(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定数の誘電体を筐体内に共振器として直列に並べたフィルタにおいて、
２層基板構造を有し、上層基板の表面には該誘電体とマイクロ波結合させるための通し穴が設けられ、該下層基板の表面には信号線が設けられており、該通し穴から覗いたときに該マイクロ波周波数に関して主信号に逆相を与える長さを有する該信号線を除いて全ての面がアース導体で覆われている結合ライン部を該筐体内に備えたことを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
該結合ライン部を、該筐体内に埋め込み、その上面を、該誘電体の支持面と一致させたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
該結合ライン部を、該信号線と垂直にスライド可能にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ。
【請求項４】
該下層基板の裏面の一部の導体を剥離し、該剥離した部分に対して該マイクロ波結合の度合いを調整するためのネジを該筐体裏面の該通し穴に対向した位置から挿入可能にしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項５】
該下層基板の裏面の一部の導体を剥離し、該剥離した部分に対して該マイクロ波結合の度合いを調整するための複数のネジを該筐体裏面の該通し穴に対向しない位置から挿入可能にし且つ該ネジの間隔を１／４波長離すようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項６】
該結合ライン部が、該通し穴の代わりに該通し穴部分に対応する基板材料部分に設けられ上層基板上の該導体に接続され且つ同一面上のスルーホールにより該信号線と接続されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項７】
該結合ライン部が、該通し穴の代わりに該通し穴部分に対応する基板材料部分に設けられ上層基板上の該導体に接続されていない同一面上のスルーホールにより該信号線と接続されており、該スルーホールと該信号線との接続部分から１／４波長離れた位置が該信号線の端部になっており且つ該導体からオープンになっていることを特徴とした請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ。
【請求項８】
所定数の誘電体を筐体内に共振器として直列に並べたフィルタにおいて、
表面に主信号線が設けられた第１の基板と、
該第１の基板の前記主信号線に対してマイクロ波結合を可能とする２つの通し穴が設けられ、該第１基板と積み重ねられる第２の基板と、
を有する所定周波数の結合用の結合ライン部を備え、
該結合ライン部は、前記通し穴を除いて表面が全体的にアース導体で覆われ、前記２つの通し穴を介して前記誘電体とマイクロ波結合されることでフィルタ出力のうち前記所定周波数を抑圧する、ことを特徴とするフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルタに関し、特に誘電体を用いたフィルタに関するものである。
【０００１】
近年、分波器用のフィルタは挿入損失や大きさの点から誘電体（ＴＥ０１σモード）を用いたものが主流になりつつある。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来より用いられているフィルタを示したもので、同図（１）は平面図を示し、同図（２）は斜視図を示し、図中、１は誘電体であり、２は結合棒を示し、３はコネクタを示している。
【０００３】
そして、誘電体１は、金属シールドで形成されたアース導体としての筐体４において支持台１ａにより支持面５上に支持され、この例では所望のフィルタ特性に従って５個設けられている。これらの誘電体１はそれぞれ結合棒２を介してコネクタ３と筐体４の支持面５との間においてマイクロ波における高周波ＬＣ並列共振回路を構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のフィルタの周波数特性が図１７に示されており、理論的には特性▲１▼のようになる筈であるが、実際には次モードの影響を受けるため、特性▲２▼に示すように高周波側の減衰量が低周波側に比べて広がってしまうという問題がある。
【０００５】
また、ローカル配置の問題からローカルのイメージがあるチャネルの通過帯域に影響を与えるためこのようなイメージを減衰させる要求が生じて来ている。
