(57)【要約】【課題】入出力結合量を精度よく簡便に調整可能な誘電体フィルタを提供する。【解決手段】この誘電体フィルタは、内面に内導体が設けられた貫通穴100に垂直な二つの端面の一方を開放端に他方を短絡端にした複数の１／４波長型同軸形誘電体共振器８と、入力側および出力側に配置された誘電体共振器８の開放端面99側から各貫通穴に挿入された入出力プローブ11、22を備え、入力側誘電体共振器および出力側誘電体共振器の短絡端側からコイル状に形成した金属線55を各貫通穴に差し込んで入出力プローブ11、22に巻き付け、かつ巻き付けた金属線の各コイルの巻き数により入出力の結合が調整されていることを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状本体の貫通穴内面と筒状本体外面にそれぞれ内導体と外導体が設けられ上記貫通穴に垂直な二つの端面の一方を開放端に他方を短絡端にした１／４波長型同軸形誘電体共振器により構成されると共に各開放端面が隣り合うように各開放端面を同じ向きに揃えて配置された複数の誘電体共振器と、入力側に配置された入力側誘電体共振器の開放端側から貫通穴に挿入された入力プローブと、出力側に配置された出力側誘電体共振器の開放端側から貫通穴に挿入された出力プローブとを備える誘電体フィルタにおいて、
上記入力側誘電体共振器および出力側誘電体共振器の少なくとも一方の短絡端側からコイル状に形成した金属線を貫通穴に差し込んで入力側誘電体共振器の入力プローブおよび／または出力側誘電体共振器の出力プローブに巻き付けると共に、巻き付けた金属線のコイルの巻き数により入出力の結合が調整されていることを特徴とする誘電体フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１／４波長型同軸形誘電体共振器により構成される誘電体共振器を用いた誘電体フィルタに係り、特に、入出力結合量を精度よく簡便に調整可能な誘電体フィルタの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘電体共振器を用いたこの種の誘電体フィルタでは、誘電体共振器の開放端面側から入出力プローブを挿入して入出力の結合がなされている。
【０００３】
以下、３つの誘電体共振器が用いられた誘電体フィルタを例に挙げて誘電体フィルタの構成と作用について説明する。まず、３つの各誘電体共振器８は、筒状本体の貫通穴１００内面と筒状本体外面にそれぞれ内導体と外導体が設けられかつ貫通穴１００に垂直な二つの端面の一方を開放端に他方を短絡端にした１／４波長型の同軸形誘電体共振器により構成され、図１に示すように、各開放端面が隣り合うように各開放端面を同じ向きに揃えて配置されると共に、各筒状本体の外周面に設けられたスリット４４が互いに向き合って一致するように長手方向に平行に並べて半田付けされている。
【０００４】
そして、入力信号は入力プローブ１１に加えられ、入力プローブ１１と電磁的に結合している入力側の誘電体共振器８に伝わる。また、入力側の誘電体共振器８に伝わった信号は所定の周波数および共振モードの定在波を励振する。更に、入力側誘電体共振器８の隣に配置された誘電体共振器へとスリット４４を介し、誘電体共振器の段数分、結合を繰り返し、最終的に出力プローブ２２から出力信号が出力される。
【０００５】
ところで、各誘電体共振器８間の電磁気的結合量は、誘電体共振器８の筒状本体外周面に設けられたスリット４４の開口面積によって調整されているが、入力プローブ１１と入力側誘電体共振器８間の結合および出力プローブ２２と出力側誘電体共振器８間の結合は、各プローブの太さ並びに誘電体共振器における貫通穴１００内へのプローブの挿入量によって変化し、プローブが太いほど、または、挿入量が多いほど結合は強くなる。
【０００６】
そして、入力プローブ１１と入力側誘電体共振器８間の結合および出力プローブ２２と出力側誘電体共振器８間の結合については、従来、誘電体共振器８の開放端面９９側からその貫通穴１００内へのプローブ１１、２２の挿入量を調整する方法、あるいは、誘電体共振器の貫通穴内に挿入されるプローブの短絡端面側に雄ネジ部を形成し、かつ、雌ネジ部が内側に形成されたキャップ状の誘電体稼動部をプローブ部の上記雄ネジ部に螺合させると共に、上記誘電体稼動部をドライバーでまわすことにより調整する方法（特許文献１参照）が採られていた。
