(57)【要約】【課題】導波管外に突出する部分がなく、加工が容易で、スプリアス特性に優れた帯域通過フィルタを提供する。【解決手段】導波方向の断面が略矩形の矩形導波管２内に、Ｅ面と平行に梯子状の金属板１を設置した帯域通過フィルタであって、矩形導波管２内には、金属板１を挟んで対向する壁面に、管幅を規制するアイリス２１が少なくとも一つ設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波方向の断面が略矩形の導波管内に、Ｅ面と平行に梯子状の金属板を設置した帯域通過フィルタであって、
前記導波管内には、前記金属板を挟んで対向する壁面に、管幅を規制するアイリスが少なくとも一つ設けられていることを特徴とする帯域通過フィルタ。
【請求項２】
前記金属板は、前記導波管のＨ面の中央に設置されていることを特徴とする請求項１記載の帯域通過フィルタ。
【請求項３】
前記アイリスは、前記金属板を介して対向する両壁面に少なくとも一つずつ設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の帯域通過フィルタ。
【請求項４】
前記アイリスは、前記金属板を挟んで対称に配列されていることを特徴とする請求項３記載の帯域通過フィルタ。
【請求項５】
前記アイリスは、前記金属板のフィンを挟んで対峙することを特徴とする請求項４記載の帯域通過フィルタ。
【請求項６】
前記金属板が着脱可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の帯域通過フィルタ。
【請求項７】
前記金属板は、二つに分割された前記導波管によって両側から挟み込まれて支持されていることを特徴とする請求項６記載の帯域通過フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯域通過フィルタに関し、特に高域の周波数帯でのスプリアス特性を向上させた帯域通過フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から使用されているＥ面平行金属板による帯域通過フィルタは、梯子状に配置された金属板の形状（板の厚さ、幅、間隔）のみでフィルタに必要な結合係数を決定できる。このような帯域通過フィルタとしては、特許文献１に開示される「帯域通過フィルタ」がある。
【０００３】
上記構造のフィルタは、金属板を取り替えるだけで所望の特性を有する帯域通過フィルタを実現できるため、フィルタの無調整化という点で有利な構造である。
【０００４】
しかし、上記構造の帯域通過フィルタは、基本波のすぐ上の高次モードであるＴＥ２０１の共振周波数よりも高域の周波数帯でスプリアス特性が著しく劣化するという問題がある。すなわち、Ｅ面平行金属板による帯域通過フィルタにおいては、基本波のすぐ上の高次モードであるＴＥ２０１の共振周波数付近でスプリアスのレベルが急激に立ち上がり始め、それ以上の高域の周波数帯では通過減衰量が著しく劣化する。
【０００５】
ＴＥ２０１の共振周波数は、導波管広壁幅の寸法に依存し、これを小さくすることで高周波側へ移すことができる。しかし、ＴＥ２０１モードを高域側へ移行させるように広壁幅を狭くすると、フィルタと外部回路とのインタフェースとなる標準導波管開口部とのマッチングが難しくなる。
【０００６】
スプリアス特性の向上を目的とした従来技術として、特許文献２に開示される「帯域通過フィルタ」、特許文献３に開示される「導波管バンドパスフィルタ」がある。
【特許文献１】特開２００６−１２１４６３号公報
【特許文献２】特開２００５−１０２０４６号公報
【特許文献３】特開２００３−１６３５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２や特許文献３に開示される発明は、アイリスで区切られた区間の長さや区間の数、アイリスの幅によってバンドパスフィルタとしての特性を定めるものである。
【０００８】
しかし、特許文献２に開示される発明は、導波管の外側にネジが突出する構成であるため、ネジが占める部分に他の電子部品などを設置できないだけでなく、ネジを操作するためのスペースまでも必要となる。このため、昨今の電子機器に要求されている小型化や高密度実装の妨げとなってしまう。
また、特許文献３に開示される発明は、アイリス幅や相互間隔が全て異なっており、これらは０．１μｍオーダで設定されている。導波管にこのような複雑な加工を高精度で行うことは工数の増加につながり、ひいては製造コストの高騰の原因となる。
【０００９】
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、導波管外に突出する部分がなく、加工が容易で、スプリアス特性に優れた帯域通過フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、導波方向の断面が略矩形の導波管内に、Ｅ面と平行に梯子状の金属板を設置した帯域通過フィルタであって、導波管内には、金属板を挟んで対向する壁面に、管幅を規制するアイリスが少なくとも一つ設けられていることを特徴とする帯域通過フィルタを提供するものである。
【００１１】
本発明においては、金属板は、導波管のＨ面の中央に設置されていることが好ましい。また、アイリスは、金属板を介して対向する両壁面に少なくとも一つずつ設けられていることが好ましく、これに加えて、アイリスは、金属板を挟んで対称に配列されていることがより好ましく、さらに加えて、アイリスは、金属板のフィンを挟んで対峙することがより好ましい。
【００１２】
本発明の上記のいずれの構成においても、金属板が着脱可能であることが好ましく、これに加えて、金属板は、二つに分割された導波管によって両側から挟み込まれて支持されていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、導波管外に突出する部分がなく、加工が容易で、スプリアス特性に優れた帯域通過フィルタを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に、本発明の好適な実施の形態にかかる帯域通過フィルタの構成を示す。Ｅ面平行金属板１（以下、金属板ともいう）は、板の厚さ、格子形状を形成するフィン１１の幅・フィン１１の間隔寸法により帯域通過フィルタに必要な結合係数を構成している。
