JPH06104605A - 帯域通過ろ波器 - Google Patents
帯域通過ろ波器Info
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- JPH06104605A JPH06104605A JP27944592A JP27944592A JPH06104605A JP H06104605 A JPH06104605 A JP H06104605A JP 27944592 A JP27944592 A JP 27944592A JP 27944592 A JP27944592 A JP 27944592A JP H06104605 A JPH06104605 A JP H06104605A
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- common dielectric
- common
- resonant
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Abstract
(57)【要約】
【目的】設計製作が容易で、小型化の可能な帯域通過ろ
波器を実現する。 【構成】シ−ルドケ−ス内に誘電体ブロックを設けてあ
る。誘電体ブロックの長手方向に適宜間隔を隔てて穿っ
た貫通孔内に共振素子を設けてある。隣り合う共振素子
の極性を逆向きに形成してある。隣り合う貫通孔の中間
部に溝部を設けてある。この溝部は、誘電体ブロックの
上壁から下壁に亙って、誘電体ブロックの長手方向と直
角方向に、誘電体ブロックの側壁から中心部に向かって
設けてある。共振素子の開放端の周りにおける誘電体ブ
ロックの表面を除く全表面に金属薄層を付着させてあ
る。
波器を実現する。 【構成】シ−ルドケ−ス内に誘電体ブロックを設けてあ
る。誘電体ブロックの長手方向に適宜間隔を隔てて穿っ
た貫通孔内に共振素子を設けてある。隣り合う共振素子
の極性を逆向きに形成してある。隣り合う貫通孔の中間
部に溝部を設けてある。この溝部は、誘電体ブロックの
上壁から下壁に亙って、誘電体ブロックの長手方向と直
角方向に、誘電体ブロックの側壁から中心部に向かって
設けてある。共振素子の開放端の周りにおける誘電体ブ
ロックの表面を除く全表面に金属薄層を付着させてあ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無線通信、特に移動無
線通信における移動局装置等の構成部品として好適な帯
域通過ろ波器に関するものである。
線通信における移動局装置等の構成部品として好適な帯
域通過ろ波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は、従来のコムライン型帯域通過
ろ波器を示す断面図で、１は共通のシ−ルドケ−ス、12
1 ないし124 は同軸共振器を形成する共振素子、131 な
いし134 は共振素子121 ないし124 の各周りに各別に設
けた固体誘電体、1412、1423及び1434は段間結合容量素
子、1401及び1445は入出力結合容量素子、150 及び155
は入出力同軸端子である。図１４は、図１３に示した帯
域通過ろ波器の等価回路図で、R1ないしR4は共振回路、
C12 、C23 及びC34 は段間結合容量、C01 及びC45 は入
出力結合容量、T0及びT5は入出力端子である。図１５も
また従来のコムライン型帯域通過ろ波器を示す断面図
（図１６のＢ−Ｂ断面図）、図１６は、図１５のＡ−Ａ
断面図で、両図において、１は共通のシ−ルドケ−ス、
13は共通の誘電体ブロック、161 ないし164 は共通の誘
電体ブロック13に穿った貫通孔に嵌入した棒状導体より
成る共振素子、1712、1723及び1734は段間結合調整間隙
で、共振素子161 ないし164 の各中間部において、共通
の誘電体ブロック13の上壁から下壁に亙って設けられ、
各間隙1712ないし1734の両側縁が共通の誘電体ブロック
13の両側壁に接することのないように、各間隙1712ない
し1734の幅を共通の誘電体ブロック13の幅に比し適宜短
く形成してある。1401及び1445は入出力結合容量素子、
150 及び155 は入出力同軸端子である。図１７は、図１
５及び図１６に示した帯域通過ろ波器の等価回路図で、
R1ないしR4は共振回路、C1は共振回路R1の容量分と入出
力結合容量の合成容量、C4は共振回路R4の容量分と入出
力結合容量の合成容量、T0及びT5は入出力端子である。
図１８は、従来のインタディジタル型帯域通過ろ波器を
示す断面図（図１９のＢ−Ｂ断面図）、図１９は、図１
８のＡ−Ａ断面図、図２０は、図１９のＣ−Ｃ断面図
で、各図において、１は共通のシ−ルドケ−ス、18は共
通の誘電体ブロック、191 ないし195 は共通の誘電体ブ
ロック18に穿った貫通孔内に嵌入した棒状導体より成る
共振素子、2001及び2056は入出力結合容量素子、210 及
び216 は入出力同軸端子である。共通の誘電体ブロック
18の両側壁面及び両端壁面に金属薄層を付着させると共
に、上壁及び下壁のうち、共振素子191 ないし195 の各
短絡端側の周りの壁面に金属薄層を付着させて、隣り合
う共振素子の極性が逆向きになるように形成してある。
ろ波器を示す断面図で、１は共通のシ−ルドケ−ス、12
1 ないし124 は同軸共振器を形成する共振素子、131 な
いし134 は共振素子121 ないし124 の各周りに各別に設
けた固体誘電体、1412、1423及び1434は段間結合容量素
子、1401及び1445は入出力結合容量素子、150 及び155
は入出力同軸端子である。図１４は、図１３に示した帯
域通過ろ波器の等価回路図で、R1ないしR4は共振回路、
C12 、C23 及びC34 は段間結合容量、C01 及びC45 は入
出力結合容量、T0及びT5は入出力端子である。図１５も
また従来のコムライン型帯域通過ろ波器を示す断面図
（図１６のＢ−Ｂ断面図）、図１６は、図１５のＡ−Ａ