【０００６】
このため、上記のような問題点を解決するために、（１）フィルタ自体の段数を増加する、（２）送信盤内フィルタの帯域外減衰量の負担を増加させる、（３）外部に帯域阻止フィルタを追加する、等の方法が採られて来た。
【０００７】
しかしながら、いずれの方法もフィルタ自体が大きくなったり、装置コストが増加する等の問題があった。
【０００８】
また、現状のフィルタの段数は帯域外減衰量の規格によってほぼ決定されており、より大きな減衰量の実現は段数の削減につながり、部材費の削減や調整時間の削減につながるという問題があった。
【０００９】
したがって本発明は、所定数の誘電体を筐体内に共振器として直列に並べたフィルタにおいて、より小型化を図り装置コストを低減させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
〔１〕本発明においては、上記の問題点を解決するため、フィルタの通過帯域特性の所望の周波数に極を持たせるための結合ライン部をトリプレート構成で形成し、これを筐体内に設けたものである。
【００１１】
すなわち、このトリプレート構造の結合ライン部は２層基板構造を有し、上層基板の表面には誘電体とマイクロ波結合させるための通し穴が設けられており、下層基板の表面には信号線が設けられている。
【００１２】
したがって、筐体内に直列に並べられた誘電体を流れる主信号の流れから一部を取り出して上記の通し穴より下層基板の表面における信号線とマイクロ波結合し、逆相で主信号に結合させることにより周波数の極を与えるフィルタを構成している。
【００１３】
なお、結合ライン部は上記の通し穴から覗いたときの信号線以外は全ての面がアース導体で覆われており、フィルタの筐体内面に出来るだけ金属部分が存在しないようにしている。また、この通し穴から覗いたときの信号線は、マイクロ波周波数において逆相で主信号に戻るための長さを有している。
【００１４】
また、信号線が通し穴から覗くようになっているのは信号線が剥き出したままだと誘電体と余計なマイクロ波結合をしてしまうためである。
【００１５】
このようにして、従来の有極フィルタはＢＰＦ部とは別にＢＥＦ部を付けたり、一度筐体の他にパイプケーブルを引き出して位相を回したりしていたが、本発明によれば周波数の極を構成するための信号線は筐体の内部に収まることになり従来のＢＰＦと同等の大きさでより大きな帯域外減衰量を実現することが可能となる。
【００１６】
〔２〕本発明においては上記の結合ライン部を筐体内に埋め込み、その上面を誘電体の支持面と一致させるようにすればより余計なマイクロ波結合を排除することが可能となるとともに、筐体内における構造を単純なものとすることができ、以て強固なものとすることが可能となる。
【００１７】
〔３〕さらに上記の結合ライン部を信号線と垂直にスライド可能にすれば、結合ライン部と誘電体との間隔を調整することができ、以てマイクロ波結合量の調整が可能となる。
【００１８】
〔４〕本発明においては、下層基板の裏面の一部の導体を剥離し、この剥離した部分に対してマイクロ波結合の度合いを調整するためのネジを筐体の裏面の通し穴に対向した位置から挿入可能にしてもよい。
【００１９】
このようにすることによりさらにネジの挿入長を調整することにより結合ライン部のインピーダンスを変化させて結合ライン部と誘電体との結合量を変化させることができる。
【００２０】
例えばネジを抜き結合ライン部とネジとの間隙が大きくなると結合ライン部のインピーダンスが下がり結合が強くなる。
【００２１】
〔５〕本発明においては、上記〔４〕におけるネジを筐体裏面の通し穴に対向しない位置から挿入可能とし、さらにこれらのネジの間隔を１／４波長だけ離すようにすれば、このネジの挿入長の調節により、上記のように信号線の長さに過不足があっても、極となる周波数で逆相となる位相調整が可能となる。
【００２２】
〔６〕上記の結合ライン部においては上層基板に通し穴が設けられていたが、この上層基板に通し穴を設けず、通し穴部分に対応する基板材料部分にスルーホールを設け、このスルーホールを上層基板上の導体と接続するとともに下層基板上の信号線と接続してもよい。
【００２３】
これにより、結合ライン部の表面は筐体における誘電体の支持面と完全に同一面となりフィルタ特性に悪影響を及ぼさずに済むことになる。
【００２４】
