(57)【要約】【課題】通過帯域よりも僅かに高い周波数帯の減衰特性を改善する円筒空胴共振器形フィルタを提供する。【解決手段】電磁波の入力端部と出力端部に開口窓が形成されている複数の円筒空胴共振器１が、互いに自己のフランジ１１に形成された開口窓と他方の円筒空胴共振器のフランジ１１に形成された開口窓とを通じ、結合板６ｂの孔部を介して結合されている円筒空胴共振器形フィルタである。各円筒空胴共振器１の開口窓には導電部材が取り付けられており、導電部材が、その取付前に比べて、基本モードでの共振周波数に実質的に影響を与えず、高次モードでの共振周波数のみを高くするように構成されている。【選択図】  図１
2004266641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波の入力端部と出力端部に開口窓が形成されている円筒空胴共振器が、前記開口窓を通じて導波管と接合される円筒空胴共振器形フィルタであって、
前記円筒空胴共振器の前記開口窓に、その取付前に比べて基本モードでの共振周波数に実質的に影響を与えず高次モードでの共振周波数のみを高くする１又は複数の導電部材が取り付けられている、
円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項２】
それぞれ電磁波の入力端部と出力端部に開口窓が形成されている複数の円筒空胴共振器が、互いに自己の前記開口窓を通じて他の円筒空胴共振器と結合されている円筒空胴共振器形フィルタであって、
各円筒空胴共振器の開口窓に、その取付前に比べて基本モードでの共振周波数に実質的に影響を与えず高次モードでの共振周波数のみを高くする１又は複数の導電部材が取り付けられている、
円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項３】
前記円筒空胴共振器と前記導波管との接合部位間に、前記開口窓よりも小さい所定サイズの孔部が設けられた結合板が介在する、
請求項１記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項４】
結合される前記円筒空胴共振器の端部間に、前記開口窓よりも小さい所定サイズの孔部が設けられた結合板が介在する、
請求項２記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項５】
前記円筒空胴共振器の入力端部と出力端部にはそれぞれフランジが設けられており、各フランジの略中央部に前記開口窓が形成されている、
請求項１又は２記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項６】
各々の前記円筒空胴共振器の入力端部に設けられたフランジと出力端部に設けられたフランジとが当該円筒空胴共振器の空胴軸心に対して対称となる方向に形成されている、
請求項５記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項７】
前記円筒空胴共振器の入力端部に設けられたフランジと出力端部に設けられたフランジとが円筒空胴共振器の空胴軸心を中心として９０度の方向に形成されている、
請求項５記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項８】
前記導電部材は、その表面部が共振器内部を臨み且つ当該共振器の空胴内壁の一部をなす部位に取り付けられた矩形の板状導体である、
請求項３又は４記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項９】
前記導電部材は、その側部表面部が共振器内部を臨み且つ当該共振器の空胴内壁の一部をなす部位に取り付けられた棒状導体である、
請求項３又は４記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項１０】
前記基本モードがＴＥ０１ｎモードであり、前記高次モードがＴＥ３１ｎモードである、
請求項１乃至９のいずれかの項記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項１１】
前記円筒空胴共振器の軸心方向に動く可動端板と、この可動端板を変位させる変位機構とが設けられている、
請求項１０記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【請求項１２】
