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JP2002076710A - 高周波フィルタ - Google Patents

高周波フィルタ

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Publication number
JP2002076710A
JP2002076710A JP2000268563A JP2000268563A JP2002076710A JP 2002076710 A JP2002076710 A JP 2002076710A JP 2000268563 A JP2000268563 A JP 2000268563A JP 2000268563 A JP2000268563 A JP 2000268563A JP 2002076710 A JP2002076710 A JP 2002076710A
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JP
Japan
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semi
coaxial
frequency filter
conductor
coaxial resonators
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Application number
JP2000268563A
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English (en)
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Inventor
Toa Kobayashi
東亜 小林
Yasukichi Ota
保吉 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SPC Electronics Corp
Original Assignee
SPC Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 QL値が比較的小さい場合において、小型化
を維持することができる、半同軸共振器型の帯域阻止フ
ィルタを提供する。 【解決手段】 3つの半同軸共振器241〜243が外
部導体21にλo/4の一定間隔で結合され、大きな容
量による遅相が生じる帯域阻止フィルタ1であって、隣
り合う半同軸共振器のほぼ中間の部位には誘導性ポスト
10が介在する。上記の大きな容量による遅相分をポス
ト10により進相させて電気的にλo/4を確保し、共
振器間隔を3λo/4と長くする必要性を回避すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波無線送
受信装置等で使用される半同軸共振器型の高周波フィル
タに係り、特に、フィルタ寸法を小型化するための構造
に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波送受信装置等で使用される高
周波フィルタとして、例えば、複数の半同軸共振器を実
装した帯域阻止フィルタが知られている。図3は、n=
3を一例としたこの種の従来の帯域阻止フィルタの構成
を表す断面図である。この帯域阻止フィルタ2は、矩形
同軸ラインを基本構造とし、外部導体21の外壁に第1
及び第2の半同軸共振器241,242を実装するとと
もに、他方の外部導体21の外壁に第3の半同軸共振器
243を実装している。
【0003】各半同軸共振器241,242,243
は、それぞれ中心導体と外部導体が一体化された半同軸
共振器であり、各々の中心導体の先端部が、外部導体2
1に形成された結合孔から一定量突出している。これに
よって、各半同軸共振器241,242,243と矩形
同軸ラインとの結合が実現される。なお、外部導体21
の結合孔17付近の部位には、位置決めのための窪みが
設けられている。
【0004】各半同軸共振器241,242,243の
実装部位は、それぞれ約λo/4(λoは阻止したい中
心周波数foの波長)離れた部位に実装されている。
【0005】矩形同軸ラインの両端部の一方はマイクロ
波の入力端、他方は出力端であり、各々コネクタ23が
設けられている。入力端と出力端との間には、中心導体
22が矩形同軸ラインとして配されている。
【0006】上記の帯域阻止フィルタ2では、信号成分
の中心周波数foとし、3dB幅をΔFとすると負荷Q
Lはfo/ΔFで表され、n=3の場合には一般にQL
値は2種類必要となる。QL値は、フィルタの特性をど
のような形にするかによりその2種の値が決まる。nが
大きければ必要とするQL値は多くなり、一方、所望の
中心周波数foが多くなる(CH数が多いことに対応)
と、それだけ必要とするQL値も多くなる。
【0007】
【発明が解決しようとしている課題】ところで、共振器
間隔が図3のように約λo/4間隔の場合において、通
過周波数fPと阻止周波数fRとが接近した状況、例えば
(Δf/(fR−fP))×100=0.08前後(Δf
は阻止域)の状況で、QL値が比較的小さい場合(30
程度以下)は、各半同軸共振器241,242,243
の固定中心導体の先端部と中心導体22との間に形成さ
