(57)【要約】本発明は、改良された高周波フィルタが相互に接続された高周波フィルタを提供する。改良された高周波フィルタは、特に例えば以下の特徴により傑出する。即ち、送信分岐部又は受信分岐部に関連付けられた共振器(R41,R41';R43,R43')の他に、更に少なくとも二つの共振器(R42,R42')が、強く互いに結合された共振器対(R42,R42')を構成して、送信分岐部も受信分岐部も、第二の追加の共振器(R42')に連結され、又は送信分岐部も受信分岐部も、第一の追加の共振器(R42)に連結され、共通の信号路(A)に対する結合／分離が行われる。
2006525703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも三つの接続部(21,22,23)を介して共通の信号路(A)、送信装置(T)及び受信装置(R)を接続でき、一つの接続部(21)を高周波フィルタの送信分岐部に連絡し、一つの接続部(22)を受信分岐部に連絡し、
一つ以上の共振器(R41,R41')は、送信分岐部のみに連絡し、送信分岐部の一つの共振器(R41)は、送信信号を供給する結合部(31)を備え、
一つ以上の共振器(R43,R43')は、受信分岐部のみに連絡し、対応する接続部(23)に受信信号を付与する一つの共振器(R43)は、結合装置(33)を備え、
少なくとも一つの共振器(R42)は、共通の信号路(A)から信号を供給しかつ共通の信号路(A)に信号を付与する結合／分離を備える追加した少なくとも二つの共振器(R42,R42')を備えた高周波フィルタにおいて、
送信分岐部又は受信分岐部に連絡する共振器(R41,R41';R43,R43')の他に、更に少なくとも二つの共振器(R42,R42')を備え、
追加して設けられた少なくとも双方の共振器(R42,R42')は、互いに強く結合された共振器対(R42,R42')を構成し、
共振器(R42)と並んで共通の信号路(A)に結合し／分離する少なくとも一つの更なる共振器(R42')に送信分岐部も受信分岐部を連結したことを特徴とする高周波フィルタ。
【請求項２】
請求項１の前文による高周波フィルタにおいて、
送信分岐部又は受信分岐部に連絡する共振器(R41,R41';R43,R43')の他に、更に少なくとも二つの共振器(R42,R42')を備え、
追加して設けられる少なくとも双方の共振器(R42,R42')は、互いに強く結合された共振器対(R42,R42')を構成し、
共通の信号路(A)に対して結合し／分離する第一の共振器(R42)に送信分岐部及び受信分岐部を連結したことを特徴とする高周波フィルタ。
【請求項３】
互いに強く結合された共振器対(R42,R42')の内側導体(42,42'a)の軸間距離は、信号路上に並置される二つの更なる共振器の各軸間距離より小さい請求項１又は２に記載の高周波フィルタ。
【請求項４】
高周波フィルタは、全体として２ｎ個の共振器（ｎは全ての奇数）を含み、好ましくはそれぞれ「ｎ」個ずつ共振器を２列に配置した請求項１又は３に記載の高周波フィルタ。
【請求項５】
装置ハウジング又はフィルタハウジング(11)の同じ側(19)に予め設けられた三つの連結スリーブ(21,22,23)を取り付けて、共通の信号路(A)、送信器(T)及び受信器(R)に接続した請求項１、３又は４の何れか１項に記載の高周波フィルタ。
【請求項６】
少なくとも一つの共振器、好ましくは複数の共振器又は好ましくは全ての共振器を同軸構造に構成した請求項１〜５の何れか１項に記載の高周波フィルタ。
【請求項７】
少なくとも一つの共振器、好ましくは複数の共振器又は好ましくは全ての共振器を誘電性共振器により構成した請求項１〜６の何れか１項に記載の高周波フィルタ。
【請求項８】
少なくとも一つ、好ましくは複数又は好ましくは全ての共振器をセラミック共振器により構成した請求項７に記載の高周波フィルタ。
【請求項９】