電磁波の入力端部と出力端部に開口窓が形成されている円筒空胴共振器であって、
前記開口窓に、その取付前に比べて、基本モードでの共振周波数に実質的に影響を与えず高次モードでの共振周波数のみを高くする１又は複数の導電部材が取り付けられている、
円筒空胴共振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばマイクロ波帯のレーダシステム等から放散される不要な周波数を抑圧する円筒空胴共振器形フィルタ及び円筒空胴共振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波帯のレーダシステムで使用される低損失のバンド・パス・フィルタとして、基本モードがＴＥ０１ｎモード（ｎは自然数、以下同じ）の円筒空胴共振器形フィルタがある。
円筒空胴共振器形フィルタの中には、それぞれ同一特性の複数の円筒空胴共振器を多段結合してなるフィルタ、すなわち、それぞれ電磁波の入力端部と出力端部にフランジが形成され、フランジの略中央部に開口窓が形成されている複数の円筒空胴共振器が、互いに自己の開口窓及び他方の円筒空胴共振器の開口窓と、その間に介在する結合板の孔部とを通じて電気的に結合されているものがある。初段の円筒空胴共振器の入力端部には入力用導波管のフランジが、終段の円筒空胴共振器の出力端部には出力用導波管のフランジが、それぞれ孔部が形成された結合板を挟んでビス等によって締結されるようになっている。
各結合板の孔部は、フランジの開口窓の中心部付近、あるいは周縁部付近に設けられており、そのサイズは、フランジの開口窓よりもやや小さいサイズである。孔部の形成位置によって、センタアイリス、サイドアイリスと呼ばれている。
なお、各円筒空胴共振器側の開口窓のサイズはすべて同じであるが、結合板の孔部の寸法は、段数と、結合時の必要サセプタンスの値に応じて異なる。
【０００３】
図８は、従来の円筒空胴共振器形フィルタに用いられる円筒空胴共振器の構造説明図であり、（ａ）はフランジから円筒空胴共振器側をみた正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。また、図９は結合板の正面図であり、サイドアイリス型の結合孔が設けられた例である。
これらの図において、符号１は円筒空胴共振器、符号６ａ，６ｂは結合板である。各円筒空胴共振器１の入力端部８と出力端部９には、その中央部に開口窓１２が形成されたフランジ１１が設けられ、フランジ１１の周縁部付近には、複数のビスを貫通させるためのビス孔１３が形成されている。円筒空胴共振器１同士を結合するときは、両フランジ１１の間に図９のように孔部６１が形成された結合板６ａを挟み、ビス孔１３，６２にビスを貫通させることで機械的に連結し、フランジ１１の開口窓１２及び結合板６ａの孔部６１を通じて電気的に結合されるようにしている。各円筒空胴共振器１と導波管２も同様にして接合される。
【０００４】
円筒空胴共振器１のモードチャートが図１０のようになることは、よく知られている（例えば、ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＦＩＬＴＥＲＳ，ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ−ＭＡＴＣＨＩＮＧ  ＮＥＴＷＯＲＫＳ，ＡＮＤ  ＣＯＵＲＰＲＩＮＧ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＲ  のＦＩＧ．５．１１−３  ＭＯＤＥ  ＣＨＡＲＴ  ＦＯＲ  ＲＩＧＨＴ−ＣＩＲＣＵＬＡＲ−ＣＹＬＩＮＤＥＲ  ＲＥＳＯＮＡＴＯＲ等に詳細に示されている）。図１０の横軸は、円筒空胴共振器の直径Ｄ［ｉｎｃｈｅｓ］と共振器軸長Ｌ［ｉｎｃｈｅｓ］との関数である（Ｄ／Ｌ）２、縦軸は、円筒空胴共振器の共振周波数ｆ［ＧＨｚ］と円筒空胴共振器の直径Ｄ［ｉｎｃｈｅｓ］との関数である（ｆ・Ｄ）２である。
【０００５】
円筒空胴共振器１では、通過帯域の中心周波数（使用周波数）と異なるいくつかの周波数帯にも共振点がある。通過帯域での共振モードを基本モード、通過帯域の周波数よりも高い周波数帯での共振モードを高次モードという。例えば、基本モードがＴＥ０１１  モードの場合の直近の高次モードは、図１０の（ｃ）に示されるようにＴＥ３１１  モードである。
【０００６】
