(57)【要約】本発明は、複数の結合共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）を備えるマイクロ波フィルタであって、複数の結合共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）が、下端壁（４、２４）と、下端壁（４、２４）から上方へと延びる側壁（５、２５）と、上端壁（３、２３）とを有するハウジング、およびハウジングの内部に配置され、ハウジングの長手軸に沿って下端壁（４、２４）から上方へと延びている内側導体（６、２６）を有する少なくとも１つの同軸共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ、２２ｂ、２２ｇ）を含んでいるマイクロ波フィルタに関する。同軸共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ、２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つが、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、当該同軸共振器（２ａ〜２ｄ、２２ｂ、２２ｇ）の隣接する共振器との電磁的結合を達成するための結合手段（７ｄ、８、３２）を備えている。
2008543192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの同軸共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ、２２ｂ、２２ｇ）を含む複数の結合共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）を有するマイクロ波フィルタであって、
下端壁（４、２４）と、下端壁（４、２４）から上方へと延びる側壁（５、２５）と、上端壁（３、２３）とを含むハウジング、および
該ハウジングの内部に配置され、該ハウジングの長手軸に沿って下端壁（４、２４）から上方へと延びている内側導体（６、２６）、を有し、
前記同軸共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ、２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つは、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、隣接する共振器との電磁的結合を達成する結合手段（７ｄ、８、３２）を含む、マイクロ波フィルタ。
【請求項２】
前記同軸共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ、２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つは、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、隣接する共振器との磁気的結合を与える結合手段（７ｄ、８、３２）を含む、請求項１に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項３】
前記同軸共振器（２ａ〜２ｄ、２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つは、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、隣接する共振器との磁気的結合を与える結合手段（７ｄ、８、３２）を含み、
前記結合手段（７ｄ、８、３２）のうちの少なくとも１つは、結合窓である、請求項２に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項４】
前記結合窓（７ｄ、８、３２）のうちの少なくとも１つにおいて、調節可能な距離に従って結合窓（３２）へと進入し、結合の強さを調節するねじが設けられた、請求項３に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項５】
前記同軸共振器（２ａ〜２ｄ、２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つは、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、隣接する共振器との磁気的結合を与える結合手段（７ｄ、８、３２）を含み、
前記結合手段（７ｄ、８、３２）のうちの少なくとも１つは、結合ループである、請求項２から４のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項６】
前記同軸共振器（２ａ〜２ｄ、２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つは、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、隣接する共振器との磁気的結合を与える結合手段（７ｄ、８、３２）を含み、
前記結合手段（７ｄ、８、３２）のうちの少なくとも１つは、正の結合を与える、請求項２から５のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項７】
前記同軸共振器（２ａ〜２ｄ、２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つは、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、隣接する共振器との磁気的結合を与える結合手段（７ｄ、８、３２）を含み、
前記結合手段（７ｄ、８、３２）のうちの少なくとも１つは、負の結合を与える、請求項２から５のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項８】
前記同軸共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ、２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つは、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、隣接する共振器との電気的結合を与える結合手段を含む、請求項１から７のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項９】
前記同軸共振器のうちの少なくとも１つは、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、隣接する共振器との電気的結合を与える結合手段を含み、
前記結合手段のうちの少なくとも１つは、電気プローブである、請求項８に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１０】
前記同軸共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ、２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つは、下端壁（４、２４）および／または上端壁（３、２３）に、隣接する共振器との磁気的および電気的結合を与える結合手段を含む、請求項１から９のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１１】
前記複数の結合共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）は、隣接する結合同軸共振器（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）で構成される対を少なくとも１つ含み、
