(57)【要約】【課題】  分岐回路を用いずに四つまでの誘電体共振器型の誘電体フィルタを一つの筐体の同一面上に設けて一つの共有結合棒で結合し、小形・低価格化を実現する。【解決手段】  同一面上に配置された複数の誘電体共振器型の誘電体フィルタを備えた誘電体フィルタ装置１００において、第１の誘電体フィルタ１０１と第２の誘電体フィルタ１０２とを仕切る第１の仕切り壁１６１と、第３の誘電体フィルタ１０３と第４の誘電体フィルタ１０４とを仕切る第２の仕切り壁１６２と、第１の誘電体フィルタ１０１と第３の誘電体フィルタ１０３との間に一端が介在し、第２の誘電体フィルタ１０２と第４の誘電体フィルタ１０４との間に他端が介在する共有結合棒３とを有するように誘電体フィルタ装置１００を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一面上に配置された複数の誘電体共振器型の誘電体フィルタを備えた誘電体フィルタ装置において、
第１の誘電体フィルタと第２の誘電体フィルタとを仕切る第１の仕切り壁と、
第３の誘電体フィルタと第４の誘電体フィルタとを仕切る第２の仕切り壁と、
該第１の誘電体フィルタと該第３の誘電体フィルタとの間に一端が介在し、該第２の誘電体フィルタと第４の誘電体フィルタとの間に他端が介在する共有結合棒とを有する
ことを特徴とする誘電体フィルタ装置。
【請求項２】
同一面上に仕切り壁により区画された誘電体共振器型の誘電体フィルタを配置可能な複数の区画を備えた誘電体フィルタ装置において、
該複数の区画のうち、誘電体フィルタが配置された少なくとも二つの区画が、一端または他端によって結合される共有結合棒を有する
ことを特徴とする誘電体フィルタ装置。
【請求項３】
該仕切り壁で複数に分割されたうちの二区画に配置された誘電体フィルタが、並列または直列または斜列に並んでいる
ことを特徴とする請求項２記載の誘電体フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数多重通信方式において用いられる誘電体フィルタ装置に関し、特に周波数の異なるそれぞれの信号を合波して送信したり、分波して受信したりする合波器と分波器の両機能を有する多分岐型の誘電体フィルタ装置の低損失化と小形化に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、多重無線を行うために用いられる多重無線装置の基本構成は、複数の信号を空中伝搬するのに適した高周波入力信号に変換する高周波送信部と、空中伝搬している複数の信号を復調する高周波受信部と、送受を共用するアンテナなどからなる。この多重無線装置において、受信した周波数を分波したり、合波して送信したりする装置に多分岐型の誘電体フィルタ装置が用いられる。
【０００３】
多分岐型の誘電体フィルタ装置は、無線装置内において、アンテナと送受信機の間に実装されるものである。受信系においては、受信感度の向上のために、アンテナから送られてきた変調波信号を極力減衰させることなく受信機へ送ることが必要である。また、送信系においても、消費電力を小さくして送信電力を増大させるために、送信機から送られてきた変調波信号を極力減衰させることなくアンテナへ送ることが必要である。
【０００４】
一方、近年、マイクロ波・ミリ波帯の周波数を用いる無線装置は、周波数の有効利用などを目的に多チャンネル化した、いわゆる多重無線化が指向されており、一つの無線装置に多数のフィルタが実装されるようになっている。そのため、従来の個別部品を組み合わせた集中定回路から導波管などの分布定数回路で実現したフィルタが多用されるようになっている。多分岐型型の誘電体フィルタ装置はその代表的なフィルタの一つである。
【０００５】
図７は四分岐型の誘電体フィルタ装置の一例の模式的な構成図で、上下に割って分波／合波のフィルタの中を見えるようにした模式図である。
【０００６】
