されている。溝体３００の一端に、第１の追加共振空洞３１０および第２の追加共振空洞３２１が設けられている。第１の共振器３２０は、第１の追加共振空洞３１０に配置されており、第２の共振器３２１は、第２の追加共振空洞３１１に配置されている。第１の追加共振空洞３１０と第２の追加共振空洞３１１との間には、空洞壁が配置されており、空洞壁には窓３５０が設けられている。特定の実装の仕方においては、ダンベル形状の金属ポール３３０が誘電性ホルダ３４０にクランプされ、そして、金属ポール３３０および誘電性ホルダ３４０が一体として空洞壁の窓３５０に実装される。金属ポール３３０は、溝体３００には直接接触しない。加えて、特定の配置の仕方においては、金属ポール３３０と第１の共振器３２０との間の距離が短いほど、第２の共振器３２１はより強力な容量結合を示す。そのため、第１の追加共振空洞３１０と第２の追加共振空洞３１１との結合強度は、金属ポール３３０と共振空洞との距離を用いて調整することができる。

出力ポートが追加共振空洞の組に接続される場合、接続方法は、入力ポートおよび追加共振空洞の接続方法と同じであると理解されるべきである。本実施形態では、入力ポートが追加共振空洞の組に接続されている場合を例に説明が行われた。

本実施形態で設けられている入力ポートは、異なる位置に配置されてもよく、言い換えれば、カバーに配置されてもよく、また溝体に配置されてもよい。図１に示すように、入力ポート３がカバー２に配置される場合には、第１の追加共振空洞と隣接する共振空洞との間の空洞壁にはノッチ３０が設けられ、結合接続構造がノッチ３０に配置されており、入力ポート３は、第１の追加共振空洞および第１の追加共振空洞に隣接する共振空洞に結合接続構造を用いて信号結合している。具体的には、入力ポート３は同軸コネクタであってもよく、結合接続構造は、ノッチ３０に配置される金属シリンダ５および金属シリンダ５に固定されるように接続されている２つのステップ構造６および７を含む。同軸コネクタの内側コアは、金属シリンダ５と信号接続しており、一方のステップ構造は、第１の追加共振空洞に位置している共振器に接続されており、そして、他方のステップ構造は、第１の追加共振空洞に隣接する共振空洞に位置している共振器に接続されている。つまり、入力ポート３は、入力ポート３の内側コアおよびキャビティの結合構造（金属シリンダ５、ならびに金属シリンダ５に接続されているステップ６およびステップ７）を用いて、共振器４０および共振器４４に別々に信号結合しており、特定の製造の仕方においては、金属シリンダ５、ステップ６および７、ならびに溝体１は一体に製造されてもよい。

図４に示すように、入力ポート３１０が溝体２００の側面に配置される場合、入力ポート３１０と第１の追加共振空洞２２０との間の結合は、銀メッキされたワイヤまたは金属板２４０と同軸コネクタ内側コア２１１を接続することにより行われてもよい。具体的には、銀メッキされたワイヤまたは金属板２４０は、同軸のコネクタ内側コア２１１と、第１の追加共振空洞２２０に位置している共振器２３０と、第１の共振空洞２６０に位置している共振器２５０と、にそれぞれ別々に接続されている。

上述の説明より、入力ポートと共振空洞との間の結合は、異なる構造を用いて実現することができると言える。

本実施形態において設けられているフィルタの使用の間は、図２に示すように、Ｓは入力ポートを示し、Ｌは出力ポートを示し、１０、１１、１２および１３は、共振空洞を示し、１４および１５は追加共振空洞を示し、Ｋ１４１５、Ｋ１４Ｓ、ＫＳ１０、Ｋ１０１１、Ｋ１１１２、Ｋ１２１３およびＫ１３Ｌは、結合関係を示す。本実施形態のフィルタにおいて、無線周波数信号は、入力ポート３から入る。一方では、無線周波数信号は、共振空洞１０、１１、１２および１３ならびに出力ポート４を経て出力され、他方では、共振空洞１４および１５は、追加共振空洞として使用され、無線周波数信号は追加共振空洞によって反射されて、無線周波数信号の通過帯域の左側および右側に伝送零点が生成される。直接的な電磁作用は、共振空洞１５と共振空洞１０から１３との間には、共振空洞１４以外には、発生していない。フィルタの結合トポロジー構造が図１に示されており、トポロジー的に直線の形状で表されている。結合構造を用いることにより、フィルタの帯域外抑制特性を改善するように、有限伝送零点は通過帯域の上と下とに別々に形成される。