該１対は、下端壁（４）および／または上端壁（３）に結合手段（８；７ｄ）を含み、
該１対を形成する前記同軸共振器の一方（２ａ；２ｂ）は、下端壁（４）または上端壁（３）が、該１対を形成する他方の同軸共振器（２ｄ；２ｃ）の下端壁（４）または上端壁（３）に、隣接した状態で配置され、
前記２つの同軸共振器（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）は、隣接する端壁に結合手段（８；７ｄ）を含み、
前記結合手段（８；７ｄ）は、互いに対して整列し、前記２つの同軸共振器（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）の間に結合を与えるように協働する、請求項１から１０のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１２】
端壁の一方が互いに隣接した状態で結合された同軸共振器対（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）の少なくとも１つにおいて、前記２つの同軸共振器（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）のうちの一方は、下端壁（４）が他方の同軸共振器の端壁（３、４）に隣接した状態で配置される、請求項１１に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１３】
端壁の一方が互いに隣接した状態で結合された同軸共振器対（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）の少なくとも１つにおいて、前記２つの同軸共振器（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）は、下端壁（４）が互いに隣接した状態で配置される、請求項１１に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１４】
端壁の一方が互いに隣接した状態で結合された同軸共振器対（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）の少なくとも１つにおいて、隣接する端壁（３、４）に位置する前記協働する結合手段（８；７ｄ）は、磁気的結合のために設けられる結合窓によって形成され、
該１対を形成する前記２つの同軸共振器（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）の長手軸が、互いに対してずらされている、請求項１１から１３のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１５】
端壁（３、４）の一方が互いに隣接した状態で結合され、長手軸を互いに対してずらして配置される同軸共振器対（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）の少なくとも１つにおいて、前記結合窓（８；７ｄ）によって与えられる磁気的結合が負の結合符号を有するように、前記ずれが選択される、請求項１４に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１６】
端壁（３、４）の一方が互いに隣接した状態で結合され、前記結合窓（８；７ｄ）によって与えられる磁気的結合が負の結合符号を有するように、長手軸を互いに対してずらして配置される同軸共振器対（２ａ、２ｄ；２ｂ、２ｃ）の少なくとも１つにおいて、負の結合符号を有する磁気的結合は、クロスカップリングを与える、請求項１５に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１７】
前記複数の結合共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）は、隣接する結合同軸共振器で構成される対を少なくとも１つ含み、
該１対を形成する前記同軸共振器の一方は、下端壁（４、２４）または上端壁（３、２３）が、該１対を形成する他方の同軸共振器の側壁（５、２５）に隣接した状態で配置され、
前記同軸共振器は、隣接する壁に結合手段を含み、
前記結合手段は、互いに対して整列し、前記２つの同軸共振器の間に結合を与えるように協働する、請求項１から１６のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１８】
一方の同軸共振器の端壁の一方が、他方の同軸共振器の側壁に隣接した状態で結合されている同軸共振器対の少なくとも１つにおいて、前記２つの同軸共振器のうちの一方は、下端壁が他方の同軸共振器の側壁に隣接した状態で配置される、請求項１７に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項１９】
前記複数の共振器は、少なくとも１つの横電界モード共振器（２２ｃ〜２２ｆ）および／または少なくとも１つの横磁界モード共振器（２２ｃ〜２２ｆ）を含む、請求項１から１８のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２０】
下端壁（２４）および／または上端壁（２３）に結合手段（３２）を有する同軸共振器（２２ｂ、２２ｇ）のうちの少なくとも１つは、前記結合手段（３２）によって横電界モード共振器（２２ｃ、２２ｆ）または横磁界モード共振器（２２ｃ、２２ｆ）と結合する、請求項１９に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２１】
前記複数の結合共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）は、隣接する結合共振器で構成される対を少なくとも１つ含み、
該１対を形成する前記共振器の一方は、下端壁（２４）および／または上端壁（２３）に結合手段（３２）を含む同軸共振器（２２ｂ；２２ｇ）であり、他方は、横電界モード共振器（２２ｃ；２２ｆ）または横磁界モード共振器（２２ｃ、２２ｆ）であり、
前記同軸共振器（２２ｂ；２２ｇ）は、下端壁（２４）または上端壁（２３）が、前記横電界モード共振器（２２ｃ；２２ｆ）または前記横磁界モード共振器（２２ｃ；２２ｆ）のそれぞれの側壁（２５）に隣接した状態で配置され、
前記２つの共振器（２２ｂ、２２ｃ；２２ｇ、２２ｆ）は、隣接する壁（２４、２５）に結合手段（３２）を含み、
前記結合手段（３２）は、互いに対して整列し、前記２つの同軸共振器（２２ｂ、２２ｃ；２２ｇ、２２ｆ）の間に結合を与えるように協働する、請求項２０に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２２】
端壁の一方（２４）が、横電界モード共振器（２２ｃ；２２ｆ）または横磁界モード共振器（２２ｃ；２２ｆ）の側壁（２５）に隣接した状態で配置される同軸共振器（２２ｂ；２２ｇ）によって形成される結合共振器対（２２ｂ、２２ｃ；２２ｇ、２２ｆ）の１つにおいて、前記同軸共振器（２２ｂ；２２ｇ）は、下端壁（２４）が横電界モード共振器（２２ｃ；２２ｆ）または横磁界モード共振器（２２ｃ；２２ｆ）のそれぞれの側壁（２５）に隣接した状態で配置される、請求項２１に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２３】
前記横電界モード共振器（２２ｃ；２２ｆ）および／または前記横磁界モード共振器（２２ｃ；２２ｆ）は、少なくとも１つの誘電体共振器（２２ｃ；２２ｆ）および／または少なくとも１つの空洞共振器を含む、請求項１９から２２のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２４】
