(57)【要約】【課題】伝送線路内を通じて発生する、隣接した共振器間の不要結合を低減することができ、小形でかつ高減衰量を確保することのできる帯域阻止フィルタを得る。【解決手段】内導体１０１と、外導体１０２とで構成された伝送線路１００と、伝送線路１００の両端に位置し、外部回路に接続される入出力端子５０１と、外導体１００に設けられた結合孔２０１と、結合孔２０１を介して伝送線路１００との間で電磁界結合する２つ以上の共振器３０１とを備えている。伝送線路１００内において、結合孔２０１の少なくとも１つの入力端子側と出力端子側の双方とには、結合孔２０１の中心から阻止周波数における波長の１／８未満の距離に、外導体１０２の内壁の異なる２点間を電気的に短絡する不要結合低減手段が設けられている。【選択図】図２
2012039373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内導体と、前記内導体を電気的に取り囲む外導体とで構成された伝送線路と、
前記伝送線路の両端に位置し、外部回路に接続される入力端子および出力端子と、
前記外導体に設けられた結合孔と、
前記結合孔を介して前記伝送線路との間で電磁界結合する１つまたは複数の共振器と
を備えた帯域阻止フィルタであって、
前記伝送線路内において、前記結合孔の少なくとも１つの入力端子側と出力端子側の双方には、前記結合孔の中心から阻止周波数における波長の１／８未満の距離に、前記外導体の内壁の異なる２点間を電気的に短絡する不要結合低減手段が設けられたこと
を特徴とする帯域阻止フィルタ。
【請求項２】
前記不要結合低減手段は金属ネジであること
を特徴とする請求項１に記載の帯域阻止フィルタ。
【請求項３】
前記内導体の一部分または全体を取り囲むように誘電体が配置されたこと
を特徴とする請求項１または２に記載の帯域阻止フィルタ。
【請求項４】
前記伝送線路は、多層の誘電体基板に形成され、
高周波信号の入出力方向に配置された第１導体パターンと、
前記第１導体パターンの上側に配置された第１誘電体層と、
前記第１誘電体層の上側に配置された第２導体パターンと、
前記第１導体パターンの下側に配置された第２誘電体層と、
前記第２誘電体層の下側に配置された第３導体パターンと、により構成され、
さらに、前記第２導体パターンと前記第３導体パターンの少なくとも一方には前記結合孔が設けられており、
前記共振器は、
前記第２導体パターンの上側、または前記第３導体パターンの下側に配置された１つまたは複数の誘電体または空気と、
前記誘電体または前記空気の周囲のうち、前記結合孔以外の部分を取り囲むように配置された導体と、により構成され、
前記不要結合低減手段は、
前記伝送線路内において、前記結合孔の少なくとも１つの入力端子側と出力端子側の双方に、前記結合孔の中心から阻止周波数における波長の１／８未満の距離に、前記第２および第３導体パターンを接続するよう配置されたスルーホール、によって構成されたこと
を特徴とする請求項１に記載の帯域阻止フィルタ。
【請求項５】
前記共振器は、前記伝送線路が形成された前記多層の誘電体基板に形成され、
前記第２導体パターンの上側と前記第３導体パターンの下側の少なくとも一方に配置された第３誘電体層と、
前記第３誘電体層が配置された前記第２または第３導体パターンに対向する面に配置された第４導体パターンと、
前記第３誘電体層を電気的に１つまたは複数の領域に分けるように、前記第２または第３導体パターンと、前記第４導体パターンを接続するスルーホール列と、によって構成されたこと
を特徴とする請求項４に記載の帯域阻止フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、伝送線路と共振器とからなるマイクロ波帯およびミリ波帯の帯域阻止フィルタに関し、特に、伝送線路の結合孔の近傍に不要結合低減手段を設けた帯域阻止フィルタに関するものである。
ここでは、伝送線路として、同軸線路やサスペンデッド線路のような、内導体を電気的に取り囲むように外導体が存在する形状や、トリプレート線路のような、内導体の上下に地導体が配置された形状を想定している。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロ波帯送受信装置で用いられる帯域阻止フィルタの一例として、電気壁で囲まれた共振器（直方体の誘電体）の１つの表面に結合孔を設け、結合孔を介して複数の共振器を伝送線路に多段に接続する構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。また、伝送線路としては、誘電体基板を用いたトリプレート線路が採用されている。