断面図で、両図において、１は共通のシ−ルドケ−ス、
13は共通の誘電体ブロック、161 ないし164 は共通の誘
電体ブロック13に穿った貫通孔に嵌入した棒状導体より
成る共振素子、1712、1723及び1734は段間結合調整間隙
で、共振素子161 ないし164 の各中間部において、共通
の誘電体ブロック13の上壁から下壁に亙って設けられ、
各間隙1712ないし1734の両側縁が共通の誘電体ブロック
13の両側壁に接することのないように、各間隙1712ない
し1734の幅を共通の誘電体ブロック13の幅に比し適宜短
く形成してある。1401及び1445は入出力結合容量素子、
150 及び155 は入出力同軸端子である。図１７は、図１
５及び図１６に示した帯域通過ろ波器の等価回路図で、
R1ないしR4は共振回路、C1は共振回路R1の容量分と入出
力結合容量の合成容量、C4は共振回路R4の容量分と入出
力結合容量の合成容量、T0及びT5は入出力端子である。
図１８は、従来のインタディジタル型帯域通過ろ波器を
示す断面図（図１９のＢ−Ｂ断面図）、図１９は、図１
８のＡ−Ａ断面図、図２０は、図１９のＣ−Ｃ断面図
で、各図において、１は共通のシ−ルドケ−ス、18は共
通の誘電体ブロック、191 ないし195 は共通の誘電体ブ
ロック18に穿った貫通孔内に嵌入した棒状導体より成る
共振素子、2001及び2056は入出力結合容量素子、210 及
び216 は入出力同軸端子である。共通の誘電体ブロック
18の両側壁面及び両端壁面に金属薄層を付着させると共
に、上壁及び下壁のうち、共振素子191 ないし195 の各
短絡端側の周りの壁面に金属薄層を付着させて、隣り合
う共振素子の極性が逆向きになるように形成してある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１３及び図１４に示
した帯域通過ろ波器は、共振中心周波数より低い周波数
領域における減衰特性が、共振中心周波数より高い周波
数領域における減衰特性に比し極めて急峻で、伝送特性
が共振中心周波数に対して非対称となる欠点を有する。
図１５ないし図１７に示した帯域通過ろ波器において
は、共振中心周波数より高い周波数領域における減衰特
性が、共振中心周波数より低い周波数領域における減衰
特性に比し極めて急峻で、矢張り伝送特性が共振中心周
波数に対して非対称となる欠点を有する。図１８ないし
図２０に示した帯域通過ろ波器においては、通過帯域幅
を所要の幅とするために、隣接する共振器の結合度を隣
接共振器毎に適宜異ならせる手段として、共振素子191
ないし195 の各中心間隔を適宜異ならせているため、共
通の誘電体ブロック18を製作するための金型の形状が複
雑大型となり、その製作が容易ではなく、帯域通過ろ波
器全体の体積が大型となる欠点を免れることができな
い。
した帯域通過ろ波器は、共振中心周波数より低い周波数
領域における減衰特性が、共振中心周波数より高い周波
数領域における減衰特性に比し極めて急峻で、伝送特性
が共振中心周波数に対して非対称となる欠点を有する。
図１５ないし図１７に示した帯域通過ろ波器において
は、共振中心周波数より高い周波数領域における減衰特
性が、共振中心周波数より低い周波数領域における減衰
特性に比し極めて急峻で、矢張り伝送特性が共振中心周
波数に対して非対称となる欠点を有する。図１８ないし
図２０に示した帯域通過ろ波器においては、通過帯域幅
を所要の幅とするために、隣接する共振器の結合度を隣
接共振器毎に適宜異ならせる手段として、共振素子191
ないし195 の各中心間隔を適宜異ならせているため、共
通の誘電体ブロック18を製作するための金型の形状が複
雑大型となり、その製作が容易ではなく、帯域通過ろ波
器全体の体積が大型となる欠点を免れることができな
い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、共通の誘電体
ブロックの長手方向に適宜間隔を隔てて穿った貫通孔内
に共振素子を設け、隣り合う共振素子の極性を逆向きに
形成し、隣り合う貫通孔の中間部における共通の誘電体
ブロックの上壁から下壁に亙って、共通の誘電体ブロッ
クの長手方向と直角又はほぼ直角方向に、共通の誘電体
ブロックの側壁から中心部に向かって溝部を設け、各共
振素子の開放端の周りにおける共通の誘電体ブロックの
表面を除く全表面に金属薄層を付着させた共通の誘電体
ブロックを備えた帯域通過ろ波器を実現することによっ
て従来の欠点を除こうとするものである。
ブロックの長手方向に適宜間隔を隔てて穿った貫通孔内
に共振素子を設け、隣り合う共振素子の極性を逆向きに
形成し、隣り合う貫通孔の中間部における共通の誘電体
ブロックの上壁から下壁に亙って、共通の誘電体ブロッ
クの長手方向と直角又はほぼ直角方向に、共通の誘電体
ブロックの側壁から中心部に向かって溝部を設け、各共
振素子の開放端の周りにおける共通の誘電体ブロックの
表面を除く全表面に金属薄層を付着させた共通の誘電体
ブロックを備えた帯域通過ろ波器を実現することによっ
て従来の欠点を除こうとするものである。
【０００５】
【実施例】図１（ａ）は、本発明の一実施例を示す断面
図［図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図］、図１（ｂ）は、図１
（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＣ
−Ｃ断面図で、１は共通のシ−ルドケ−ス、２は共通の
誘電体ブロック、31ないし35は共通の誘電体ブロック２
に穿った貫通孔で、各貫通孔の内周面に銀又は銅等の金
属薄層を付着させて共振素子（内部導体）を形成する
か、各貫通孔内に棒状導体を嵌入して共振素子を形成す
る。412 、423 、434 及び445 は本発明の要旨である溝
部で、隣り合う貫通孔の中間部における共通の誘電体ブ
ロック２の上壁から下壁に亙って、共通の誘電体ブロッ