図３はフィルタの周波数応答カーブを示す。１００は、伝送応答カーブを示し、１１０および１１１は、この結合フォームを用いて形成した２つの伝送零点を示す。
２つの伝送零点の間の距離および通過帯域の中心は、追加共振空洞１４と追加共振空洞１５との間の結合強度Ｋ１４１５ならびに追加共振空洞１４および追加共振空洞１５の共振周波数によって決定される。追加共振空洞１４と追加共振空洞１５との間の結合強度Ｋ１４１５がより小さいということは、２つの伝送零点の間の周波数分離がより小さいことを示しており、言い換えれば、２つの伝送零点がより通過帯域の中心に近いことを示している。追加共振空洞１４と追加共振空洞１５との間の結合強度Ｋ１４１５がより大きいということは、２つの伝送零点の間の周波数分離がより大きいことを示しており、言い換えれば、２つの伝送零点がより通過帯域の中心から遠いことを示している。伝送零点に対する、追加共振空洞１４の共振周波数の影響と、追加共振空洞１５の共振周波数の影響とは、同等である。共振周波数が下がるときは、２つの伝送零点の両方が低周波数に移行し、共振周波数が上がるときは、２つの伝送零点の両方が高周波数に移行する。２つの追加共振空洞の間の結合、および２つの追加共振空洞の伝送零点に対する周波数の影響特性を用いることにより、零点の強、弱、対称、非対称のレイアウトを柔軟に行うことができ、異なる抑制要求を満たすことができる。通常、２つの追加共振空洞１４および１５は中心周波数近くで共振し、この場合、２つの生成された伝送零点は、通過帯域の中心に対して略対称である。

実際の応用においては、２つの要求される伝送零点の位置および共振空洞１４と共振空洞１５との間の結合Ｋ１４１５が、異なる帯域外抑制要求に応じて決定される。結合Ｋ１４１５は、第２結合窓３４のサイズを変更することにより広い範囲で調整することができ、または、結合ボルト５３を調整することにより狭い範囲で調整することができる。本実施形態では、このような窓の結合構造によって電磁結合が行われ、当該電磁結合においては、磁界が優位であり、全体の結合は磁界結合（誘導結合ともいう）から電界結合（容量結合ともいう）を減じたものとなる。共振空洞内のある位置の磁界は、その位置が共振支柱の底部に近いほど大きく、ある位置の電界は、その位置が共振支柱の頂部に近いほど大きい。窓のサイズが増大すると、磁界結合の増大は電界結合の増大よりも大きくなる。そのため、合計の結合は増大する。結合ボルト５３が空洞内により深く延在するとき、電界は結合ボルト５３により妨害されて、結合は弱くなり、合計の結合が増大するが、逆もまた同様である。そのため、第２結合窓３４が大きいとき、または、結合ボルト５３がより深く空洞内に延在するとき、結合Ｋ１４１５が大きくなり、２つの零点が通過帯域の中心からより遠く離れて、通常は、通過帯域の近帯域の抑制がより強くなる。逆もまた同様である。

加えて、本実施形態においては、２つの追加共振空洞は、入力ポートに設置されてもよく、出力ポートに設置されてもよく、または、入力ポートおよび出力ポートの各々が直列に２つの追加共振空洞に接続されて、４つの有限伝送零点を形成してもよい。調整方法は上述の方法と同様であり、詳細についてはここで再度説明はしない。

