(57)【要約】【課題】製作時に発生する特性の変化やバラツキが抑制され、組立の簡略化、製作時間の短縮化及び小型化が図られ、耐電圧の劣化が生じないようにする。【解決手段】本体１０の底面部１１及び側面部１２ａ〜１２ｄと底面部側に配置される非対称誘導性共振窓部１５ａ〜１５ｄをキャスティングで一体成形すると共に、矩形導波管伝送路の電界Ｅの方向が水平になるようにし、この本体１０の上面側に蓋２０を被せる。これによれば、本体１０と蓋２０の接合部が電界強度最小点に位置し、接合部のバリ等でフィルタ特性が変化しない。また、導波管伝送路を２段目の共振器で折り返すことにより、小型化が可能となり、蓋２０に、窓部１５ａ〜１５ｄへ向けて突出する調整用のネジ２１や突出物を設けることにより、耐電圧の劣化がなくなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面部又は底面部のいずれか一方と両側面部、及び複数の共振器を配置するための非対称誘導性共振窓部を一体成形し、電界方向が水平を向く矩形導波管伝送路を構成すると共に、この導波管伝送路を途中で折り返すようにした本体と、
この本体の底面側又は上面側に形成される開口部を閉じる蓋と、を設けてなるバンドパスフィルタ。
【請求項２】
上記蓋には、上記非対称誘導性共振窓部へ向けて突出するように、フィルタ特性調整用のネジ又は突出部材を設けたことを特徴とする請求項１記載のバンドパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバンドパスフィルタ、特にマイクロ波、ミリ波等の帯域の通信装置に用いられ、導波管構成のバンドパスフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６（Ａ），（Ｂ）には、従来の導波管バンドパスフィルタの一構成例（例えば特開２００１−２３０６０３号）が示されている。この図６（Ａ）のバンドパスフィルタでは、矩形導波管１の内部の左右両端に、伝送方向の４列で８枚の窓部材２（図ではこの窓部材２を透視した状態で示す）が配置され、４列の対称誘導性共振窓ｗで３段の共振器を持つ構造となっている。このようなバンドパスフィルタでは、導波管１の幅及び高さ、窓部材２の列間隔、窓部材２の幅等の寸法で、通過帯域の中心周波数及び帯域幅が決定される。
【０００３】
図７には、従来のバンドパスフィルタの他の構成例が示されており、このバンドパスフィルタでは、矩形導波管１の内部の左右方向の中央において、伝送方向に沿って円柱状ポスト５（図ではこのポスト５を透視した状態で示す）が４列で配置される。この場合も、３段の共振器を持つ構造となる。このバンドパスフィルタでも、同様に導波管１の幅及び高さ、ポスト５の列間隔、ポスト５の幅等で通過帯域の中心周波数及び帯域幅が決定される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３０６０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の図６のバンドパスフィルタでは、矩形の導波管１を製作する際の接合部の位置やこの導波管１と窓部材２の接触が不完全となり易く、所望の特性が得難いという問題があった。図６（Ａ）において、例えば導波管１を中央線１００で縦方向に分割したものを２個製作して接合する場合は、中央線１００に沿って接合部が上下面に存在することになるが、この中央線１００の上下面の位置は、電界（Ｅ）強度の最大点となるので、接合部のバリや隙間等によって特性が変化する可能性があり、製品毎の特性にバラツキが生じる。
【０００６】
また、導波管１において左右いずれかの窓部材２（４列）を含む３面（例えば、図の上下面と左側面）と、残りの窓部材２を含む１面（例えば、図の右側面）を加工し、これらを接合する方法もあるが、この場合には、導波管１の内面と窓部材２との接触が不完全になり易く、希望する特性とならない可能性があり、製品特性にもバラツキが生じる。しかも、これら二つの方法は、部品の加工に時間がかかることになる。
【０００７】
更に、特開２００１−２３０６０３号公報のように、矩形の導波管１の左右側面にスリットを設け、このスリットを介して窓部材２を挿入し接合する方法もあるが、この場合には、導波管１のスリット構成が複雑で、部品数も多くなるので、組立にバラツキが生じて特性が変化し易いし、組立にも時間がかかる。
【０００８】
一方、図６（Ｂ）に示されるように、この種のバンドパスフィルタでは、その特性を微調整するために、外側から調整用ネジ３を共振窓ｗへ突出させて配置することが行われる。しかし、この調整用ネジ３は導波管１内の中央電界（Ｅ）の最大点に位置するため、共振窓ｗ内へ深く挿入した調整を行うと、最大点の電界方向Ｅの距離が短くなり、ハイパワー入力時に放電が起こり、耐電圧が劣化するという問題があった。
【０００９】