〔７〕本発明においては、上記〔６〕におけるスルーホールを上層基板上の導体と接続せずに上記の通し穴部分に対応する基板材料部分内に孤立させた状態とし、このスルーホールに接続される下層基板上の信号線は、そのスルーホールと信号線との接続部分から１／４波長だけ離れた位置が信号線の端部になっており且つアース導体から切り離された形とすることができる。
【００２５】
このようにしても結合ライン部は筐体内面と完全に同一面となりフィルタ特性に悪影響を与えずに済むことになる。
【００２８】
また、本発明では、所定数の誘電体を筐体内に共振器として直列に並べたフィルタにおいて、表面に主信号線が設けられた第１の基板と、該第１の基板の前記主信号線に対してマイクロ波結合を可能とする２つの通し穴が設けられ、該第１基板と積み重ねられる第２の基板と、を有する所定周波数の結合用の結合ライン部を備え、該結合ライン部は、前記通し穴を除いて表面が全体的にアース導体で覆われ、前記２つの通し穴を介して前記誘電体とマイクロ波結合されることでフィルタ出力のうち前記所定周波数を抑圧する、ことを特徴とするフィルタが提供される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るフィルタの実施例（１）を示したもので、図１６と同一符号は同一部分を示し、この実施例では特に図１６の従来例に加えて結合ライン部６を設けている点が異なっている。
【００３０】
なお、この結合ライン部６はこの図１をＡ−Ａで切断した断面を示す図２に示すように、支持面５に設けた窪み５０内に埋め込み、結合ライン部６の表面と支持面５とを一致させることが好ましい。
【００３１】
また、結合ライン部６は図２に示す如く上層基板６ａと下層基板６ｂとで構成されたトリプレート構造となっており、上層基板６ａの上面６０は上記のように支持面５と同一面上にあり、上層基板６ａの一部から露出した下層基板６ｂ上の信号線６２が誘電体１とマイクロ波結合するようになっている。また、上層基板６ａの上面６０と下層基板６ｂの裏面、並びに各基板側面はアース導体で覆われている。
【００３２】
図３は図１及び図２に示した結合ライン部６の実施例を具体的に示したもので、この結合ライン部６の上層基板６ａは同図（１）に示すように表面６０において通し穴６１が角型（または丸型）で開けられており、下層基板６ｂは同図（２）に示すように中央に信号線６２が設けられており、この信号線６２の周りはアース導体となっている。
【００３３】
したがって、上層基板６ａを下層基板６ｂ上に設けると、同図（３）に示すような形状となり、通し穴６１から下層基板６ｂ上の信号線６２が覗けるようになっている。また、この結合ライン部６は通し穴６１の部分を除いてアース導体（斜線で示す）で全面が覆われている。
【００３４】
図４は図１〜図３に示した実施例によるフィルタの等価回路を示したもので、ＬＣ並列共振回路は図１６に示した従来例と同様に５つの誘電体１によってコネクタ３と筐体４との間に並列に等価形成されており、本発明の実施例（１）の場合には図１に示す如く二段目の誘電体と四段目の誘電体においてマイクロ波結合するように結合ライン部６の通し穴６１を設けているので、この結合ライン部６は二段目のＬＣ並列共振回路と四段目のＬＣ並列共振回路との間に挿入された形となっている。
【００３５】
このように図４に示す等価回路からも分かる如く、この例では二段目の共振器から主信号の一部を取り出して極が必要となる周波数で逆相となるように通し穴６１から覗く信号線６２の長さに基づいて位相を回して逆相とし、四段目の共振器のところで主信号に戻している。なお、この実施例では、図４の等価回路は実線部分に相当している。また、結合ライン部６のインピーダンスはこのままでは固定値を有する。
【００３６】
したがって、図５の特性に示す如く、高周波側では上記のように位相が逆相になったことによりディップ部分▲３▼が生じ、図１７に示す周波数特性に比べてより理論特性▲１▼に近づいた形になっていることが示されている。
【００３７】
図６は本発明に係るフィルタの実施例（２）を示したもので、この実施例（２）と上記の実施例（１）との違いは、支持面５に設けた窪み５０の主信号方向に垂直に実施例（１）より大きくとってある点である。
【００３８】
したがって、結合ライン部６は図示の矢印の方向にずらすことが可能である。
【００３９】
すなわち、図６をＢ−Ｂで切断した断面図を示す図７に示す如く、結合ライン部６は窪み５０を図の水平方向に移動可能となっている。
【００４０】
このようにすることにより結合ライン部６と誘電体１との間隔を調整でき、マイクロ波結合量の調整が可能となる。
【００４１】
これにより、この実施例では、点線で示す如く結合ライン部６とＬＣ並列共振回路との間が等価的に可変容量ＶＣ１，ＶＣ２で結合された形になる。