少なくとも一つの共振器、好ましくは複数の共振器又は好ましくは全ての共振器を導電パターン−共振器により構成した請求項１〜５の何れか１項に記載の高周波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文による相互接続された高周波フィルタの形態の高周波フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車無線分野に関する無線工学装置では、送信信号及び受信信号に対し共通の単一アンテナのみを使用することが望ましい場合がある。その場合、送信信号及び受信信号には、異なる周波数帯域が使用される。送信と受信とで二つの周波数帯域に使用するアンテナを適合させなければならない。送信信号を送信器からアンテナに対してのみ送信（受信器方向でなく）する一方、他方で受信信号をアンテナから受信器に対してのみ確実に転送するため、送信信号及び受信信号を分離する適宜の周波数フィルタが必要である。
【０００３】
このために、共に所定の望ましい各周波数帯域を通過させる一対の高周波フィルタを使用できる（帯域フィルタ）。しかしながら、有害な所定の各周波数帯域を遮断する一対の高周波フィルタも使用できる。これは、帯域遮断フィルタと呼ばれる。また、送信帯域と受信帯域との間に在る周波数より低い周波数を通過させ、その周波数の上に在る帯域を遮断する第一のフィルタ（低域フィルタ）と、送信帯域と受信帯域との間に在る周波数より低い周波数を遮断し、その周波数の上に在る周波数を通過させる第二のフィルタから成る一対の高周波フィルタも使用することができる。その際、所謂高域フィルタが取り扱われる。前記フィルタ形式の更なる組合せも使用できる。
【０００４】
高周波フィルタの相互接続による複式フィルタを示す特許文献１では、二つの導体ループを介して共通の同軸送信／受信連結スリーブの内側導体は、一つの送信及び受信フィルタの最も近くに在る各共振器室に連結される。その際、各共振器室では、垂直に突出する内側導体が内側に設けられ、半径方向外側で共振器室を形成する室壁は、外側導体として役立つ。同様の公知の解決法では、電流逆流路を含むワイヤループにより共振器中空部の内壁を介して連結スリーブの外側導体まで包囲する面（インダクタンス）が、各フィルタ分岐部での信号結合の強さを決定する。ワイヤループの機械的な変形又は曲げにより、結合の同調を行なうことができる。
【０００５】
容量性の場合には、共通の送信／受信連結スリーブの内側導体が、二つの導体部分に分岐し、それは、それぞれ平面的な金属部まで延伸する。この場合、信号結合の強さは、金属面の大きさ及び形状並びに各共振器の内側導体までの距離（これにより制限される容量）により決定される。同様に、金属面の機械的変形又は曲げ又は共振器フィルタの内側導体までの各距離の変更により、結合を同調させることができる。
【０００６】
何れの方法でも、再現性の悪い機械的操作（曲げ又は変形）でしか同調を行なうことができない欠点があり、一つのフィルタ内での結合の同調が、変化するフィルタ分岐部の各電気的特性にも影響しかつ影響されるので、通常、同調過程を通じて繰返し周期的に双方の結合装置を変更しなければならない。
【０００７】
特許文献１の図３及び図４には、共通の連結スリーブの内側導体から、双方のフィルタ分岐部のために付加的に備えられる所謂「中間共振器」と呼べる共振器に関する一つのみの容量性結合を行なうことにより、この欠点が回避される。これは、従来のように分離壁の開口を介してそれぞれ送信フィルタ分岐部の共振器及び受信フィルタ分岐部の共振器と連結される。
【０００８】
しかしながら、この場合にも、それがフィルタ分岐部の周波数選択性にはあまり寄与しないが、追加のフィルタ分岐部の共振器に必要となる中間共振器が、追加のスペースを必要とし、追加のコストをも生ずる難点に注意しなければならない。
【特許文献１】米国特許第６３９２５０６号公報
【特許文献２】ヨーロッパ特許第１１６９７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これに対して、本発明の課題は、周波数フィルタを達成するために前記従来技術に対してより改良された高周波フィルタの相互接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、本発明では、請求項１に示す特徴部分により解決する。本発明の有利な実施の形態を他の請求項に示す。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による第一の変形例では、（以下に部分的に相互接続対の共振器とも称する）互いに強く連結された一対の共振器に関する誘導性結合又は容量性結合により、双方の高周波フィルタ分岐部が相互に接続される。これにより、従来技術で説明した欠点を回避できる。即ち、従来技術とは異なり、最早相互作用が存在する二つの状態での同調を行なう必要はない。