【０００３】
特許文献１に記載の帯域阻止フィルタは、結合孔以外の場所を電気壁で覆った誘電体を共振器とし、結合孔以外の周囲を電気壁で覆った誘電体基板の層間にストリップ線路を設けた伝送線路により構成されている。
【０００４】
上記従来の帯域阻止フィルタにおいては、共振周波数の近傍で、結合孔を介して共振器と伝送線路との間で電磁界エネルギーの交換が行われており、入力端子から入力された高周波信号のうち、共振周波数の近傍の信号は、入力側に反射される。したがって、共振器を一定の間隔で複数個配置することにより、共振周波数を中心とする帯域において減衰する特性（帯域阻止形のフィルタ特性）が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０３５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の帯域阻止フィルタは、トリプレート線路の上下地導体間が電気的に接続されていない場合には、基本モードであるＴＥＭモード以外に平行平板モードが発生する。一方、内導体の上下の地導体を接続した場合には、平行平板モードは回避されるものの、伝送線路の断面形状に依存した高次モードが発生し、この高次モードは、伝送線路内で遮断特性を有しており、距離に依存して減衰するという特性を有する。しかしながら、基本モード以外の高次モードによって、阻止周波数の信号が隣接する共振器に伝送線路を通じて伝搬される場合には、所望の減衰量が確保できないという課題があった。
【０００７】
特に、帯域阻止フィルタを形成するために必要な最短の共振器間隔λｏ／４（λｏは阻止周波数の波長）で共振器が配置される場合には、上記課題の影響が顕著となる。また、この場合、共振器間隔が短いことから、距離による減衰量が不十分であり、高次モードが微弱ながらも伝搬する。阻止帯域幅が比較的広い場合には、共振器と伝送線路との間が密結合となるうえ、結合孔が大きいので、伝送線路が不連続となりやすく、高次モードの発生量そのものが増加する。共振器で発生した電磁界エネルギーは、基本モードで減衰されるものの、高次モードで伝搬される信号レベルが優勢となり、結果として、高い減衰量を得ることが困難になるという課題があった。
【０００８】
一方、共振器間隔を３λｏ／４（最短の共振器間隔の３倍）に設定した場合には、高次モードの伝搬がある程度抑圧されて隣接する共振器間の不要結合が低減され、フィルタの減衰量の向上が見込めるものの、全体の軸長が長くなりコンパクトに収めることができないので、小形化および軽量化が強く要求される場合には、適用することができないという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、隣接する共振器間の不要結合を低減することができ、小形ながらも高減衰量を確保することのできる帯域阻止フィルタを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る帯域阻止フィルタは、外部回路に接続される入力端子および出力端子と、結合孔とを有する伝送線路と、結合孔を介して伝送線路との間で電磁界結合する１つまたは複数の共振器とを備えた帯域阻止フィルタであって、結合孔の少なくとも１つの入力端子側と出力端子側の双方において、前記結合孔の中心から阻止周波数における波長の１／８未満の距離に、前記外導体の内壁の異なる２点間を電気的に短絡する不要結合低減手段が設けられたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、不要結合低減手段により、伝送線路内の高次モードを閉じ込める作用があるので、結合孔付近で発生する電磁界エネルギーを伝搬させない効果と、伝送線路内の不連続構造によらず、共振周波数および外部Ｑ値を安定化する効果がある。これにより、伝送線路内を通じて発生する隣接する共振器間の不要結合を低減して、小形ながらも高減衰量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る帯域阻止フィルタの外観を示す平面図である。
【図２】図１内のＡ−Ａ線による側断面図である。
【図３】図２内のＢ−Ｂ線による平断面図である。
【図４】図２内の共振器の第１空間領域の電磁界分布（ＴＥ１０１モード）を平断面図、Ｃ−Ｃ側断面図およびＤ−Ｄ側断面図で示す説明図である。
【図５】図２の帯域阻止フィルタのＴＥＭモードを示す説明図である。
【図６】図５内のＥ−Ｅ線による平断面図である。
【図７】図５内のＦ−Ｆ線による側断面図である。