【００４２】
図８は本発明に係るフィルタの実施例（３）を示したもので、この実施例では特に図２に示した誘電体１と結合ライン部６との一部分が拡大して示されており、この実施例では例えば図６に示した四段目の誘電体１に対向した位置の筐体５の裏面からネジ穴７が設けられており、このネジ穴７から結合調整用ネジ８が挿入できるようになっている。
【００４３】
また、結合ライン部６の下層基板６ｂの裏面６３に設けられたアース導体はこのネジ穴７の部分９だけ剥離されている。
【００４４】
このようにして、ネジ８の挿入長を調整することにより結合ライン部６のインピーダンスを変化させ、結合ライン部６と誘電体１との結合量を変化させている。
【００４５】
図９は本発明に係るフィルタの実施例（４）を示したもので、この実施例（４）では図２に示した実施例に対して、筐体５の裏面から２つの位相調整用ネジ８ａ，８ｂを挿入できるようにしている。
【００４６】
そして、さらにこれらのネジ８ａ，８ｂの間隔はマイクロ波の１／４波長分だけ間隔を置いて配置されている。
【００４７】
また、これらのネジ８ａ，８ｂは誘電体１としての誘電体１１〜１５における３つの誘電体１２〜１４が結合ライン部６と隣接して設けられているが、これらの誘電体１２〜１４の内、誘電体１２，１４に対して図１及び図６に示した如く通し穴６１が設けられており且つ信号線６２が覗くようになっているので、これらの位相調整用ネジ８ａ，８ｂはこれらの誘電体１２，１４とはマイクロ波結合がしないようにするため、図示の如く位置がずらされている必要がある。
【００４８】
図１０はこのような実施例（４）の等価回路を示しており、位相調整用ネジ８ａ，８ｂを調整することにより容量が可変され、極周波数で逆位相となる位相調整が可能となる。
【００４９】
図４の等価回路において結合ライン部６のインピーダンスが可変型であると示されているのはこのネジ８ａ，８ｂの存在のためであり、例えば誘電体１２，１４と通し穴６１を介しての信号線６２とのマイクロ波結合が、信号線６２の長さが主信号に対して丁度逆相を与えないような場合でも、これらのネジ８ａ，８ｂの調整により最適な逆位相を与えることができる。
【００５０】
なお、この図１０の等価回路も図４の等価回路において、可変容量ＶＣ１，ＶＣ２で示した状態に対応している。
【００５１】
図１１は本発明に係るフィルタの実施例（５）を示したもので、この実施例では図３に示した実施例の如く上層基板６ａには通し穴ではなく、この通し穴に相当する基板材料部分６０ａとなっており、但し、この基板材料部分６０ａには表面６０のアース導体に接続されたスルーホール６０ｂが同一面上に設けられている（同図（１）参照）。
【００５２】
同図（２）にはこの上層基板６ａの表面が平面図で示されている。
【００５３】
この上層基板６ａの裏面は同図（３）に示すようにスルーホール６０ｂに接続されたスルーホール６０ｃが設けられており、このスルーホール６０ｃはさらに同図（４）に示す下層基板６ｂ上の信号線６２と接触するようになっている。
【００５４】
したがって、この実施例（５）では信号線６２の末端はスルーホール６０ｃ，６０ｂを用いて上層表面６０まで持ち上げられている。上層表面６０まで持ち上がったライン端末は最終的にアース導体に落としてあり、磁界結合させることで結合を強くすることができる。
【００５５】
また、基板材料部６０ａとスルーホール６０ｂは表面６０上にあるので、結果としてこの結合ライン部の表面は筐体５における支持面５と同一面上になり、フィルタ特性が好ましいものとなる。
【００５６】
図１２は本発明に係るフィルタの実施例（６）を示したもので、同図（１）に斜視図で示す如く、この実施例では図１１の実施例と比べてスルーホール６０ｄは基板材料部分６０ａの中に孤立して設けられており、同図（３）に示す上層基板６ａの裏面に設けたスルーホール６０ｅと接続されている。
【００５７】
そして、このスルーホール６０ｅにはさらに同図（４）に示す下層基板６ｂ上に設けた信号線６２における接続部分６２ａと接続されるようになっている。
【００５８】
さらに、この実施例ではスルーホール６０ｄをアース導体から孤立させているので、接続部分６２ａから１／４波長分だけ離れた位置において信号線６２がオープンになるようにしている。
【００５９】
これにより、上層表面６０まで持ち上がったライン端末はアースに落とされず１／４波長分だけ引き回されてオープンにされ、誘電体と結合ライン部との間でショート状態に見えるようにし、結合を強くしている。
【００６０】