円筒空胴共振器形フィルタをバンド・パス・フィルタとして用いる場合、高次モードは、基本モードにおける減衰特性を劣化させるため、その影響をできる限り避けるような構造にする必要がある。
例えば図１０（ｃ）のＴＥ３１１  モードの影響をできる限り避けるようにするため、縦軸の（ｆ・Ｄ）２を“２８０”に選ぶと、使用周波数に対して各円筒空胴共振器１の直径Ｄと各円筒空胴共振器１の軸長Ｌが決まる。また、円筒空胴共振器１の寸法から、ＴＥ３１１  モードでの共振周波数も決まる。
【０００７】
しかし、ＴＥ３１１  モードにおける共振周波数は、往々にして直近のＴＥ０１１  モードでの共振周波数に近い周波数となる。そのため、ＴＥ０１１  モードでの共振周波数よりも僅かだけ高い周波数帯での減衰特性が、ＴＥ３１１  モードの共振に引張られて、図５の（Ａ）に示すように劣化してしまう場合があった。
このような傾向は、ＴＥ０１１  モードに対するＴＥ３１１  モードのみならず、他の基本モードに対する直近の高次モードとの間でも同様に生じ得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したような通過帯域の周波数よりも僅かに高い周波数帯における減衰特性の劣化を解決することができる円筒空胴共振器形フィルタを提供することを主たる課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の円筒空胴共振器形フィルタは、電磁波の入力端部と出力端部に開口窓が形成されている円筒空胴共振器が、前記開口窓を通じて導波管と接合されている円筒空胴共振器形フィルタであって、前記円筒空胴共振器の前記開口窓に、その取付前に比べて基本モードでの共振周波数に実質的に影響を与えず高次モードでの共振周波数のみを高くする１又は複数の導電部材が取り付けられているものである。
基本モードは例えばＴＥ０１ｎモードであり、高次モードは例えばＴＥ３１ｎモードである。
【００１０】
導電部材により、ＴＥ３１ｎモードでは、電界がより中央部に集中するようになり、円筒空胴共振器の直径が実質的に小さくなる状況となる。そのため、共振波長がその分だけ短くなり、共振周波数が高い周波数帯に移る。ＴＥ３１ｎモードの共振周波数が高い周波数帯に移ると、使用周波数の中心周波数とＴＥ３１ｎモードの共振周波数との間の周波数側の減衰特性が改善される。ＴＥ０１ｎモードに対しては、中心付近に電界強度が同心円状に生じているので、導体による電磁界の影響は受けにくい。それ故に、ＴＥ０１ｎモードで動作するフィルタの中心周波数の変動は、ほとんど無視できる程度となる。
【００１１】
このことをより具体的に説明する。
一般的に、円筒空胴共振器の共振モードがＴＥｌｍｎモードの場合の共振周波数は、以下の式で表すことができる。
【００１２】
【数１】
2004266641.tif 000003
【００１３】
Ｄは円筒空胴共振器の直径であり、Ｌは共振器軸長である。εは誘電率、μは透磁率を示し、ｕ’ｌｍは、第一種ベッセル関数の微分形であって、Ｊ’ｌ（ｘ’）＝０  のｍ番目の解である。
ここで、ＴＥ０１ｎモードでの共振周波数をｆ１、ＴＥ３１ｎでの共振周波数をｆ２とすると、以下の関係式が成り立つ。
【００１４】
【数２】
2004266641.tif 000004
【００１５】
【数３】
2004266641.tif 000005
【００１６】
（３）式におけるε、μは材質で決まる値であるため、Ｋは定数となる。
よって、（２）式より、直径Ｄが小さくなると、ｆ２２−ｆ１２の値が増え、ｆ１とｆ２  との差周波数△ｆ（△ｆ＝ｆ２−ｆ１）は増加する。
本発明では、導電部材を円筒空胴共振器の開口窓に取り付けることにより、直径Ｄが実質的に小さくなるので、上述したように、差周波数△ｆが増加する。
【００１７】
本発明の円筒空胴共振器フィルタでは、共振器段数に応じた孔部のサイズを容易に確保するために、前記円筒空胴共振器と前記導波管の接合部位間に、前記開口窓よりも小さい所定サイズの孔部が設けられた結合板が介在するように構成することが望ましい。
【００１８】
本発明の他の円筒空胴共振器形フィルタは、それぞれ電磁波の入力端部と出力端部に開口窓が形成されている複数の円筒空胴共振器が、互いに自己の前記開口窓を通じて結合されている円筒空胴共振器形フィルタであって、各円筒空胴共振器の開口窓に、その取付前に比べて基本モードでの共振周波数に実質的に影響を与えず高次モードでの共振周波数のみを高くする１又は複数の導電部材が取り付けられているものである。