図２に示すように、Ｈ面の中央で２分割された矩形導波管２には、Ｅ面と平行に金属板１が挟み込まれ、一つの方形導波管を構成している。
【００１５】
金属板１の左右に位置する導波管狭壁に等しいアイリス幅で設けられたアイリス２１は、ＴＥ２０１モードの共振周波数を高域側へ移行させる。アイリス２１の導波方向（ｚ方向）の位置は任意であるが、矩形導波管２の中央部に設けた方が製作誤差の影響を受けにくくなるため好ましい。
【００１６】
矩形導波管２のＨ面中央にＥ面と平行に挿入された金属板１は、その梯子形状（金属板の厚さ・幅・間隔）により、アイリス２１の任意の長さ・位置・数に対して帯域通過フィルタに必要な結合係数を実現する。アイリス２１の導波管内部に突出する長さが長いほど、またその数が多いほど、等価的な導波管広壁幅は小さくなる。なお、ここでは各アイリス２１がフィン１１を挟んで対峙する構成を示しているが、必ずしもフィン１１を挟んでアイリス２１を対峙させる必要はない。
【００１７】
図３に示すように、広壁幅ａの導波管内に間隔ａ’でアイリス２１を設置した場合には、等価的に導波管広壁幅が小さくなる。この場合はａ＞ａ’であるから、式（１）に示すように、等価的に広壁幅が狭くなった導波管のｘ方向の波数ｋx’は元の波数ｋxよりも大きくなる。
よって、式（２）に示すように導波管全体としての波数ｋは、等価的に広壁幅が狭い導波管の方（ｋx’）が大きいため、その結果、式（３）に示すように、共振周波数ｆも等価的に広壁幅が狭い導波管の方（ｆ’）が大きくなる。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
このため、等価的に広壁幅が狭くなることにより、矩形導波管２のＴＥ２０１モードの共振周波数が高域側へ移行する。基本波のすぐ上のモードであるＴＥ２０１モードの共振周波数よりも低い周波数では、通過帯域以外のモードは存在しないため、ＴＥ２０１モードの共振周波数が高域側へ移行することで、不要なスプリアスが抑圧される周波数範囲はその分だけ拡大される。
【００２０】
このように、アイリス２１を設けることで等価的に矩形導波管２の広壁幅を狭くできるため、導波管幅を変えることなく高域周波数帯でのスプリアス特性を向上させることができる。この構造では、金属板１の形状により任意のアイリス長・位置・数に対して帯域通過フィルタに必要な結合係数を決定できる。すなわち、アイリス２１が有するスプリアス抑制効果とはほぼ独立して結合係数を決定できるため、金属板１の取り替えのみで所望のフィルタ特性を実現できるという従来からの特徴は損なわれない。
【００２１】
一例として、図４に従来の帯域通過フィルタ及び本実施形態にかかる帯域通過フィルタの広帯域通過特性を比較して示す。これらは３８ＧＨｚを通過帯域とするフィルタである。
従来のアイリス無装荷のフィルタは、約４３ＧＨｚ以上の周波数でＴＥ２０１モードの共振が発生するのに対し、アイリスを２個、６個、１０個装荷したフィルタでは、それぞれ約４３．５ＧＨｚ、約４５ＧＨｚ、約４６ＧＨｚ以上の周波数でＴＥ２０１モードの共振が発生している。すなわち、アイリスを装荷したフィルタでは、ＴＥ２０１モードの共振周波数が高域にシフトし、スプリアス特性の向上効果を確認できる。同図に示す通り、導波管内に設けられたアイリスの数が多いほどスプリアス抑圧効果は大きくなる。
【００２２】
なお、同数のアイリスで導波管内部に突出する長さを変えて比較した場合には、導波管内に突出する長さが長くなるにつれ（すなわち、図３におけるａ’が小さいほど）、スプリアス抑圧効果が向上する。
【００２３】
ここでは基本波のすぐ上のモードであるＴＥ２０１モードを例に説明したが、ＴＥ２０１モードのみならず、式（１）のｋxに依存する全てのモードの共振周波数を高域側に移行させることができる。そのため、図４に示したように、ＴＥ２０１モードが発生するスプリアス立ち上がり付近の周波数帯だけでなく、それ以外の帯域においてもスプリアスが抑圧される周波数範囲が出現する。すなわち、本実施形態にかかる帯域通過フィルタは、通過帯域に対し２〜３倍程度の高域の周波数帯の不要スプリアス抑圧フィルタとして用いることもできる。
【００２４】
このように本実施形態にかかる帯域通過フィルタは、導波管外に突出する部分がないため、導波管本体を設置するスペースがあれば設置可能である。また、複数のアイリスを設けてもアイリス幅は同じであり、アイリスの相互間隔もほぼ同じであるため、高精度の加工を行っても工数の増加を招くことがなく、製造コストが高騰することはない。さらに、ＴＥ２０１モードの共振が発生する周波数を高周波側に移行させられるためスプリアス特性に優れる。
【００２５】
本実施形態に係る帯域通過フィルタは、安価でフレキシブルな基幹ネットワークシステムの構築を目的とした簡易無線装置の入力部におけるＲＦ送受分離回路に適用可能である。
【００２６】
なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることなく様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の好適な実施の形態にかかる帯域通過フィルタの構成を示す分解斜視図である。
【図２】帯域通過フィルタのＨ面と平行な面での断面図である。
【図３】帯域通過フィルタのＥ面及びＨ面の両方と垂直な面での断面図である。
【図４】帯域通過フィルタの広域通過特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    Ｅ面平行金属板（金属板）
２    矩形導波管
１１    フィン
２１    アイリス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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