(57)【要約】【課題】従来と同等以上に安定した温度特性を持ち、且つ基本構造を変えずに軽量化をなした半同軸型共振器およびそれを用いた帯域通過フィルタを提供すること。【解決手段】外部導体ケース１および外部導体カバー２からなる外部導体と、この外部導体の内部に設けられた内部導体３とを備える半同軸型共振器であり、内部導体３は、銀めっき１１を施した繊維強化プラスチック１２からなる。また繊維強化プラスチック１２は炭素繊維強化プラスチックとする。また、このような半同軸型共振器と、誘電体共振器とを備えた帯域通過フィルタとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空洞を有する外部導体と、前記空洞に設けられた内部導体とを備える半同軸型共振器において、前記内部導体は、導電性金属めっきを施した繊維強化プラスチックからなることを特徴とする半同軸型共振器。
【請求項２】
前記繊維強化プラスチックは炭素繊維強化プラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の半同軸型共振器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半同軸型共振器と、誘電体共振器とを備えることを特徴とする帯域通過フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置等に使用される半同軸型共振器およびそれを用いた帯域通過フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
帯域通過フィルタや送受共用器などに使用される半同軸型共振器は、一般に図１（ａ）に示されるような構造である。中空の外部導体ケース１に固定されている棒状の内部導体３と外部導体の一面を形成する外部導体カバー２からなる半同軸型共振器は、入出力端子４ａ、４ｂからの信号入出力に対して共振波形をもたらし、フィルタ特性を容易につくるものである。外部導体ケース１および外部導体カバー２からなる外部導体と内部導体３のサイズにより所望の周波数特性を得ることができ、また外部導体および内部導体に導電性の金属めっきを施すことによりロスの低い特性を得ることができる。金属めっきは、通常は抵抗率の小さい銅や銀めっきを施す。
【０００３】
従来例において、外部導体、内部導体の材質には、通常はアルミニウム、鉄、黄銅等の金属が使用されるが、非金属である合成樹脂を用いた例が次の特許文献１に示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−７４５１９号公報
【０００５】
この特許文献１には半同軸型共振器の外部導体と内部導体の両方を合成樹脂（液晶ポリマー）で構成する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
半同軸型共振器に用いられている内部導体の材質には、一般的には環境温度の変化による内部導体の変形により、周波数が変動してしまうことを防ぐために、線膨張係数の小さい金属が選定され使用されている。たとえば、アルミニウムや黄銅、鉄などがそれにあたる。
【０００７】
しかしながら、低挿入損失・高減衰量が求められるフィルタにおいて、周波数の温度変動が大きいものは高温、低温時に規格割れを起こしてしまうため、さらに線膨張係数の小さなものが求められていた。また、金属は硬質且つ比重の大きいものがほとんどであるため、加工のしにくさや質量の大きさなどが問題となっていた。
【０００８】
そのため、非金属である合成樹脂（液晶ポリマー等）を使用する技術が上記特許文献１に開示されているが、無線通信の基地局として屋外に長期間設置され続けるものもあるため、外部導体に樹脂を使用することは強度的な面で実際には難しい。
【０００９】
この状況にあって、本発明の課題は、従来と同等以上に安定した温度特性を持ち、且つ基本構造を変えずに軽量化をなした半同軸型共振器およびそれを用いた帯域通過フィルタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、プラスチックを繊維で強化した複合材料である繊維強化プラスチックを内部導体のみに使用した。また、繊維強化プラスチックを用いたのは軽量で汎用に適し、さらにめっき性も良いためである。
【００１１】
本発明によれば、内部に空洞を有する外部導体と、前記空洞に設けられた内部導体とを備える半同軸型共振器であって、前記内部導体は、導電性金属めっきを施した繊維強化プラスチックからなることを特徴とする半同軸型共振器が得られる。
【００１２】
また、前記繊維強化プラスチックは、炭素繊維強化プラスチックであることを特徴とする半同軸型共振器が得られる。
【００１３】
さらに、上記半同軸型共振器と、誘電体共振器とを備えることを特徴とする帯域通過フィルタが得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）図１に、本発明の半同軸型共振器を示す。図１（ａ）は内部透視図であり、１は外部導体ケース、２は外部導体カバー、３は内部導体、４ａおよび４ｂは入出力端子である。図１（ｂ）は内部導体３の断面図であり、１１は銀めっき、１２は繊維強化プラスチック、そして１３はタップである。
【００１５】
また、図２に、本発明の半同軸型共振器の断面図を示す。図２（ａ）はＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】
このように外部導体と内部導体で構成された半同軸型共振器の各部寸法を以下に示す。アルミニウムで形成された外部導体の内部寸法は４０ｍｍ×４０ｍｍ×４０ｍｍであり、内部導体はφ８ｍｍ×Ｌ３１ｍｍの円柱型棒状であり、外部導体にねじ止めしてある。外部導体と内部導体には、金属めっきの中でも抵抗率が最も小さい銀めっきを２〜４μｍの厚みで施している。
【００１７】
ところで、繊維強化プラスチック材料の中でも、従来使用していた金属より線膨張係数が小さな材料が実用化され、また近年のめっき技術の向上により各種樹脂へのめっきが容易なものとなっているが、中でも比較的入手性が良く、また、めっき性の良いガラス基材エポキシ樹脂を本実施の形態１では選択した。
【００１８】
