(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノッチ構造を採用する無線周波数フィルタであって、
クロスカップリングされる２つの空洞間に介在された隔壁で予め定められた領域に形成される金属スティック構造のＣタイプノッチ構造と、
前記２つの空洞間の前記隔壁の予め定められた領域で前記Ｃタイプノッチ構造とともに形成されるウィンドー構造のＬタイプノッチ構造とを有し、
前記Ｌタイプノッチ構造は、前記Ｃタイプノッチ構造に比べて、前記２つの空洞に共振器が設置される底面に向かって、より下端に延長されるように形成され、
前記Ｌタイプノッチ構造は、前記Ｃタイプノッチ構造とは別途に、前記隔壁の他の領域に形成され、
前記クロスカップリングされる２つの空洞のうちの一つには前記無線周波数フィルタの入力コネクタが形成され、他の一つには前記無線周波数フィルタの出力コネクタが形成され、
前記Ｌタイプノッチ構造は、前記Ｃタイプノッチ構造より前記入力コネクタ及び前記出力コネクタと近い位置に形成されることを特徴とする無線周波数フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムで使用される無線周波数フィルタに関し、特に、ノッチ構造を採用する無線周波数フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
“無線周波数フィルタ（以下、‘フィルタ’と称する）は、予め定められた周波数帯域での信号を通過させるか又は遮断する機能を実行する装置を意味し、フィルタリングされる周波数帯域に従って、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、及びバンドストップフィルタなどに分類される。
【０００３】
フィルタは、挿入損失及びスカート特性のような重要な特性を有する。挿入損失は、信号がフィルタを通過する時に損失される電力を意味し、スカート特性は、フィルタの通過帯域及び阻止帯域の急な程度を意味する。
【０００４】
挿入損失及びスカート特性は、フィルタの段数（次数）に従って相互にトレードオフ（Ｔｒａｄｅ  Ｏｆｆ）関係を有する。フィルタの段数が増加するほど、スカート特性はよくなるが、挿入損失は悪くなる関係が成立する。
【０００５】
フィルタの段数を増加させることなくフィルタのスカート特性を向上させるためにノッチ（減衰極）を形成する方法が主に使用される。これは、フィルタの段数を増加させることなく特定の周波数帯域でノッチを形成することにより、フィルタのスカート特性を向上させることができる方法である。
【０００６】
ノッチを形成する最も一般的な方法としてクロスカップリング方法がある。クロスカップリング方法を使用するノッチの形成に関連する技術は、‘Ｋ  ＆  Ｌ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ社’により２００２年１月２９日付で登録された米国特許第６，３４２，８２５号（発明の名称：“Ｂａｎｄ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ  ｈａｖｉｎｇ  ｔｒｉ−ｓｅｃｔｉｏｎ、発明者：Ｈｅｒｓｈｔｉｇ、Ｒａｆｉ）に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、少なくとも上述した問題点及び／又は不都合に取り組み、少なくとも以下の便宜を提供することにある。すなわち、本発明の目的は、無線周波数フィルタにノッチ特性を提供することができるノッチ構造を採用する無線周波数フィルタを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、３段フィルタ及び４段フィルタの両端でノッチ特性を発生させることができるノッチ構造を採用する無線周波数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】
【０００９】
上記のような目的を達成するために、本発明の実施形態の一態様によれば、ノッチ構造を採用する無線周波数フィルタは、クロスカップリングされる２個の空洞間の隔壁で予め定められた領域に形成されるＣタイプノッチ構造と、上記２個の空洞間の上記隔壁の予め定められた領域で上記Ｃタイプノッチ構造とともに形成されるＬタイプノッチ構造とを含むデュアルノッチ構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるノッチ構造を採用する無線周波数フィルタは、無線周波数フィルタにマルチノッチ特性を提供することができるより効率的な構造を有し、特に、３段フィルタ及び４段フィルタの両端でノッチ特性の発生を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一般的な３段フィルタの構造を示す概略図である。