ク２の長手方向と直角又はほぼ直角方向に、共通の誘電
体ブロック２の側壁から中心部に向かって設けてある。
501 及び556 は入出力結合容量素子、60及び66は入出力
同軸端子である。共通の誘電体ブロック２の両側壁、両
端壁及び溝部412 ないし445 の内壁の各壁面に銀又は銅
等の金属薄層を付着させ、共通の誘電体ブロック２の上
壁のうち、貫通孔32及び34の各周りの壁面［図１（ａ）
において、方形の枠内に×印を記して示してある］に銀
又は銅等の金属薄層を付着させ、貫通孔31、33及び35の
各周りの壁面には金属薄層を付着させることなく、共通
の誘電体ブロック２の地肌を露出させ、共通の誘電体ブ
ロック２の下壁のうち、貫通孔31、33及び35の各周りの
壁面［図１（ｃ）において、方形の枠内に×印を記して
示してある］に銀又は銅等の金属薄層を付着させ、貫通
孔32及び34の各周りの壁面には金属薄層を付着させるこ
となく、共通の誘電体ブロック２の地肌を露出させてあ
る。したがって、図１（ｂ）に破線で示した各貫通孔の
うち、31、33及び35内に形成される共振素子の各下端は
短絡端となり、各上端は開放端［図１（ａ）において、
貫通孔を表す円内に黒点を記して開放端側であることを
表してある］となり、貫通孔32及び34内に形成される共
振素子の各上端は短絡端となり、各下端は開放端［図１
（ｃ）において、貫通孔を表す円内に黒点を記して開放
端側であることを表してある］となるから、隣り合う共
振素子の極性は逆向きとなり、インタディジタル型帯域
通過ろ波器が構成されることとなる。尚、共通の誘電体
ブロック２の各壁面、即ち、両側壁、両端壁、上壁及び
下壁の各一部、溝部412 ないし445 の各内壁に付着させ
た金属薄層、貫通孔31ないし35内に各設けた共振素子が
すべて電気的に接続されるように形成してある。共通の
誘電体ブロック２の両側壁及び両端壁が共通のシ−ルド
ケ−ス１の内表面に確実に密着し、共通の誘電体ブロッ
ク２の上壁及び下壁のうち、共振素子の短絡端側の周り
の壁面に付着させた金属薄層と共通のシ−ルドケ−ス１
との電気的接続及び溝部412 ないし445 の各内壁に付着
させた金属薄層と共通のシ−ルドケ−ス１との電気的接
続が、それぞれ確実に行われるという条件が満足される
場合には、共通の誘電体ブロック２の両側壁及び両端壁
への金属薄層の付着を省いてもよいが、上記条件を満足
させることは一般に容易ではなく、共通の誘電体ブロッ
ク２の上壁及び下壁のうち、各共振素子の開放端の周り
の壁面を除く全表面に金属薄層を付着させる方が遥かに
容易である。尚、図１には、共振周波数微調整素子を図
示していないが、これは必ずしも設ける必要はなく、共
振周波数微調整素子を設ける必要のある場合には、例え
ば、共通のシ−ルドケ−ス１内への挿入長を外部から調
整することの可能な金属螺子等を共振素子の開放端と対
向する共通のシ−ルドケ−ス１の壁面に取り付けるよう
にすればよい。図２は、本発明帯域通過ろ波器の等価回
路図で、R1ないしR5は共振回路、M12、M23 、M34 及びM
45 は結合係数、T0及びT6は入出力端子である。
図［図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図］、図１（ｂ）は、図１
（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＣ
−Ｃ断面図で、１は共通のシ−ルドケ−ス、２は共通の
誘電体ブロック、31ないし35は共通の誘電体ブロック２
に穿った貫通孔で、各貫通孔の内周面に銀又は銅等の金
属薄層を付着させて共振素子（内部導体）を形成する
か、各貫通孔内に棒状導体を嵌入して共振素子を形成す
る。412 、423 、434 及び445 は本発明の要旨である溝
部で、隣り合う貫通孔の中間部における共通の誘電体ブ
ロック２の上壁から下壁に亙って、共通の誘電体ブロッ
ク２の長手方向と直角又はほぼ直角方向に、共通の誘電
体ブロック２の側壁から中心部に向かって設けてある。
501 及び556 は入出力結合容量素子、60及び66は入出力
同軸端子である。共通の誘電体ブロック２の両側壁、両
端壁及び溝部412 ないし445 の内壁の各壁面に銀又は銅
等の金属薄層を付着させ、共通の誘電体ブロック２の上
壁のうち、貫通孔32及び34の各周りの壁面［図１（ａ）
において、方形の枠内に×印を記して示してある］に銀
又は銅等の金属薄層を付着させ、貫通孔31、33及び35の
各周りの壁面には金属薄層を付着させることなく、共通
の誘電体ブロック２の地肌を露出させ、共通の誘電体ブ
ロック２の下壁のうち、貫通孔31、33及び35の各周りの
壁面［図１（ｃ）において、方形の枠内に×印を記して
示してある］に銀又は銅等の金属薄層を付着させ、貫通
孔32及び34の各周りの壁面には金属薄層を付着させるこ
となく、共通の誘電体ブロック２の地肌を露出させてあ
る。したがって、図１（ｂ）に破線で示した各貫通孔の
うち、31、33及び35内に形成される共振素子の各下端は
短絡端となり、各上端は開放端［図１（ａ）において、
貫通孔を表す円内に黒点を記して開放端側であることを
表してある］となり、貫通孔32及び34内に形成される共
振素子の各上端は短絡端となり、各下端は開放端［図１
（ｃ）において、貫通孔を表す円内に黒点を記して開放
端側であることを表してある］となるから、隣り合う共
振素子の極性は逆向きとなり、インタディジタル型帯域
通過ろ波器が構成されることとなる。尚、共通の誘電体
ブロック２の各壁面、即ち、両側壁、両端壁、上壁及び
下壁の各一部、溝部412 ないし445 の各内壁に付着させ
た金属薄層、貫通孔31ないし35内に各設けた共振素子が
すべて電気的に接続されるように形成してある。共通の
誘電体ブロック２の両側壁及び両端壁が共通のシ−ルド
ケ−ス１の内表面に確実に密着し、共通の誘電体ブロッ
ク２の上壁及び下壁のうち、共振素子の短絡端側の周り
の壁面に付着させた金属薄層と共通のシ−ルドケ−ス１