【００１２】
更に、互いに強く連結された共振器対は、それぞれ双方の共振器の一方がフィルタ分岐部の一つに固定的に関連付けられるように、二つのフィルタ分岐部の選択に寄与する。従って、従来技術に必要とされる追加のコストが発生せず、また、更なるスペースを必要とする中間共振器も省略できる。
【００１３】
その際、互いに強く結合された共振器対と周波数フィルタのフィルタ分岐部との間の結合を種々に実施できる：即ち
・本発明では、双方のフィルタ分岐部、即ち送信信号用のフィルタ分岐部及び受信信号用のフィルタ分岐部が、互いに強く結合された共振器対の第二の共振器に結合されて、それを介して結合が行なわれない、又は
・双方のフィルタ分岐部が、強く互いに結合された共振器対の第一の共振器に結合されて、それを介して同軸ケーブル接続部の内側導体の結合も行なわれる。
【００１４】
本発明の更なる利点は、所定の共振器数に対して共振器室の有利な省スペースの幾何学的配置が可能であり、それが相互接続の他の形態では可能ではない点に基づく。従って、本発明の範囲内で、送信器及び受信器用の、そして共通の入口又は共通の連結スリーブ用の三つの全連結スリーブ、即ち例えばアンテナの接続部に対する、又は共通の信号路又は信号線の連結／分離用の一般的に共通の送信／受信−連結スリーブがそのハウジングの側部に在る、例えば全体として６個の、二列にそれぞれ三個づつ配置された共振器を備えた周波数フィルタを実現することもできる。換言すれば、本発明は、対称的な小型の全体形状を実現する。
【００１５】
更に、本発明の好適な実施の形態では、対応する共振器の内側導体間の間隔を低減することにより、特に強い結合が可能である。
【００１６】
本発明による高周波フィルタは、高周波フィルタの少なくとも一つの共振器、好ましくは複数、更に好適には全ての共振器を同軸構造に置き換えるように構成することが好ましい。同様に、高周波フィルタは、一つ又は複数又は全共振器が、誘電性共振器、例えばセラミック共振器を使用して置き換えられる。しかしながら、最後に同様に、導電パターン技術で実現できるように、少なくとも一つの共振器、好ましくは複数の共振器又は全ての共振器が高周波フィルタを構成することもできる。換言すれば、説明した原理の対応する置換が可能な考え得る限り全ての方法が考慮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の複数の実施の形態を添付図面について以下説明する。
【００１８】
図１は、複数の高周波帯域フィルタを相互に接続した複式フィルタの本発明による好適な実施の形態を示す概略平面断面図である。
【００１９】
更に、図１に示す本発明の実施の形態は、同軸構造を有する６個の個別回路−高周波フィルタ1、即ち６個の共振器を備える。共振器1の全体構成は、基本的に特許文献２から公知であり、特許文献２の全内容を本明細書の一部とする。また、個別回路−ＨＦ（高周波数）フィルタ、即ち個別共振器1は、同軸構造で基本的に導電性の外側導体3と、外側導体3に対して同心上又は同軸上に配置される導電性の内側導体4と、外側導体3と内側導体4とを互いに電気的に接続する底板5とを有する。
【００２０】
取り付け可能な導電性の蓋体、即ちカバー7（図２）により、個別共振器1の上部を閉鎖でき、内側導体4は、カバー7から間隔をあけて下方に延伸する。例えば、内側導体4の軸方向位置を調整し又はカバー7に設けられた図２に示す同調要素9の位置を軸方向に調整する特別の調整機構により、個別共振器1を所定の共振周波数に調整することができる。
【００２１】
図１及び図２に示す実施の形態では、図１に示す６個の同軸上に構成される高周波−共振器1は、ほぼ正方形の一つの底面又は底板5を備え、底板5を含む中空室は、金属壁部により形成される。（特に、全金属ブロックからフライス加工により共振器1の中空室を形成するとき）製造技術上の利点を生ずるように、角部は、半径を持つ丸い面に形成される。ほぼ共振周波数の１／４波長以下の長さを有しかつほぼ円柱（円筒）状に金属で形成される内側導体4は、従来と同様に、通常数mmの間隔をあけてカバー7の下方まで延伸する。図２に示す実施の形態では、円筒状の金属製のピンから成る同調要素9は、内側導体4の上端に形成された凹陥部4'内の種々の位置に係合して、カバー7の種々の深さにねじ込み又は緩められ、共振周波数を変更し調整することができる。
