(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略立方体の空洞である共振部が複数連結され、信号が複数の前記共振部を伝播する導波管バンドパスフィルタであって、
前記共振部の伝播方向の長さである共振部長さが、ＴＥ１０ｎ（ｎは２以上の整数）モードの共振部長さに基づいて設定され、
前記共振部の伝播方向と直交する方向の長さである共振部幅が、ＴＥ１０１モードの共振部幅よりも大きく設定され、
前記共振部の伝播方向に沿った側面の少なくとも一方から内側に突出し、高次のモードの信号の伝播を抑制する抑制部が設けられている、
ことを特徴とする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】
この発明は、ミリ波帯やマイクロ波帯のレーダシステムなどにおいて、所定・所望の周波数帯域の信号を通過させる導波管バンドパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波帯やマイクロ波帯のレーダシステムなどに用いられるアンテナフィルタとして、矩形導波管バンドパスフィルタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このフィルタは、矩形の空洞である共振部・共振器が連結部を介して複数連結され、各共振部には、共振周波数を調整するためのネジなどの素子が配設され、さらに、各共振部は、ＴＥ１０１モードの共振器となっている。また、各共振部や各連結部は、一般に、アルミニウム合金製の部材・角材などの一面を、フライス加工などの機械加工によってざぐり（凹状に掘り込み）、その一面を板材で覆うことで形成する、という製法が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、レーダシステムなどで使用する周波数、つまり導波管バンドパスフィルタを通過させる周波数が高くなるに従って、共振部の大きさなどを小さくする必要がある。例えば、通過させる周波数が６０ＧＨｚの場合、共振部の長さ（伝搬方向の長さ）が約２．６ｍｍ、共振部の幅（伝搬方向と直交方向の長さ）が約３．８ｍｍ、連結部の長さが約１．２ｍｍとなる。
【０００５】
しかしながら、このような小さな寸法の共振部や連結部を、機械加工によって精度高く形成・成形することは困難である。さらに、小さな寸法の共振部に対応するには、極めて小さなネジなどを配設する必要があり、共振周波数の調整機構を構築することが困難となる。しかも、今後さらなる高周波数帯域の信号が使用されることが予測され、その場合には、機械加工によって共振部や連結部を形成することや、調整機構を構築することなどが極めて困難となる。
【０００６】
そこでこの発明は、ミリ波帯やマイクロ波帯などの高周波数帯域の信号を通過させる場合であっても、容易に形成・製造することが可能な導波管バンドパスフィルタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、略立方体の空洞である共振部が複数連結され、信号が前記複数の共振部を伝播する導波管バンドパスフィルタであって、前記共振部の伝播方向の長さである共振部長さが、ＴＥ１０ｎ（ｎは２以上の整数）モードの共振部長さに基づいて設定され、前記共振部の伝播方向と直交する方向の長さである共振部幅が、ＴＥ１０１モードの共振部幅よりも大きく設定され、前記共振部の伝播方向に沿った側面の少なくとも一方から内側に突出し、高次のモードの信号の伝播を抑制する抑制部が設けられている、ことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、各共振部の共振部長さが、ＴＥ１０ｎ（ｎは２以上の整数）モードの共振部長さに基づいて設定され、ＴＥ１０１モードにおける共振部の共振部長さよりも長くなっている。また、各共振部の共振部幅が、ＴＥ１０１モードにおける共振部の共振部幅よりも大きく設定され、さらに、各共振部の側面から内側に突出する抑制部が設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、各共振部の共振部長さと共振部幅とがともに、ＴＥ１０１モードにおける共振部の共振部長さや共振部幅よりも大きく設定されている。このため、ミリ波帯やマイクロ波帯などの高周波数帯域の信号を通過させる場合であっても、容易に形成・製造することが可能となる。