【図８】図２の帯域阻止フィルタの方形同軸線路の最低次の高次モードを示す説明図である。
【図９】図８内のＧ−Ｇ線による平断面図である。
【図１０】図８内のＨ−Ｈ線による側断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１における結合孔の異なる形成例を示す平面図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る帯域阻止フィルタの等価回路図である。
【図１３】図１内のＡ−Ａ線による側断面図の異なる配置例である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係る帯域阻止フィルタを示す側断面図である。
【図１５】図１４内のＪ−Ｊ線による平断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態４に係る帯域阻止フィルタを示す側断面図である。
【図１７】図１６内のＫ−Ｋ線による平断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態５に係る帯域阻止フィルタを示す側断面図である。
【図１９】図１８内のＬ−Ｌ線による平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１〜図１３はこの発明の実施の形態１を説明するための図であり、図１は帯域阻止フィルタの外観を示す平面図、図２は図１内のＡ−Ａ線による側断面図、図３は図２内のＢ−Ｂ線による平断面図である。
【００１４】
図４〜図１２はこの発明の実施の形態１が適用される帯域阻止フィルタの基本構成および電磁界分布を説明するための図である。
図４は図２内の共振器３０１を示す説明図であり、共振器３０１内の基本的な電磁界分布（ＴＥ１０１モード）を、平面図、Ｃ−Ｃ断面図およびＤ−Ｄ断面図で示している。
【００１５】
図５は図２の帯域阻止フィルタのＴＥＭモード（基本モード）を示す説明図であり、不要結合低減手段となる仕切り構造（図２、図３内の金属導体１１１ａ〜１１８ｂ）を除去して、基本モードの磁界分布を、図１内のＡ−Ａ線による側断面図で示している。
図６は図５内のＥ−Ｅ線による平断面図、図７は図５内のＦ−Ｆ線による側断面図であり、かつ電磁界分布を示す。
【００１６】
図８は図２の帯域阻止フィルタにおける、方形同軸線路の最低次の高次モードを示す説明図であり、不要結合低減手段（仕切り構造）を除去して、伝送線路１００上に最低次の高次モードの電磁界分布を示した状態を、図１内のＡ−Ａ線による側断面図で示している。なお、方形同軸線路の最低次の高次モードの電磁界分布は、方形導波管の基本モード（ＴＥ１０モード）に類似している。
図９は図８内のＧ−Ｇ線による平断面図、図１０は図８内のＨ−Ｈ線による側断面図であり、かつ電磁界分布を示す。
【００１７】
図１１はこの発明の実施の形態１における結合孔２０１の異なる形状例を示す平面図であり、共振器３０１と伝送線路１００とを接続する結合孔２０１の形状例を示している。
図１２はこの発明の実施の形態１に係る帯域阻止フィルタの同等価回路である。
図１３はこの発明の実施の形態１における共振器３０１の異なる配置例を示す側断面図（Ａ−Ａ線による）である。
【００１８】
ここでは、伝送線路１００として方形同軸線路を適用した場合を例にとって説明する。
また、共振器３０１として、空気または誘電体の周囲を電気壁で閉じた単純な形状を例にとって説明する。
【００１９】
ただし、伝送線路１００は、横断面が円形や楕円形の同軸線路であってもよいし、共振器３０１の形状は、空気層と誘電体層との複合物であっても問題なく、かつ、その接続方法に制限を付けないものとする。
【００２０】
また、共振器３０１の数を４個としているが、４個未満、または５個以上であっても、この発明の内容を制限するものではない。
さらに、結合孔２０１についても、図１１の形状に制限されることはなく、別の形状、数量であっても構わない。
【００２１】
図１〜図３において、この発明の実施の形態１に係る帯域阻止フィルタは、筐体構造を有する方形同軸形の伝送線路１００と、伝送線路１００上に配置された１つ以上（ここでは、４個）の共振器３０１とにより構成されている。
伝送線路１００は、内導体１０１と、内導体１０１を覆う外導体１０２と、内導体１０１と外導体１０２との間に介在された第１誘電体１０３とにより構成されている。
【００２２】
外導体１０２は、上面両端部に入出力端子５０１を有するとともに、上面に少なくとも１つ（ここでは、４個）の結合孔２０１ａ〜２０１ｄ（以下、総称して「結合孔２０１」ともいう）が形成されている。