また、図７のバンドパスフィルタの場合は、構造が簡単であるが、フィルタ特性の調整が行い難く、また導波管１の中央線１００に沿って円形穴を形成し、この穴にポスト５を挿入して接合するので、組立に時間がかかる。しかも、図６及び図７の構成では、共振器の段数を多くすればする程、フィルタ全体が伝送方向に長くなって大型化し、回路配置が行い難いという問題がある。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製作時に発生する特性の変化やバラツキが抑制され、また組立の簡略化、製作時間の短縮化及び小型化を図ることができ、更に耐電圧の劣化が生じないバンドパスフィルタを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明に係るバンドパスフィルタは、上面部（板）又は底面部（板）のいずれか一方と両側面部（板）、及び複数の共振器を配置するための非対称誘導性共振窓部（板）を一体成形し、電界方向が水平を向く矩形導波管伝送路を構成すると共に、この導波管伝送路を途中で折り返すようにした本体と、この本体の底面側又は上面側に形成される開口部を閉じる蓋と、を設けてなることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、上記蓋には、上記非対称誘導性共振窓部へ向けて突出するように、フィルタ特性調整用のネジ又は突出部材を設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、例えば本体の底面部及び両側面部と底面部側に配置される非対称の共振窓部がキャスティング（鋳造）で一体成形され、上面側に蓋が被せられるが、電界が水平方向を向くことから、この蓋と本体の接合部（上面）は電界最小点に位置することになり、接合部に生じたバリ、隙間等でフィルタ特性が変化することがない。また、導波管伝送路が途中の共振器で電界方向（水平方向）に折り返されるので、フィルタ自体の小型化が可能となる。
【００１３】
上記請求項２の構成によれば、蓋に設けられた調整用のネジ又は突出部材が共振窓へ電界に垂直な方向で突出し、電界強度の最大点に位置しないので、ネジ又は突出部材を共振窓へ深く挿入しても、電界最大点方向の距離は短くならず、耐電圧の低下が防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２には、本発明の実施例に係るバンドパスフィルタの構成が示されており、このバンドパスフィルタでは、図示されるように、本体１０は金属を材料とし、底面部１１、前側面部１２ａ、折返し側面（右側面）部１２ｂ、後側面部１２ｃ、左側面部１２ｄ、中央側面部（中央板）１３及び４つの非対称誘導性共振窓部（以下単に窓部とする）１５ａ〜１５ｄをキャスティングによって一体成形してなる。この窓部１５ａ〜１５ｄは、底面側にのみ設けられた所定の高さの壁体とする（上面側に壁体を設けない）ことにより、上下方向で非対称となる４つの共振窓Ｗが形成される。
【００１５】
また、上記前側面部１２ａに矩形の入力端（接続口）１６が設けられ、上記後側面部１２ｃに矩形の出力端（接続口）１７が設けられる。なお、この入力端１６と出力端１７は、いずれか一方又は両方を左側面部１２ｄに配置することもできる。このような本体１０では、外側の前側面部１２ａ、折返し側面部１２ｂ及び後側面部１２ｃを一方の側面、中央側面部１３を他方の側面とした縦長の矩形導波管が形成され（図６及び図７の導波管を９０度回転すれば同一となる）、導波管の電界Ｅの方向は水平方向と一致することになる。
【００１６】
また、この矩形導波管内において、前側面部１２ａと中央側面部１３との間に非対称の窓部１５ａ，１５ｂ、後側面部１２ｃと中央側面部１３との間に非対称の窓部１５ｃ，１５ｄを配置し、かつこれら窓部１５ａ〜１５ｄの間隔を通過帯域の中心周波数のほぼ２分の１の長さとし、折返し側面部１１ｂの内側の窓部１５ｂと１５ｃの間（２段目共振器）で、電界Ｅ方向（水平面内）で導波管伝送路を折り返すことにより、入力端１６から出力端１７までの伝送方向に沿って、３段の共振器が形成される。この窓部１５ａ〜１５ｄは、その高さによってリアクタンス成分を変えることができ、これによって各段の共振器を最適化し、目的周波数でのフィルタ特性をチューニングすることが可能となる。
【００１７】
一方、上記のように一体形成された本体１０の上面側に形成される開口部を塞ぐために、長方形の金属板からなる蓋２０が設けられ、この蓋２０には、上記４つの窓部１５ａ〜１５ｄの上側の共振窓Ｗへ突出する４つの特性調整用ネジ２１が設けられる。この調整用ネジ２１によれば、その突出長さを変化させることにより、フィルタ特性を微調整（可変調整）することができる。
【００１８】
図３には、上記の調整用ネジ２１の代りに突起部材を設けた例が示されている。この例では、図示されるように、蓋２４の下面に、導波管伝送線路の幅方向に細長く、共振窓Ｗへ向けて僅かに突出する調整用突起物２５が設けられる。これによっても、フィルタ特性を微調整することができる。
【００１９】
実施例は以上の構成からなり、このバンドパスフィルタは３段の共振器から構成され、非対称誘導性共振窓Ｗを構成する窓部１５ａ〜１５ｄの列間隔を通過帯域中心周波数の約２分の１波長とし、また窓部１５ａ〜１５ｄの高さの調整によってリアクタンス成分を変えることで、各共振器が最適化され、目的の通過帯域幅で良好な特性のフィルタを得ることができる。
【００２０】