【００１９】
この円筒空胴共振器フィルタにおいても、共振器段数に応じた孔部のサイズを容易に確保するために、好ましくは、前記円筒空胴共振器の結合端部間に、前記開口窓よりも小さい所定サイズの孔部が設けられた結合板が介在するように構成する。
【００２０】
接合ないし結合を容易にする観点からは、上述の各円筒空胴共振器形フィルタにおける円筒空胴共振器の入力端部及び出力端部にフランジを設け、各フランジの略中央部に前記開口窓が形成されるようにする。
共振器内における高次モードの電界分布を考慮して、前記円筒空胴共振器の入力端部に設けられたフランジと出力端部に設けられたフランジとは、円筒空胴共振器の空胴軸心に対して対称となる方向、あるいは、空胴軸心を中心として９０度の方向に形成する。
前記導電部材は、その表面部が共振器内部を臨み且つ当該共振器の空胴内壁の一部をなす位置に取り付けられた矩形の板状導体、あるいは、その側部表面部が共振器内部を臨み且つ当該共振器の空胴内壁の一部をなす位置に取り付けられた棒状導体のいずれであってもよい。
【００２１】
各円筒空胴共振器の共振周波数を可変にするため、前記円筒空胴共振器の軸心方向に動く可動端板と、この可動端板を変位させる変位機構とを設けるようにしてもよい。
【００２２】
本発明の円筒空胴共振器は、電磁波の入力端部と出力端部に開口窓が形成されており、前記開口窓に、その取付前に比べて、基本モードでの共振周波数に実質的に影響を与えず、高次モードでの共振周波数のみを高くする１又は複数の導電部材が取り付けられているものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、ＴＥ０１１モードが基本モードで、このＴＥ０１１モードの直近の高次モードがＴＥ３１１モードとなる円筒空胴共振器形フィルタに適用した場合の実施形態を説明する。
ここで説明する円筒空胴共振器形フィルタは、マイクロ波の所定周波数帯域のみを通過させるバンド・パス・フィルタとして使用されるものである。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、第１実施形態による円筒空胴共振器形フィルタの上部外観図、同（ｂ）はその側部外観図、同（ｃ）は結合板の正面図である。便宜上、図８に示した従来型の円筒空胴共振器形フィルタと同一ないし対応する構成要素については、同一符号を付してある。
【００２５】
第１実施形態の円筒空胴共振器形フィルタは、図１（ａ）に示すように、２つの円筒空胴共振器１を、１８０度方向、すなわち電磁波の入力に対する出力が円筒空胴共振器の空胴軸心に対して対称となる方向に、結合板６ｂを介して縦続結合して構成される。
各円筒空胴共振器１には、それぞれフランジ１１が円筒空胴部分を挟んで設けられている。円筒空胴共振器１同士を結合するためのフランジ１１に開口窓１２が形成されている点、両端のフランジ１１に導波管２のフランジ２１と結合するための開口窓１２が形成されている点、フランジ１１，２１間、フランジ１１間に結合板６ａ，６ｂが介在する点は、従来型のものと同じである。図１（ｃ）に示されるように結合板６ａ，６ｂの孔部の幅はｗａ、ｗｂとなっている。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、各円筒空胴共振器１内には、それぞれ対向する端面部が軸心方向に動く可動端板３ａ，３ｂが円筒空胴の両端部の変位機構に支持されて設けられている。これらの可動端板３ａ，３ｂは、当該円筒空胴共振器１における共振周波数を事後的に調整するためのものであり、調整後の位置が、ナット４ａ，４ｂによってロックされるようになっている。
【００２７】
各円筒空胴共振器１の構造例を図２に示す。図２（ａ）はフランジ１１から円筒空胴共振器側をみた円筒空胴共振器１の正面図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
この実施形態では、円筒空胴共振器１の入力端部８，出力端部９のそれぞれの開口窓１２に、導電部材の一例となる２枚の略矩形状の導電板７が、その表面部が円筒空胴内部を臨む位置に、やや円筒空胴内部側に突き出るように取り付けている。これにより、導電板７の表面部が円筒空胴共振器の内壁の一部をなすようになる。