図１および図３に示すように、フィルタの入力ポート３は、２つの追加共振空洞１４および１５に直列に接続され、直線状の結合トポロジー構造を形成している。結合構造を用いることにより、フィルタの帯域外抑制特性を改善するように、伝送零点１１０および１１１は、フィルタの通過帯域の上と下とに別々に形成されてもよい。伝送零点の強度は、追加の空洞１４と追加の空洞１５との間の結合Ｋ１４１５を調整することにより調整してもよい。結合が弱いときは、実現された零点はより強力であり、近帯域の帯域外抑制特性はより良い。比較的弱い結合は、比較的容易に実現される。そのため、この技術的な解決方法を用いて、直線的な空洞レイアウトおよび強力な近帯域帯域外抑制特性が容易に実現され、フィルタの高い抑制計画のための基地局の要求を満たすことができる。

図１に示すように、入力ポート３と共振空洞１４との間の結合は、金属シリンダ５および空洞のステップ７と共に作用する同軸コネクタ内側コアによって実現され、共振空洞１５と共振空洞１４との間の結合は、窓結合の形で実現される。２つの結合の実現形式は、非常に成熟し、構造がシンプルであり、低コストであり、信頼性は良好であり、そして、一貫性も良好であり、大量生産に適している。

先行技術と比較し、上述の実施形態の主な改善は、トポロジー構造において、２つの追加共振空洞、および２つの追加共振空洞に接続されている入力ポート（または出力ポート）に接続されている他の共振空洞が、直線上に配されている点である。２つの伝送零点が実現されているとの仮定に基づくと、どの共振空洞も２つのノード（ポートまたは共振空洞）のみに直接的に結合することが可能であり、そのため、空洞のレイアウトは非常に柔軟である。加えて、２つの比較的強力な有限伝送零点を弱い結合の下で実現することができ、基地局のフィルタの強力な近帯域抑制要求を満たすことができる。更に、技術的な解決方法の構造形式がシンプルであり、低コストであり、信頼性は良好であり、そして、量産における一貫性も良好である。

上述の説明より、本実施形態で提供されるフィルタにおいては、入力ポートおよび／または出力ポートが直列に２つの追加共振空洞に接続されており、第１の追加共振空洞は入力ポートおよび／または出力ポートに結合され、第２の追加共振空洞は第１の追加共振空洞に結合されており、これにより、１つの有限伝送零点がフィルタの通過帯域の上と下とに別々に形成され、よってフィルタの帯域外抑制特性を改善しているということが言える。零点の強度は、追加の空洞の間の結合を用いて調整してもよく、比較的強力な有限伝送零点が比較的弱い結合の下で実現され、フィルタの高い近帯域の帯域外抑制要求を満たしてもよい。技術的な解決方法において、フィルタのトポロジー構造は直線状であり、フィルタの空洞の柔軟なレイアウトを実現することができる。加えて、結合構造は容易に実現することができ、低コストであり、信頼性は良好であり、量産における一貫性も良好である。

本発明の特定の実施形態において、金属の同軸の空洞フィルタの結合の実現形式みが説明されたと理解されるべきである。当業者は、当該結合の実現形式を誘電性のＴＥ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ）モード、誘電性のＴＭ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ）モード、または、特定のアプリケーションのニーズに応じた導波管フィルタ、および金属同軸空洞フィルタの方式に類似する方式に応用することができる。技術者により僅かに変更された形式もまた、実施形態の特許請求の範囲の保護範囲に属する。

本発明の実施形態は、更にワイヤレスネットワークデバイスを提供する。
ワイヤレスネットワークデバイスは、上述の実施形態のいずれか１つのフィルタを含む。例えば、ワイヤレスネットワークデバイスは、基地局であってもよく、端末であってもよく、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、または５Ｇのようにネットワークでフィルタを使用する必要があるデバイスのような他のワイヤレスネットワークデバイスであってもよく、または、マイクロ波システムでフィルタを使用する必要があるデバイスであってもよい。しかし、これらに限られない。