また、共振窓Ｗを非対称の構成とし、かつ矩形導波管の電界方向を水平に一致させることで、本体１０の上面（及び底面）位置が電界強度の最小点となるので、本体１０と蓋２０は電界最小点で接合されることになる。従って、接合部にバリ、隙間等が生じた場合でも、フィルタ特性の変化を最小限に抑えることができる。しかも、組立接合における接触部が従来に比べて少なくなるので、安定したフィルタ特性が得られる。また、導波管伝送路を２段目の共振器の電界Ｅの方向（電界面）で折り曲げるので、バンドパスフィルタが伝送方向に長くならず、小型化が可能になる。
【００２１】
更に、底面部１１、前側面部１２ａ、折返し側面部１２ｂ、後側面部１２ｃ、左側面部１２ｄ、中央側面部１３及び４つの窓部１５ａ〜１５ｄからなる本体２０をキャスティングによって一体成形するので、後は蓋２０を被せるだけであり、１方向からのアクセスによる簡単な加工、組立ができ、組立・製作の時間が短縮され、しかも部品点数を削減することが可能となる。
【００２２】
また、上述したように、蓋２０には共振窓Ｗへ向けて突出する調整用ネジ２１が設けられ、図３の蓋２４には調整用突出物２５が設けられており、これらの調整用のネジ２１及び突出物２５によれば、フィルタ特性を微調整することができる。そして、このネジ２１及び突出物２５は、電界強度最小点である本体１０の上面位置から電界方向に垂直に突出するので、電界には殆ど影響がない。従って、図６で説明したような調整用ネジの配置による耐電力の劣化が防止される。
【００２３】
図４には、図２の従来例と本願実施例の１段のバンドパスフィルタにおいて、そのＱ値と１０ｋＷのマイクロ波電力入力時の最大電界強度をシミュレーションにより求め、グラフ化したものが示されている。この図から分るように、同じＱ値で、従来例（点線で示される）と実施例（実線で示される）を比較すると、実施例の最大電界強度の方が低く、放電を引き起こし難くなっている。また、実際に３段のバンドパスフィルタとして従来例と実施例の耐電圧を測定したところ、従来例では入力マイクロ波電力が約９ｋＷで放電したのに対し、実施例では約２５ｋＷで放電し、耐電力が向上した。
【００２４】
図５には、ネットワークアナライザーで実施例のバンドパスフィルタを観測した特性が示されており、この実施例では、図示されるような良好なフィルタ特性が得られる。
【００２５】
なお、上記実施例のバンドパスフィルタでは、導波管伝送路を２段目の共振器で折り返し、３段の共振器を持つようにしたが、図１の３段目の共振器に続いて４段目の共振器で同様に折り返し、５段の共振器の構成等とするにより、４段以上の共振器を持つバンドパスフィルタとしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば本体の底面部及び両側面部と底面部側に配置される非対称誘導性共振窓部をキャスティングで一体成形し、矩形導波管伝送路の電界方向と水平方向が一致する構成として、上面側に蓋を被せるようにしたので、蓋と本体の接合部を電界強度最小点に位置させることができる。従って、加工・組立時に発生するバリ、隙間等でフィルタ特性が変化することがなく、特性のラツキも著しく抑制される。また、組立の簡単化、製作時間の短縮化、低コスト化が図れることになる。更に、本体の導波管伝送路を途中の共振器で折り返すようにしたので、フィルタの小型化が可能となる。
【００２７】
更に、請求項２の発明によれば、非対称誘導性共振窓部へ向けて突出するように調整用のネジ又は突出部材を設けたので、これらのネジ又は突出部材の突出配置により電界最大点方向の距離が短くなることはなく、耐電圧の劣化が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るバンドパスフィルタの構成を示し、図（Ａ）は分解斜視図、図（Ｂ）は組立後の斜視図である。
【図２】図１（Ｂ）のバンドパスフィルタをＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
【図３】実施例のバンドパスフィルタにおける蓋体の他の構成を示す斜視図である。
【図４】実施例のバンドパスフィルタのＱ値に対する電界強度を従来例との比較で示す図である。
【図５】実施例のフィルタ特性（周波数対減衰量）を示すグラフ図である。
【図６】従来のバンドパスフィルタの一構成例を示し、図（Ａ）は全体図、図（Ｂ）は調整用ネジを配置したときの部分図である。
【図７】従来のバンドパスフィルタの他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…導波管、        ２…窓部材、
３，２１…調整用ネジ、
１０…本体、        １１…底面部、
１２ａ…前側面部、  １２ｂ…折返し側面部、
１２ｃ…後側面部、  １２ｄ…左側面部、
１３…中央側面部、
１５ａ〜１５ｄ…非対称誘導性共振窓部、
２０，２４…蓋、    ２５…調整用突出物。
【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】
2005005930.tif 000008
【図７】
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