【特許文献１】実全平０１−０６７８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図１に示した誘電体フィルタの誘電体共振器８は、図２に示すように開放端面９９以外の筒状本体外面に外導体８８が設けられ、この開放端面９９側から誘電体共振器８の貫通穴１００内へプローブ１１を挿入して入出力部の結合を得ている。
【０００８】
尚、図２は図１におけるII−II面の断面図である。
【０００９】
そして、上記入出力部の結合量（以後、入出力結合量と略称する場合がある）を調整するには、上述したように誘電体共振器８における貫通穴１００内への入出力プローブ１１、２２の挿入量を変化させるか、入出力プローブ１１、２２の太さを変えることで行っている。
【００１０】
ここで、上記入出力結合量の調整により、誘電体フィルタにおける特性として挿入損失、反射損失といった値を調整できるが、上記反射損失は入出力の結合に敏感に反応するため、上記結合量を微小に調整可能な方法が望ましいとされている。
【００１１】
しかし、入出力部における結合を強くするためプローブ径を太くすると、プローブ挿入量に対する入出力結合量の変化の度合いが大きくなるため、誘電体フィルタの特性がプローブ挿入量に対して敏感となる。そして、プローブの長さのバラツキやプローブの挿入量のバラツキによって結合の強さに差が生じてしまうため、誘電体フィルタにおける特性の調整に手間と時間が掛かってしまう問題があった。
【００１２】
また、プローブ径を変えずに挿入量を変える方法では、帯域の広い、すなわち強い入出力結合が必要な条件において、誘電体共振器の短絡端面（上述した開放端面９９とは反対側の面）からプローブ先端が飛び出してしまう事態が起こり得る。そして、プローブ先端が誘電体共振器から飛び出してしまうと、プローブ先端に他の物が近づいたり触れたりするとフィルタ特性が変化してしまう。従って、誘電体フィルタの外形寸法はこのようなプローブ先端の飛び出しを許容しないのが通常であり、また、開放端面からのプローブの飛び出し量も通常は規定されている。このため、プローブの挿入量を変化させて入出力部の結合を調整する方法は、一度プローブを取り外して目的の寸法に加工した後、再び組み立てる作業を繰り返す必要があることから、上記同様、手間と時間を要する問題があった。
【００１３】
一方、プローブの短絡端面側に形成した雄ネジ部に、雌ネジ部が設けられたキャップ状の誘電体稼動部を螺合させ、この誘電体稼動部をドライバーで回すことにより結合を調整する特許文献１に記載の方法は、ネジ部を設けた特殊な部品が余分に必要となり、かつ、この方法では入出力結合量を大きく変化させることができないため、入出力結合量の微調整のみで調整が済むように予め結合量を考慮した部品を準備しなければならない煩雑さが存在した。
【００１４】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、入出力結合量を精度よく簡便に調整可能な誘電体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】
【００１５】
すなわち、請求項１に係る発明は、
筒状本体の貫通穴内面と筒状本体外面にそれぞれ内導体と外導体が設けられ上記貫通穴に垂直な二つの端面の一方を開放端に他方を短絡端にした１／４波長型同軸形誘電体共振器により構成されると共に各開放端面が隣り合うように各開放端面を同じ向きに揃えて配置された複数の誘電体共振器と、入力側に配置された入力側誘電体共振器の開放端側から貫通穴に挿入された入力プローブと、出力側に配置された出力側誘電体共振器の開放端側から貫通穴に挿入された出力プローブとを備える誘電体フィルタを前提とし、
上記入力側誘電体共振器および出力側誘電体共振器の少なくとも一方の短絡端側からコイル状に形成した金属線を貫通穴に差し込んで入力側誘電体共振器の入力プローブおよび／または出力側誘電体共振器の出力プローブに巻き付けると共に、巻き付けた金属線のコイルの巻き数により入出力の結合が調整されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る誘電体フィルタによれば、
