(57)【要約】【課題】帯域通過ろ波部と電磁界結合度の高いノッチ部による減衰特性がある導波管バンドパスフィルタを提供する。【解決手段】導体ケース２０に、結合窓４０により電磁界結合された複数段の空胴共振器２２，２４，２６，２８，３０が形成されている。初段の空胴共振器２２と第１のノッチ部４８との間の電磁界結合が、空胴３８の壁部に設けられたポスト６０によって強められ、最終段の空胴共振器３０と第２のノッチ部５２との間の電磁界結合が、空胴４２の壁部に設けられたポスト６２によって強められる。これにより、ノッチ部による減衰極を帯域通過域に近づけることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体ケースおよび導体蓋により構成された導波管バンドパスフィルタであって、
複数段の空胴共振器よりなる帯域通過ろ波部と、
前記帯域通過ろ波部の初段の空胴共振器に結合窓を介して電磁界結合された第１の空胴と、
前記第１の空胴に第１の結合窓を介して電磁界結合された第１のノッチ部と、
前記帯域通過ろ波部の最終段の空胴共振器に結合窓を介して電磁界結合された第２の空胴と、
前記第２の空胴に第２の結合窓を介して電磁界結合された第２のノッチ部と、
前記第１の空胴に設けられ、前記第１のノッチ部と前記初段の空胴共振器との間の電磁界結合を強める第１の電磁界結合強化部と、
前記第２の空胴に設けられ、前記第２のノッチ部と前記最終段の空胴共振器との間の電磁界結合を強める第２の電磁界結合強化部とが、
前記導体ケースに形成された、導波管バンドパスフィルタ。
【請求項２】
第１の電磁界結合強化部は、前記第１の結合窓に対向する前記第１の空胴の壁部に接触して設けられた第１のポストであり、
第２の電磁界結合強化部は、前記第２の結合窓に対向する前記第２の空胴の壁部に接触して設けられた第２のポストである、請求項１に記載の導波管バンドパスフィルタ。
【請求項３】
第１の電磁界結合強化部は、前記第１の結合窓に対向する前記第１の空胴の壁部から離間して設けられた第１のポストであり、
第２の電磁界結合強化部は、前記第２の結合窓に対向する前記第２の空胴の壁部から離間して設けられた第２のポストである、請求項１に記載の導波管バンドパスフィルタ。
【請求項４】
前記導体蓋は、前記導体ケースにねじで固定される、請求項１，２または３に記載の導波管バンドパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定無線装置、マイクロ波通信装置等に用いられる導波管バンドパスフィルタ、特にノッチ部を有する導波管バンドパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線による加入者系データ通信サービス（２２ＧＨｚ，２６ＧＨｚ，３８ＧＨｚの３つの周波数帯を使用し、数Ｍｂｐｓから数十Ｍｂｐｓの高速な通信データを行うことができる）などに使用できる導波管バンドパスフィルタには、低損失で急峻な通過帯域外減衰特性を持ち、かつ小型なフィルタが必要とされている。
【０００３】
このようなフィルタとして、例えば特開２００３−１６３５０７号公報に記載のノッチ部を設けた導波管バンドパスフィルタが知られている。
【０００４】
図１は、この従来の導波管バンドパスフィルタの斜視図である。導波管１０内に、複数の結合窓１２を設けて、帯域通過ろ波部１４を形成し、帯域通過ろ波部１４の最外端の結合窓に近接してノッチ部１６，１８を設けている。
【０００５】
帯域通過ろ波部１４は、導波管１０を通過する信号の通過帯域を決定する。ノッチ部１６，１８は、通過帯域の外側の設定された周波数成分を減衰させる。
【０００６】
この従来の導波管バンドパスフィルタによれば、通過帯域における挿入損失の増大および反射特性の劣化を生じることなく、通過帯域の外側における、より急峻な減衰極、大きな減衰量を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１６３５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ノッチ部を有する従来の導波管バンドパスフィルタにおいて、減衰極を急峻にして、できるだけ通過帯域に近づけるためには、ノッチ部を帯域通過ろ波部に近づけて、ノッチ部と帯域通過ろ波部との電磁界結合を強くする必要がある。
【０００９】
しかし、ノッチ部を帯域通過ろ波部に極めて接近させることは、構造の物理的な制約により、困難である。このため、従来の構造では、帯域通過ろ波部とノッチ部との電磁界結合を強くすることができなかった。
【００１０】