前記共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）は、二次元または三次元のアレイに結合される、請求項１から２３のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２５】
前記共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）は、該共振器のうちの少なくとも２つの間にクロスカップリングが存在するように結合される、請求項１から２４のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２６】
前記共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）は、下端壁（４）および／または上端壁（３）に結合手段（７ｄ、８）を有する同軸共振器（２ａ、２ｄ）のうちの少なくとも１つと隣接の共振器との間にクロスカップリングが存在するように結合され、
前記クロスカップリングは、前記結合手段（７ｄ、８）を使用して与えられる、請求項２５に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２７】
クロスカップリングを与える同軸共振器（２ａ、２ｄ）の一方の下端壁（４）または上端壁（３）の結合手段（７ｄ、８）の少なくとも１つが、負のクロスカップリングを与える、請求項２６に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２８】
クロスカップリングを与える同軸共振器（２ａ、２ｄ）の一方の下端壁（４）または上端壁（３）の結合手段（７ｄ、８）の少なくとも１つが、負のクロスカップリング符号を有する磁気的クロスカップリングを与える、請求項２６または２７に記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項２９】
前記複数の結合共振器（２ａ〜２ｅ）は、同軸共振器（２ａ〜２ｅ）のみを含む、請求項１から１８および２４から２８のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項３０】
下端壁および／または上端壁に結合手段を有する同軸共振器のうちの少なくとも１つは、円筒形のハウジングを有する、請求項１から２９のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項３１】
下端壁および／または上端壁に結合手段を有する同軸共振器のうちの少なくとも１つは、円筒形の内側導体を有する、請求項１から３０のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項３２】
前記複数の結合共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）は、少なくとも１つの同軸共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ、２２ｂ、２２ｇ）を含み、
前記同軸共振器は、隣接する共振器と結合する結合手段（７ｄ、８、３２）を下端壁（４、２４）に含む、請求項１から３１のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【請求項３３】
前記複数の結合共振器（２ａ〜２ｅ、２２ａ〜２２ｇ）は、上端壁（３、２３）に結合手段を含む同軸共振器を含まない、請求項１から３２のいずれかに記載のマイクロ波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの同軸共振器を含む複数の結合共振器を備えているマイクロ波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁スペクトルのうちのマイクロ波領域は、種々の技術分野において幅広く使用されている。典型的な用途として、移動体通信システムおよび衛星通信システムなどの無線通信システム、ならびにナビゲーションおよびレーダー技術が挙げられる。マイクロ波の用途の数が多くなるにつれて、システム内または異なるシステム間での干渉の可能性が増している。このため、マイクロ波領域が、複数の別個の周波数帯に分割される。特定の装置が当該装置に割り当てられた周波数帯の範囲内でのみ通信を行うように保証するため、送信および／または受信の際に、帯域通過および帯域阻止の機能を実行するために、マイクロ波フィルタが利用される。したがって、フィルタが、種々の周波数帯を分離し、望まれる信号周波数と望まれない信号周波数との間の区別を行うために使用され、結果として受信される信号および送信される信号の質は、フィルタの特性に大きく左右される。一般に、フィルタは、狭い帯域幅および高いフィルタ品質を提供していなければならない。
【０００３】
例えば、広く使用されているＧＳＭシステムなど、セル方式の技術にもとづく通信ネットワークにおいては、そのカバー範囲が複数の別個のセルへと分割される。各セルが、基地局へと割り当てられており、基地局が備える送受信器は、そのセルの範囲内に位置する複数の移動装置と同時に通信しなければならない。この通信は、最小の干渉にて処理されなければならない。それゆえに、セルに関する通信信号に使用される周波数範囲が、マイクロ波フィルタを使用することによって複数の別個の周波数帯へと分割される。通常は、セルのサイズが小さく、多数の移動装置が同時に１つのセルの範囲内に位置する可能性があるため、個々の帯域の幅は、可能な限り狭くなるように選択されなければならない。さらに、フィルタは、効率の要件を満足するとともに、システムの感度を維持するために、通過帯の挿入損失が小さくなければならず、通過帯の外側においては大きな減衰を有していなければならない。このように、このような通信システムは、基地局および移動装置の両者にきわめて高い周波数選択性を必要とし、そのような周波数選択性が、しばしば理論的な限界に近付く。
【０００４】
一般に、マイクロ波フィルタは、種々の構成にて電磁気的に一体に結合される複数の共振部を備えている。それぞれの共振部が、別個の共振器を構成しており、通常は閉じた導電面または実質的に閉じた導電面に収容された空間を有している。適切な外部の励振によって、振動する電磁場をこの空間内に維持できる。共振部が、顕著な共振効果を呈し、それぞれの共振周波数および帯域幅によって特徴付けられる。フィルタが所望のフィルタ特性を得るために、フィルタを形成すべく一体に結合される個々の共振器が、所定の共振周波数、ならびに帯域幅もしくは通過帯を有することが不可欠である。
【０００５】
隣接の共振部間の結合は、例えば、２つの共振部の隣り合う壁部に開口または結合窓を設けることによって達成され、この開口または結合窓が、２つの共振部の閉じた導電面、または実質的に閉じた導電面に収容された２つの空間を互いに接続する。この場合、結合されるエネルギーの、保存されるエネルギーに対する比を表す結合係数ｋは、結合窓によって定められる結合平面における電界ベクトルの相対的な向きおよび磁界ベクトルの相対的な向きに依存して決まる。教科書「Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ  Ｆｉｌｔｅｒｓ  ｆｏｒ  ＲＦ／Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、Ｊｉａ‐Ｓｈｅｎｇ  ＨｏｎｇおよびＭ．Ｊ．  Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、２００１年、２４４頁によれば、結合係数を式：