【図２】図１に示した３段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【図３】一般的なノッチ構造を採用する３段フィルタの構造を示す概略図である。
【図４】図３に示した３段フィルタの等価回路を示す回路図である。
【図５】図３に示した３段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態に従うノッチ構造を採用する３段フィルタの構造を示す概略図である。
【図７】図６に示した３段フィルタの等価回路を示す回路図である。
【図８】図３に示した３段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態に従うノッチ構造を採用する４段フィルタの構造を示す概略図である。
【図１０】図９に示した４段フィルタの等価回路を示す回路図である。
【図１１】図９に示した４段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の第３の実施形態に従うノッチ構造を採用する４段フィルタの構造を示す概略図である。
【図１３】図１２に示した４段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【図１４】一般的に考慮された４段フィルタの構造を示す概略図である。
【図１５】図１４に示した４段フィルタの等価回路を示す回路図である。
【図１６】図１４に示した４段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【図１７】本発明の第４の実施形態に従うノッチ構造を採用する６段フィルタの構造を示す概略図である。
【図１８】図１７に示した６段フィルタの等価回路を示す回路図である。
【図１９】図１７に示した６段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【図２０】本発明の第５の実施形態に従うノッチ構造を採用する６段フィルタの構造を示す概略図である。
【図２１】図２０に示した６段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【図２２】本発明の第６の実施形態に従うノッチ構造を採用する６段フィルタの構造を示す概略図である。
【図２３】図２２に示した６段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態は、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
まず、図１乃至図５を参照して、クロスカップリングを使用するノッチの形成について説明する。図１は、一般的な３段フィルタの構造を示す概略透視図であり、図２は、図１に示した３段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。図３は、一般的なノッチ構造を採用する３段フィルタの構造を示す概略透視図であり、図４は、図３に示した３段フィルタの等価回路を示す回路図であり、図５は、図３に示した３段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【００１４】
通常、フィルタは、金属ハウジング及びカバーにより空間が形成される複数の空洞（ｃａｖｉｔｙ）内に複数の誘電体又は金属性共振器を多段で接続する構造を有し、図１及び図３では、説明の便宜のために、金属ハウジングの構造についての図示を省略する。
【００１５】
図１及び図３を参照すると、３段フィルタは、第１の空洞１１、第２の空洞１２、第３の空洞１３がクロスカップリングされた構造を有し、各空洞には、第１の共振器２１、第２の共振器２２、及び第３の共振器２３がそれぞれ備えられる。第１の空洞１１の第１の共振器２１は、入力信号を受信するための入力コネクタ３１と接続され、第３の空洞１３の第３の共振器２３は、出力信号を提供するための出力コネクタ３２と接続される。
【００１６】
したがって、入力コネクタ３１に入力された信号は、図１の矢印で示すように、第１の共振器２１、第２の共振器２２、及び第３の共振器２３を順次に通過させた後に、出力コネクタ３２に出力される。
【００１７】
図１に示すようなノッチ構造がないフィルタでは、基本的に隣接した共振器間の順次なカップリングだけが確立され、他方、図３に示すようなキャパシティ（Ｃ）タイプノッチ構造４１を採用するフィルタでは、相互に隣接しない共振器間のクロスカップリングがなされる。
【００１８】