ガラス基材エポキシ樹脂を内部導体の材質としたときの減衰量スペクトルの温度特性データを図３に示す。常温（＋２５℃）→高温（＋７０℃）→低温（−３０℃）と周囲温度を変化させたときの半同軸型共振器の周波数特性波形であり、このときの温度変化率は−１６．４７４ｐｐｍ／℃となった。
【００１９】
同様に、比較例１として、従来からよく使用されているアルミニウムを内部導体の材質としたときの半同軸型共振器の温度特性データを図７に示す。温度変化率は−２６．６４６ｐｐｍ／℃となり、ガラス基材エポキシ樹脂を内部導体の材質として用いた時よりも温度変化率が大きな値を示した。
【００２０】
この結果を説明するために、表１に内部導体に使用する材料の特性を示す。また、比較のために、他の材料の特性も表１に含める。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
この表１からも明白な通り、線膨張係数がアルミニウムよりもガラス基材エポキシ樹脂の方が小さいため、温度変化による内部導体の膨張・収縮が小さく周波数の変動がより安定していることが分かる。
【００２３】
（実施の形態２）次に、本発明の実施の形態２を示す。ここでは炭素繊維強化プラスチックを使用し、実施の形態１で使用したものと同じ形状を用いる。外部導体と内部導体で構成される半同軸型共振器の各部寸法を以下に示す。アルミニウムで形成された外部導体の内部寸法は４０ｍｍ×４０ｍｍ×４０ｍｍであり、内部導体にはφ８ｍｍ×Ｌ３１ｍｍの円柱型棒状のもの用い外部導体にねじ止めしてある。外部導体と内部導体には、金属めっきの中でも抵抗率が最も小さい銀めっきを２〜４μｍの厚みで施している。
【００２４】
本実施の形態２による炭素繊維強化プラスチックを内部導体の材質としたときの半同軸型共振器における減衰量スペクトルの温度特性データを図４に示す。常温（＋２５℃）→高温（＋７０℃）→低温（−３０℃）と周囲温度を変化させたときの、半同軸型共振器の減衰量の周波数特性波形であり、このときの温度変化率は−８．７ｐｐｍ／℃となった。
【００２５】
これは、アルミニウム製内部導体の温度変化率−２６．６４６ｐｐｍ／℃、ガラス基材エポキシ樹脂製内部導体の温度変化率−１６．４７４ｐｐｍ／℃よりもさらに小さな値を示した。線膨張係数がアルミニウム、ガラス基材エポキシ樹脂よりもさらに小さいため、温度変化による内部導体の膨張・収縮が小さく周波数の変動がより安定しているということである。
【００２６】
次に、内部導体の質量について比較する。ここではφ８ｍｍ×Ｌ３１ｍｍの円柱型棒状の内部導体を使用しており、アルミニウム：４．２ｇ、黄銅：１３．１ｇ、鉄：１２．２ｇに対し、ガラス基材エポキシ樹脂は２．９ｇ、炭素繊維強化プラスチックは２．３ｇとなり、金属の中でも軽量なアルミニウムに対し、それぞれ約３０％、約４５％の軽量化がはかれる。
【００２７】
（実施の形態３）次に、実施の形態３について述べる。ここでは本発明の半同軸型共振器を入出力両側に配置し、中心にＴＥ０１δトリプルモードの誘電体共振器を配置した５段のフィルタを例として述べる。なお、誘電体共振器は多重モードに限らずシングルモードを用いても良く、また。所望の特性を得るために半同軸型共振器、誘電体共振器（シングルモード、多重モード）の組合せで段数を決めるものとする。
【００２８】
図５は、本実施の形態３の帯域通過フィルタを示す斜視図である。この帯域通過フィルタにおいては、繊維強化プラスックを使用した半同軸型共振器２３とＴＥ０１δトリプルモードの誘電体共振器２４を共振器間のスリットにより電磁界結合して５段のフィルタ特性を得ている。なお、２１は外部導体ケース、２２は外部導体カバーである。この帯域通過フィルタの室温での伝送特性を図６に示す。
【００２９】
また、図５に示した帯域通過フィルタと他は同一であり半同軸型共振器の内部導体には黄銅を使用した場合を比較例２として作製した。図８に、この帯域通過フィルタの室温での伝送特性を示す。
【００３０】
図６と図８の伝送特性は、ほとんど一致している。このような結果が得られたのは、基本構造を変えることなく、同一形状の内部導体の置き換えを行ったためである。
【００３１】
これまで説明したように、本発明の半同軸型共振器を使用すると、内部導体には線膨張係数と比重の小さな繊維強化プラスチックを使用するため、温度特性がよい共振器を提供し且つ軽量化をはかることができる。また、本発明の半同軸型共振器に誘電体共振器を組み合わせてなる本発明の帯域通過フィルタについても、温度特性がよく、軽量である。
【００３２】
【発明の効果】
低挿入損失・高減衰量を特徴とし、また屋外に設置される装置に使用されるフィルタなどでは、特に温度変化率は小さいほど良いが、本発明によれば、基本構造を変えることなく温度特性を改善することができ、また軽量化がはかれる。
【００３３】
さらに誘電体共振器との組合せにより基本構造を変えることなく多段型のフィルタ特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半同軸型共振器を示す図。図１（ａ）は内部透視図、図１（ｂ）は内部導体の断面図。
【図２】本発明による半同軸型共振器の断面図。図２（ａ）はＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ断面図。
【図３】実施の形態１の半同軸型共振器の温度特性。
【図４】実施の形態２の半同軸型共振器の温度特性。
【図５】実施の形態３の帯域通過フィルタの斜視図。
【図６】実施の形態３の帯域通過フィルタの伝送特性。
【図７】比較例１の半同軸型共振器の温度特性。
【図８】比較例２の帯域通過フィルタの伝送特性。
【符号の説明】
１，２１    外部導体ケース
２，２２    外部導体カバー
３，２３    内部導体
４ａ，４ｂ，２５ａ，２５ｂ    入出力端子
１１    銀めっき
１２    繊維強化プラスチック
１３    タップ
２４    トリプルモード誘電体共振器
２５ａ，２５ｂ    入出力端子
【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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