れるフリンジング容量Cの影響が大きくなる。また、共
振器間隔が見かけ上長くなり、中心周波数fo付近の電
磁界が乱れて、中心周波数fo付近の位相状態が乱れ
る。すなわち、図4のフィルタ特性図に示すように、中
心周波数fo付近の減衰特性に「割れ」が生じ、本来、
30dB以上の減衰量になるべきところが15dB程度
になってしまう。
【0008】このため、従来は、QL値が小さくなる場
合には、図5に示すように外部導体31や中心導体32
を長くして、各半同軸共振器341,342,343の
間隔を約3λo/4にした帯域阻止フィルタ3を使用し
ていた。このようにすれば、減衰量は、図6のフィルタ
特性図に示されるように改善された値となる。しかしな
がら、図5のような構造の帯域阻止フィルタ3では、図
3の帯域阻止フィルタ2に比べてその形状が格段に大き
くなってしまう。帯域阻止フィルタが大きくなると、そ
の製造コストが高くなるうえに、使用される送受信装置
等のサイズやコスト、収容ケース等にも影響を及ぼす。
【0009】本発明は、上記の問題点に鑑み、QL値が
比較的小さい場合において、小型化を維持することがで
きる、改良された高周波フィルタを提供することを主た
る課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の高周波フィルタは、高周波信号が通過する信号導波
体の外壁に複数の半同軸共振器が結合され、少なくとも
二つの半同軸共振器の結合度合によっては前記信号導波
体内にフリンジング容量が大きくなる高周波フィルタで
あって、前記二つの半同軸共振器の結合部位の間に誘導
性部材が介在することを特徴とする。誘導性部材の大き
さによって容量による遅相が打ち消されるので、隣り合
う半同軸共振器の距離を3λo/4とする必要がなくな
り、高周波フィルタの小型化が可能になる。
【0011】好ましい実施の形態では、複数の半同軸共
振器が互いに対向する前記外壁の所定部位に交互に一定
間隔で結合される。この場合、誘導性部材は、信号導波
体の内部空間であって隣り合う半同軸共振器のほぼ中間
の部位に介在させる。
【0012】信号導波体は、例えば前記外壁と内部導体
とが円形同軸状、又は矩形同軸状をなし、信号導波体の
中心軸線上に信号成分が通過する内部導体が配されてい
て、個々の半同軸共振器の中心導体と前記内部導体との
間のギャップによって形成される容量成分(負荷Q即ち
QL)によって誘導性部材の大きさは変化するのであ
る。
【0013】汎用性を考慮して、すべての半同軸共振器
が、信号導波体の中心軸線に対して垂直となる方向から
当該信号導波体の内部空間を指向する導体を有するもの
とし、隣り合う半同軸共振器の導体間の距離をほぼλo
/4(λoは使用する中心周波数の波長)とする。ま
た、誘導性部材と個々の半同軸共振器の中心導体との距
離がほぼλo/8になるようにする。これにより、余分
なフリンジング成分を有効に打ち消すことができるよう
になる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明をマイクロ波帯で使
用される帯域阻止フィルタに応用した場合の実施の形態
を説明する。
【0015】図1は、本実施形態の帯域阻止フィルタの
断面図,図2は図1のA線に沿った断面図であり、便宜
上、図3に示した従来の帯域阻止フィルタ2を改良した
場合の例を示す。従来型の帯域阻止フィルタ2と同一の
構成要素については同一符号を付して説明する。
【0016】本実施形態の帯域阻止フィルタ1は、矩形
同軸状の外部導体21の外壁の窪みに第1及び第2の半
同軸共振器241,242が実装され、他方の外部導体
21の外壁の窪みには第3の半同軸共振器243が実装
されている。内部中心導体22の中心軸上には、入出力
端の各々に設けられたコネクタ23が配されている。す
べての半同軸共振器241〜243は、それぞれ一体化
された固定中心導体と外部導体とを有しており、固定中
心導体は、各外部導体21に形成された結合孔を通じて
同軸管の内壁から一定量突出している。
【0017】各半同軸共振器241,242,243の
実装部位は、主に約λo/4(約90°)の間隔で固定的
に定められている。QL値が比較的小さい場合には個々
の半同軸共振器241〜243の固定中心導体の先端部
が中心導体22に近づくので、個々の半同軸共振器24
1〜243の固定中心導体の先端部と内部中心導体22
との間のギャップによって大きなフリンジング容量が発
生する。この大きなフリンジング容量は、内部中心導体
22を通過する信号成分に対して遅相として作用する。
そのため、各半同軸共振器241〜243の間隔がみか
け上長くなり、中心周波数fo付近の位相が遅相とな
る。
【0018】そこで、この実施形態では、第3の半同軸
共振器243の固定中心導体から第1の半同軸共振器2
41、第2の半同軸共振器242方向にそれぞれ約λo
/8離れた部位に一対の誘導性ポスト(棒)10を介在
させるようにした。誘導性ポスト10は、信号成分に対
して進み相となる素材、例えば金属の薄板あるいは金属
を丸棒状に加工したもので、いわゆるインバータ的に機
能させるものである。誘導性ポストの取り付けは、はん
だ付け、ねじ止め、導電性接着剤を単独あるいは組み合
わせることで行う。これにより、フリンジング容量が有
効に打ち消され、従来の同じサイズの帯域阻止フィルタ