具体的には、例えば、ワイヤレスネットワークデバイスは基地局である。オプションとしての基地局の構造は、図６に示されている。基地局のＲＲＵ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔ、遠隔無線ユニット）は、ジャンパを用いてアンテナに接続されている。ＲＲＵは、ＰＡ（ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、電力増幅器）と、ＴＲＵ（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｕｎｉｔ、送受信機）と、ＰＷＲ（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ、電力供給）モジュールと、フィルタとを含む。フィルタは、ワイヤレス通信基地局システムのＲＲＵの前端に位置しており、フィルタの機能は、システムの所望の信号を通過させ、システムにとって望まない、または有害な信号をフィルタ除去することである。本通信システムにおいて、他のシステムとの干渉を避けるため、フィルタはＰＡにより生成された遊離信号をフィルタ除去し、システム性能への影響を避けるため、アンテナが受信した干渉信号をフィルタ除去する。フィルタにおいて、入力ポートおよび／または出力ポートが直列に２つの追加共振空洞に接続されており、第１の追加共振空洞は入力ポートおよび／または出力ポートに結合され、第２の追加共振空洞は第１の追加共振空洞に結合されており、これにより、１つの有限伝送零点がフィルタの通過帯域の上と下とに別々に形成され、よってフィルタの帯域外抑制特性を改善している。零点の強度は、追加の空洞の間の結合を調整することにより調整してもよく、これにより、比較的強力な有限伝送零点を比較的弱い結合の下で実現することができ、よってフィルタの高い近帯域の抑制要求を満たすことができる。技術的な解決方法のフィルタのトポロジー構造において、フィルタの空洞の柔軟なレイアウトが実現できるように、２つの追加共振空洞、および２つの追加共振空洞に接続されている入力ポート（または出力ポート）に接続されている他の共振空洞が、直線上に配されている。加えて、結合構造は容易に実現され、低コストであり、信頼性は良好であり、量産における一貫性も良好であるため、フィルタの構造を改善し、ワイヤレスネットワークデバイスの信号伝送効果を改善する。

自明なことであるが、当業者は本発明の範囲および趣旨を逸脱することなく、本発明に対し種々の変更および修正を行うことができる。本発明は、特許請求の範囲とその均等の技術の範囲に属する本発明のこれらの変更及び修正を網羅するように意図されたものである。

１：溝体
２：カバー体
３：入力ポート
４：出力ポート
５：金属シリンダ
６、７：突起
１０〜１５：共振空洞
２０〜２５：共振支柱
３０：ノッチ
３１、３２、３３：第１結合窓
３４：第２結合窓
４０〜４５：回転ねじ
５０〜５３：結合ボルト
１００：伝送応答カーブ
１１０、１１１：伝送零点
２００：溝体
２１０：入力ポート
２１１：同軸コネクタ内側コア
２２０：第１の追加共振空洞
２３０：共振器
２４０：銀メッキされたワイヤまたは金属板
２５０：共振空洞
２６０：第１の共振空洞
３００：溝体
３１１：第２の追加共振空洞
３１０：第１の追加共振空洞
３２０：第１の共振器
３２１：第２の共振器
３３０：金属ポール
３４０：誘電性ホルダ
３５０：窓

Claims (24)