図１３は本発明に係るフィルタの実施例（７）を示したもので、この実施例では図１及び図６に示した実施例における結合ライン部６の代わりにパイプケーブル２０を用いている点が異なっている。
【００６１】
このパイプケーブル２０は先端部分のみ内部導体２１をはみ出させ、この部分で誘電体１とマイクロ波結合させるようにしている。
【００６２】
この実施例では既存のパイプケーブル２０を使用するため構成が簡単である。
【００６３】
また調整はパイプケーブル２０の位置を前後左右にずらせばよい。
【００６４】
図１４は本発明に係るフィルタの実施例（８）を示したもので、この実施例ではパイプケーブル２０の内部導体の先端を約１／４波長分だけ引き伸ばして誘電体と結合ライン部との結合がショートに見えるようにして結合を強くしている。
【００６５】
なお、このようなパイプケーブルは図１５に示すようにパイプケーブル２０の外部導体を筐体４の支持面５に対して半田付け又は導電性の接着剤２２で接着することが好ましい。
【００６６】
また、内部導体２１は先端が筐体と接着しないようにエポキシ系接着剤２３で固定することが好ましい。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明に係るフィルタによれば、２層基板構造の結合ライン部（又はパイプケーブル）を筐体内に設け、この結合ライン部と誘電体とがマイクロ波結合されるように構成したので、高周波数側の減衰量不足やイメージの減衰に対してフィルタの断層を増加したり、外部ＢＥＦ部を追加することなくまた、従来のフィルタとほぼ同じ外形ですみ、装置の小型化及び調整時間の削減が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィルタの実施例（１）の平面図である。
【図２】図１においてＡ−Ａで切断したときの断面図である。
【図３】本発明に係るフィルタの実施例（１）で用いられる結合ライン部の実施例を示した図である。
【図４】本発明に係るフィルタの実施例の等価回路図である。
【図５】本発明に係るフィルタの有極周波数特性を示したグラフ図である。
【図６】本発明に係るフィルタの実施例（２）を示した平面図である。
【図７】図６においてＢ−Ｂで切断したときの断面図である。
【図８】本発明に係るフィルタの実施例（３）を示した拡大断面図である。
【図９】本発明に係るフィルタの実施例（４）を示した断面図である。
【図１０】本発明に係るフィルタの実施例（４）の等価回路図である。
【図１１】本発明に係るフィルタの実施例（５）を示した図である。
【図１２】本発明に係るフィルタの実施例（６）を示した図である。
【図１３】本発明に係るフィルタの実施例（７）を示した平面図である。
【図１４】本発明に係るフィルタの実施例（８）示した概略図である。
【図１５】パイプケーブルの状態への実装例を示した概略図である。
【図１６】従来例の構成を示した図である。
【図１７】従来例の周波数特性を示したグラフ図である。
【符号の説明】
１，１１〜１５  誘電体
４  筐体
５  支持面
５０  窪み
６  結合ライン部
６ａ  上層基板
６ｂ  下層基板
８ａ，８ｂ  結合調整用ネジ
６０  基板表面
６１  通し穴
６２  信号線
６０ａ  基板材料部分
６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ  スルーホール
２０  パイプケーブル
２１  内部導体
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【図１】
0003617707.tif 000002
【図２】
0003617707.tif 000003
【図３】
0003617707.tif 000004
【図４】
0003617707.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003617707.tif 000008
【図８】
0003617707.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003617707.tif 000011
【図１１】
0003617707.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003617707.tif 000014
【図１４】
0003617707.tif 000015
【図１５】
0003617707.tif 000016
【図１６】
0003617707.tif 000017
【図１７】
0003617707.tif 000018