2008543192.tif 000003
に従って計算でき、
ここで、ＥおよびＨは電界および磁界ベクトルであり、ｖは容積であり、εは誘電率であり、μは透磁率である。この式を見ても分かるように、最も強力な電気または磁気結合が、それぞれ２つの共振器から発する電気力線または磁力線が、電界または磁界の重なり合いの領域において互いに対して（反）平行に延びる場合に達成される一方で、電気力線または磁力線が互いに対して直角に延びる場合には、結合が達成されない。
【０００６】
このような複数の結合共振部を備える形式のマイクロ波フィルタの一例が、「Ｇｅｎｅｒａｌ  ＴＥ０１１‐Ｍｏｄｅ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｂａｎｄｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒｓ」、Ａｌｉ  Ｅ．  ＡｔｉａおよびＡｌｂｅｒｔ  Ｅ．  Ｗｉｌｌｉａｍｓ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、Ｖｏｌ．ＭＴＴ‐２４、Ｎｏ．１０、１９７６年１０月、６４０頁に記載されている。このマイクロ波フィルタは、ＴＥ０１１モードで共振する複数の結合した円筒形の導波管空洞で構成されている。隣接する空洞が、円筒形の側壁の整列させた軸方向の溝を通過する軸方向の磁界によって結合し、あるいは隣接する空洞の端壁の整列させた半径方向の溝を通過する半径方向の磁界によって結合する。端壁の半径方向の溝を利用する結合において、２つの空洞の間における正の結合は、２つの空洞をそれらの軸が一致するように整列させることによって達成でき、負の結合は、空洞をそれらの軸が平行であるが互いに対して直径の２分の１だけずれているように配置することによって達成できる。このフィルタは、ＴＥ０１１モードという特定の電磁界の構成に合わせて設計されている。
【０００７】
マイクロ波フィルタのさらなる例が、「Ｆｕｌｌ‐Ｗａｖｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｃａｎｏｎｉｃａｌ  Ｒｉｄｇｅ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｆｉｌｔｅｒｓ」、Ｊｏｒｇｅ  Ａ．  Ｒｕｉｚ‐Ｃｒｕｚら、２００４  ＩＥＥＥ  ＭＴＴ‐Ｓ  Ｄｉｇｅｓｔ、６０３頁に提示されている。このフィルタは、共通の側壁を共有する２つの単一リッジ矩形導波路部で構成され、リッジが共通の側壁とは反対の側壁から延びている。共通の側壁には、いくつかの結合窓が設けられている。
【０００８】
マイクロ波フィルタの製作に通常使用されるある特定の形式の共振器が、同軸共振器として知られている。基本的には、この共振器構造は、一端を短絡させ、他端に容量を持たせた（開放した）同軸伝送線の一セクションと見なすことができる。したがって、この共振器構造は、長手軸を有して空洞を定めているハウジングと、一端においてのみハウジングへと電気的に接続された同軸の内側導体とを備えている。内側導体の開放端を超えた一定の距離において、ハウジングがカバーによって閉じられており、したがって内側導体の一端とカバーの内表面との間にすき間が存在している。内側導体の先端とカバーとの間の自由空間が、容量ギャップと称される。
【０００９】
同軸共振器は、上述した導波路フィルタとは極めて異なっている。導波路フィルタのさらなる例は、誘電体共振器である。例えば、空洞共振器は、両側において閉じられた導波路部（通常は、矩形、円形、または楕円形の断面を有している）を備える導波路共振器である。導体が１つだけしか存在しないため、導波路共振器は、横電磁界（ＴＥＭ）モードを持たず、横電界（ＴＥ）モードおよび横磁界（ＴＭ）モードのみを持つ。さらに、導波路共振器は、明確なカットオフ周波数を有し、カットオフ周波数よりも上では電磁エネルギーが伝搬し、カットオフ周波数よりも下では減衰を受ける。カットオフ周波数は、断面の寸法によって決定される。例えば、矩形の断面を有する導波路は、特定の周波数において伝搬が生じるためには、少なくとも自由空間の波長の２分の１よりも大きい幅を有していなければならない。導波路は、それぞれが固有のカットオフ周波数を有している無数のモードを持つことができる。
【００１０】
対照的に、同軸共振器は、ゼロのカットオフ周波数を有するＴＥＭモードを持つＴＥＭ伝送線共振器の分類に属する。同軸共振器は、まったく異なる電磁界の分布を呈する。同軸共振器は、λ／４よりも小さい高さ（典型的には、λ／８）を有し、ここでλは、通過帯の中心に対応する波長である。共振器の底部における短絡（内側導体と基部との間の電気的接続）が、共振器の上部においてインダクタンスへと変換され、これが共振器の上部の容量ギャップと協働して基本共振を生成する。共振器のＴＥおよびＴＭモードは、共振器の直径に強い依存性を示すため、ＴＥおよびＴＭモードをＴＥＭモードよりも高い周波数に保とうとするならば、共振器の外径を小さく（典型的には、基本の通過帯周波数のλ／２よりもはるかに小さく）保たなければならない。共振器の外径の、内側導体の外径に対する比は、共振器について高いＱファクター（ｑｕａｌｉｔｙ  ｆａｃｔｏｒ）を保証するために、３．６のあたりになければならない。なぜならば、この比において、該当の同軸線の減衰定数が最小であるためである。
【００１１】
結合同軸共振器を備えるマイクロ波フィルタの従来例では、同軸共振器が、隣り合う同軸共振器の側壁に配置された結合手段によって、横並びにて電磁気的に結合していた。例えば、ＤＥ  １９６  ２３  １４４に示されるフィルタにおいては、主経路の結合が、結合窓による磁気的結合および電気プローブによる電気的結合によって実現されており、結合窓およびプローブがすべて、隣り合う同軸共振器の側壁に位置している。さらに、磁気クロスカップリングが、隣り合う同軸共振器の側壁の結合窓によってもたらされている。
【００１２】
さらなる例として、「Ｈｉｇｈ‐Ｑ  ＴＥ０１  Ｍｏｄｅ  ＤＲ  Ｆｉｌｔｅｒｓ  ｆｏｒ  ＰＣＳ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」、Ｊｉ‐Ｆｕｈ  ＬｉａｎｇおよびＷｉｌｌｉａｍ  Ｄ．  Ｂｌａｉｒ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、Ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．１２、１９９８年１２月の図８に示されているマイクロ波フィルタは、ＴＥ０１モードで共振する誘電体共振器に同軸共振器を組み合わせた構成になっている。したがって、このフィルタにおいては、同軸共振器と別の種類の共振器との間の結合が実現されている。この結合は、同軸共振器の側壁を誘電体共振器の側壁に対して配置し、これらの側壁に適切な結合窓を設けることによってもたらされている。しかしながら、同軸共振器が、磁界の向きに適合するよう、誘電体共振器に対して９０°回転させられて配置されている。したがって、この場合にも、同軸共振器の結合は、同軸共振器の側壁に配置された結合手段によって達成されている。
【非特許文献１】「Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ  Ｆｉｌｔｅｒｓ  ｆｏｒ  ＲＦ／Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、Ｊｉａ‐Ｓｈｅｎｇ  ＨｏｎｇおよびＭ．Ｊ．  Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、２００１年、２４４頁