従来の誘電体フィルタ装置１００において、多重化された周波数を受信して分波する場合には、アンテナ側コネクタ３１から入力された変調波信号は分岐回路８の中で同軸線路８１を経由し、こゝでは四つに分岐して第１、第２、第３、第４の誘電体フィルタ１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれに送られる。
【０００７】
第１〜第４の誘電体フィルタ１０１〜１０４のそれぞれは、中心周波数が異なるように構成されている。従って、入力された変調波信号の周波数が第１〜第４の誘電体フィルタ１０１〜１０４のそれぞれの共振周波数と合致してない場合には反射し、合致している周波数のみが通過する。
【０００８】
このように、図示してないアンテナから入力されてアンテナ側コネクタ３１から入力した周波数の異なる変調波信号は、誘電体フィルタの反射／通過の特性によって送受信機側コネクタ４１１、４１２、４１３、４１４のそれぞれに振り分けられ、図示してない受信機に入力する。
【０００９】
一方、周波数を多重化して送信する場合には、図示してない送信機から送受信機側コネクタ４１１〜４１４のそれぞれに入力された変調波信号は第１〜第４の誘電体フィルタ１０１〜１０４のそれぞれによってフィルタリングされる。フィルタリングされて通過した変調波信号は分岐回路８の中の同軸線路８１を経由して、干渉なしにアンテナ側コネクタ３１へ入力され送信される（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１０】
また、リアクタンス分岐回路用帯域通過フィルタの提案においても、周波数調整を課題としているが、多分岐型については、例えば、四つのフィルタを導波路に並設した構成になっており、小形化については特に言及されていない（例えば、特許文献１参照。）。
【非特許文献１】鈴木、浅利、山口、安田：「高能率デジタルマイクロ波通信用分波装置」、島田理化技法、ｖｏｌ．２  Ｎｏ．2 ｐｐ．１１〜１９（１９９２）
【特許文献１】特開平９−８５０８号公報（図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このようにリアクタンス回路を誘電体フィルタで実現し、しかも分岐型にして分合波を行うには、複数のフィルタを同軸線路に並列に直に接続する構成を採っていた。そのために、同軸線路の長さをそれぞれの誘電体フィルタ同士が干渉しない長さに設定する必要があった。
【００１２】
その結果、分岐回路内の線路長を長くしなければならないので、２次元的にも大きなものとなり、多分岐型誘電体フィルタの低損失化および小形化の妨げとなっていた。
【００１３】
そこで，本発明は、分岐回路を持たず、筐体の同一面上を四分割したうちの少なくとも一区画に誘電体共振器型の誘電体フィルタを構成し、隣接する区画の間隙に端部を介在させた共有結合棒によって、送信／受信して合波／分波ができる誘電体フィルタ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上で述べた課題と、請求項１において、同一面上に配置された複数の誘電体共振器型の誘電体フィルタを備えた誘電体フィルタ装置において、第１の誘電体フィルタと第２の誘電体フィルタとを仕切る第１の仕切り壁と、第３の誘電体フィルタと第４の誘電体フィルタとを仕切る第２の仕切り壁と、該第１の誘電体フィルタと該第３の誘電体フィルタとの間に一端が介在し、該第２の誘電体フィルタと第４の誘電体フィルタとの間に他端が介在する共有結合棒とを有するように構成された誘電体フィルタ装置によって解決される。
【００１５】
つまり、同一面上に複数の誘電体共振器型の誘電体フィルタを仕切り壁で仕切って配置するようにし、第１と第２の誘電体フィルタが隣り合い、第３と第４の誘電体フィルタが隣り合うようにしている。
【００１６】
さらに、第１〜第４の四つの誘電体フィルタの共有結合棒を、四つの誘電体フィルタを並べたときに隣り合う第１と第３の誘電体フィルタの間に一端が介在し、第２と第４の誘電体フィルタの間に他端が介在するようにしている。
【００１７】
その結果、四つに分岐した誘電体フィルタと一つの共有結合棒との間で合波したり、分波したりする構成が簡易で小形の誘電体フィルタ装置が得られる。