1. フィルタ本体と、
   前記フィルタ本体に配置される複数の共振空洞と、を備え、
   前記共振空洞の各々に共振器が１つずつ配置される、フィルタであって、
   前記フィルタ本体に配置される入力ポートおよび出力ポートを更に備え、
   前記入力ポートは、前記共振空洞の１つに誘導結合され、前記出力ポートは、前記共振空洞の他の１つに誘導結合され、隣接する前記共振空洞は誘導結合されており、
   前記入力ポートまたは前記出力ポートのうちの少なくとも一方は追加共振空洞の組に接続され、
   前記追加共振空洞の各組は、
   前記入力ポートまたは前記出力ポートに結合された第１の追加共振空洞と、
   前記第１の追加共振空洞と信号結合している第２の追加共振空洞と、を備え、
   前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に誘導結合されており、前記第１の追加共振空洞と前記第２の追加共振空洞との間の空洞壁には、第２結合窓が設けられており、前記第１の追加共振空洞は、前記第２結合窓を用いて前記第２の追加共振空洞に誘導結合されている、フィルタ。
2. 請求項１に記載のフィルタにおいて、前記入力ポートに接続された前記共振空洞および前記入力ポートに接続された前記追加共振空洞の組は、トポロジー的に直線上に配されており、および／または、前記出力ポートに接続された他の前記共振空洞および前記出力ポートに接続された前記追加共振空洞の組は、トポロジー的に直線上に配されている、フィルタ。
3. 請求項１または２のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記フィルタ本体に配置される前記共振空洞は、直線上に配される前記共振空洞を備える、フィルタ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に、誘導結合している、または、容量結合している、フィルタ。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記フィルタ本体は、溝体と、前記溝体を覆い、前記溝体に固定されたカバーと、を備え、複数の前記共振空洞、前記第１の追加共振空洞、および前記第２の追加共振空洞は、前記溝体に配置されており、隣接する共振空洞は空洞壁によって隔離されている、フィルタ。
6. 請求項５に記載のフィルタにおいて、前記共振空洞の間の前記空洞壁に、第１結合窓が設けられており、前記隣接する共振空洞は、前記第１結合窓を用いて誘導結合されている、フィルタ。
7. 請求項６に記載のフィルタにおいて、前記第１結合窓の各々および前記第２結合窓の各々に対応する結合ボルトを更に備え、前記結合ボルトは、カバーにねじ式に接続されており、かつ、前記結合ボルトに対応する前記第１結合窓の各々および前記第２結合窓の各々に挿入されている、フィルタ。
8. フィルタ本体と、
   前記フィルタ本体に配置される複数の共振空洞と、を備え、
   前記共振空洞の各々に共振器が１つずつ配置される、フィルタであって、
   前記フィルタ本体に配置される入力ポートおよび出力ポートを更に備え、
   前記入力ポートは、前記共振空洞の１つに誘導結合され、前記出力ポートは、前記共振空洞の他の１つに誘導結合され、隣接する前記共振空洞は誘導結合されており、
   前記入力ポートまたは前記出力ポートのうちの少なくとも一方は追加共振空洞の組に接続され、
   前記追加共振空洞の各組は、
   前記入力ポートまたは前記出力ポートに結合された第１の追加共振空洞と、
   前記第１の追加共振空洞と信号結合している第２の追加共振空洞と、を備え、
   前記フィルタ本体は、溝体と、前記溝体を覆い、前記溝体に固定されたカバーと、を備え、複数の前記共振空洞、前記第１の追加共振空洞、および前記第２の追加共振空洞は、前記溝体に配置されており、隣接する共振空洞は空洞壁によって隔離されており、
   前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に容量結合されており、前記第１の追加共振空洞と前記第２の追加共振空洞との間の前記空洞壁には誘電性ホルダが設けられており、ダンベル形状の金属ポールが前記誘電性ホルダにクランプされており、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に前記金属ポールを用いて容量結合されている、フィルタ。
9. 請求項８に記載のフィルタにおいて、前記入力ポートに接続された前記共振空洞および前記入力ポートに接続された前記追加共振空洞の組は、トポロジー的に直線上に配されており、および／または、前記出力ポートに接続された他の前記共振空洞および前記出力ポートに接続された前記追加共振空洞の組は、トポロジー的に直線上に配されている、フィルタ。
10. 請求項８または９に記載のフィルタにおいて、前記フィルタ本体に配置される前記共振空洞は、直線上に配される前記共振空洞を備える、フィルタ。