【非特許文献２】「Ｇｅｎｅｒａｌ  ＴＥ０１１‐Ｍｏｄｅ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｂａｎｄｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒｓ」、Ａｌｉ  Ｅ．  ＡｔｉａおよびＡｌｂｅｒｔ  Ｅ．  Ｗｉｌｌｉａｍｓ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、Ｖｏｌ．ＭＴＴ‐２４、Ｎｏ．１０、１９７６年１０月、６４０頁
【非特許文献３】「Ｆｕｌｌ‐Ｗａｖｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｃａｎｏｎｉｃａｌ  Ｒｉｄｇｅ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｆｉｌｔｅｒｓ」、Ｊｏｒｇｅ  Ａ．  Ｒｕｉｚ‐Ｃｒｕｚら、２００４  ＩＥＥＥ  ＭＴＴ‐Ｓ  Ｄｉｇｅｓｔ、６０３頁
【非特許文献４】「Ｈｉｇｈ‐Ｑ  ＴＥ０１  Ｍｏｄｅ  ＤＲ  Ｆｉｌｔｅｒｓ  ｆｏｒ  ＰＣＳ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」、Ｊｉ‐Ｆｕｈ  ＬｉａｎｇおよびＷｉｌｌｉａｍ  Ｄ．  Ｂｌａｉｒ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、Ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．１２、１９９８年１２月、図８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
同軸共振器を備えるフィルタの一般的な問題は、同軸共振器の結合が、特定の用途に適したフィルタの全体設計における選択の柔軟性に、制限をもたらしている点にある。したがって、これらのフィルタは、多くの場合、比較的高いコストを伴い、かつ／または大きな空間を必要とする。さらに、同軸共振器を誘電体共振器などの、他の種類の共振器に結合させる場合、同軸共振器を誘電体共振器に対して回転させてなる構成配置が、製造の困難さという欠点を有している。この欠点は、種々の種類の共振器における種々の電磁界の構成配置に適合するように曲げられた結合ループまたは結合プローブを使用することによって回避できるが、このような構成は、より多くの部品を必要とし、挿入損失を大きくしてしまう。
【００１４】
本発明の目的は、少なくとも１つの同軸共振器を含む複数の共振器を備えており、費用対効果に優れかつ柔軟な方法で構成することができるマイクロ波フィルタを提供すること、および同軸共振器と他の種類の共振器との間の接続を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、請求項１に定めるマイクロ波フィルタによって達成される。マイクロ波フィルタの好ましい実施形態が、従属請求項に記載される。
【００１６】
本発明のマイクロ波フィルタは、電磁気的に結合された複数の共振器を備えている。それら複数の結合共振器のうちの少なくとも１つは、同軸共振器であり、底壁または下端壁と、下端壁から上方へと延びる側壁と、上端壁とを有するハウジング、およびハウジングの内部に配置され、ハウジングの長手軸に沿って下端壁から上方へと延びている内側導体を有している。本発明によれば、これらの同軸共振器のうちの１つ以上またはすべての上端壁および／または下端壁に、結合手段が設けられ、これら端壁の結合手段のそれぞれが、同軸共振器を隣接の共振器に結合させるために使用されている。すなわち、複数の結合共振器が、隣接する共振器との電磁気的結合（すなわち、電気的結合、磁気的結合、または電気的結合と磁気的結合との組み合わせ）を与えるように構成された結合手段を、上端壁および／または下端壁に備えている少なくとも１つの同軸共振器を含んでいる。そのような同軸共振器は、端壁の結合手段を上端壁のみに有してもよい。しかしながら、そのような同軸共振器の１つ以上またはすべてが、端壁の結合手段を上端壁および下端壁に備えることが好ましく、そのような同軸共振器の１つ以上またはすべてが、端壁の結合手段を下端壁のみに備えることがより好ましい。フィルタは、この種の同軸共振器の結合のみを含んでもよい。しかしながら、同軸共振器の結合が、側壁の結合に加えて、端壁の結合手段を利用するように、フィルタが備えることが好ましい。すなわち、いくつかの同軸共振器を、側壁の結合のみを利用して結合させ、いくつかの同軸共振器を、端壁の結合のみを利用して結合させ、あるいは側壁の結合を端壁の結合に加えて利用して結合させることが好ましい。
【００１７】
本発明は、同軸共振器を必ずしも従来技術に見られるように側壁の結合を利用して結合させる必要はなく、下端壁または上端壁の結合手段を使用して同様に好都合に結合させることができるという予期せぬ発見に基づいている。本発明は、同軸共振器を含んでいて特定のフィルタ特性を有しているマイクロ波フィルタを、きわめて柔軟かつ費用対効果に優れた方法で製造できるという利点を提供する。それぞれが特定の仕様を密に満足する複数の共振器を、所望のフィルタ性能を損なうことなく、いくつかの幾何学的構成に結合することができる。したがって、空間をあまり必要としないフィルタを容易に生み出すことができる。さらに、同軸共振器と他の種類の共振器との混合を含んでいるフィルタを、従来からのこの種のフィルタにつきものの追加のコストおよび製造の複雑さを伴うことなく、製造することができる。全体として、高度な柔軟性が与えられる。
【００１８】
好ましい実施形態においては、同軸共振器のうちの１つの端壁に位置する結合手段の少なくとも１つ、すなわち端壁の結合手段の少なくとも１つが、隣接する共振器との磁気的結合を与えるように構成されている。すなわち、下端壁および／または上端壁に結合手段を有している同軸共振器のうちの少なくとも１つにおいて、端壁の結合手段の少なくとも１つが、隣接する共振器との磁気的結合を与えるように構成されている。これは、当業者による用語「磁気的結合」の通常の理解に従えば、そのような結合手段によって与えられる電磁エネルギーの結合が、主として磁界によって達成されることを意味し、すなわち磁気的結合が支配的な結合モードであることを意味する。磁気的結合を与えるように構成される結合手段を、純粋な磁気的結合を与えるように構成することが可能であるが、一般的には、ある程度の電気的結合が存在する（式１も参照のこと）。そのような端壁の結合手段は、好都合には、結合窓、結合アイリス（ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｉｒｉｓ）、または結合ループを備えることができる。結合窓の場合には、結合の強さの調節を、調節可能な距離にわたって結合窓へと延びるねじを設けることによって、可能にすることができる。そのような調整ねじは、磁力線に対して直角に延びるように配置された場合に、結合の強さに最大の影響を有する。同軸共振器の下端壁または上端壁に位置して磁気的結合を与える結合手段を、正または負の結合符号を有する磁気的結合を与えるように構成することができる。同軸共振器のうちの１つの端壁に位置して磁気的結合を与えるように構成されているそのような結合手段の１つ以上またはすべて、すなわち磁気的結合を与えるように構成された端壁の結合手段の少なくとも１つが、下端壁に位置しているのが好ましい。
【００１９】