【００１８】
次いで、請求項２において、同一面上に仕切り壁により区画された誘電体共振器型の誘電体フィルタを配置可能な複数の区画を備えた誘電体フィルタ装置において、該複数の区画のうち、誘電体フィルタが配置された少なくとも二つの区画が、一端または他端によって結合される共有結合棒を有するように構成された誘電体フィルタ装置によって解決される。
【００１９】
つまり、同一面上を仕切り壁によって複数の区画に区切り、その区画の中に誘電体フィルタを配置するようにしている。そのうちの少なくとも二つの区画に配置された誘電体フィルタが、共有結合棒の一端または他端によって結合されるようにしている。
【００２０】
それによって、同一面上に複数の誘電体フィルタを自在に配置して結合させ、合波したり分波したりできる構成が簡易で小形の誘電体フィルタ装置が得られる。
【００２１】
次いで、請求項３において、仕切り壁で複数に分割されたうちの二区画に配置された誘電体フィルタが、並列または直列または斜列に並んでいるように構成された請求項２記載の誘電体フィルタ装置によって解決される。
【００２２】
つまり、仕切り壁によって複数に分割した区画のうち、一つの区画に誘電体フィルタを配置した場合は単一非分岐型の誘電体フィルタ装置、三つの区画および四つの区画のそれぞれに誘電体フィルタを配置した多分岐型の誘電体フィルタ装置の場合には、四つの区画の選択は一義的に決まる。しかし、二つの区画に誘電体フィルタを配置した二分岐型の誘電体フィルタ装置の場合には、二つの区画を並列に並べて用いたり、直列に並べて用いたり、あるいは斜列、すなわち斜に並べて用いたりするいろいろな選び方ができるようになっている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、従来のような誘電体フィルタを同軸線路に枝分かれした構成で接続して二次元的にも大きな空間を必要とすることなく、一つの筐体の中に四つの誘電体フィルタを多分岐型に実装することができる。
【００２４】
その結果、本発明は、今後ますます発展が期待できる。例えば、多重無線装置で欠かせない合分波器の小形・軽量化、低価格化に対して寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
筐体を二つの仕切り壁で分割して四つの区画に分け、少なくとも一つの区画に誘電体共振器型の誘電体フィルタを配置し、隣接する区画の間隙に共有結合棒を設け、対向する区画のそれぞれの端部に個別結合棒を設ける。共有結合棒と個別結合棒とのそれぞれをコネクタを介して外部に取り出し、誘電体共振器のそれぞれの間には結合調整用ねじと、誘電体共振器の真上には筐体に被せた蓋に貫通して周波数調整用ねじとを設ける。一つの筐体に設けた四つの区画のそれぞれの中に誘電体共振器を単〜四分岐型まで構成することができる。
〔第一の実施の形態〕
請求項１に関わるもので、図１は本発明の第１の発明の誘電体フィルタ装置の平面／側断面図、図２は共有結合棒の平面／側断面図（その１）である。
【００２６】
図１において、筐体１の同一面内を第１の仕切り壁１６１と第２の仕切り壁１６２とによって四つの区画１１に仕切る。そして、区画１１のそれぞれには誘電体フィルタを配置する。第１の誘電体フィルタ１０１と第２の誘電体フィルタ１０２とは第１の仕切り壁１６１によって仕切る。第３の誘電体フィルタ１０３と第４の誘電体フィルタ１０４とは第２の仕切り壁１６２によって仕切った構成になっている。
【００２７】
その結果、第１の誘電体フィルタ１０１と第３の誘電体フィルタ１０３とは開放した形で隣接し、第２の誘電体フィルタ１０２と第４の誘電体フィルタ１０４とは開放した形で隣接した構成となっており、その間隙に共有結合棒３を設ける。
【００２８】
図２において、共有結合棒３は、図２（Ａ）に示したように、第１の仕切り壁１６１と第２の仕切り壁１６２の間に設けられ、図２（Ｂ）に示したように、内底壁１２に植立しており、図２（Ｃ）に示したように、Ｔ字形の導体で構成されている。
【００２９】