との電気的接続及び溝部412 ないし445 の各内壁に付着
させた金属薄層と共通のシ−ルドケ−ス１との電気的接
続が、それぞれ確実に行われるという条件が満足される
場合には、共通の誘電体ブロック２の両側壁及び両端壁
への金属薄層の付着を省いてもよいが、上記条件を満足
させることは一般に容易ではなく、共通の誘電体ブロッ
ク２の上壁及び下壁のうち、各共振素子の開放端の周り
の壁面を除く全表面に金属薄層を付着させる方が遥かに
容易である。尚、図１には、共振周波数微調整素子を図
示していないが、これは必ずしも設ける必要はなく、共
振周波数微調整素子を設ける必要のある場合には、例え
ば、共通のシ−ルドケ−ス１内への挿入長を外部から調
整することの可能な金属螺子等を共振素子の開放端と対
向する共通のシ−ルドケ−ス１の壁面に取り付けるよう
にすればよい。図２は、本発明帯域通過ろ波器の等価回
路図で、R1ないしR5は共振回路、M12、M23 、M34 及びM
45 は結合係数、T0及びT6は入出力端子である。
【０００６】次に、本発明帯域通過ろ波器の設計手法を
説明する。図１における共通の誘電体ブロック２の横幅
をＷ、溝部412 ないし445 の各幅（共通の誘電体ブロッ
ク２の側壁からの溝部の深さ）をＩ12、Ｉ23、Ｉ34及び
Ｉ45で表し、これらをまとめてＩk,k+1 （ｋは１から４
まで）で表すと共に、溝部412 ないし445 が各開口する
共通の誘電体ブロック２の側壁と反対側の側壁から溝部
412 ないし445 の各内底までの長さをｉ12、ｉ23、ｉ34
及びｉ45で表し、これらをまとめてｉk.k+1 で表すと、
Ｉk,k+1 ＝Ｗ−ｉk.k+1 となり、溝部412 ないし445 は
Ｉk,k+1/Ｗの値に応じて電界成分及び磁界成分を共に阻
止するので、溝部412 ないし445 の各結合係数ＭI12 な
いしＭI45 をまとめてＭIk,k+1で表すと、結合係数Ｍ
Ik,k+1は次式で求められる。 ＭIk,k+1＝（Ｉk,k+1/Ｗ)2 ・・・・（１） 図３は、上記Ｉk,k+1/ＷとＭIk,k+1の関係を実測値に基
づいて描いた曲線図で、横軸はＩk,k+1/Ｗ、縦軸はＭ
Ik,k+1で、図から明らかなように、（１）式の関係とほ
ぼ同様の結果が得られた。図４は、共通の誘電体ブロッ
ク２に穿たれた貫通孔31ないし35内に各形成される共振
素子の各中心間隔と結合係数との関係を、実測値に基づ
いて描いたもので、横軸はＳk,k+1/Ｗ、（共振素子の各
中心間隔と共通の誘電体ブロック２の横幅Ｗとの比Ｓ12
/ Ｗ、Ｓ23/ Ｗ、Ｓ34/ Ｗ及びＳ45/ Ｗをまとめて表し
たもの）、縦軸はＭSk,k+1（Ｓ12/ ＷないしＳ45/ Ｗの
それぞれに対応する結合係数ＭS12ないしＭS45 をまと
めて表したもの）、曲線Ａは溝部412 ないし445 の各幅
Ｉk, k+1 を共通の誘電体ブロック２の横幅Ｗの1/2 に形
成した場合、曲線Ｂは溝部を設けていない場合である。
貫通孔31ないし35内に各形成される共振素子の各中心間
隔Ｓk,k+1 と共通の誘電体ブロック２の横幅Ｗの比Ｓ
k,k+1/Ｗに応じて定まる結合係数ＭSk,k+1と、溝部412
ないし445 の各幅Ｉk,k+1 と共通の誘電体ブロック２の
横幅Ｗの比Ｉk,k+ 1/Ｗに応じて定まる結合係数ＭIk,k+1
との合成結合係数Ｍk,k+1 は、次式で表される。 Ｍk,k+1 ＝ＭIk,k+1・ＭSk,k+1 ＝（Ｉk,k+1/Ｗ)2・ＭSk,k+1 ・・・・（２）
説明する。図１における共通の誘電体ブロック２の横幅
をＷ、溝部412 ないし445 の各幅（共通の誘電体ブロッ
ク２の側壁からの溝部の深さ）をＩ12、Ｉ23、Ｉ34及び
Ｉ45で表し、これらをまとめてＩk,k+1 （ｋは１から４
まで）で表すと共に、溝部412 ないし445 が各開口する
共通の誘電体ブロック２の側壁と反対側の側壁から溝部
412 ないし445 の各内底までの長さをｉ12、ｉ23、ｉ34
及びｉ45で表し、これらをまとめてｉk.k+1 で表すと、
Ｉk,k+1 ＝Ｗ−ｉk.k+1 となり、溝部412 ないし445 は
Ｉk,k+1/Ｗの値に応じて電界成分及び磁界成分を共に阻
止するので、溝部412 ないし445 の各結合係数ＭI12 な
いしＭI45 をまとめてＭIk,k+1で表すと、結合係数Ｍ
Ik,k+1は次式で求められる。 ＭIk,k+1＝（Ｉk,k+1/Ｗ)2 ・・・・（１） 図３は、上記Ｉk,k+1/ＷとＭIk,k+1の関係を実測値に基
づいて描いた曲線図で、横軸はＩk,k+1/Ｗ、縦軸はＭ
Ik,k+1で、図から明らかなように、（１）式の関係とほ
ぼ同様の結果が得られた。図４は、共通の誘電体ブロッ
ク２に穿たれた貫通孔31ないし35内に各形成される共振
素子の各中心間隔と結合係数との関係を、実測値に基づ
いて描いたもので、横軸はＳk,k+1/Ｗ、（共振素子の各
中心間隔と共通の誘電体ブロック２の横幅Ｗとの比Ｓ12
/ Ｗ、Ｓ23/ Ｗ、Ｓ34/ Ｗ及びＳ45/ Ｗをまとめて表し
たもの）、縦軸はＭSk,k+1（Ｓ12/ ＷないしＳ45/ Ｗの
それぞれに対応する結合係数ＭS12ないしＭS45 をまと
めて表したもの）、曲線Ａは溝部412 ないし445 の各幅
Ｉk, k+1 を共通の誘電体ブロック２の横幅Ｗの1/2 に形
成した場合、曲線Ｂは溝部を設けていない場合である。
貫通孔31ないし35内に各形成される共振素子の各中心間
隔Ｓk,k+1 と共通の誘電体ブロック２の横幅Ｗの比Ｓ
k,k+1/Ｗに応じて定まる結合係数ＭSk,k+1と、溝部412
ないし445 の各幅Ｉk,k+1 と共通の誘電体ブロック２の
横幅Ｗの比Ｉk,k+ 1/Ｗに応じて定まる結合係数ＭIk,k+1
との合成結合係数Ｍk,k+1 は、次式で表される。 Ｍk,k+1 ＝ＭIk,k+1・ＭSk,k+1 ＝（Ｉk,k+1/Ｗ)2・ＭSk,k+1 ・・・・（２）
【０００７】本発明帯域通過ろ波器における所要の通過
帯域幅Bwr 、通過帯域内の許容リップルLr及び次数を定