共振器３０１は、図２に示すように、外導体１０２の上面および２０１ａ〜２０１ｄを共有構成として、第１導体２０３に覆われて形成されており、λｏ／４（λｏは阻止周波数の波長）の間隔１０ａ〜１０ｃだけ距離を置いて伝送線路１００上に配置されている。
【００２３】
外導体１０２の内部においては、図２、図３に示すように、たとえば結合孔２０１ａの付近に、金属導体１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂと、外導体１０２の上下幅広面１０６、１０７と、により囲まれた仕切り構造が存在する。
【００２４】
伝送線路１００と共振器３０１とは、結合孔２０１を介して電磁界結合が行われ、入出力線路端で帯域阻止形のフィルタ特性を有する。
各共振器３０１は、図１２の等価回路において、共振回路４１０として表され、抵抗値が０であれば、共振周波数で短絡線路として動作し、出力側に高周波信号を通さない帯域阻止形の性質を有する。
【００２５】
図４においては、共振器３０１内の基本的な電磁界分布（ＴＥ１０１モード）を示している。
図５〜図７は、仕切り構造（金属導体１１１ａ〜１１８ｂ）を除いた状態での伝送線路１００上の基本モード（ＴＥＭモード）の高周波伝搬状態を示している。
【００２６】
図５〜図７において、第１導体２０３で囲まれた共振器３０１に蓄えられたＴＥ１０１モードの電磁界エネルギーは、共振周波数近傍で、結合孔２０１を介して、基本モード（ＴＥＭモード）で伝送線路１００との間で電磁界結合される。
この電磁界結合が所定間隔で複数段配列されることにより、出力側において所望周波数の高周波信号が減衰されるという、帯域阻止形のフィルタ特性が得られる。
【００２７】
図８〜図１０は、仕切り構造（金属導体１１１ａ〜１１８ｂ）を除いた状態での、最低次の高次モードにおける高周波伝搬状態を示している。
図８〜図１０において、第１導体２０３で囲まれた第２誘電体２０２に蓄えられたＴＥ１０１モードの電磁界エネルギーは、方形同軸線路である伝送線路１００の最低次の高次モードとの間で、結合孔２０１を介して磁界結合される。
【００２８】
方形同軸線路の断面寸法を適切に選定することにより、上記の高次モードは、阻止周波数でエバネッセント（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ）波となるので、共振器３０１から漏洩する高次モードの電磁界の強度は、距離に応じて指数関数的に減衰する。
しかし、たとえば、結合孔２０１が広く、かつ隣接する共振器３０１の結合孔２０１（たとえば、２０１ａと２０１ｂと）の間隔１０ａが回路上の最短距離であるλｏ／４の長さである場合には、隣接する共振器の相互間で不要結合が生じて、減衰量の低減が生じやすい。
【００２９】
すなわち、帯域阻止フィルタに高い減衰量が要求される場合は、結合孔２０１は広くなる傾向にあるので、仕切り構造を備えていない場合には、共振器３０１内の電磁界エネルギーが結合孔２０１を通じて伝送線路１００側に漏洩し、高次モードを介して隣接する共振器３０１と不要結合が発生する。また、伝送線路内の不連続部分によって電磁界分布が乱されるので、共振周波数および外部Ｑ値が安定化されないという問題も生じる。
【００３０】
これに対し、図１〜図３のように、金属導体１１１ａ〜１１８ｂの仕切り構造を適用することにより、方形同軸線路からなる伝送線路１００の断面寸法の横幅を短くすることができ、方形同軸線路の最低次の高次モードのカットオフ周波数をさらに高くすることが可能である。
すなわち、方形同軸線路の最低次の高次モードで伝搬する高周波信号は、大きく減衰するので、隣接する共振器３０１に不要結合しにくくなる特徴を有する。
【００３１】
また、金属導体１１１ａ〜１１８ｂの仕切り構造により、共振器３０１から漏洩する電磁界エネルギーが伝送線路１００内の仕切り構造より外側に漏れず、共振器３０１および金属導体１１１ａ〜１１８ｂで囲まれた領域のみに電磁界が分布するので、仕切り構造より外側における主線路内の電磁界分布にかかわらず、共振周波数および外部Ｑ値が安定するという特徴を有する。
なお、金属導体１１２ａと１１３ａ、金属導体１１２ｂと１１３ｂなど、１つの共振器の出力側の仕切り構造と、隣接する共振器の入力側の仕切り構造が一体化してもよい。
【００３２】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図３）に係る帯域阻止フィルタは、外部回路に接続される入出力端子５０１と１つ以上の結合孔２０１とを有する伝送線路１００と、結合孔２０１を介して伝送線路１００との間で電磁界結合する１つ以上の共振器３０１と、伝送線路１００内において結合孔２０１の入力端子側および出力端子側の双方に設けられた不要結合低減手段と、を備えている。