図２（Ａ）に示したように、共有結合棒３は、Ｔ字形の腕の一端３０１が第１の誘電体フィルタ１０１と第３の誘電体フィルタ１０３の間隙に介在し、他端３０２が第２の誘電体フィルタ１０２と第４の誘電体フィルタ１０４の間隙に介在しており、脚部位は内底壁１２を貫通して外底壁１３に設けたアンテナ側コネクタ３１に連結している。
【００３０】
こうして、四つの第１〜第４の誘電体フィルタ１０１、１０２、１０３、１０４は、第１と第３の誘電体フィルタ１０１、１０３が共有結合棒３の一端３０１で結合し、第２と第４の誘電体フィルタ１０２、１０４が共有結合棒３の他端３０２で結合して、アンテナ側コネクタ３１に共有される。
〔第二の実施の形態〕
請求項２および請求項３に関わる発明で、図３は本発明の誘電体フィルタ装置の一例の平面図で、図３（Ａ）は二分岐直列配置型の誘電体フィルタ装置の平面図、図３（Ｂ）は二分岐並列配置型の誘電体フィルタ装置の平面図、図３（Ｃ）は二分岐斜列配置型の誘電体フィルタ装置の平面図、図４は本発明の誘電体フィルタ装置の他の例の平面図で、図４（Ａ）は三分岐型の誘電体フィルタ装置の平面図、図４（Ｂ）は単分岐型の誘電体フィルタ装置の平面図である。
【００３１】
図３および図４において、本発明になる誘電体フィルタ装置１００においては、筐体１を分割した四つの区画１１は、どの区画１１に誘電体フィルタ１０に構成しても全く同一諸元のフィルタ特性を実現できる。しかも、多分岐型の本来の目的である合波／分波を行うために、区画１１に配置した誘電体フィルタ１０のそれぞれの共振周波数を変化させることができる。従って、誘電体フィルタ装置１００を搭載する装置への実装上の条件などによって、どの区画１１に誘電体フィルタ１０を構成して多分岐型の誘電体フィルタ装置１００にするかを任意に選択することができる。
【００３２】
図３に示したように、配置に対称性のある二分岐型の誘電体フィルタ装置１００を構成する場合には、図３（Ａ）に示したように直列した区画１１に誘電体フィルタ１０を構成して直列配置型にしたり、図３（Ｂ）に示したように並列した区画１１に誘電体フィルタ１０を構成して並列配置にしたり、図３（Ｃ）に示したように斜列した区画１１に誘電体フィルタ１０を構成して斜列配置にしたり、実装する環境条件によっていろいろな選択が可能である。
【００３３】
それに対して、図４（Ａ）に示した三分岐の誘電体フィルタ装置１００と、図４（Ｂ）に示した単分岐、つまり分岐のない誘電体フィルタ装置１００の場合には、配置に対称性がなく、前者はどの区画１１に誘電体フィルタ１０を設けないか、後者の場合にはどの区画１１に誘電体フィルタ１０を設けるかの選択となる。
〔第三の実施の形態〕
請求項４に関わるもので、図５は本発明の誘電体フィルタ装置の一部切欠き拡大斜視図である。
【００３４】
図５に示した本発明になる誘電体フィルタ装置１００において、筐体１は、例えば、銅や真鍮のブロックを切削加工したもので導電性をさらに良くするために銀めっきを施したものである。第１の仕切り壁１６１と第２の仕切り壁１６２とによって四つの区画１１に分割し、一つずつの区画１１に誘電体共振器型の誘電体フィルタ１０が構成され、ここでは第１〜第４の誘電体フィルタ１０１〜１０４と図示している。
【００３５】
誘電体共振器２は、例えば、酸化チタン−酸化バリウム系の誘電体セラミック製で区画１１の内底壁１２に長手方向に複数並べて固定する。誘電体共振器２を並べる数は、所期の分布定数回路を構成するのに必要なリアクタンスから決められる。
【００３６】
共有結合棒３は、複数の誘電体フィルタ１０が存在する空間の中で合波された変調波信号を送信したり、分波するために受信したりするもので、複数の区画された誘電体フィルタ１０に受信した変調波信号を伝搬したり、複数の区画された誘電体フィルタ１０が発した変調波信号を纏めて発信したりする。
【００３７】
共有結合棒３は、Ｔ字形の腕の一端３０１が第１の誘電体フィルタ１０１と第３の誘電体フィルタ１０３の間隙に介在し、他端３０２が第２の誘電体フィルタ１０２と第４の誘電体フィルタ１０４の間隙に介在しており、脚部位は内底壁１２を貫通して外底壁１３に設けた図示してないアンテナ側コネクタに連結しており、筐体１の外部へ導出される。