Ｃタイプノッチ構造４１は、第１の共振器２１と第３の共振器２３間のキャパシタンスカップリングを形成する金属スティックを重要な構造として有する。金属スティックは、第１の空洞１１と第３の空洞１３とを分割する内壁を貫通する。この時、金属スティックは、内壁から金属スティックを電気的に隔離するためにテフロン（登録商標）のような誘電体（図示せず）の支持物で覆われた後に内壁に結合される。この時、内壁は、金属スティックが設けられる部位に形成された貫通孔構造を有してもよく、又は金属スティックの下部に設置されてもよい。しかしながら、作業工程上、貫通孔を内壁に形成することは容易でないので、内壁の上端を部分的にカットオフし、対応するカットオフ部分に支持物で覆われた金属スティックを設置することが一般的である。このような支持物は、金属スティックの絶縁として機能するだけでなく、内壁のカットオフ部分とかみ合う形態を有するので、金属スティックが設けられる対応する部分に固定されることにより、結果的に、金属スティックを固定するように支持する。
【００１９】
図２及び図４を参照すると、一般的な３段フィルタに比べて、図３に示すＣタイプノッチ構造４１を有する３段フィルタが処理帯域の下部（処理帯域の低周波数帯域）でノッチが発生することをわかる。
【００２０】
４段又は４段以上のフィルタは、Ｃタイプノッチ構造４１だけではなくインダクタ（Ｌ）タイプノッチ構造を採用することもできるので、Ｌタイプノッチ構造は、クロスカップリングされる２つの共振器の収容空間間の隔壁に形成されるウィンドーの形態で構成され、両共振器間のインダクタンスカップリングを発生させる。
【００２１】
図１に示す３段フィルタは、個別のノッチ構造を有していないが、１段目フィルタの第１の共振器２１と３段目フィルタの第３の共振器２３との間で微弱カップリングが発生するので、フィルタリング特性にほとんど影響を与えない微弱Ｌノッチが形成されることができる。
【００２２】
上述した構造において、特に、３段フィルタでは、１段目と３段目との間だけでノッチ構造を採用できるので、フィルタの内側又は外側に付加される特殊な構造なしに、多重ノッチを実現するか又は処理帯域の両端、すなわち、処理帯域の下端及び上端のすべてでノッチを発生させることが難しかったと認識されてきた。
【００２３】
図６は、本発明の第１の実施形態によるノッチ構造を採用する３段フィルタの構造を示す概略透視図であり、図７は、図６に示す３段フィルタの等価回路を示す回路図であり、図８は、図３に示した３段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。図６において、図１及び図３と同様に、説明の便宜のために金属ハウジングの構造に対する図示は省略した。
【００２４】
図６を参照すると、本発明の第１の実施形態によるノッチ構造を採用する３段フィルタは、図１及び図３に示す構造と同様に、第１の空洞１１、第２の空洞１２、及び第３の空洞１３が相互に三角形で配置され順次にカップリングされた構造を有し、各空洞には、第１の共振器２１、第２の共振器２２、及び第３の共振器２３がそれぞれ備えられる。第１の空洞１１の第１の共振器２１は、入力信号を受信するための入力コネクタ３１と接続され、第３の空洞１３の第３の共振器２３は、出力信号を提供するための出力コネクタ３２と接続される。
【００２５】
この時に、本発明の特徴に従って、クロスカップリングされる第１の空洞１１と第３の空洞１３間の隔壁にはＣタイプノッチ構造４１が設置され、ウィンドー構造のＬタイプノッチ構造５１は、Ｃタイプノッチ構造４１の下端に延長され、その隔壁に形成される。図６において、Ｌタイプノッチ構造５１がＣタイプノッチ構造４１を設置するために隔壁のカットオフ部分と同一の幅を有するものが示されているが、Ｌタイプノッチ構造５１は、Ｃタイプノッチ構造４１を設置するためのカットオフ部分の幅より若干さらに狭く、すなわち、段差があるように構成され、Ｃタイプノッチ構造４１が設置される支持物が強固に固定されるようにする。
【００２６】
図６に示すように、本発明の第１の実施形態によるノッチ構造は、Ｃタイプノッチ構造４１とＬタイプノッチ構造５１とが組み合せられるようにするデュアルノッチ構造と見なされることができる。
【００２７】
上述したように、３段フィルタが本発明のデュアルノッチ構造を採用する場合に、図８の矢印で示すように、フィルタの処理帯域の両端ですべてノッチが発生することをわかる。すなわち、処理帯域の下端には、２個のノッチが発生し、処理帯域の上端には、１個のノッチが発生する。
【００２８】
図９は、本発明の第２の実施形態によるノッチ構造を採用する４段フィルタの構造を示す概略透視図であり、図１０は、図９の４段フィルタの等価回路を示す回路図であり、図１１は、図９の４段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【００２９】