【００１０】
一方、共振部の共振部幅を大きくすることで、高次のモードの信号が伝播し悪影響を与えるおそれがあるが、共振部の側面から内側に突出する抑制部が設けられているため、高次のモードの信号の伝播を抑制し、所定・所望の通過特性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る導波管バンドパスフィルタを示す斜視図である。
【図２】図１の導波管バンドパスフィルタの抑制部を除く平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１において、共振部長さを６ｍｍ、共振部幅を３．７６ｍｍとした場合の通過特性および反射特性を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１において、共振部長さを５ｍｍ、共振部幅を７ｍｍとした場合の通過特性および反射特性を示す図である。
【図５】図１の導波管バンドパスフィルタの共振部を示す拡大平面図である。
【図６】この発明の実施の形態１において、抑制部を設け、共振部長さを５．２ｍｍ、共振部幅を７ｍｍとした場合の通過特性および反射特性を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る導波管バンドパスフィルタにおいて、抑制部を設け、共振部長さを７．８ｍｍ、共振部幅を７ｍｍとした場合の通過特性および反射特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係る導波管バンドパスフィルタ１を示す斜視図であり、この図では、共振部２や連結部３などの空洞部のみを示しており、実際には図２に示すように、金属製の板状の部材の上面をざぐって（凹状に掘り込んで）、空洞部が形成されている。この導波管バンドパスフィルタ１は、複数の共振部２が連結部３を介して連結され、所定の周波数信号が複数の共振部２を伝播するフィルタである。
【００１４】
共振部２は、略立方体の空洞であり、伝播方向（図１中ｘ方向）の長さである共振部長さＬ１が、ＴＥ１０２モードの共振部長さに基づいて設定され、伝播方向と直交する方向（図１中ｙ方向）の長さである共振部幅Ｌ２が、ＴＥ１０１モードの共振部幅よりも大きく設定されている。さらに、共振部２の伝播方向に沿った両側面の中央部から内側に突出し、高次のモードの信号の伝播を抑制する抑制部２ａが形成されている。
【００１５】
具体的には、例えば、伝播・通過させる信号の周波数を６０ＧＨｚ周辺とした場合、ＴＥ１０１モード（標準導波管）では、共振部長さＬ１が３ｍｍ、共振部幅Ｌ２が３．７６ｍｍ、連結部３の長さが１．２ｍｍとなる。これに対して、この導波管バンドパスフィルタ１では、次のように各共振部２の共振部長さＬ１と共振部幅Ｌ２とが設定されている。
【００１６】
すなわち、まず、ＴＥ１０２モードでは、共振部長さＬ１が６ｍｍとなり、共振部幅Ｌ２を３．７６ｍｍのままにした場合、図３に示すような通過特性Ｃ１および反射特性Ｃ２が得られる。そして、この図から明らかなように、通過帯域の周波数に近い周波数帯域Ａ１において、通過特性Ｃ１が悪化する（不要な周波数信号が通過する）ことが確認される。
【００１７】
次に、通過損失をさらに少なくする（Ｑ値を大きくする）ために、共振部幅Ｌ２をＴＥ１０１モードの場合の約２倍の７ｍｍとし、共振部長さＬ１を５ｍｍとした場合、図４に示すような通過特性Ｃ３および反射特性Ｃ４が得られる。そして、この図から明らかなように、通過帯域の周波数に近い周波数帯域Ａ２において、通過特性Ｃ３が著しく悪化することが確認される。ここで、両端に位置する共振部２に接続される端部空洞部４の幅Ｌ３は、３．７６ｍｍに設定されている。
【００１８】
このように、共振部２の平面形状・平面積を大きくすると、通過特性Ｃ１、Ｃ３が悪化するため、図１、５に示すように、共振部２の伝播方向に沿った両側面２ｂの中央部から内側に突出する抑制部２ａが形成されている。この抑制部２ａの大きさは、不要な高次のモードの信号の伝播・通過を抑制・防止するように設定されている。すなわち、抑制部２ａを大きくすると、反射・通過損失が大きくなり（Ｑ値が小さくなり）、抑制部２ａを小さくすると、不要な信号が通過してしまうため、これらの点を考慮して、適正な大きさに設定されている。
【００１９】