本発明の目的は、帯域通過ろ波部と電磁界結合の強いノッチ部による減衰特性がある導波管バンドパスフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、導体ケースおよび導体蓋により構成された導波管バンドパスフィルタであって、複数段の空胴共振器よりなる帯域通過ろ波部と、帯域通過ろ波部の初段の空胴共振器に結合窓を介して電磁界結合された第１の空胴と、第１の空胴に第１の結合窓を介して電磁界結合された第１のノッチ部と、帯域通過ろ波部の最終段の空胴共振器に結合窓を介して電磁界結合された第２の空胴と、第２の空胴に第２の結合窓を介して電磁界結合された第２のノッチ部と、第１の空胴に設けられ、第１のノッチ部と初段の空胴共振器との間の電磁界結合を強める第１の電磁界結合強化部と、第２の空胴に設けられ、第２のノッチ部と最終段の空胴共振器との間の電磁界結合を強める第２の電磁界結合強化部とが、導体ケースに形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の導波管バンドパスフィルタによれば、帯域通過ろ波部とノッチ部との電磁界結合を強くすることができる。したがって、ノッチ部による減衰極を帯域通過域に近づけることができる。
【００１３】
また、従来の導波管バンドパスフィルタに比べて、本発明の導体ケースおよび導体蓋を密着固定するタイプの導波管バンドパスフィルタは、帯域通過ろ波部とノッチ部との間の相互での影響が少なく、帯域通過ろ波部およびノッチ部の設計が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の導波管バンドパスフィルタを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例である導波管バンドパスフィルタの導体ケースを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。
【図３】第１の実施例の導波管バンドパスフィルタの導体ケースの構造の寸法の一例を説明するための図である。
【図４】導体ケースを導体蓋により密閉するための構造を示す図であり、（Ａ）は導体ケースの斜視図、（Ｂ）は密閉後の斜視図である。
【図５】第１の実施例の導波管バンドパスフィルタにおける各部のＱ値の変化を説明するための図である。
【図６】３８ＧＨｚ帯の第１の実施例の導波管バンドパスフィルタの反射特性および透過特性を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例である導波管バンドパスフィルタの導体ケースを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の導波管バンドパスフィルタの実施例を、図面を参照して説明する。
【００１６】
本発明の導波管バンドパスフィルタは、主にアルミまたは黄銅よりなる導体ケースおよび導体蓋を密着固定するタイプのものである。このような導体ケースおよび導体蓋は、成型加工あるいは切削加工により作製できる。あるいは、成型加工した樹脂に金属をメッキしたものであってもよい。
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施例である導波管バンドパスフィルタの導体ケースを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。
【００１８】
導体ケース２０には、直線状に配列された５段の空胴共振器２２，２４，２６，２８，３０が形成されている。空胴共振器２２は初段の空胴共振器を構成し、空胴共振器３０は最終段の空胴共振器を構成する。隣接する空胴共振器間は、結合窓３２を介して電磁界結合している。これら空胴共振器２２〜３０は、帯域通過ろ波部３４を構成する。
【００１９】
初段の空胴共振器２２は、結合窓３６を介して空胴（空胴共振器として作用する）３８に電磁界結合している。他方、最終段の空胴共振器３０は、結合窓４０を介して空胴（空胴共振器として作用する）４２に電磁界結合している。
【００２０】
空胴３８は、入力側の線路４４につながり、空胴４２は、出力側の線路４６につながっている。
【００２１】
入力側の空胴３８に近接してノッチ部４８が設けられ、ノッチ部４８は結合窓５０を介して空胴３８に電磁界結合している。他方、出力側の空胴４２に近接してノッチ部５２が設けられ、ノッチ部５２は結合窓５４を介して空胴４２に電磁界結合している。
【００２２】
ノッチ部は、通過帯域の外側の設定された周波数成分を減衰させ、急峻な減衰極（ノッチ）を形成するものであり、ノッチ共振器とも呼ばれる。
【００２３】
入力側のノッチ部４８の結合窓５０に対向する空胴３８の壁部に、壁面から突出するポスト（本実施例では、角柱）６０を設ける。他方、出力側のノッチ部５２の結合窓５４に対向する空胴４２の壁部に、壁面から突出するポスト（本実施例では、角柱）６２を設ける。
【００２４】
これらポスト６０，６２は、各ノッチ部４８，５２と帯域通過ろ波部３４との間の電磁界結合を強めるためのものである。すなわち、ポスト６０は、ノッチ部４８と初段の空胴共振器２２との電磁界結合を強め、ポスト６２は、ノッチ部５２と最終段の空胴共振器３０との電磁界結合を強める。
【００２５】