【００２２】
個別共振器1のうち複数の共振器1は、共通のハウジング11内に収容され、従来のように、個別共振器を互いに分離する中空室14の側壁は、部分的に切れ目15を介して電磁信号路が形成される。
【００２３】
また、図示の実施の形態では、三つの円筒体、即ち同軸連結スリーブ21,22及び23がハウジング11の側部19に互いに等間隔に設けられる。三つの連結スリーブ21〜23の対応する各内側導体31,32及び33は、図示の各実施の形態では、導電性の円板31',32'及び33'の形態の導電性平面要素までハウジング側壁19に接する共振器室41,42及び43内でそれぞれ数mmだけ延伸する。
【００２４】
図１に示すように、例えば、送信器Tは、連結スリーブ21に接続され、連結と分離に役立つ共通の信号路又は信号線Aは、中央の接続部22に接続され、受信器Rは、第三の接続部23に接続される。即ち、送信信号は、送信器Tから矢印25に示す信号路を介して供給され、高周波帯域フィルタを備えた複式フィルタを介して、共通の信号路A、例えばアンテナに送受信され、逆に共通の信号路Aを介して受信する信号は、矢印26に示す信号路を介して中央の連結スリーブ22から受信器Rに供給される。
【００２５】
中央の円板要素又は他の平坦な金属部32'と結合共振器R42の隣接する共振器−内部導体42aとの間に構成される容量によって、共通の信号路A又は共通の連結スリーブ22から共振器室42の電場結合及び共振器室42から連結スリーブ22に逆の電場結合が実現される。
【００２６】
図示の実施の形態では、アンテナAに対する接続を行なう第１の共振器室42と、第１の共振器室42に隣接して接続される第２の共振器室42'との間には、接続開口45を介して強い結合が実現される。
【００２７】
付加的に、双方の共振器室42と42'との間のこの種相互接続に必要な結合を下記の通り調整できる。隣接する二つの内側導体42'a及び43'a並びに43'a及び43aの各信号路間隔、更に内側導体42'a及び41'a並びに41'a及び41aの各信号路間隔は、ほぼ同じであることが前記実施の形態から明らかであろう。図１及び図２に示すように、単一の送信分岐部にも、単一の受信分岐部にも無関係の双方の内側導体の間隔、即ち強く互いに結合される共振器の内側導体42a,42'a間の間隔を他の内側導体の間隔よりも信号路を小さく設計して、結合を調整することができる。
【００２８】
臨界超過とも呼ばれる強い前記結合は、それぞれ単独で考察したとき送信及び受信バンドの間の周波数帯域での共振を有し、又はそれに同調される、双方の共振器R42及びR42'が、結合する状態では、互いに離反して移動する二つの所謂結合共振周波数で振動する。
【００２９】
これら双方の結合共振周波数の間隔（即ち周波数差）は、通常、結合帯域幅と呼ばれる。
【００３０】
一つの複式フィルタの同じフィルタ又は同じフィルタ分岐部（送信分岐部又は受信分岐部）に対応する互いに結合された共振器では、結合帯域幅は、常にフィルタ又はフィルタ分岐部の帯域幅より僅かに小さい。換言すれば、結合帯域幅は、フィルタ又はフィルタ分岐部の帯域幅の５０%〜１００%間の範囲内に通常存在する。
【００３１】
これに対して、強く互いに結合された共振器対の場合には、結合帯域幅は、それぞれ複式フィルタに相互接続されるフィルタ分岐部の帯域幅より高い。
【００３２】
図５のグラフは、例えば超臨界結合された二つの共振器から成る回路（即ちフィルタ）の過渡特性を示す。図５の横軸及び縦軸は、それぞれ周波数及び制御パラメータS21を表わす。
【００３３】
その際、強い結合は、高い結合帯域幅と同義である。
【００３４】
特許文献２とは異なる実施の形態で図２について説明したように、旋回して進退自在に同調要素9を各フィルタ内に取り付けて、共振器の周波数を同調させることができる。同調可能な調整共振器の更なる変形も可能である。
【００３５】
強く互いに結合された共振器対R42とR42'の第二の共振器室R42'と、第二の共振器室R42'に隣接する共振器室R41'との間に設けられる他の開口48により、共振器室R41'とR41とから成る送信分岐部のフィルタ回路は、共振器R42'に結合され、共振器R42'は、互いに強く結合された共振器対R42とR42'との第二のアンテナAへの結合を生じない。同様に個別共振器壁部での開口48'により、送信分岐部の双方の共振器室R41'とR41は、互いに接続される。備えられた導電性の平面要素31'を介して送信信号を結合できる。