導電板７の形状、厚み、表面サイズは、任意であってもよい。導電板７は、好ましくは、すべての円筒空胴共振器の開口窓１２に取り付ける。
【００２８】
図３はＴＥ０１１モードの電磁界分布、図４はＴＥ３１１モードの電磁界分布である。実線は電界、点線は磁界を示す。ＴＥ０１１モードでは、図３から明らかなように電界強度が中心付近に同心円状に生じるので、導電板７の表面が円筒空胴内部側に多少突き出ていても、それによる影響は受けにくい。そのため、ＴＥ０１１モードでの共振周波数の変動は、実用上、ほとんど無視することができる。
これに対して、ＴＥ３１１モードでは、図４から明らかなように、電界が円筒空胴内壁から中央部に向かう。そのため、導電板７によって開口窓１２付近の電界がより中央部方向に集中するようになり、円筒空胴共振器１の直径が実質的に小さくなり、共振波長がその分だけ短くなる。そのため、ＴＥ３１１モードの共振周波数が、より高い周波数帯に移り、通過帯域の中心周波数よりも僅かに高い周波数帯における減衰特性が改善される。図４から明らかなように、電磁波の出力（ＯＵＴ）が入力（ＩＮ）に対して９０度異なるときと、１８０度異なるときとでは、電界の方向及び分布が異なっている。
【００２９】
図５は、開口窓１２に導電板７を挿入する前の減衰特性（Ａ）と、挿入した後の減衰特性（Ｂ）とを比較するために示したグラフである。通過帯域の中心周波数は、５．２７［ＧＨｚ］、グラフの間隔（ＳＰＡＮ）は１［ＧＨｚ］である。このように、導電板７を挿入することにより、例えば周波数が（Ｃ）である場合には約１０ｄＢ、使用周波数によっては約２０ｄＢ以上も減衰特性が改善される一方、通過帯域の周波数よりも僅かに高い周波数帯、すなわち直近の高次モードであるＴＥ３１１モードでは、例えば５，３８４［ＭＨｚ］から５，５０３［ＭＨｚ］のように、共振周波数が約１２０［ＭＨｚ］高い方に移動する。また、図５により、通過帯域の中心周波数近辺の周波数帯での減衰特性の対称性が改善されていることがわかる。
【００３０】
このように、第１実施形態の円筒空胴共振器形フィルタでは、２つの円筒空胴共振器１を１８０度方向で縦続結合するとともに、すべての入力端部及び出力端部の開口窓１２から円筒空胴内部側にやや突き出すような形で導電板７を設けたので、ＴＥ０１１モードについては共振周波数に実質的な影響を与えず、直近のＴＥ３１１モードでは電界がより円筒空胴中央部に集中して円筒空胴共振器１の直径が実質的に小さくなってＴＥ３１１モードでの共振周波数が高い方へ移動し、通過帯域よりも僅かだけ高い周波数帯での減衰特性が、ＴＥ３１１  モードの共振に引張られて減衰特性が劣化するという従来の問題を効果的に解消することができる。
【００３１】
なお、第１実施形態では、導電部材として導電板７を用いた例を示したが、その側部表面部が共振器内部を指向する位置に取り付けられた棒状導体を用いてもよい。但し、この場合も、好ましくは、棒状導体の側部表面部が円筒空胴内部側に多少突き出るようにする。
また、第１実施形態では、導電板７を２つ設けた場合の例を示したが、その数は１つのみであってもよく、３つ以上であってもよい。
開口窓１２のサイズ及び形状、結合板６に形成される孔部６１のサイズ及び形状も、円形孔、矩形孔等いずれであってもよい。
【００３２】
＜第２実施形態＞
円筒空胴共振器形フィルタには、上述した結合方向が１８０度となる１８０度タイプの円筒空胴共振器の他に、結合方向が９０度となる９０度タイプの円筒空胴共振器を用いることもできる。
図６は、それぞれ９０度タイプの３つの円筒空胴共振器３１を結合して構成される円筒空胴共振器形フィルタの上部外観図である。各円筒空胴共振器３１には、フランジ３２が円筒空胴の空胴軸心を中心として９０度方向に設けられている。
初段の円筒空胴共振器３１のフランジ３２の一方は、曲がり導波管５のフランジ５１と結合板６ｃを介して接合されており、同様に、３段目の円筒空胴共振器３１のフランジ３２の一方は、導波管２のフランジ２１と結合板６ｃを介して接合されている。
また、初段の円筒空胴共振器３１のフランジ３２の他方は、２段目の円筒空胴共振器３１のフランジ３２の一方と結合板６ｄを介して結合されている。同様に、２段目の円筒空胴共振器３１のフランジ３２の他方と３段目の円筒空胴共振器３１のフランジ３２の他方も、結合板６ｄを介して結合されている。
【００３３】