図９を参照すると、本発明の第２の実施形態によるノッチ構造を採用する４段フィルタは、第１の空洞１１、第２の空洞１２、第３の空洞１３、及び第４の空洞１４が２個ずつ対をなして２列に配置され、順次にクロスカップリングされる構造を有する。第１の空洞１１、第２の空洞１２、第３の空洞１３、及び第４の空洞１４には、第１の共振器２１、第２の共振器２２、第３の共振器２３、及び第４の共振器２４がそれぞれ備えられる。第１の空洞１１の第１の共振器２１は、入力信号を受信するための入力コネクタ３１と接続され、第４の空洞１４の第４の共振器２４は、出力信号を提供するための出力コネクタ３２と接続される。
【００３０】
この時に、本発明の特徴に従って、第１の空洞１１と第４の空洞１４間の隔壁には、Ｃタイプノッチ構造４１が設置され、ウィンドー構造のＬタイプノッチ構造５１は、Ｃタイプノッチ構造４１の下端に延長され、その隔壁に形成される。すなわち、図９に示す本発明の特徴によるノッチ構造は、図６に示すデュアルノッチ構造と類似した構造を有する。
【００３１】
上述したように、４段フィルタが本発明のデュアルノッチ構造を採用する場合に、図１１に示すように、フィルタの処理帯域の両端ですべてのノッチが発生することをわかる。すなわち、処理帯域の下端及び上端には、２個のノッチが発生し、これにより、左右対称形であるデュアルノッチが具現されることができる。
【００３２】
図１２は、本発明の第３の実施形態によるノッチ構造を採用する４段フィルタの構造を示す概略透視図であり、図１３は、図１２の４段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。図１２に示す第３の実施形態によるノッチ構造の等価回路は、図１０に示す第２の実施形態の等価回路と同一である。
【００３３】
図１２を参照すると、本発明の第３の実施形態によるノッチ構造を採用する４段フィルタは、図９に示す第３の実施形態と同様に、第１の空洞１１、第２の空洞１２、第３の空洞１３及び第４の空洞１４が順次にクロスカップリングされた構造を有する。各空洞には、第１の共振器２１、第２の共振器２２、第３の共振器２３、及び第４の共振器２４がそれぞれ備えられる。第１の空洞１１の第１の共振器２１は、入力信号を受信するための入力コネクタ３１と接続され、第４の空洞１４の第４の共振器２４は、出力信号を提供するための出力コネクタ３２と接続される。
【００３４】
このとき、本発明の特徴に従って、第１の空洞１１と第４の空洞１４間の隔壁には、Ｃタイプノッチ構造４１が設置され、Ｃタイプノッチ構造４１とは別途に、隔壁の他の位置でウィンドー構造のＬタイプノッチ構造５１が形成される。Ｃタイプノッチ構造４１は、平面を基準にして隔壁の中心位置に形成され、Ｌタイプノッチ構造５１は、Ｃタイプノッチ構造４１を中心にしていずれか一側の隔壁に形成される。
【００３５】
このように、Ｌタイプノッチ構造５１及びＣタイプノッチ構造４１が個別に隔壁に設置される場合に、Ｌタイプノッチ及びＣタイプノッチを個別にチューニングすることが容易である。
【００３６】
上述したような本発明の第３の実施形態によるデュアルノッチ構造を採用する場合にも、図１３に示すように、フィルタ特性が図１１に示すような第２の実施形態によるフィルタ特性とほぼ類似した特性を有することをわかる。
【００３７】
一方、図１２では、Ｌタイプノッチ構造５１が入力コネクタ３１及び出力コネクタ３２により近い位置に形成されることが示される。しかしながら、図１２の矢印で示すように、他の位置に移動してＬタイプノッチ構造５１を形成することも可能である。この場合にも、フィルタは、類似した特性を有することができる。しかしながら、ノッチ特性が弱くなる場合がある。
【００３８】
図１４は、一般的に考慮される４段フィルタの構造を示す概略透視図であり、図１５は、図１４の４段フィルタの等価回路を示す回路図であり、図１６は、図１４の４段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【００３９】
図１４乃至図１６を参照して、一般的に考慮されるノッチ構造を採用する４段フィルタについて説明する。本発明の特徴による４段フィルタと比較してみると、図１４に示す４段フィルタは、第１の空洞１１と第３の空洞１３との間の隔壁に設置されるＣタイプノッチ構造４１を有し、一般的なＬタイプノッチ構造４２は、第１の空洞１１と第４の空洞１４との間に設置されることができる。
【００４０】
上述したように、２個のノッチだけが図１４に示すようなノッチ構造を採用する４段フィルタで発生することをわかる。