ポストの形状は、角柱に限定されるものではなく、円柱などの他の形状とすることができる。ポストの壁部からの突出長さ、幅を設定することにより、各ノッチ部４８，５２と帯域通過ろ波部３４との間の電磁界結合の強度を調整できる。
【００２６】
図３は、本実施例の導波管バンドパスフィルタの構造寸法の一例を説明するための図である。
【００２７】
図３において、線路幅をａ、ポスト６０の壁面からの突出長さをｂ、ポスト６０の幅をｃ、ノッチ部４８の結合窓５０の幅をｄ、ポスト６０と初段の空胴共振器２２の結合窓３６との間の距離をｅとする。
【００２８】
ポスト６０の突出長さｂは、線路幅ａの１／３〜１／２とするのが好適である。また、ポスト６０の幅ｃは、狭いほうが望ましいが、ノッチ部４８の結合窓５０の幅ｄより小さくするのが好適である。また、ポスト６０と初段の空胴共振器２２の結合窓３６との間の距離ｅは、３８ＧＨｚ帯のフィルタの場合、０．８λｇ程度とするのが好適である。なおλｇは、導波管を伝搬する信号の波長（管内波長）である。
【００２９】
上述した実施例の導体ケースは、導体蓋により密閉されて、導波管バンドパスフィルタが構成される。図４は、導体ケース７０を導体蓋７２により密閉するための構造を示す図であり、（Ａ）は導体ケースの斜視図、（Ｂ）は密閉後の斜視図である。
【００３０】
図４（Ａ）に示す導体ケース７０は、図２で示した導体ケース２０に、複数のねじ穴７４を設けたものである。導体蓋７２には、導体ケース７０の複数のねじ穴７４に対応した挿通穴（図示せず）が開けられている。
【００３１】
導体蓋７２を導体ケース７０の上に位置決めして載置して、ねじ７６を導体蓋７２の挿通穴に通して、導体ケース７０のねじ穴７４に締結する。これにより、導体ケース７０に導体蓋７２が密着固定される。
【００３２】
図５は、本実施例の導波管バンドパスフィルタにおける各部のＱ値の変化を説明するための図であり、フィルタの設計にあたっては、以下のようにＱ値を考慮することが要求される。なお、Ｑ値は、共振のピークの鋭さを表す値である。
【００３３】
５段の空胴共振器２２，２４，２６，２８，３０で構成される帯域通過ろ波部３４は、Ｑ値が大きく、周波数の調整が必要である。
【００３４】
帯域通過ろ波部３４の両側に位置する空胴３８，４２は、Ｑ値が小さく、周波数帯域が広いので、周波数の調整は必要ない。
【００３５】
ノッチ部４８，５２は、Ｑ値が大きく、周波数の調整が必要である。
【００３６】
図６は、３８ＧＨｚ帯の本実施例の導波管バンドパスフィルタの反射特性（Ｓ１１）および透過特性（Ｓ２１）を示す図である。挿入損失の増大および反射特性の劣化を招くことなく、通過帯域の近くの特定の周波数で、より急峻な減衰極が得られていることが分かる。
【００３７】
減衰極が通過帯域に近づくのは、ポスト６０，６２によって、各ノッチ部４８，５２と帯域通過ろ波部３４との間の電磁界結合が強くなったためである。
【００３８】
図７は、本発明の第２の実施例である導波管バンドパスフィルタの導体ケースを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。
【００３９】
第１の実施例である導波管バンドパスフィルタと異なる点は、電磁界結合強化部を、空胴の壁面から離間して設けたポストとしたことである。その他の構造は、第１の実施例と同様であるので、図２と同じ構成要素には同一の参照番号を付して示す。
【００４０】
ノッチ部４８の結合窓５０に対向する空胴３８の壁面から離間してポスト（本実施例では、円柱）８０を設け、他方、ノッチ部５２の結合窓５４に対向する空胴４２の壁部に、壁面から離間してポスト（本実施例では、円柱）８２を設ける。各ポスト８０，８２の大きさおよび離間距離を調整することによって、ノッチ部４８と初段の空胴共振器２２との間の電磁界結合強度を調整でき、およびノッチ部５２と最終段の空胴共振器３０との間の電磁界結合強度を調整できる。
【００４１】
ポストの形状は、円柱に限定されるものではなく、角柱などの他の形状とすることができる。ポストの壁部からの離間距離、ポストのサイズを設定することにより、各ノッチ部４８，５２と帯域通過ろ波部３４との間の電磁界結合の強度を調整できる。
【００４２】
第２の実施例においても、第１の実施例と同様に、ノッチ部による減衰極を帯域通過域に近づけることができる。
【符号の説明】
【００４３】
２０, ７０  導体ケース
２２，２４，２６，２８，３０  空胴共振器
３２，３６，４０，５０，５４  結合窓
３４  通過帯域ろ波部
３８，４２  空胴
４４、４６  線路
４８，５２  ノッチ部
６０，６２  ポスト
７２  導体蓋
７４  ねじ穴
７６  ねじ
８０，８２  ポスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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