曲がり導波管５を伝送してきた電磁波（ＩＮ）は、図７に示されるように、結合板６ｃを通じて円筒空胴共振器３１に導かれ、その後、結合板６ｄを通じて２段目の円筒空胴共振器３１、３段目の円筒空胴共振器３１に導かれる。３段目の円筒空胴共振器３１から出力された電磁波（ＯＵＴ）は、結合板６ｃを通じて導波管２に導かれる。
【００３４】
図６において、符号３３ａは共振周波数調整用の可動端板、符号３４ａは可動端板３３ａを固定するためのナットである。
各段の円筒空胴共振器１には開口窓が形成されており、各開口窓には、第１実施形態において説明した導電板７が取り付けられている。
【００３５】
図４に示したように、ＴＥ３１１モードは、電磁波の出力が入力に対して９０度のときと、１８０度のときとでは、電界の分布が異なっている。従って、入出力が９０度方向の場合は、より結合しにくくなる。一方、ＴＥ０１１モードは、図３に示すようにどの方向でも同じなので、等量結合する。つまり、結合方向が９０度タイプの円筒空胴共振器を用いた円筒空胴共振器形フィルタの方が、減衰特性をより一層改善することができることになる。
第２実施形態の円筒空胴共振器形フィルタは、１８０度方向の３段型のものと特性的にはほぼ等価（実際には上述したようにやや優れている）であるにも拘わらず、全体長は２段の円筒空胴共振器を用いたものと変わらないので、それを組み込む装置の大型化を回避することもできる。
【００３６】
以上、本発明の特徴点を２つの実施形態を示して説明したが、本発明の範囲は、上述の実施形態の例に限定されるものではなく、種々の設計変更が可能である。例えば、本発明では、円筒空胴共振器を２段又は３段結合した場合の例を説明したが、円筒空胴共振器の数は、１つあるいは４つ以上であってよい。
１つの場合は、円筒空胴共振器の入力用のフランジ１１と入力側の導波管２のフランジ２１との間、及び、円筒空胴共振器の出力用のフランジ１１と出力側の導波管２のフランジ２１との間に、それぞれ結合板６ａを介在させ、これらの結合板６ａを介在して導波管と円筒空胴共振器とを接合することになる。
多段結合の場合には、段数及び入出力側のサセプタンスの値に応じて結合板の結合部（ｗａ，ｗｂ）のサイズを変えていくことになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、通過帯域の周波数よりも僅かに高い周波数帯における減衰特性の劣化を解決することができる、円筒空胴共振器形フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はＴＥ０１１モードの円筒空胴共振器を１８０度方向に結合した円筒空胴共振器形フィルタの上部外観図、（ｂ）はその側部外観図、（ｃ）は結合板の正面図。
【図２】（ａ）は図１に示した円筒空胴共振器形フィルタのフランジ１１から円筒空胴共振器側をみた正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面部。
【図３】円筒空胴共振器内のＴＥ０１１モード共振の電界（実線）と磁界（点線）の分布図。
【図４】円筒空胴共振器内のＴＥ３１１モード共振の電界（実線）と磁界（点線）の分布図。
【図５】１８０度タイプの円筒空胴共振器形フィルタを２段結合した場合における、入出力端の開口窓に導電板を挿入する前と後の減衰特性を示したグラフ。
【図６】９０度タイプの円筒空胴共振器を３段結合した円筒空胴共振器形フィルタの上部外観図。
【図７】図６に示した９０度タイプの円筒空胴共振器形フィルタの結合状態を示した概略系統図。
【図８】（ａ）は従来の円筒空胴共振器形フィルタのフランジから円筒空胴共振器側をみた正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面部。
【図９】円筒空胴共振器のフランジと導波管のフランジとの間に設けられる結合板の正面図。
【図１０】円筒空胴共振器のモードチャート。
【符号の説明】
１，３１  円筒空胴共振器
２  導波管
３ａ，３ｂ，３３ａ  共振周波数調整用の可動端板
４ａ，４ｂ，３４ａ  ナット
５  曲り導波管
６  結合板
７  導電板
８，９  入出力端部
１１，３２  円筒空胴共振器のフランジ
１２  開口窓
１３，６２  ビス孔
２１，５１  導波管側フランジ
６１  結合板の孔部
【図１】
2004266641.tif 000006
【図２】
2004266641.tif 000007
【図３】
2004266641.tif 000008
【図４】
2004266641.tif 000009