【００４１】
図１７は、本発明の第４の実施形態によるノッチ構造を採用する６段フィルタの構造を示す概略透視図であり、図１８は、図１７の６段フィルタの等価回路を示す回路図であり、図１９は、図１７の６段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【００４２】
図１７を参照すると、本発明の第４の実施形態によるノッチ構造を採用する６段フィルタは、第１の空洞１１、第２の空洞１２、第３の空洞１３、第４の空洞１４、第５の空洞１５、及び第６の空洞１６が３個ずつペアをなして２列に配置され、順次にクロスカップリングされた構造を有する。
【００４３】
この時に、本発明の特徴に従って、第２の空洞１２と第４の空洞１４との間の隔壁には、Ｃタイプノッチ構造４１が設置され、ウィンドー構造のＬタイプノッチ構造５１は、Ｃタイプノッチ構造４１の下端に延長され、その隔壁に形成される。すなわち、図１７に示す本発明の特徴によるノッチ構造は、図９に示すデュアルノッチ構造と類似した構造を有する。
【００４４】
上述したように、６段フィルタが本発明のデュアルノッチ構造を採用する場合に、図１９の矢印で示すように、フィルタの処理帯域の下端に追加ノッチが発生することをわかる。
【００４５】
図２０は、本発明の第５の実施形態によるノッチ構造を採用する６段フィルタの構造を示す概略透視図であり、図２１は、図２０の６段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。図２０に示す第５の実施形態によるノッチ構造の等価回路は、図１８に示す第４の実施形態の等価回路と同一である。
【００４６】
図２０を参照すると、本発明の第５の実施形態によるノッチ構造を採用する６段フィルタにおいて、Ｃタイプノッチ構造４１は、図１７のフィルタと同様に、第２の空洞１２と第４の空洞１４との間の隔壁に設置される。ウィンドー構造のＬタイプノッチ構造５１は、Ｃタイプノッチ構造４１とは別途に、隔壁の他の位置に形成される。すなわち、図２０に示す本発明の特徴によるノッチ構造は、図１２に示すデュアルノッチ構造と類似した構造を有する。
【００４７】
上述したような本発明の第５の実施形態によるデュアルノッチ構造を採用する場合にも、図２１に示すように、フィルタ特性が図１９に示すような第４の実施形態によるフィルタ特性とほぼ類似したフィルタ特性を有することをわかる。
【００４８】
図２２は、本発明の第６の実施形態によるノッチ構造を採用する６段フィルタの構造を示す概略透視図であり、図２３は、図２２の６段フィルタの周波数フィルタリング特性を示すグラフである。
【００４９】
図２２を参照すると、本発明の第６の実施形態によるノッチ構造を採用する６段フィルタは、図１７及び図２０に示す実施形態の構造と類似した構造を有するが、Ｃタイプノッチ構造４１及びＣタイプノッチ構造４１の下段に延長されるＬタイプノッチ構造５１が初段、すなわち、第１の空洞１１と第６の空洞１６との間の隔壁に形成されるという点で差がある。
【００５０】
このような構造を有するフィルタのフィルタリング特性を説明すると、図２３に示すように、フィルタの処理帯域の下端及び上端には、それぞれ２個のノッチが発生することをわかる。
【００５１】
上述したように、本発明の実施形態によるノッチ構造を採用する無線周波数フィルタが具現されることができ、本発明の特徴によるノッチ構造は、上述した実施形態の他にも、６段より大きい多段のフィルタにも適用されることができる。また、本発明の特徴によるＬタイプノッチとＣタイプノッチとが組み合せられたデュアルノッチ構造を２個又はそれ以上採用することもできる。また、本発明の特徴によるデュアルノッチ構造とともに一般的なＬタイプノッチ構造又は一般的なＣタイプノッチ構造を適切に組み込んで採用することもできる。
【００５２】
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。
【符号の説明】
【００５３】
１４  第４の空洞
１５  第５の空洞
１６  第６の空洞
２１  第１の共振器
２２  第２の共振器
２３  第３の共振器
２４  第４の共振器
３１  入力コネクタ
３２  出力コネクタ
４１  Ｃタイプノッチ構造
４２、５１  Ｌタイプノッチ構造
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0006054485.tif 000018
【図１８】
0006054485.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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