めると共に、図５に等価回路図を、図６に伝送特性曲線
図をそれぞれ示す基準化低域通過ろ波器の幾何係数を求
め、求めた幾何係数に本発明帯域通過ろ波器の幾何係数
を一致させる。図６において、横軸はf/fO（f は任意の
伝送周波数、fOは中心周波数、縦軸は減衰量ATT(dB) 、
Lrは通過帯域内の許容リップルである。図１には、本発
明帯域通過ろ波器の次数が５の場合を例示してあるが、
この次数は適宜増減して本発明を実施することができる
から、以下、次数を一般表示ｎで表すこととする。幾何
係数g1は（３）式から、幾何係数g2ないしgnは（４）式
からそれぞれ求められる。
帯域幅Bwr 、通過帯域内の許容リップルLr及び次数を定
めると共に、図５に等価回路図を、図６に伝送特性曲線
図をそれぞれ示す基準化低域通過ろ波器の幾何係数を求
め、求めた幾何係数に本発明帯域通過ろ波器の幾何係数
を一致させる。図６において、横軸はf/fO（f は任意の
伝送周波数、fOは中心周波数、縦軸は減衰量ATT(dB) 、
Lrは通過帯域内の許容リップルである。図１には、本発
明帯域通過ろ波器の次数が５の場合を例示してあるが、
この次数は適宜増減して本発明を実施することができる
から、以下、次数を一般表示ｎで表すこととする。幾何
係数g1は（３）式から、幾何係数g2ないしgnは（４）式
からそれぞれ求められる。
【数１】 ｋ＝２、３、−−−−、ｎ（３）式及び（４）式におい
て、
て、
【数２】 ｎが奇数の場合、 gn+1＝１ ・・・・（９） ｎが偶数の場合、
【数３】 （３）式及び（４）式から求めた幾何係数g1ないしgn、
帯域通過ろ波器の所要中心周波数fO及び通過帯域幅Bwr
から、入出力結合係数及び段間結合係数を（11）式及び
（12）式で求めることができる。入出力結合係数をＭ01
及びＭn,n+1 で表すと、
帯域通過ろ波器の所要中心周波数fO及び通過帯域幅Bwr
から、入出力結合係数及び段間結合係数を（11）式及び
（12）式で求めることができる。入出力結合係数をＭ01
及びＭn,n+1 で表すと、
【数４】 段間結合係数をＭ12＝Ｍn-1,n 、Ｍ23＝Ｍn-2,n-1 、−
−−−−で表し、これらをまとめてＭk,k+1 （ｋ＝１、
２、−−−−−、ｎ−１）で表すと、
−−−−で表し、これらをまとめてＭk,k+1 （ｋ＝１、
２、−−−−−、ｎ−１）で表すと、
【数５】 （12）式で求めた段間結合係数Ｍk,k+1 と、図３及び図
４とを用いてＩk,k+1/Ｗ及びＳk,k+1/Ｗを求め、所要の
挿入損失等により定める共通の誘電体ブロック２の横幅
Ｗと、Ｉk,k+1/Ｗ及びＳk,k+1/Ｗから溝部の幅Ｉk,k+1
及び各貫通孔の中心間隔、即ち、各貫通孔内に設けられ
る共振素子の中心間隔Ｓk,k+1 を求めることができる。
各貫通孔内に形成される共振素子の各共振長LRk （ｋ＝
１、２、−−−−、ｎ）は、次式で求めることができ
る。
４とを用いてＩk,k+1/Ｗ及びＳk,k+1/Ｗを求め、所要の
挿入損失等により定める共通の誘電体ブロック２の横幅
Ｗと、Ｉk,k+1/Ｗ及びＳk,k+1/Ｗから溝部の幅Ｉk,k+1
及び各貫通孔の中心間隔、即ち、各貫通孔内に設けられ
る共振素子の中心間隔Ｓk,k+1 を求めることができる。
各貫通孔内に形成される共振素子の各共振長LRk （ｋ＝
１、２、−−−−、ｎ）は、次式で求めることができ
る。
【数６】 ここに、
【数７】 λ：自由空間波長
【数８】 ε：共通の誘電体ブロック２の比誘電率 図１における入出力結合容量素子501 及び556 （次数が
ｎの場合には501 及び5n,n+1）の容量Ｃ01及びＣn,n+1
は、初段及び終段の各共振器の特性インピ−ダンスZOR
と外部回路の特性インピ−ダンスZOから次式で求めるこ
とができる。
ｎの場合には501 及び5n,n+1）の容量Ｃ01及びＣn,n+1
は、初段及び終段の各共振器の特性インピ−ダンスZOR
と外部回路の特性インピ−ダンスZOから次式で求めるこ
とができる。
【数９】 ｘ01及びｘn,n+1 は、容量性リアクタンスで、
【数１０】 ω：角周波数
【０００８】図１に示した本発明帯域通過ろ波器は、チ
ェビシェフ型無極型帯域通過ろ波器で、伝送特性Ｌは、
次式で示される。
ェビシェフ型無極型帯域通過ろ波器で、伝送特性Ｌは、
次式で示される。
【数１１】 上式において、 Ｌ：伝送損失 Ｔn(ｘ) はチェビシェフの多項式で、 ｘ＜１ の場合、 Ｔn(ｘ) ＝cos(n cos-1 ｘ） ｘ＞１ の場合、 Ｔn(ｘ) ＝cosh(n cosh-1 ｘ） ｘ：基準化リアクタンスで、
【数１２】 f0 ：BPF の通過域における中心周波数 f：任意の伝送周波数 Bwr：許容通過周波数帯域幅 Ｓ：通過帯域内における許容電圧定在波比（VSWR) 以上は、図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すように、溝部
412 ないし445 を共通の誘電体ブロック２の同一の側壁
から中心部に向かって設けた場合を例示したが、図７に
断面図［図１（ａ）に相当する断面図］を示すように、
一つおきの溝部412 及び434 を共通の誘電体ブロック２
の一方の側壁から中心部に向かって設け、他の溝部4232
及び4452を他方の側壁から中心部に向かって設けるよう
にしてもよく、図８に断面図［図１（ａ）に相当する断
面図］を示すように、溝部412 ないし445 を共通の誘電
体ブロック２の一方の側壁から中心部に向かって設ける
と共に、他方の側壁から中心部に向かって溝部4122、4
232、4342及び4452を設けるようにしてもよい。図７及
び図８において、他の符号及び構成は、図１（ａ）と同
様である。図１には、入出力結合回路を容量結合回路で
形成した場合を例示したが、変成器結合回路で形成して
もよい。
412 ないし445 を共通の誘電体ブロック２の同一の側壁
から中心部に向かって設けた場合を例示したが、図７に