【図５】
2004266641.tif 000010
【図６】
2004266641.tif 000011
【図７】
2004266641.tif 000012
【図８】
2004266641.tif 000013
【図９】
2004266641.tif 000014
【図１０】
2004266641.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月12日(2003.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記円筒空胴共振器と前記導波管との接合部位間に所定サイズの孔部が設けられた結合板を介在させ、前記開口窓を当該結合板の前記孔部よりも大きく形成する、
請求項１記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
結合される前記円筒空胴共振器の端部間に所定サイズの孔部が設けられた結合板を介在させ、前記開口窓を当該結合板の前記孔部よりも大きく形成する、
請求項２記載の円筒空胴共振器形フィルタ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波帯のレーダシステムで使用される低損失のバンド・パス・フィルタとして、基本モードがＴＥ０１ｎモード（ｎは自然数、以下同じ）の円筒空胴共振器形フィルタがある。
円筒空胴共振器形フィルタの中には、円筒空胴共振器を多段結合してなるフィルタ、すなわち、それぞれ電磁波の入力端部と出力端部にフランジが形成され、フランジの略中央部に開口窓が形成されている複数の円筒空胴共振器が、互いに自己の開口窓及び他方の円筒空胴共振器の開口窓と、その間に介在する結合板の孔部とを通じて電気的に結合されているものがある。初段の円筒空胴共振器の入力端部には入力用導波管のフランジが、終段の円筒空胴共振器の出力端部には出力用導波管のフランジが、それぞれ孔部が形成された結合板を挟んでビス等によって締結されるようになっている。
各結合板の孔部は、フランジの開口窓の中心部付近、あるいは周縁部付近に設けられており、そのサイズは、フランジの開口窓よりもやや小さいサイズである。孔部の形成位置によって、センタアイリス、サイドアイリスと呼ばれている。
なお、各円筒空胴共振器側の開口窓のサイズはすべて同じであるが、結合板の孔部の寸法は、段数と、結合時の必要サセプタンスの値に応じて異なる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
円筒空胴共振器１のモードチャートが図１０のようになることは、よく知られている（例えば、ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＦＩＬＴＥＲＳ，ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ−ＭＡＴＣＨＩＮＧ  ＮＥＴＷＯＲＫＳ，ＡＮＤ  ＣＯＵＰＬＩＮＧ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ  のＦＩＧ．５．１１−３  ＭＯＤＥ  ＣＨＡＲＴ  ＦＯＲ  ＲＩＧＨＴ−ＣＩＲＣＵＬＡＲ−ＣＹＬＩＮＤＥＲ  ＲＥＳＯＮＡＴＯＲ等に詳細に示されている）。図１０の横軸は、円筒空胴共振器の直径Ｄ［ｉｎｃｈｅｓ］と共振器軸長Ｌ［ｉｎｃｈｅｓ］との関数（Ｄ／Ｌ）２であり、縦軸は、円筒空胴共振器の共振周波数ｆ［ＧＨｚ］と円筒空胴共振器の直径Ｄ［ｉｎｃｈｅｓ］との関数（ｆ・Ｄ）２である。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の円筒空胴共振器フィルタでは、前記円筒空胴共振器と前記導波管の接合部位間に所定サイズの孔部が設けられた結合板を介在させ、前記開口窓を当該結合板の前記孔部よりも大きく形成することが好ましい。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
この円筒空胴共振器フィルタにおいても、好ましくは、前記円筒空胴共振器の結合端部間に所定サイズの孔部が設けられた結合板を介在させ、前記開口窓を当該結合板の前記孔部よりも大きく形成する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