さらなる好ましい実施形態においては、同軸共振器のうちの１つの端壁に位置する結合手段の少なくとも１つ、すなわち端壁の結合手段の少なくとも１つが、隣接する共振器との電気的結合を与えるように構成されている。すなわち、下端壁および／または上端壁に結合手段を有している同軸共振器のうちの少なくとも１つにおいて、端壁の結合手段の少なくとも１つが、隣接する共振器との電気的結合を与えるように構成されている。これは、当業者による用語「電気的結合」の通常の理解に従えば、そのような結合手段によって与えられる電磁エネルギーの結合が、主として電界によって達成されることを意味し、すなわち電気的結合が支配的な結合モードであることを意味する。電気的結合を与えるように構成される結合手段を、純粋な電気的結合を与えるように構成することが可能であるが、一般的には、ある程度の磁気的結合が存在する。そのような端壁の結合手段は、好都合には、電気プローブを備えることができる。同軸共振器のうちの１つの端壁に位置して電気的結合を与えるように構成されているそのような結合手段の１つ以上またはすべて、すなわち電気的結合を与えるように構成された端壁の結合手段の少なくとも１つが、下端壁に位置しているのが好ましい。
【００２０】
さらなる好ましい実施形態においては、同軸共振器のうちの１つの端壁に位置する結合手段の少なくとも１つ、すなわち端壁の結合手段の少なくとも１つが、隣接する共振器との磁気的および電気的結合を与えるように構成されている。すなわち、下端壁および／または上端壁に結合手段を有している同軸共振器のうちの少なくとも１つにおいて、端壁の結合手段の少なくとも１つが、隣接する共振器との磁気的および電気的結合を与えるように構成されている。そのような結合手段は、電気的結合および磁気的結合のどちらも支配的ではない電磁エネルギーの結合を提供する。同軸共振器のうちの１つの端壁に位置して磁気的および電気的結合を与えるように構成されているそのような結合手段の１つ以上またはすべて、すなわち磁気的および電気的結合を与えるように構成された端壁の結合手段の少なくとも１つが、下端壁に位置しているのが好ましい。
【００２１】
さらなる好ましい実施形態においては、前記複数の結合共振器が、それぞれ下端壁および／または上端壁に結合手段を備えている隣接する結合同軸共振器で構成される少なくとも１つの１対を含んでおり、それらの同軸共振器が、それら２つの共振器の端壁に位置する結合手段を利用して結合され、下端壁または上端壁を互いに隣接かつ直面させて配置され（これは、共振器が共通の上端壁または下端壁を共有する場合、またはそれらの端壁の少なくとも一部分が共通の部品で形成されている場合を含む）、あるいは一方の同軸共振器の下端壁を他方の同軸共振器の上端壁に隣接かつ直面させて配置されている（これは、第１の共振器の下端壁が第２の共振器の上端壁の少なくとも一部分を形成している場合を含む）。したがって、上記２つの場合の第１においては、上述の１対を形成している２つの同軸共振器が、それらの下端壁または上端壁に結合手段を備える一方で、上記２つの場合の第２においては、一方の同軸共振器が下端壁に結合手段を備え、他方の同軸共振器が上端壁に結合手段を備えている。いずれの場合も、結合手段は、協働して２つの共振器の結合を与える共通の結合手段を形成するように配置される。隣接する端壁の少なくとも一部が共通の部品によって形成されている場合には、結合窓などの２つの結合手段を、共通の結合窓などのただ１つの共通の結合手段によって形成できる。この方法で、複数の結合同軸共振器を備えるマイクロ波フィルタについて、新規な幾何学的配置を実現することができる。端壁の１つが互いに隣接した状態で結合されてなるこのような同軸共振器対の少なくとも１つ（すなわち、そのような対の１つ以上またはすべて）は、下端壁が他方の同軸共振器の端壁に隣接した状態で配置されている同軸共振器を含んでいるのが好ましく、好ましくは、下端壁が互いに隣接した状態で、両方の同軸共振器が配置される。
【００２２】
隣接する同軸共振器に接続した端壁の１対の場合には、隣り合う端壁に位置して協働する結合手段が、磁気的結合のために設けられる結合窓によって形成されており、このような１対を形成している２つの同軸共振器の長手軸が、互いに対してずらされているとさらに好都合である。本発明は、隣接する２つの同軸共振器を負の結合符号にて結合させなければならない場合に、格別の利点を有している。従来技術においては、負の結合は、同軸共振器の間に電気プローブを使用することによってのみ達成可能であった。しかしながら、結合窓（磁気的結合を達成する）に比べて、電気プローブの使用には、より多くの部品が必要となるがゆえの追加のコストならびに抵抗損ゆえの挿入損失の増加が常につきまとう。一方、側壁の窓による磁気的結合は、正の結合しか与えることができない。これは、これらの共振器が、磁力線が常に同軸共振器の内側導体の周囲を同じ方向に回転するように１つの平面に配置されるためであることが分かっている。しかしながら、端壁にて結合している隣接同軸共振器の１対であって、隣り合う端壁に位置して協働する結合手段が、磁気的結合のために設けられた結合窓によって形成され、このような１対を形成している２つの同軸共振器の長手軸が、互いに対してずらされている上述の１対によれば、結合窓を使用した２つの隣接する同軸共振器間の負の結合を、実現することが可能である。結合窓は、いずれの場合も、共通の結合窓を形成するように互いに対して整列させられる。結合の符号が、磁気的または電気的結合によって定められるだけでなく、同軸共振器の内側の電磁界の相対的な向きによっても定められるという事実のため、負の磁気的結合を、２つの同軸共振器の長手軸を互いに対して適切にずらすことによって達成できる。上記の式（１）を見ても分かるように、最も強い負の磁気的結合は、２つの共振器から与えられた磁力線が磁界の重なり合いの領域において互いに対して反平行に延びるように、２つの共振器をずらすことによって得られる。このような負の磁気的結合を、主たる結合またはクロスカップリングを与えるために好都合に利用することができる。
【００２３】
さらなる好ましい実施形態においては、前記複数の結合共振器が、隣接する結合同軸共振器で構成される少なくとも１つの１対を含んでおり、そのような１対を形成している同軸共振器の一方は、自身の下端壁または上端壁が、そのような１対を形成している他方の同軸共振器の側壁に隣接した状態で配置されており、これら２つの同軸共振器は、隣接している壁に結合手段を備えており、それら結合手段が互いに対して整列し、２つの同軸共振器の間の結合を与えるために協働する。したがって、前記複数の結合共振器が、結合手段を下端壁および／または上端壁に備えている少なくとも１つの同軸共振器を含んでおり、そのような同軸共振器は、結合手段が位置する一方の端壁（好ましくは、下端壁）が隣接の同軸共振器の側壁に隣接した状態で配置されている。後者の同軸共振器は、他方の同軸共振器の端壁に隣接して配置された自身の側壁の一部に、結合手段を有している。これは、第１の共振器の端壁の少なくとも一部分が、他方の共振器の側壁の一部によって形成される場合を含んでいる。隣接の壁部の結合手段は、協働して２つの共振器の結合を与える共通の結合手段を形成するように配置される。この方法で、複数の結合同軸共振器を備えるマイクロ波フィルタについて、新規な幾何学的配置を実現することができる。
【００２４】
本発明は、前記複数の共振器が、少なくとも１つのＴＥ（横電界）モード共振器および／または少なくとも１つのＴＭ（横磁界）モード共振器を含んでおり、すなわち異なる種類の共振器の混合を含んでいる場合に、さらなる特段の利点を提供する。この場合、下端壁および／または上端壁に結合手段を有している同軸共振器のうちの少なくとも１つが、この同軸共振器の上端壁または好ましくは下端壁に設けられた結合手段によってＴＥモード共振器またはＴＭモード共振器に結合していることが好ましい。このような配置構成は、共振器が互いに対して９０°回転させられている従来技術の横並びの配置構成に比べ、より容易に製造することが可能であり、いずれの場合もフィルタ設計にさらなる柔軟度を与える。結合は、上端壁に結合手段を有している同軸共振器、または好ましくは下端壁に結合手段を有している同軸共振器を、上端壁または下端壁がＴＥモード共振器あるいは、場合によりＴＭモード共振器（これは、端壁および隣接する側壁の少なくとも一部が共通要素によって形成される場合を含む）の側壁に面するように配置し、ＴＥモード共振器あるいは、場合によりＴＭモード共振器の側壁に、隣接の同軸共振器の端壁の結合手段と協働する結合手段を設けることによって、好都合に達成することができる。ＴＥモード共振器および／またはＴＭモード共振器は、少なくとも１つの誘電体共振器および／または少なくとも１つの空洞共振器を含むことができる。