断面図［図１（ａ）に相当する断面図］を示すように、
一つおきの溝部412 及び434 を共通の誘電体ブロック２
の一方の側壁から中心部に向かって設け、他の溝部4232
及び4452を他方の側壁から中心部に向かって設けるよう
にしてもよく、図８に断面図［図１（ａ）に相当する断
面図］を示すように、溝部412 ないし445 を共通の誘電
体ブロック２の一方の側壁から中心部に向かって設ける
と共に、他方の側壁から中心部に向かって溝部4122、4
232、4342及び4452を設けるようにしてもよい。図７及
び図８において、他の符号及び構成は、図１（ａ）と同
様である。図１には、入出力結合回路を容量結合回路で
形成した場合を例示したが、変成器結合回路で形成して
もよい。
【０００９】次に、本発明を有極型帯域通過ろ波器に実
施する場合について説明する。図１に示した実施例にお
ける入出力同軸端子60の内部導体と第３段の共振素子
（貫通孔33内に設けた共振素子）との間、第３段の共振
素子と入出力同軸端子66の内部導体との間を、それぞれ
インダクタンス素子で副結合することにより、減衰極が
２対の有極形帯域通過ろ波器を構成することができる。
図９は、その等価回路図で、R1ないしR5は共振回路、Ｍ
12ないしＭ45は段間結合係数、Ｍ03及びＭ36は副結合係
数、T0及びT6は入出力端子である。図１に示した実施例
における入出力同軸端子60の内部導体と第３段の共振素
子との間、第３段の共振素子と入出力同軸端子66の内部
導体との間の何れか一方のみをインダクタンス素子で副
結合することにより、１対の減衰極を有する帯域通過ろ
波器を構成することができる。本発明を有極型帯域通過
ろ波器に実施する場合にも、次数を３以上の範囲で適宜
増減することができる。例えば、共通の誘電体ブロック
に３個の貫通孔を穿ち、各貫通孔内に共振素子を設けて
次数が３の帯域通過ろ波器を形成し、各貫通孔の中間部
に溝部を設けると共に、入力端子と終段の共振素子との
間をインダクタンス素子で副結合することにより、１対
の減衰極を有する帯域通過ろ波器を構成することができ
る。図１０は、その等価回路図で、R1ないしR3は共振回
路、Ｍ12及びＭ23は段間結合係数、Ｍ03は副結合係数、
T0及びT4は入出力端子である。図１０に示したように、
入力端子T0と終段の共振素子との間をインダクタンス素
子で副結合する代りに、出力端子T4と初段の共振素子と
の間をインダクタンス素子で副結合するようにしても、
１対の減衰極を有する帯域通過ろ波器を構成することが
できる。以上を要するに、初段の共振素子を含んで初段
の共振素子から３番目の共振素子と入力端子との間をイ
ンダクタンス素子で副結合するか、終段の共振素子を含
んで終段の共振素子から３番目の共振素子と出力端子と
の間をインダクタンス素子で副結合することによって有
極型帯域通過ろ波器を構成することができる。尚、上記
有極化の手法、即ち、従来のように共振回路相互を副結
合することなく、初段（又は終段）の共振素子を含んで
初段（又は終段）の共振素子から３番目の共振素子と入
力（又は出力）端子との間をインダクタンス素子で副結
合する手法は、本発明者が初めて提案するもので、溝部
を設けた本発明帯域通過ろ波器のみならず、共通の誘電
体ブロックを備えた一般のインタディジタル型帯域通過
ろ波器にも実施することができる。図９及び図１０に等
価回路図を示した本発明有極型帯域通過ろ波器の伝送特
性は、次式で求めることができる。
施する場合について説明する。図１に示した実施例にお
ける入出力同軸端子60の内部導体と第３段の共振素子
（貫通孔33内に設けた共振素子）との間、第３段の共振
素子と入出力同軸端子66の内部導体との間を、それぞれ
インダクタンス素子で副結合することにより、減衰極が
２対の有極形帯域通過ろ波器を構成することができる。
図９は、その等価回路図で、R1ないしR5は共振回路、Ｍ
12ないしＭ45は段間結合係数、Ｍ03及びＭ36は副結合係
数、T0及びT6は入出力端子である。図１に示した実施例
における入出力同軸端子60の内部導体と第３段の共振素
子との間、第３段の共振素子と入出力同軸端子66の内部
導体との間の何れか一方のみをインダクタンス素子で副
結合することにより、１対の減衰極を有する帯域通過ろ
波器を構成することができる。本発明を有極型帯域通過
ろ波器に実施する場合にも、次数を３以上の範囲で適宜
増減することができる。例えば、共通の誘電体ブロック
に３個の貫通孔を穿ち、各貫通孔内に共振素子を設けて
次数が３の帯域通過ろ波器を形成し、各貫通孔の中間部
に溝部を設けると共に、入力端子と終段の共振素子との
間をインダクタンス素子で副結合することにより、１対
の減衰極を有する帯域通過ろ波器を構成することができ
る。図１０は、その等価回路図で、R1ないしR3は共振回
路、Ｍ12及びＭ23は段間結合係数、Ｍ03は副結合係数、
T0及びT4は入出力端子である。図１０に示したように、
入力端子T0と終段の共振素子との間をインダクタンス素
子で副結合する代りに、出力端子T4と初段の共振素子と
の間をインダクタンス素子で副結合するようにしても、
１対の減衰極を有する帯域通過ろ波器を構成することが
できる。以上を要するに、初段の共振素子を含んで初段
の共振素子から３番目の共振素子と入力端子との間をイ
ンダクタンス素子で副結合するか、終段の共振素子を含
んで終段の共振素子から３番目の共振素子と出力端子と
の間をインダクタンス素子で副結合することによって有
極型帯域通過ろ波器を構成することができる。尚、上記
有極化の手法、即ち、従来のように共振回路相互を副結
合することなく、初段（又は終段）の共振素子を含んで
初段（又は終段）の共振素子から３番目の共振素子と入
力（又は出力）端子との間をインダクタンス素子で副結
合する手法は、本発明者が初めて提案するもので、溝部
を設けた本発明帯域通過ろ波器のみならず、共通の誘電
体ブロックを備えた一般のインタディジタル型帯域通過
ろ波器にも実施することができる。図９及び図１０に等