入力側誘電体共振器および出力側誘電体共振器の少なくとも一方の短絡端側からコイル状に形成した金属線を各貫通穴に差し込んで入力側誘電体共振器の入力プローブおよび／または出力側誘電体共振器の出力プローブに巻き付けると共に、巻き付けた金属線のコイルの巻き数により入出力結合量が調整されるので、入出力プローブの長さ微調整を行うために分解組み立て作業を何度も行ったり、入出力プローブの長さを精度良く合わせたりする手間を省略することが可能となる。
【００１７】
また、入力側誘電体共振器および出力側誘電体共振器の少なくとも一方の短絡端側から差し込んで入力プローブおよび／または出力プローブに巻き付けるコイル状の金属線は、各プローブにまっすぐに差し込んでいるだけなので容易に引き抜くことができ、入出力結合量の微調整を容易に行うことが可能となる。従って、従来の誘電体フィルタと較べて結合度の微調整が容易なため、その量産性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明に係る誘電体フィルタに適用される誘電体共振器は、筒状本体の貫通穴内面と筒状本体外面にそれぞれ内導体と外導体が設けられかつ上記貫通穴に垂直な二つの端面の一方を開放端に他方を短絡端にした１／４波長型の同軸形誘電体共振器により構成される。そして、適用される誘電体共振器は、誘電体フィルタの小型化を図る観点から誘電率が高く損失の少ないものが好ましい。しかし、誘電体共振器は、誘電率が高くなると一般に高周波での損失が大きい材料が多くなる。このため、誘電体フィルタの損失を十分に考慮した上で誘電体共振器の材料を選択することが必要となる。
【００２０】
また、入力側誘電体共振器および出力側誘電体共振器の各貫通穴内に挿入される入出力プローブについてはブッシングで保持することが可能である。そして、このブッシングについては高周波で損失の少ないものが望ましく、例えば、テフロン（登録商標）製のブッシングが好適である。
【００２１】
また、入出力プローブとこれ等プローブに巻き付けられるコイル状の金属線は、最終的に半田により固定されるため半田固定が容易な材料で構成することが望ましく、例えば、銅線にスズメッキが施されたスズメッキ線を用いることができる。尚、入出力プローブについては線材の硬さが多少固めの方が取扱い易いため、硬質の材料で構成することが望ましい。
【００２２】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
この実施例に係る誘電体フィルタは、図１に示した誘電体フィルタと同様に３段フィルタの構造を有している。
【００２４】
すなわち、この誘電体フィルタは、各開放端面９９が隣り合うように各開放端面９９を同じ向きに揃えて配置された３個の１／４波長型の同軸形誘電体共振器８と、入力側に配置された誘電体共振器８の貫通穴１００内に挿入された入力プローブ１１と、出力側に配置された誘電体共振器８の貫通穴１００内に挿入された出力プローブ２２とでその主要部が構成されている。
【００２５】
また、各誘電体共振器８における筒状本体外周面に設けた幅６．８ｍｍ、深さ０．３ｍｍのスリット４４が互いに向き合って一致するように、各誘電体共振器８を長手方向に平行に並べて配置している。尚、入力側に配置される誘電体共振器８と出力側に配置される誘電体共振器８には、図４（Ａ）に示すように筒状本体外周面の片側にのみ上記スリット４４が設けられ、真ん中に配置される誘電体共振器８には、図４（Ｂ）に示すように筒状本体外周面の対向する２面に上記スリット４４が設けられている。
【００２６】
上記スリット４４によって各誘電体共振器８間が電磁気的に結合している。また、３個の誘電体共振器８に必要以上に隙間ができると上記電磁気的結合にバラツキが生じるため、これ等誘電体共振器８はできるだけ隙間なく半田付けされている。
【００２７】
また、図１および図５に示すように入出力プローブ１１、２２と結合している誘電体共振器８には図３に示すテフロン（登録商標）製のブッシング３３が差し込まれ、このブッシング３３の中央に入出力プローブ１１、２２が差し込まれて保持されている。また、これ等入出力プローブ１１、２２は銅線にスズメッキが施された太さ１．０ｍｍφのスズメッキ線で構成されており、かつ、入出力プローブ１１、２２は結合基板６６に半田付けして固定されている。また、図１および図５に示すように一番外側にはフィルタ全体を包み込むように板金ケース７７でカバーされ半田付けされている。
【００２８】