このような抑制部２ａを形成し、共振部長さＬ１を５．２ｍｍとし、共振部幅Ｌ２を７ｍｍとした場合、図６に示すような通過特性Ｃ５および反射特性Ｃ６が得られる。そして、この図から明らかなように、通過特性Ｃ５が良好で、不要な周波数信号が通過しないことが確認される。ここで、端部空洞部４の幅Ｌ３は、３．７６ｍｍに設定されている。また、図５に示すように、共振部２が抑制部２ａで区分される２つの分割共振部２１、２２において、それぞれ電磁界（電場、磁場）が形成されるものである。
【００２０】
以上のように、この導波管バンドパスフィルタ１によれば、各共振部２の共振部長さＬ１が５．２ｍｍ、共振部幅Ｌ２が７ｍｍで、ともに、ＴＥ１０１モードにおける共振部の共振部長さＬ１である３ｍｍや、共振部幅Ｌ２である３．７６ｍｍよりも大きく設定されている。このため、６０ＧＨｚなどの高周波数帯域の信号を通過させる場合であっても、容易かつ適正に導波管バンドパスフィルタ１を形成・製造することが可能となる。つまり、各共振部２が大きいため、機械加工・ざぐり加工によって精度高くかつ容易に、各共振部２を形成・成形することができるとともに、共振周波数を調整するためのネジなどの素子を、容易かつ適正に配設することができる。
【００２１】
一方、共振部２の平面形状・平面積を大きくすることで、高次のモードの信号が伝播し悪影響を与えるおそれがあるが、共振部２の両側面２ｂから抑制部２ａが設けられているため、高次のモードの信号の伝播を抑制・防止し、良好な通過特性Ｃ５を得ることができるものである。
【００２２】
（実施の形態２）
この実施の形態では、各共振部２の共振部長さＬ１が、ＴＥ１０３モードの共振部長さに基づいて設定されている点で、実施の形態１と構成が異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。
【００２３】
すなわち、ＴＥ１０３モードでは、共振部長さＬ１が９．２ｍｍとなり、共振部幅Ｌ２を３．７６ｍｍのままにした場合、上記図３の場合と同様に、通過特性が悪化する。次に、通過損失をさらに少なくするために、共振部幅Ｌ２をＴＥ１０１モードの約２倍の７ｍｍとし、共振部長さＬ１を７．４ｍｍとした場合、上記図４の場合と同様に、通過特性が著しく悪化する。
【００２４】
一方、各共振部２の両側面２ｂに抑制部２ａを形成し、共振部長さＬ１を７．８ｍｍとし、共振部幅Ｌ２を７ｍｍとした場合、図７に示すような通過特性Ｃ７および反射特性Ｃ８が得られる。そして、この図から明らかなように、通過特性Ｃ７が良好で、不要な周波数信号が通過しないことが確認される。ここで、端部空洞部４の幅Ｌ３は、３．７６ｍｍに設定されている。
【００２５】
このように、この実施の形態によれば、各共振部２の共振部長さＬ１が７．８ｍｍ、共振部幅Ｌ２が７ｍｍで、実施の形態１の場合に比べても、さらに各共振部２が大きく設定されている。このため、より容易かつ適正に導波管バンドパスフィルタ１を形成・製造することができ、この結果、より高い周波数信号に容易に対応することが可能となる。しかも、共振部２の両側面２ｂから抑制部２ａが設けられているため、実施の形態１と同様に、良好な通過特性Ｃ７を得ることができるものである。
【００２６】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、共振部２の両側面２ｂに抑制部２ａを形成しているが、通過させる、あるいは通過させない周波数などに応じて、共振部２の一方の側面２ｂのみに抑制部２ａを形成してもよい。また、ざぐり加工によって抑制部２ａを形成しているが、共振部２の側面２ｂに棒状・柱状の部材を設けてもよい。さらに、上記の実施の形態では、各共振部２の共振部長さＬ１を、ＴＥ１０２モードまたはＴＥ１０３モードの共振部長さに基づいて設定しているが、通過させる周波数などに応じて、その他のモードの共振部長さに基づいて設定してもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１        導波管バンドパスフィルタ
２        共振部
２ａ      抑制部
２ｂ      側面
３        連結部
Ｌ１      共振部長さ
Ｌ２      共振部幅
【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】
0005888939.tif 000008