【００３８】
個別結合棒４は、誘電体フィルタ１０との間で変調波信号を送受するもので、区画１１の共有結合棒３と対向する内端壁１４に水平な細棒として設けられている。個別結合棒４の一端は筐体１の長手方向の内側壁１６に固着され、他端は内端壁１４を貫通して外端壁１５に突設された送受信機側コネクタ４１に接続されて筐体１の外部へ導出され、図示してない送受信機などに接続されるようになっている。
【００３９】
結合調整用ねじ５は、列設する複数の誘電体共振器２の隣接する誘電体共振器２間の結合量を調整するものである。筐体１の外側壁１７を貫通して結合調整用ねじ５の先端部が区画１１の隣り合う誘電体共振器２の隙間に突出している。結合調整用ねじ５は、ねじ頭をねじ回しなどで回して前進／後退させれば、隣り合う誘電体共振器２同士の結合量を可変することができる。
【００４０】
筐体１には区画１１のそれぞれを密封するように蓋６を被せる。この蓋６は筐体１と同じように、例えば、銅や真鍮のブロックを切削加工したものである。導電性をさらに良くするために銀めっきを施し、例えば、ねじ止めなどによって固着する。
【００４１】
周波数調整用ねじ７は、誘電体フィルタ１０としての共振周波数を所定の周波数に調整するもので、蓋６を貫通して先端部が区画１１の中に列設している誘電体共振器２の真上面に近接している。周波数調整用ねじ７は、ねじ頭をねじ回しなどで回して先端部を前進／後退させれば、単一型の誘電体フィルタ１０の帯域通過フィルタとしての周波数帯を可変することができる。
〔第四の実施の形態〕
請求項５に関わる発明で、図６は共有結合棒の要部の平面／側断面図（その２）で、図６（Ａ）は筐体１の中央部位を蓋６を外して見た平面図、図６（Ｂ）は蓋６を被せた図６（Ａ）のＸ−Ｙ断面図、図６（Ｃ）は蓋６を被せた図６（Ａ）のＰ−Ｑ断面図である。
【００４２】
図６において、共有結合棒３は、図６（Ａ）に示したように、第１の仕切り壁１６１と第２の仕切り壁１６２の間に設けられ、図２（Ｂ）に示したように、内底壁１２に植立しており、図２（Ｃ）に示したように、Ｔ字形の導体で構成されている。
【００４３】
図２（Ａ）に示したように、本発明になる誘電体フィルタ装置１００における共有結合棒３は、筐体１を分割して区画１１を構成する第１の仕切り壁１６１と第２の仕切り壁１６２との間隙の筐体１の中央部位に水平に載置された金属の細線からなる。
【００４４】
この共有結合棒３は、例えば、表面をメタライズした合成樹脂やセラミックなどのプリント板３２の上に細線状にパターニングして形成する。
【００４５】
プリント板３２の上に構成されたパターンの一端３０１は列設された第１の仕切り壁１６１と第２の仕切り壁１６２の一方の側に介在し、他端３０２は他方の側に介在するように配置する。そして、例えば、バイアホール３３で基板の裏面へリード線を通し、内底壁１２を貫通して外底壁１３に設けられたアンテナ側コネクタ３１に接続させる。
【００４６】
こうすると、共有結合棒３を精度よく容易に形成することができ、しかも、区画１１のそれぞれに誘電体フィルタを実装して誘電体フィルタ装置１００を組立するに際して、共有結合棒３を精度よく筐体１の中央部位に位置決めすることができる。
【００４７】
（付記１）  同一面上に配置された複数の誘電体共振器型の誘電体フィルタを備えた誘電体フィルタ装置において、
第１の誘電体フィルタと第２の誘電体フィルタとを仕切る第１の仕切り壁と、
第３の誘電体フィルタと第４の誘電体フィルタとを仕切る第２の仕切り壁と、
該第１の誘電体フィルタと該第３の誘電体フィルタとの間に一端が介在し、該第２の誘電体フィルタと第４の誘電体フィルタとの間に他端が介在する共有結合棒とを有する
ことを特徴とする誘電体フィルタ装置（請求項１）。
【００４８】
（付記２）  同一面上に仕切り壁により区画された誘電体共振器型の誘電体フィルタを配置可能な複数の区画を備えた誘電体フィルタ装置において、
該複数の区画のうち、誘電体フィルタが配置された少なくとも二つの区画が、一端または他端によって結合される共有結合棒を有する