の場合に生じていた中心周波数fo付近の位相の遅相が
抑制される。実測では、本実施形態のように、半同軸共
振器241〜243の間隔がλo/4であるにもかかわ
らず、図6のような、改善された共振特性が得られた。
前述のように、図6は半同軸共振器341〜343の間
隔が3λo/4の場合の共振特性なので、本実施形態の
構造を採用することによって、帯域阻止フィルタのサイ
ズを著しく小型化できることがわかる。
【0019】なお、本発明は、n=3で説明したが少な
くとも一つの半同軸共振器の存在により信号導波体内に
大きなフリンジング容量が生じるフィルタである場合
に、一つの半同軸共振器の結合部位と他の半同軸共振器
の結合部位との間に誘導性部材を介在させ、大きな容量
による遅相分をこの誘導性部材によって進相させ電気的
にλ/4を確保する点に主眼があるので、半同軸共振器
の数、寸法、誘導性ポストの数については、上述の実施
形態の例に限定されるものではない。
【0020】また、本実施形態では、信号導波体として
矩形同軸を用いた場合の例を説明したが、本発明は、外
部導体の外壁と内部導体とが円形同軸状のものにも同様
に適用が可能である。円形同軸状の場合であっても、複
数の半同軸共振器を互いに対向する部位に交互に一定間
隔で結合させ、誘導性部材を、隣り合う半同軸共振器の
ほぼ中間の部位に介在させる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の高周波フィルタによれば、QL値が比較的小さい場合
に小型化を維持することができる高周波阻止フィルタを
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る帯域阻止フィルタの
構成を示す断面図。
【図2】図1のA線に沿った断面図。
【図3】λo/4の間隔で半同軸共振器が実装された従
来の帯域阻止フィルタの構成を示す断面図。
【図4】λo/4の間隔で半同軸共振器が実装された従
来の帯域阻止フィルタによるフィルタ特性図。
【図5】3λo/4の間隔で半同軸共振器が実装された
従来の帯域阻止フィルタの構成を示す断面図。
【図6】3λo/4の間隔で半同軸共振器が実装された
従来の帯域阻止フィルタのフィルタ特性図、及びλo/
4の間隔で半同軸共振器間に誘導性ポストを設けた本発
明の帯域阻止フィルタ特性図。
【符号の説明】
1,2,3 帯域阻止フィルタ 10 誘導性ポスト 21,31 外部導体 22,32 中心軸線上に配された内部中心導体 23,33 コネクタ 241〜243,341〜343 半同軸共振器

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波信号が通過する信号導波体の外壁
    に複数の半同軸共振器が結合され、少なくとも二つの半
    同軸共振器の結合度合によっては前記信号導波体内に容
    量変化が生じる高周波フィルタであって、前記二つの半
    同軸共振器の結合部位の間に誘導性部材が介在すること
    を特徴とする、 高周波フィルタ。
  2. 【請求項2】 前記複数の半同軸共振器が互いに対向す
    る前記外壁の所定部位に交互に一定間隔で結合されてお
    り、前記誘導性部材は、前記信号導波体の内部空間であ
    って隣り合う半同軸共振器のほぼ中間の部位に介在する
    ことを特徴とする、 請求項1記載の高周波フィルタ。
  3. 【請求項3】 すべての半同軸共振器が前記信号導波体
    の中心軸線に対して垂直となる方向から当該信号導波体
    の内部空間を指向する中心導体を有するものであり、前
    記隣り合う半同軸共振器の中心導体間の距離がほぼλo
    /4である、 請求項2記載の高周波フィルタ。
  4. 【請求項4】 前記誘導性部材と個々の半同軸共振器の
    中心導体との距離がほぼλo/8である、 請求項3記載の高周波フィルタ。
  5. 【請求項5】 前記信号導波体の中心軸線上に信号成分
    が通過する内部導体が前記外壁と同軸で配されており、
    個々の半同軸共振器の中心導体と前記内部導体との間の
    ギャップによって形成される容量成分が隣り合う半同軸
    共振器の中心導体間の距離と前記信号成分に対する減衰
    量とによって変化する構造を有するものである、 請求項1乃至4のいずれかの項記載の高周波フィルタ。
  6. 【請求項6】 前記外壁と内部導体とが円形同軸状であ
    る、 請求項5記載の高周波フィルタ。
  7. 【請求項7】 前記外壁と内部導体とが矩形同軸状であ
    る、 請求項5記載の高周波フィルタ。
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RU2713073C1 (ru) * 2019-02-12 2020-02-03 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Устройство для выравнивания амплитудно-частотной характеристики СВЧ тракта
CN111029781A (zh) * 2019-12-02 2020-04-17 成都雷电微力科技有限公司 一种紧凑型介质填充波导圆极化滤波天线

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