【００３６】
同様に、受信分岐部が構成される。この場合にも、開口49を介して、互いに強く結合された共振器対R42’とR43’の第二の共振器R42'から共振器R43'への接続が形成され、更に、開口49'を介して共振器R43’とR43との結合が形成され、導電性の平面要素33'が共振器室R43内に突出する。これにより、アンテナAで受信された受信信号が受信器Rに送出、即ち転送される。
【００３７】
その際、共振器R41及びR41'を送信帯域周波数に同調させ、共振器R43,R43'を受信帯域周波数に同調させる。
【００３８】
共振器室R42'とR41'との間を結合する一方、他方で共振器室R42'とR43'との間を結合して適宜平衡化を実施することにより、相互接続の平衡化が行なわれる。その際、重要な影響量は、共振器の分離壁での連結開口の大きさ、位置及び形状と、内側導体42'aと41'aとの間又は42'aと43'aとの間の各軸間距離である。フライス加工技術により機械的に良好に再現可能に前記寸法の全てを製造することができる。
【００３９】
図４に示す本発明の他の実施の形態を以下説明する。
【００４０】
図４に示す実施の形態は、更に同様に構成される。他の双方の同軸連結スリーブ21及び23とは異なり、中央のアンテナ接続部、即ち中央のアンテナスリーブ22を反対側のハウジング側壁19'に設ける点で図１の実施の形態とは異なる。従って、図１の実施の形態とは対照的に、図４の実施の形態では、送信分岐部のフィルタ回路R41とR41'とは、強く互いに結合された共振器対R42とR42'よりも、所謂相互接続共振器対R42とR42'との接続された共通の信号路又は信号線Aへの結合を生ずる第一の共振器R42に連結される。従って、共振器室R43及びR43'を備える受信分岐部は、同様に結合を生ずる第一の共振器室R42に連結される。
【００４１】
図４の実施の形態では、双方の更なる接続部21及び23に対向して接続部22を設けるので、第一のアンテナ接続部22に直接に接続される共振器対42及び対応する共振器R42も、ハウジングの対向する側壁19'上に配置される。
【００４２】
実施の形態により説明するように、少なくとも一つの共振器、複数の共振器かつ全ての共振器を同軸構造に構成することが好ましい。
【００４３】
これとは別に、少なくとも一つの共振器、好ましくは複数の共振器、更に好ましくは、誘電性共振器及び／又はセラミック共振器から全ての共振器を構成することもできる。
【００４４】
しかしながら、最後に、前記実施の形態では、一つの共振器、好ましくは複数の共振器、更に好ましくは導電パターン−共振器から全ての共振器を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】高周波フィルタを相互接続した本発明による複式フィルタの好適な実施の形態を示す略示平面断面図
【図２】図１のII−II線に沿う断面図
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図
【図４】図１とは異なる本発明の他の実施の形態を示す平面断面図
【図５】超臨界結合された二つの共振器の共振過程を示すグラフ
【符号の説明】
【００４６】
(11)・・ハウジング、  (19)・・側部、  (21,22,23)・・接続部、  (31)・・結合、  (33)・・結合装置、  (42,42'a)・・内側導体、  (A)・・信号路、  (T)・・送信装置、  (R)・・受信装置、  (R41,R41',R42,R42',R43,R43')・・共振器、
【図１】
2006525703.tif 000003
【図２】
2006525703.tif 000004
【図３】
2006525703.tif 000005
【図４】
2006525703.tif 000006
【図５】
2006525703.tif 000007
【国際調査報告】
2006525703.tif 000008
2006525703.tif 000009
2006525703.tif 000010
2006525703.tif 000011