11. 請求項８から１０のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記共振空洞の間の前記空洞壁に、第１結合窓が設けられており、前記隣接する共振空洞は、前記第１結合窓を用いて誘導結合されている、フィルタ。
12. フィルタ本体と、
    前記フィルタ本体に配置される複数の共振空洞と、を備え、
    前記共振空洞の各々に共振器が１つずつ配置される、フィルタであって、
    前記フィルタ本体に配置される入力ポートおよび出力ポートを更に備え、
    前記入力ポートは、前記共振空洞の１つに誘導結合され、前記出力ポートは、前記共振空洞の他の１つに誘導結合され、隣接する前記共振空洞は誘導結合されており、
    前記入力ポートまたは前記出力ポートのうちの少なくとも一方は追加共振空洞の組に接続され、
    前記追加共振空洞の各組は、
    前記入力ポートまたは前記出力ポートに結合された第１の追加共振空洞と、
    前記第１の追加共振空洞と信号結合している第２の追加共振空洞と、を備え、
    前記第１の追加共振空洞と隣接する共振空洞との間の空洞壁にはノッチが設けられており、結合接続構造が前記ノッチに配置されており、前記入力ポートおよび／または前記出力ポートは、前記第１の追加共振空洞および前記第１の追加共振空洞に隣接する前記共振空洞に、前記結合接続構造を用いて信号結合している、フィルタ。
13. 請求項１２に記載のフィルタにおいて、前記入力ポートに接続された前記共振空洞および前記入力ポートに接続された前記追加共振空洞の組は、トポロジー的に直線上に配されており、および／または、前記出力ポートに接続された他の前記共振空洞および前記出力ポートに接続された前記追加共振空洞の組は、トポロジー的に直線上に配されている、フィルタ。
14. 請求項１２または１３に記載のフィルタにおいて、前記フィルタ本体に配置される前記共振空洞は、直線上に配される前記共振空洞を備える、フィルタ。
15. 請求項１２から１４のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に、誘導結合している、または、容量結合している、フィルタ。
16. 請求項１２から１５のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記フィルタ本体は、溝体と、前記溝体を覆い、前記溝体に固定されたカバーと、を備え、複数の前記共振空洞、前記第１の追加共振空洞、および前記第２の追加共振空洞は、前記溝体に配置されており、隣接する共振空洞は空洞壁によって隔離されている、フィルタ。
17. 請求項１６に記載のフィルタにおいて、前記共振空洞の間の前記空洞壁に、第１結合窓が設けられており、前記隣接する共振空洞は、前記第１結合窓を用いて誘導結合されている、フィルタ。
18. 請求項１２から１７のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に誘導結合されており、前記第１の追加共振空洞と前記第２の追加共振空洞との間の空洞壁には、第２結合窓が設けられており、前記第１の追加共振空洞は、前記第２結合窓を用いて前記第２の追加共振空洞に誘導結合されている、フィルタ。
19. 請求項１７を引用する請求項１８に記載のフィルタにおいて、第１結合窓の各々および前記第２結合窓の各々に対応する結合ボルトを更に備え、前記結合ボルトは、カバーにねじ式に接続されており、かつ、前記結合ボルトに対応する前記第１結合窓の各々および前記第２結合窓の各々に挿入されている、フィルタ。
20. 請求項１６または１７に記載のフィルタにおいて、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に容量結合されており、前記第１の追加共振空洞と前記第２の追加共振空洞との間の前記空洞壁には誘電性ホルダが設けられており、ダンベル形状の金属ポールが前記誘電性ホルダにクランプされており、前記第１の追加共振空洞は、前記第２の追加共振空洞に前記金属ポールを用いて容量結合されている、フィルタ。
21. 請求項５〜１１、１６、１７、１９および２０のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記入力ポートは、カバーに配置されており、前記出力ポートは、溝体の側壁に配置されている、または、前記入力ポートおよび前記出力ポートの両方が前記溝体の側壁に配置されている、フィルタ。
22. 請求項１から２１のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記第１の追加共振空洞、前記第２の追加共振空洞、および複数の前記共振空洞は、直線上に配されている、フィルタ。
23. 請求項１から２２のいずれか一項に記載のフィルタにおいて、前記フィルタは、金属の同軸空洞フィルタである、フィルタ。
24. 請求項１から２３のいずれか一項に記載のフィルタを備えるワイヤレスネットワークデバイス。