(57)【要約】【課題】フィルタ特性の調整を容易に行なうことができる誘電体帯域通過フィルタを提供する。【解決手段】金属製筐体３１内に誘電体共振器３２ａ、３２ｂを収納し、筐体３１の両側部に入出力端子３３ａ、３３ｂを設ける。誘電体共振器３２ａ、３２ｂは、誘電体共振素子４１の上面中央に周波数調整用の空孔４２を設けると共に、その左右両側に所定長さの結合用空孔４３を設け、上面以外の表面にメタライズを施す。誘電体共振器３２ａ、３２ｂの各結合用空孔４３の上方部位に筒状の治具５１ａ〜５１ｄを配置し絶縁材を介して筐体３１に固定する。治具５１ａ〜５１ｄの内側に形成したネジ溝に金属製の結合調整棒５２ａ〜５２ｄの頭部を螺合させ、その下側を結合用空孔４３内に挿入する。結合調整棒５２ａ〜５２ｄを回転操作して結合用空孔４３への挿入長さを可変設定し、電磁結合量を調整する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に貫通する空孔を設け、その一端を開口面とした筒状の誘電体であって、該誘電体の前記開口面以外の表面に金属材を塗布した誘電体共振器において、
前記開口面に少なくとも１つの結合用空孔を設け、該結合用空孔に調整棒を挿入することで電磁結合の調整を行なうことを特徴とする誘電体共振器。
【請求項２】
前記開口面の結合用空孔には雌ネジ状の治具を備え、前記調整棒は雄ネジ形状を有して前記雌ネジ状の治具に挿入されることを特徴とする請求項１記載の誘電体共振器。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の誘電体共振器を１個又は複数個備え、該誘電体共振器全体の両端に入出力端子を設けたことを特徴とする誘電体帯域通過フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁モードがＴＥＭモードの誘電体共振器及びこの誘電体共振器を用いた誘電体帯域通過フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばタクシー無線等の移動無線における基地局では、複数の通信機と空中線との間に空中線共用装置を設け、周波数の異なる複数チャンネルにより１つの空中線を共用している。上記空中線共用機は、複数の帯域通過フィルタにより構成されるが、この帯域通過フィルタとしては、例えばＴＥＭモード誘電体共振器を利用した誘電体帯域通過フィルタが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来のＴＥＭモードの誘電体帯域通過フィルタは、図７に示すように構成されている。図７において、１１は金属製の筐体で、この筐体１１内に複数例えば２つのＴＥＭモードの誘電体共振器１２ａ、１２ｂを収納している。また、筐体１１の両側部には、入出力端子１３ａ、１３ｂが設けられる。更に筐体１１内には、上記入出力端子１３ａ、１３ｂに対応して結合コイル１４ａ、１４ｂが設けられる。この結合コイル１４ａ、１４ｂは、一端が入出力端子１３ａ、１３ｂに接続され、他端が筐体１１に接続される。
【０００４】
上記誘電体共振器１２ａ、１２ｂは、図８に示すように四角柱に形成された誘電体共振素子２１の上面中央に上下両端に貫通する空孔２２を設けると共に、上面以外の表面にメタライズ２３を施している。そして、誘電体共振素子２１の対向する両側面中央部のメタライズ２３を剥がして結合窓２４を形成する。
【０００５】
上記のようにして構成した誘電体共振器１２ａ、１２ｂは、結合窓２４が相互に隣接するように筐体１１内に収納し、結合コイル１４ａ、１４ｂと誘電体共振器１２ａ、１２ｂとの間、及び誘電体共振器１２ａと１２ｂとの間を結合窓２４により電磁界結合させている。
【０００６】
また、図示しないが、誘電体共振器１２ａ、１２ｂの同調を図るために、空孔２２内に金属製の同調棒が挿入される。この同調棒は、筐体１１の上面にナットで固定され、空孔２２内への挿入量によって同調周波数を調整するようになっている。
【特許文献１】特開平７−１４７５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の誘電体帯域通過フィルタは、フィルタ特性の調整を行なう際に通過周波数の違い等により結合量を変化させる必要があるが、この結合量の調整は、結合窓２４の大きさを変えることによって行なっている。
【０００８】
しかし、結合窓２４の加工は非常に困難な作業で、作業効率が悪く、調整に時間が掛かるという問題がある。作業効率を向上するために結合窓２４の大きさが異なる複数種の誘電体共振器を予め揃えておくことが考えられるが、複数種の誘電体共振器を予め多数揃えておくことは、製品の管理が大変であると共に経済効率が悪いという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、フィルタ特性の調整を容易に行なうことができる誘電体共振器及び誘電体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】