第１実施形態の円筒空胴共振器形フィルタは、図１（ａ）に示すように、２つの円筒空胴共振器１を、１８０度方向、すなわち電磁波の入力に対する出力が円筒空胴共振器の空胴軸心に対して対称となる方向に、結合板６ｂを介して縦続結合して構成される。
各円筒空胴共振器１には、それぞれフランジ１１が円筒空胴部分を挟んで設けられている。円筒空胴共振器１同士を結合するためのフランジ１１に、図２に示すように、開口窓１２が形成されている点、両端のフランジ１１に導波管２のフランジ２１と結合するための開口窓１２が形成されている点、フランジ１１，２１間に結合板６ａ、フランジ１１同士の間に結合板６ｂが介在する点は、従来型のものと同じである。図１（ｃ）に示されるように結合板６ａ，６ｂの孔部の幅はｗａ、ｗｂとなっている。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
このように、第１実施形態の円筒空胴共振器形フィルタでは、２つの円筒空胴共振器１を１８０度方向で縦続結合するとともに、すべての入力端部及び出力端部の開口窓１２から円筒空胴内部側にやや突き出すような形で導電板７を設けたので、ＴＥ０１１モードについては共振周波数に実質的な影響を与えず、直近のＴＥ３１１モードでは電界がより円筒空胴中央部に集中して円筒空胴共振器１の直径が実質的に小さくなってＴＥ３１１モードでの共振周波数が高い方へ移動し、通過帯域よりも僅かだけ高い周波数帯での減衰特性が良好となる。従って、ＴＥ３１１  モードの共振に引張られて減衰特性が劣化するという従来の問題を効果的に解消することができる。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
なお、第１実施形態では、導電部材として導電板７を用いた例を示したが、その側部表面部が共振器内部を指向する位置に取り付けられた棒状導体を用いてもよい。但し、この場合も、好ましくは、棒状導体が円筒空胴内部側に多少突き出るようにする。
また、第１実施形態では、導電板７を２つ設けた場合の例を示したが、その数は１つのみであってもよく、３つ以上であってもよい。
開口窓１２のサイズ及び形状、結合板６に形成される孔部６１のサイズ及び形状も、円形孔、矩形孔等いずれであってもよい。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はＴＥ０１１モードの円筒空胴共振器を１８０度方向に結合した円筒空胴共振器形フィルタの上部外観図、（ｂ）はその側部外観図、（ｃ）は結合板の正面図。
【図２】（ａ）は図１に示した円筒空胴共振器形フィルタのフランジ１１から円筒空胴共振器側をみた正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面部。
【図３】円筒空胴共振器内のＴＥ０１１モード共振の電界（実線）と磁界（点線）の分布図。
【図４】円筒空胴共振器内のＴＥ３１１モード共振の電界（実線）と磁界（点線）の分布図。
【図５】１８０度タイプの円筒空胴共振器形フィルタを２段結合した場合における、入出力端の開口窓に導電板を挿入する前と後の減衰特性を示したグラフ。
【図６】９０度タイプの円筒空胴共振器を３段結合した円筒空胴共振器形フィルタの上部外観図。
【図７】図６に示した９０度タイプの円筒空胴共振器形フィルタの結合状態を示した概略系統図。
【図８】（ａ）は従来の円筒空胴共振器形フィルタのフランジから円筒空胴共振器側をみた正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面部。
【図９】円筒空胴共振器のフランジに設けられる結合板の正面からの例示図。
【図１０】円筒空胴共振器のモードチャート。
【符号の説明】
１，３１  円筒空胴共振器
２  導波管
３ａ，３ｂ，３３ａ  共振周波数調整用の可動端板
４ａ，４ｂ，３４ａ  ナット
５  曲り導波管
６  結合板
７  導電板
８，９  入出力端部
１１，３２  円筒空胴共振器のフランジ
１２  開口窓
１３，６２  ビス孔
２１，５１  導波管側フランジ
６１  結合板の孔部


【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004266641.tif 000016
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004266641.tif 000017