【００２５】
好ましい実施形態においては、共振器は、二次元または三次元のアレイに結合される。この方法で、特定のフィルタ特性を与えるために、適切な幾何学的構成を有する複雑なフィルタを製作することができる。
【００２６】
さらに、共振器を、共振器のうちの少なくとも２つの間にクロスカップリングが存在するように結合することが好ましい。この可能性は、クロスカップリングによって様々な方法でフィルタ性能を向上させることができるため、およびクロスカップリングを利用しなければ得ることができないフィルタ特性が多数存在するため、きわめて好都合である。さらには、共振器を、下端壁および／または上端壁に結合手段を有している同軸共振器のうちの少なくとも１つと隣接の共振器との間にクロスカップリングが存在するように結合し、クロスカップリングを、同軸共振器の上端壁または好ましくは下端壁の結合手段を使用して与えることが好ましい。この場合、クロスカップリングを与える同軸共振器の１つの上端壁または下端壁の結合手段の少なくとも１つ、すなわち端壁の結合手段の少なくとも１つが、負のクロスカップリングを与えるように構成されていると好都合であると考えられる。特には、クロスカップリングを与える同軸共振器の１つの下端壁または上端壁の結合手段の少なくとも１つが、負のクロスカップリング符号を有する磁気的クロスカップリングを与えるように構成されていると、好都合であると考えられる。
【００２７】
好ましい実施形態においては、前記複数の結合共振器が、同軸共振器のみを含んでいる。そのようなフィルタは、従来からのくし形フィルタまたはインターデジタル・フィルタを構成する部位を含むことができる。
【００２８】
前記複数の結合共振器は、隣接の共振器との結合のための結合手段を上端壁に有している少なくとも１つの同軸共振器を含んでいてもよいが、前記複数の結合共振器が、結合手段を下端壁に備える少なくとも１つの同軸共振器を含んでいるのが好ましい。結合手段を下端壁に備えるこれらの同軸共振器の少なくとも１つが、上端壁に結合手段を備えていないならば、特に好ましい。前記複数の結合共振器が、結合手段を上端壁に備える同軸共振器を含んでいない場合が都合がよい。下端壁の結合手段は、より強い結合を与えるため（磁界が底部においてより強力であるため）、および上部においては電界を考慮する必要があるために好ましい。
【００２９】
さらなる好ましい実施形態においては、下端壁および／または上端壁に結合手段を有している同軸共振器のうちの１つ以上またはすべてが、円筒形のハウジングおよび／または円筒形の内側導体を有している。
【発明の効果】
【００３０】
このマイクロ波フィルタ２１は、きわめて小型かつ空間を節約する構成を有し、結合窓を利用して同軸共振器と誘電体共振器との間の結合を好都合にもたらしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下では、図面を参照して好ましい実施形態について、本発明をさらに詳しく説明する。
【００３２】
図１ａ〜１ｃに、マイクロ波フィルタ１が示されている。フィルタ１は、矩形の断面を有する５つの別個の同軸共振器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、および２ｅを有しており、これらが二次元アレイに結合されている。同軸共振器２ａ〜２ｅのそれぞれは、最上壁または上端壁３（共振器２ａおよび２ｂの上端壁が、単一の板状部によって形成され、共振器２ｃ〜２ｅの上端壁が、同様に単一の板状部によって形成されている）と、底壁または下端壁４（すべての共振器の下端壁が、単一の板状部材によって形成されている）と、それぞれの下端壁４から上方へと延びる側壁５（側壁の一部は同じ板状部材によって形成されている）とによって構成された中空のハウジングを有している。図１ｂおよび１ｃから理解できるように、側壁５は、４つの壁部を互いに接続して備える矩形の構成を有しており、４つの壁部が、それぞれの矩形の下端壁４における４つの辺に配置され、下端壁を側方から囲んでいる。５つの共振器２ａ〜２ｅは一体構造に配置され、その一体構造において隣り合う共振器２ａおよび２ｂの側壁５の一部が共通の部材５ａによって形成されている。同じことが、隣り合う共振器２ｃおよび２ｄならびに隣り合う共振器２ｄおよび２ｅについても当てはまり、側壁５の一部が共通の部材５ｂおよび５ｃをそれぞれ共有している。さらに、共振器２ａの下端壁４が、共振器２ｅの下端壁４および共振器２ｄの下端壁４の一部を構成しており、共振器２ｂの下端壁４が、共振器２ｃの下端壁４および共振器２ｄの下端壁４の一部を構成している。
【００３３】
重量およびコストの理由のため、共振器２ａ〜２ｅのハウジングは、好ましくはアルミニウムで構成される。しかしながら、鉄、銅、真ちゅう、またはインバールで好都合に構成することも可能であり、あるいはこれらの材料または他の材料の２つ以上を含む複合材料部品であってもよい。さらなる好都合な材料の選択として、ポリマー材料またはセラミック材料が挙げられる。共振器２ａ〜２ｅを所望の特性に従って製造できること、ならびに材料が良好な導体であり、あるいは銀などの良好な導電材料によってメッキされていることだけが重要である。
【００３４】
さらに、それぞれの共振器２ａ〜２ｅは円筒形の内側導体６を有しており、内側導体６は、下端にてハウジングにおけるそれぞれの下端壁４の中央へと取り付けられている。内側導体６は、それぞれのハウジングの長手軸に沿って下端壁４から上方へと延びている。内側導体６の長さは、ハウジングの長さよりも短く、したがって内側導体６の上端とそれぞれの上端壁３との間に、容量ギャップが形成されている。内側導体６は、好ましくは、接続相手であるハウジングと同じ材料で構成されており、共振器２ａ〜２ｅを、例えば適切な材料ブロックからの削り出し、または成型によって、少なくとも下端壁４などのハウジングの一部と一緒に１つの部品として好都合に一体に製造することが可能である。しかしながら、内側導体６を別個の部材として設けることも可能である。この場合、内側導体６は、好ましくはアルミニウム、鉄、銅、真ちゅう、インバール、ポリマー材料、またはセラミック材料で構成され、あるいはこれらの材料の２つ以上を含む複合材料部品であってよい。やはり、共振器２ａ〜２ｅを所望の特性に従って製造できること、ならびに材料が良好な導体であり、あるいは銀などの良好な導電材料によってメッキされていることだけが重要である。内側導体６がハウジングの少なくとも一部と一体に形成されない場合には、内側導体６を、ねじまたはボルトによって、はんだまたはろう付けによって、適切な接着剤を使用することによって、または下端壁４および内側導体６に設けられる対をなすねじ山によって、下端壁４へと取り付けることが可能である。
【００３５】