第１の発明は、両端に貫通する空孔を設け、その一端を開口面とした筒状の誘電体であって、該誘電体の前記開口面以外の表面に金属材を塗布した誘電体共振器において、前記開口面に少なくとも１つの結合用空孔を設け、該結合用空孔に調整棒を挿入することで電磁結合の調整を行なうことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、前記第１の発明における開口面の結合用空孔に雌ネジ状の治具を備え、前記調整棒は雄ネジ形状を有して前記雌ネジ状の治具に挿入されることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明に係る誘電体帯域通過フィルタは、前記第１の発明又は第２の発明における誘電体共振器を１個又は複数個備え、該誘電体共振器全体の両端に入出力端子を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、調整棒を回転操作して誘電体共振器に設けた結合用空孔内への挿入量を可変設定するだけで、入出力端子と誘電体共振器との間の電磁結合量及び各誘電体共振器間の電磁結合量を容易にかつ微細に調整することができる。従って、希望するフィルタ特性の違いによって、結合窓の大きさが異なる誘電体共振器を多数揃える必要がなくなり、製品の管理が容易になると共に経済効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。  
図１は本発明の一実施形態に係る誘電体帯域通過フィルタの全体の外観構成を示す斜視図、図２は同誘電体帯域通過フィルタの蓋部分を除いて示す要部斜視図、図３は同誘電体帯域通過フィルタにおける誘電体共振器を取り出して示す斜視図である。
【００１５】
図１及び図２において、３１は金属製の筐体で、この筐体３１内に複数例えば２つのＴＥＭモードの誘電体共振器３２ａ、３２ｂを収納している。また、筐体３１の両側部には、入出力端子３３ａ、３３ｂが設けられる。
【００１６】
上記誘電体共振器３２ａ、３２ｂは、図３に示すように四角柱状の誘電体共振素子４１の上面中央に上下両端に貫通する周波数調整用の空孔４２を設け、筒状に形成している。また、上記誘電体共振素子４１の上面には、上記空孔４２の左右両側に所定長さの結合用空孔４３を設けている。この結合用空孔４３は、周波数調整用の空孔４２に比較して小さい径に形成する。また、上記誘電体共振素子４１には、上面以外の表面に金属材塗布し、すなわちメタライズ４４を施している。これにより誘電体共振素子４１は、上面を開口面としている。
【００１７】
上記のようにして構成した誘電体共振器３２ａ、３２ｂは、結合用空孔４３が隣接して位置するように筐体３１内に収納する。この際、誘電体共振器３２ａ、３２ｂに形成されているメタライズ４４が筐体３１に電気的に接続されるようになっている。
【００１８】
上記誘電体共振器３２ａ、３２ｂの各結合用空孔４３の上方部位には、筒状の治具５１ａ〜５１ｄが配置され、絶縁材（図示せず）を介して筐体３１に固定される。この場合、治具５１ａ〜５１ｄは、筐体３１や誘電体共振器３２ａ、３２ｂに直接触れることなく、誘電体共振器３２ａ、３２ｂの上部に絶縁材により保持される。
【００１９】
上記筒状の治具５１ａ〜５１ｄは、内側にネジ溝が形成されて雌ネジ状となっており、このネジ溝に金属製の結合調整棒５２ａ〜５２ｄの頭部が螺合するようになっている。上記結合調整棒５２ａ〜５２ｄは、上部外側にネジ部が形成されて雄ネジ形状となっており、このネジ部が治具５１ａ〜５１ｄに螺着されて下側が結合用空孔４３内に挿入される。上記結合調整棒５２ａ〜５２ｄは、上端中央に溝が形成されており、この溝に外部からドライバ等を結合させて回転することにより、結合用空孔４３への挿入長さが調整できるようになっている。
【００２０】
上記治具５１ａと入出力端子３３ａとの間、治具５１ｂと５１ｃとの間、治具５１ｄと入出力端子３３ｂとの間は、それぞれ電気線路３４により接続される。この電気線路３４は、治具５１ａ〜５１ｄと同様に絶縁材（図示せず）を介して筐体３１に固定されている。
【００２１】
また、筐体３１の上部には、図１に示すように蓋体３５が設けられ、この蓋体３５に金属製の同調棒３６が例えばナット３７により装着される。上記同調棒３６は、下方側が上記周波数調整用の空孔４２内に挿入される。上記同調棒３６を外部操作によって回転し、空孔４２内への挿入量によって同調周波数を調整できるようになっている。
【００２２】
また、上記蓋体３５には、各ナット３７の両側にそれぞれドライバ挿入用の穴３８が設けられている。これらの穴３８は、上記治具５１ａ〜５１ｄに対応して設けられており、穴３８からドライバを挿入して結合調整棒５２ａ〜５２ｄを回転操作できるようになっている。
【００２３】
上記のように構成された誘電体帯域通過フィルタにおいて、誘電体共振器３２ａ、３２ｂの同調周波数を調整する際は、先ずナット３７を緩め、同調棒３６を回転して空孔４２内への挿入量を可変して同調周波数を調整する。調整終了後は、ナット３７により同調棒３６を固定する。
【００２４】