価回路図を示した本発明有極型帯域通過ろ波器の伝送特
性は、次式で求めることができる。
【数１３】 次数ｎが偶数の場合は、
【数１４】 次数ｎが奇数の場合は、
【数１５】 fp：許容電圧定在波比を与えるバンドエッジの周波数 上式においてReは実数部をとるの意、Imは虚数部をとる
の意である。
の意である。
【００１０】図１１は、本発明無極型帯域通過ろ波器
（次数３）の試作器における伝送特性及び反射損失特性
の各一例を実測値に基づいて示す図で、横軸は周波数(M
Hz) 、縦軸は減衰量ATT(dB) 又は反射損失 Lγ(dB)、曲
線Ｔは伝送特性曲線、曲線Ｒは反射損失特性曲線であ
る。図１２は、本発明有極型帯域通過ろ波器（次数３）
の試作器における伝送特性及び反射損失特性の各一例を
実測値に基づいて示す図で、横軸、縦軸、曲線Ｔ及び曲
線Ｒは図１１と同様である。
（次数３）の試作器における伝送特性及び反射損失特性
の各一例を実測値に基づいて示す図で、横軸は周波数(M
Hz) 、縦軸は減衰量ATT(dB) 又は反射損失 Lγ(dB)、曲
線Ｔは伝送特性曲線、曲線Ｒは反射損失特性曲線であ
る。図１２は、本発明有極型帯域通過ろ波器（次数３）
の試作器における伝送特性及び反射損失特性の各一例を
実測値に基づいて示す図で、横軸、縦軸、曲線Ｔ及び曲
線Ｒは図１１と同様である。
【００１１】
【発明の効果】本発明帯域通過ろ波器は、図１１及び図
１２から明らかなように、伝送特性が共振中心周波数に
対して対称的で、その設計製作に当たって図１８ないし
図２０に示した従来の帯域通過ろ波器のように、内部導
体を設けるために共通の誘電体ブロックに穿つ貫通孔の
中心間隔を所要の段間結合度に応じて異ならせる必要な
く、段間結合度が適宜密となる一定の中心間隔で貫通孔
を穿つと共に、貫通孔の中間部に設ける溝部の幅（共通
の誘電体ブロックの側壁からの深さ）を適宜の一定幅に
選び、共通の誘電体ブロックの成型後、溝部の幅を切削
加工によって適宜異ならせることにより所要の段間結合
度、したがって又、所要の電気的特性を得ることができ
るから、金型の構造製作が簡潔容易で、比較的小型に形
成でき、したがって、本発明帯域通過ろ波器の設計製作
が容易で、小型化が可能である。
１２から明らかなように、伝送特性が共振中心周波数に
対して対称的で、その設計製作に当たって図１８ないし
図２０に示した従来の帯域通過ろ波器のように、内部導
体を設けるために共通の誘電体ブロックに穿つ貫通孔の
中心間隔を所要の段間結合度に応じて異ならせる必要な
く、段間結合度が適宜密となる一定の中心間隔で貫通孔
を穿つと共に、貫通孔の中間部に設ける溝部の幅（共通
の誘電体ブロックの側壁からの深さ）を適宜の一定幅に
選び、共通の誘電体ブロックの成型後、溝部の幅を切削
加工によって適宜異ならせることにより所要の段間結合
度、したがって又、所要の電気的特性を得ることができ
るから、金型の構造製作が簡潔容易で、比較的小型に形
成でき、したがって、本発明帯域通過ろ波器の設計製作
が容易で、小型化が可能である。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明帯域通過ろ波器の等価回路図である。
【図３】本発明帯域通過ろ波器の設計手法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４】本発明帯域通過ろ波器の設計手法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図５】本発明帯域通過ろ波器の設計手法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図６】本発明帯域通過ろ波器の設計手法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図７】本発明の他の実施例の要部を示す断面図であ
る。
る。
【図８】本発明の他の実施例の要部を示す断面図であ
る。
る。
【図９】本発明帯域通過ろ波器の等価回路図である。
【図１０】本発明帯域通過ろ波器の等価回路図である。
【図１１】本発明帯域通過ろ波器の伝送特性及び反射損
失特性の各一例を示す図である。
失特性の各一例を示す図である。
【図１２】本発明帯域通過ろ波器の伝送特性及び反射損
失特性の各一例を示す図である。
失特性の各一例を示す図である。
【図１３】従来の帯域通過ろ波器を示す断面図である。
【図１４】従来の帯域通過ろ波器の等価回路図である。
【図１５】従来の帯域通過ろ波器を示す断面図である。
【図１６】従来の帯域通過ろ波器を示す断面図である。
【図１７】従来の帯域通過ろ波器の等価回路図である。
【図１８】従来の帯域通過ろ波器を示す断面図である。
【図１９】従来の帯域通過ろ波器を示す断面図である。
【図２０】従来の帯域通過ろ波器を示す断面図である。
１ 共通のシ−ルドケ−ス ２ 共通の誘電体ブロック 31 貫通孔 32 貫通孔 33 貫通孔 34 貫通孔 35 貫通孔 412 溝部 423 溝部 434 溝部 445 溝部 501 入出力結合容量素子 556 入出力結合容量素子 60 入出力同軸端子 66 入出力同軸端子 4122 溝部 4232 溝部 4342 溝部 4452 溝部 121 共振素子 122 共振素子 123 共振素子 124 共振素子 131 固体誘電体 132 固体誘電体 133 固体誘電体 134 固体誘電体 1412 段間結合容量素子 1423 段間結合容量素子 1434 段間結合容量素子 1401 入出力結合容量素子 1445 入出力結合容量素子 150 入出力同軸端子 155 入出力同軸端子 13 共通の誘電体ブロック 161 共振素子 162 共振素子 163 共振素子 164 共振素子 1712 段間結合調整間隙 1723 段間結合調整間隙 1734 段間結合調整間隙 18 共通の誘電体ブロック 191 共振素子 192 共振素子 193 共振素子 194 共振素子 195 共振素子 2001 入出力結合容量素子 2056 入出力結合容量素子 210 入出力同軸端子 216 入出力同軸端子