同軸共振器２ａおよび２ｂは、共振器２ａおよび２ｂを隔てている側壁５の共通部５ａに設けられた結合窓７ａによって結合されている。同様に、同軸共振器２ｃおよび２ｄは、共振器２ｃおよび２ｄを隔てている側壁５の共通部５ｂに設けられた結合窓７ｂによって結合されており、同軸共振器２ｄおよび２ｅは、共振器２ｄおよび２ｅを隔てている側壁５の共通部５ｃに設けられた結合窓７ｃによって結合されている。したがって、これらの共振器は、よく知られた側壁結合によって結合されている。対照的に、隣り合う同軸共振器２ｂおよび２ｃの間の結合は、共振器２ｂおよび２ｃを隔てている下端壁４の共通部３ａに設けられた結合窓７ｄによって、すなわちこれらの共振器の下端壁に設けられた結合手段によって、達成されている。共振器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、および２ｅの並びが、マイクロ波フィルタ１の主経路を構成している。
【００３６】
さらなる結合窓８が、隣り合っているが主経路に沿って隣接しているわけではない共振器２ａおよび２ｄの間に設けられ、クロスカップリング（飛び越し結合）をもたらしている。結合窓８は、共振器２ａおよび２ｄを隔てている下端壁４の共通部３ｂに設けられている。すなわち、結合窓７ｄと同様、結合窓８は、２つの結合共振器の下端壁に設けられた結合手段である。
【００３７】
フィルタ１内の電磁界は、例えば開口または結合ループを有することができる適切な結合手段９ａおよび９ｂによってそれぞれ励起および抽出される。共振器２ａ〜２ｅにおける磁界の分布が、特徴的な磁力線１０によって示されている。２つの共振器２ｂおよび２ｃの長手軸が、互いに対してずらされている一方で、結合窓７ｄは、これらの共振器における内側導体６の同じ側に位置するように配置されている。したがって、結合窓７ｄは、正の結合符号を有する磁気結合をもたらしている。対照的に、結合窓８は、やはり長手軸が互いに対してずらされている同軸共振器２ａおよび２ｄの内側導体６の反対側に位置するように配置されている。この結合窓８の配置は、結合窓８の両側に位置する２つの共振器における磁界ベクトルの向きを反対にすることによって、負の結合符号を有する磁気クロスカップリングを達成するように選択されている。
【００３８】
このマイクロ波フィルタ１は、きわめて小型かつ空間を節約する構成を有し、結合窓を利用して負のクロスカップリングを好都合にもたらしている。
【００３９】
図２に、本発明によるマイクロ波フィルタのさらなる実施形態を示している。フィルタ２１が、３つの同軸共振器２２ａ、２２ｂ、および２２ｇ、ならびに４つの誘電体共振器２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、および２２ｆ（ＴＥモードで共振する）を含み、これら７つの共振器２２ａ〜２２ｇが、二次元アレイに結合されている。同軸共振器２２ａ、２２ｂ、および２２ｇは、第１の実施形態の同軸共振器２ａ〜２ｅと同一である。すなわち、最上壁または上端壁２３と、底壁または下端壁２４と、側壁２５とを有するハウジング、ならびに内側導体２６を有している。やはり、同軸共振器の上端壁２３、下端壁２４、および側壁２５の一部は、単一の板状部材によって形成されている。誘電体共振器２２ｃ〜２２ｆはそれぞれ、最上壁または上端壁（不図示）と、底壁または下端壁２４と、側壁２５とを有するハウジングを備えている。さらに、誘電体共振器２２ｃ〜２２ｆはそれぞれ、誘電体パック３０を適切な支持部３１に配置して有している。
【００４０】
図２から、同軸共振器２２ａ、２２ｂ、および２２ｇに面する誘電体共振器２２ｃ〜２２ｆの側壁２５が、同軸共振器２２ａ、２２ｂ、および２２ｇの下端壁２４をも形成する単一の板状部材によって形成されていることが理解できる。したがって、それぞれの同軸共振器２２ａ、２２ｂ、および２２ｇが、下端壁２４を少なくとも１つの誘電体共振器２２ｃ〜２２ｆにおける１つの側壁２５に当接させて配置されている。
【００４１】
同軸共振器２２ａ、２２ｂ、および２２ｇのそれぞれは、それぞれの内側導体２６の上方において上端壁２３に設けられた穴を貫いて延びる調整ねじ３３を有している。調整ねじ３３を同軸共振器２２ａ、２２ｂ、および２２ｇへと出し入れし、内側導体２６の先端と上端壁２３との間の容量ギャップを変化させ、共振周波数を調節することができる。
【００４２】
同軸共振器２２ａおよび２２ｂは、共振器２２ａおよび２２ｂを隔てている側壁２５の共通部２５ａに設けられた結合窓２７によって結合している。同様に、誘電体共振器２２ｃおよび２２ｄ、誘電体共振器２２ｄおよび２２ｅ、ならびに誘電体共振器２２ｅおよび２２ｆは、これらの共振器対を隔てている側壁２５の共通部２５ｂに設けられた結合窓２８によって結合している。同軸共振器２２ｂと誘電体共振器２２ｃとの間の結合、すなわち異なる種類の共振器間の結合は、誘電体共振器２２ｃの側壁をも構成している同軸共振器２２ｂの下端壁２４に設けられた結合窓３２によって達成されている。結合窓３２が、同軸共振器２２ｂの下端壁に設けられた結合手段である（同時に、誘電体共振器２２ｃの側壁２５に設けられた結合手段でもある）。同様に、同軸共振器２２ｇと誘電体共振器２２ｆとの間の結合は、誘電体共振器２２ｆの側壁２５をも構成している同軸共振器２２ｇの下端壁２４に設けられた結合窓３２によって達成されている。フィルタ２１内の電磁界は、例えば開口または結合ループを有することができる適切な結合手段２９ａおよび２９ｂによって、それぞれ励起および抽出される。この実施形態においては、入力の結合手段２９ａから出力の結合手段２９ｂまで、電磁界にとって可能な経路はただ１つであり、すなわちクロスカップリングが存在していない。
【００４３】
結合窓２７、２８、３２のそれぞれに、調整ねじ３４が、それぞれの窓へと延びるように配置されて設けられている。調整ねじ３４を窓へと出し入れすることによって、結合の強さを調節することが可能である。
【００４４】
フィルタ２１にはクロスカップリングが存在していないが、同軸共振器２２ａなどの同軸共振器と誘電体共振器２２ｄなどの誘電体共振器との間に適切な結合手段を設けることによって、クロスカップリングを導入することが容易に可能である。そのような結合手段を、それぞれの同軸共振器の下端壁およびそれぞれの誘電体共振器の側壁に配置することができる。図１に示したフィルタ１の結合窓８の場合と同様、そのような結合窓を、負の磁気クロスカップリングを与えるように構成することができる。例えば、負の結合符号を有する磁気クロスカップリングを、同軸共振器２２ａの下端壁２４および誘電体共振器２２ｄの側壁２５に位置する結合窓を設けることによって、達成することができる。これは、そのような結合窓の両側に位置する２つの共振器において、磁界ベクトルの向きが反対であるためである。
【００４５】
このマイクロ波フィルタ２１は、きわめて小型かつ空間を節約する構成を有し、結合窓を利用して同軸共振器と誘電体共振器との間の結合を好都合にもたらしている。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、同軸共振器に接続可能な端壁を備えたマイクロ波フィルタに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１ａ】複数の結合同軸共振器を備えているマイクロ波フィルタの概略上面図である。
【図１ｂ】図１ａに示したフィルタ左側の概略側面図である。
【図１ｃ】図１ａに示したフィルタ右側の概略側面図である。
【図２】同軸共振器およびＴＥモード共振器を含む複数の結合共振器を備えているマイクロ波フィルタの概略図である。
【図１ａ】
2008543192.tif 000004
【図１ｂ】
2008543192.tif 000005
【図１ｃ】
2008543192.tif 000006
【図２】
2008543192.tif 000007
【国際調査報告】
2008543192.tif 000008
2008543192.tif 000009
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