ことを特徴とする誘電体フィルタ装置（請求項２）。
【００４９】
（付記３）  該仕切り壁で複数に分割されたうちの二区画に配置された誘電体フィルタが、並列または直列または斜列に並んでいる
ことを特徴とする付記２記載の誘電体フィルタ装置。
【００５０】
（付記４）  筐体と、誘電体共振器と、共有結合棒と、個別結合棒と、結合調整用ねじと、周波数調整用ねじとを有し、
該筐体は、二つの仕切り壁によって四つの区画に分割されており、少なくとも一区画に誘電体フィルタが配置されるものであり、
該誘電体共振器は、複数が該筐体の長手方向の内底壁に列設されており、
該共有結合棒は、隣り合う一方の区画の間に一端が介在し、隣り合う他方の区画の間に他端が介在するように内底壁に立設され、内底壁を貫通して外底壁に設けられたアンテナ側コネクタに連なっており、
該個別結合棒は、一端が該筐体の壁面に固定され、他端が内端壁を貫通して外端壁に設けられた送受信機側コネクタに連なっており、
該結合調整用ねじは、該筐体の長手方向の外壁を貫通して先端部が該誘電体共振器の間隙に前進／後退可能に螺着されており、
該周波数調整用ねじは、該筐体に冠着される蓋を貫通して先端部が該誘電体共振器の真上面に接近／離反可能に螺着されている
ことを特徴とする付記１または２記載の誘電体フィルタ装置。
【００５１】
（付記５）  該共有結合棒が、銅張りプリント板をストライプ状にパターニングしたものである
ことを特徴とする付記１または２記載の誘電体フィルタ装置。
【産業上の利用の可能性】
【００５２】
本発明は、例えば、多重無線装置の合波／分波回路に適用でき、装置の小形・低価格化に多いに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の誘電体フィルタ装置の一例の平面／側断面図である。
【図２】共有結合棒の要部の平面／側断面図（その１）である。
【図３】本発明の誘電体フィルタ装置の他の例の平面図（その１）である。
【図４】本発明の誘電体フィルタ装置の他の例の平面図（その２）である。
【００５４】
【図５】本発明の誘電体フィルタ装置の一部切欠き拡大斜視図である。
【図６】共有結合棒の要部の平面／側断面図（その２）である。
【図７】多分岐型誘電体フィルタの一例の模式的な構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  筐体
１１  区画
１２  内底壁                        １３  外底壁
１４  内端壁                        １５  外端壁
１６  仕切り壁
１６１  第１の仕切り壁              １６２  第２の仕切り壁
１７  外側壁
２  誘電体共振器                                                                ３  共有結合棒      
３０１  一端                        ３０２  他端
３１  アンテナ側コネクタ
４  個別結合棒
４１  送受信機側コネクタ
５  結合調整用ねじ
６  蓋  
７  周波数調整用ねじ
１０  誘電体フィルタ
１００  誘電体フィルタ装置
１０１  第１の誘電体フィルタ        １０２  第２の誘電体フィルタ
１０３  第３の誘電体フィルタ        １０４  第４の誘電体フィルタ
【図１】
2005277594.tif 000003
【図２】
2005277594.tif 000004
【図３】
2005277594.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005277594.tif 000007
【図６】
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【図７】
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