また、フィルタ特性を調整する場合は、蓋体３５に設けられている穴３８からドライバを挿入し、治具５１ａ〜５１ｄに螺合している結合調整棒５２ａ〜５２ｄを回転し、結合用空孔４３内への挿入量を可変して電磁結合量、すなわち、入出力端子３３ａと誘電体共振器３２ａとの間の電磁結合量、誘電体共振器３２ａと３２ｂとの間の電磁結合量、誘電体共振器３２ｂと入出力端子３３ｂとの間の電磁結合量を順次調整する。上記のようにして各電磁結合量を調整し、所望のフィルタ特性となるようにする。
【００２５】
図４〜図６は、上記のように２段の誘電体共振器３２ａ、３２ｂを設けて構成した誘電体帯域通過フィルタの特性図を示したもので、図４は「結合疎状態」、図５は「結合中間状態」、図６は「結合密状態」の場合である。また、誘電体共振器３２ａ、３２ｂは、誘電体共振素子４１として、幅３０ｍｍ、奥行き３０ｍｍ、高さ７８ｍｍのものを使用した。また、図４〜図６において、ａ点は中心周波数を示し、ｂ点及びｃ点は−３ｄＢの位置を示している。
【００２６】
図４の「結合疎状態」では、ａ点の中心周波数が１３９．９９ＭＨｚで、その損失は「−１．５３７ｄＢ」であった。結合状態を疎にした場合、フィルタ特性は狭帯域となる。
【００２７】
図５の「結合中間状態」では、ａ点の中心周波数が１３９．９９ＭＨｚで、その損失は「−１．０７５２ｄＢ」であった。結合状態を中間にした場合、フィルタ特性は疎の場合より帯域が広くなっている。
【００２８】
図６の「結合密状態」では、ａ点の中心周波数が１３９．８５ＭＨｚで、その損失は「−０．７８８２ｄＢ」であった。結合状態を密にした場合、フィルタ特性は広帯域となる。
【００２９】
上記のように治具５１ａ〜５１ｄにより保持されている結合調整棒５２ａ〜５２ｄをドライバ等により回転し、結合用空孔４３内への挿入量を可変するだけで、入出力端子３３ａ、３３ｂと誘電体共振器３２ａ、３２ｂとの間の電磁結合量、及び誘電体共振器３２ａ、３２ｂ間の電磁結合量を容易にかつ微細に調整することができる。従って、希望するフィルタ特性の違いによって、結合窓の大きさが異なる誘電体共振器を多数揃える必要がなくなり、製品の管理が容易になると共に経済効率を向上することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、誘電体共振器３２ａ、３２ｂとの間の結合は、結合窓を全く形成せずに行なったが、誘電体共振器３２ａと３２ｂとの間に一定の大きさの結合窓を形成して電磁結合させ、誘電体共振器３２ａ、３２ｂ間の電磁結合量を結合調整棒５２ｂ、５２ｃにより調整するようにしても良い。このような構成とすることにより、結合窓を一定の大きさに形成しても電磁結合量を結合調整棒５２ｂ、５２ｃにより調整することができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、誘電体共振器３２ａ、３２ｂを四角柱状に形成した場合について示したが、例えば円柱状等、その他の形状に形成しても良い。
【００３２】
また、上記実施形態では、誘電体共振器３２ａ、３２ｂの上方位置に治具５１ａ〜５１ｄを設けて結合調整棒５２ａ〜５２ｄを保持するようにしたが、誘電体共振素子４１にネジ状の結合用空孔４３を設け、この結合用空孔４３に結合調整棒５２ａ〜５２ｄを直接螺着するようにしても良い。このように構成した場合には、治具５１ａ〜５１ｄを省略することができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、２個の誘電体共振器３２ａ、３２ｂを用いて２段の誘電体帯域通過フィルタを構成した場合について示したが、１個または２個以上の誘電体共振器を用いて誘電体帯域通過フィルタを構成しても良く、フィルタ構成段数は任意に設定し得るものである。
【００３４】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る誘電体帯域通過フィルタの外観構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態において、誘電体帯域通過フィルタの蓋部分を除いて示す要部斜視図である。
【図３】同実施形態において、誘電体帯域通過フィルタを構成する誘電体共振器を取り出して示す斜視図である。
【図４】同実施形態における結合疎状態のフィルタ特性図である。
【図５】同実施形態における結合中間状態のフィルタ特性図である。
【図６】同実施形態における結合密状態のフィルタ特性図である。
【図７】従来の誘電体帯域通過フィルタの断面図である。
【図８】従来の誘電体帯域通過フィルタを構成する誘電体共振器の斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
３１…筐体、３２ａ、３２ｂ…誘電体共振器、３３ａ、３３ｂ…入出力端子、３４…電気線路、３５…蓋体、３６…同調棒、３７…ナット、３８…穴、４１…誘電体共振素子、４２…周波数調整用の空孔、４３…結合用空孔、４４…メタライズ、５１ａ〜５１ｄ…治具、５２ａ〜５２ｄ…結合調整棒。
【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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