また、１／４波長型の上記同軸形誘電体共振器８は、バリウム、チタン系の酸化物セラミックスから成り、比誘電率が３７、外形１０．１５ｍｍ角で、直径３．５ｍｍの貫通穴１００が開いている。また、開放端面９９以外は銀のメタライズが施され、その厚みは２０〜３０μｍである。また、入出力プローブ１１、２２と結合している入力側および出力側の誘電体共振器８の長さは１４．５ｍｍであり、真ん中に配置されている誘電体共振器８は長さ１５．２５ｍｍの共振器を用いた。更に、入力側および出力側誘電体共振器８の貫通穴１００内への入出力プローブ１１、２２の挿入量は長さ１４．４ｍｍとした。
【００２９】
そして、この実施例に係る誘電体フィルタにおいては、図５に示すように入力側誘電体共振器８および出力側誘電体共振器８の短絡端側から、コイル状に形成した図７に示す金属線５５を各貫通穴１００に差し込んで入力側誘電体共振器８の入力プローブ１１および出力側誘電体共振器８の出力プローブに巻き付け、かつ、巻き付けた金属線５５の各コイルの巻き数により入出力の結合を調整した後、入出力プローブ１１に半田付けされている。尚、金属線５５として、銅線にスズメッキが施された線径０．６ｍｍφのスズメッキ線を用いている。
【００３０】
ここで、金属線５５の各コイルの巻き数を、５．５回、６．０回、６．５回としたときのコイルの巻き数とフィルタ特性値である反射損失の測定結果を図６に示す。
【００３１】
そして、コイルの巻き数に対応して反射損失が変化し、コイルの巻き数を６．０回以上に管理することで容易に目的の反射特性が得られることが確認された。
【００３２】
尚、コイルの巻き数を６．５回以上にした場合でも目的の反射特性は得られるが、反射特性の帯域幅が狭くなったり、通過帯域幅が入出力結合量で変わることにより帯域外特性などが規格を外れたりする恐れがあることから、コイルの巻き数については６．０回〜６．５回が好適であった。また、この実施例においては、フィルタ特性を規格内に収めるのに必要なコイルの巻き数の調整幅を０．５回とし、コイルをニッパー等により切断することで容易にその範囲内に収めることができた。
【００３３】
そして、この実施例に係る誘電体フィルタにおいては、コイル状に形成した金属線５５を用いているため作製は容易でかつ結合の度合いによって巻き数や太さを加減することができ、自由度が高く特殊な部品を用いることなく調整が容易に行えることが確認できた。更に、入出力プローブが誘電体共振器から飛び出すことは無く、外形寸法の規定値を満足できることも確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る誘電体フィルタによれば、入出力プローブの長さ微調整を行うために分解組み立て作業を何度も行ったり、入出力プローブの長さを精度良く合わせたりする手間を省略することができ、しかもフィルタの製造並びに結合度の微調整が簡便なため量産性に優れており、光通信の再生中継器、無線器等に適用される産業上の利用可能性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】３個の１／４波長型同軸形誘電体共振器が用いられた誘電体フィルタの概略斜視図。
【図２】図１におけるII−II面の従来例に係る誘電体フィルタの断面図。
【図３】誘電体フィルタに組み込まれるブッシングの正面図。
【図４】図４（Ａ）は筒状本体外周面の片側のみにスリットが設けられた誘電体共振器の概略斜視図、図４（Ｂ）は筒状本体外周面の対向する２面にスリットが設けられた誘電体共振器の概略斜視図。
【図５】図１におけるII−II面の本発明に係る誘電体フィルタの断面図。
【図６】実施例に係る誘電体フィルタのコイルの巻き数（ｎ）と反射損失（ｄＢ）との関係を示すグラフ図。
【図７】誘電体フィルタに組み込まれる金属線の正面図。
【符号の説明】
【００３６】
８  誘電体共振器
１１  入力プローブ
２２  出力プローブ
３３  ブッシング
４４  スリット
５５  コイル状に形成した金属線
６６  結合基板
７７  板金ケース
８８  外導体
９９  開放端面
１００  貫通穴
【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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