Claims (5)
- 【請求項１】共通のシ−ルドケ−スに内装された共通の
誘電体ブロックを備える帯域通過ろ波器において、前記
共通の誘電体ブロックの長手方向に適宜間隔を隔てて穿
った貫通孔内に共振素子を設け、隣り合う前記共振素子
の極性を逆向きに形成し、隣り合う前記貫通孔の中間部
における前記共通の誘電体ブロックの上壁から下壁に亙
って、前記共通の誘電体ブロックの長手方向と直角又は
ほぼ直角方向に、前記共通の誘電体ブロックの側壁から
中心部に向かって溝部を設け、前記各共振素子の開放端
の周りにおける前記共通の誘電体ブロックの表面を除く
全表面に金属薄層を付着させたことを特徴とする帯域通
過ろ波器。 - 【請求項２】共通のシ−ルドケ−スに内装された共通の
誘電体ブロックを備える帯域通過ろ波器において、前記
共通の誘電体ブロックの長手方向に適宜間隔を隔てて穿
った貫通孔内に共振素子を設け、隣り合う前記共振素子
の極性を逆向きに形成し、隣り合う前記貫通孔の中間部
における前記共通の誘電体ブロックの上壁から下壁に亙
って、前記共通の誘電体ブロックの長手方向と直角又は
ほぼ直角方向に、前記共通の誘電体ブロックの側壁から
中心部に向かって溝部を設け、前記各共振素子の開放端
の周りにおける前記共通の誘電体ブロックの表面を除く
全表面に金属薄層を付着させると共に、前記共振素子の
うち、初段の共振素子を含んで初段の共振素子から３番
目の共振素子と入力端子との間をインダクタンス素子で
副結合し、前記共振素子のうち、終段の共振素子を含ん
で終段の共振素子から３番目の共振素子と出力端子との
間をインダクタンス素子で副結合したことを特徴とする
帯域通過ろ波器。 - 【請求項３】共通のシ−ルドケ−スに内装された共通の
誘電体ブロックを備える帯域通過ろ波器において、前記
共通の誘電体ブロックの長手方向に適宜間隔を隔てて穿
った貫通孔内に共振素子を設け、隣り合う前記共振素子
の極性を逆向きに形成し、隣り合う前記貫通孔の中間部
における前記共通の誘電体ブロックの上壁から下壁に亙
って、前記共通の誘電体ブロックの長手方向と直角又は
ほぼ直角方向に、前記共通の誘電体ブロックの側壁から
中心部に向かって溝部を設け、前記各共振素子の開放端
の周りにおける前記共通の誘電体ブロックの表面を除く
全表面に金属薄層を付着させると共に、前記共振素子の
うち、初段の共振素子を含んで初段の共振素子から３番
目の共振素子と入力端子との間（又は終段の共振素子を
含んで終段の共振素子から３番目の共振素子と出力端子
との間）をインダクタンス素子で副結合したことを特徴
とする帯域通過ろ波器。 - 【請求項４】共通のシ−ルドケ−スに内装された共通の
誘電体ブロックを備える帯域通過ろ波器において、前記
共通の誘電体ブロックの長手方向に適宜間隔を隔てて穿
った貫通孔内に共振素子を設け、隣り合う前記共振素子
の極性を逆向きに形成し、前記各共振素子の開放端の周
りにおける前記共通の誘電体ブロックの表面を除く全表
面に金属薄層を付着させると共に、前記共振素子のう
ち、初段の共振素子を含んで初段の共振素子から３番目
の共振素子と入力端子との間をインダクタンス素子で副
結合し、前記共振素子のうち、終段の共振素子を含んで
終段の共振素子から３番目の共振素子と出力端子との間
をインダクタンス素子で副結合したことを特徴とする帯
域通過ろ波器。 - 【請求項５】共通のシ−ルドケ−スに内装された共通の
誘電体ブロックを備える帯域通過ろ波器において、前記
共通の誘電体ブロックの長手方向に適宜間隔を隔てて穿
った貫通孔内に共振素子を設け、隣り合う前記共振素子
の極性を逆向きに形成し、前記各共振素子の開放端の周
りにおける前記共通の誘電体ブロックの表面を除く全表
面に金属薄層を付着させると共に、前記共振素子のう
ち、初段の共振素子を含んで初段の共振素子から３番目
の共振素子と入力端子との間（又は終段の共振素子を含
んで終段の共振素子から３番目の共振素子と出力端子と
の間）をインダクタンス素子で副結合したことを特徴と
する帯域通過ろ波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27944592A JPH06104605A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 帯域通過ろ波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27944592A JPH06104605A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 帯域通過ろ波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104605A true JPH06104605A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17611172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27944592A Pending JPH06104605A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 帯域通過ろ波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104605A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009239430A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Japan Radio Co Ltd | 多チャンネルフィルタ |
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