【００３３】
伝送線路１００は、高周波信号を伝送する同軸線路形を有し、金属で形成された円形または方形の同軸線路の内導体１０１と、内導体１０１の外側の少なくとも一部を取り囲むように配置された、第１誘電体１０３と、第１誘電体１０３の外側を取り囲むように配置され、結合孔２０１が設けられ、かつ両端部に外導体１０２が設けられた同軸線路の外導体１０２と、により構成されている。
【００３４】
共振器３０１は、結合孔２０１を介して伝送線路１００との間で電磁界結合するために、外導体１０２の外側に近接して結合孔２０１の付近に配置されており、第２誘電体２０２と、第２誘電体２０２の周囲を取り囲むように配置された第１導体２０３と、により構成されている。
不要結合低減手段は、伝送線路１００内の内導体１０１との電気的接触を避けるように配置された複数の金属導体１１１ａ〜１１８ｂにより構成されている。
【００３５】
このように、不要結合低減手段として、仕切り構造となる金属導体１１１ａ〜１１８ｂを設けることにより、伝送線路１００内の高次モードを伝搬させない効果とともに、共振器３０１から漏洩する電磁界エネルギーの漏洩を抑える効果もあるので、電磁界分布が固定されて、伝送線路１００内の他の構造物にかかわらず、共振周波数および外部Ｑ値を固定することができる。
また、伝送線路１００内において、内導体１０１との電気的接触を避けるように金属導体１１１ａ〜１１８ｂを設けることにより、外導体１０２の横断面の幅方向（図７〜図１０の横方向）の寸法を短くすることができる。
【００３６】
したがって、伝送線路１００を方形同軸線路とした場合、金属導体１１１ａ〜１１８ｂが外導体１０２の内壁を狭めることにより、方形同軸線路の最低次の高次モードのカットオフ周波数が上昇するので、高次モードによる高周波エネルギーの伝搬をさらに抑圧することが可能となる。
【００３７】
同様に、伝送線路１００が円形同軸線路の場合であっても、円形導波管でいうところの円形ＴＥ１１モードに類似した、円形同軸線路の最低次の高次モードの抑圧効果を実現することができる。
また、他の高次モードにおいても同様であり、この発明の実施の形態１の構造により、不要結合を低減することができる。
さらに、電磁界の分布領域が固定されるので、伝送線路１００内の他の構造物にかかわらず、共振周波数および外部Ｑ値を固定することができる。
【００３８】
この結果、不要結合低減手段により、伝送線路１００内の高次モードを伝搬させない作用と、共振器３０１から漏洩する電磁界エネルギーの漏洩を抑える作用とを実現し、電磁界分布を固定するとともに、共振周波数および外部Ｑ値を固定することができ、共振器３０１の外部Ｑ値が小さい（この場合、主線路と共振器が密結合な）場合であっても不要結合を低減して、小形でかつ高減衰量を確保した帯域阻止フィルタを得ることができる。
【００３９】
また、この発明の実施の形態１によれば、帯域阻止フィルタの設計を容易にすることが可能である。ここで、通常の帯域阻止フィルタの設計作業の煩雑性について説明する。
一般に、帯域阻止フィルタを設計する際には、フィルタに要求される性能から、共振周波数、外部Ｑなど、各共振器に必要な特性が得られる。各共振器の設計では、物理構造を考慮した共振器の電気特性が、等価回路上の共振器の電気特性と一致するように、物理構造の調整が行われる。
【００４０】
しかしながら、このように設計された複数の共振器３０１と伝送線路１００を組み合わせた場合、主線路となる伝送線路を介して不要結合が生じ、所望の減衰量が確保できないことがある。この問題を回避するためには、伝送線路１００の途上に仕切り構造を設けることが考えられるが、共振器に必要な外部Ｑ値が小さい（密結合である）場合、結合孔が大きくなるため伝送線路内に不連続部分が生じて、高次モードの発生量そのものが増加しやすい。このため、伝送線路に配置した仕切り構造の影響を受けて、共振周波数および外部Ｑ値が変化するという問題があった。
【００４１】
通常、上記問題が発生する場合、仕切り構造を設けたうえで、さらに共振器３０１の構造に変化を加え、共振周波数および外部Ｑ値を調整する作業が追加で必要となっていた。
【００４２】
この発明の実施の形態１に係る帯域阻止フィルタの設計では、１つの共振器３０１と、仕切り構造を配置した伝送線路１００の一部を組み合わせて共振周波数と外部Ｑ値の設計を行い、それらを縦列接続してフィルタを形成する。この結果、共振器単体の特性が変化せず、所望の帯域阻止形のフィルタ特性を容易に得られる。
【００４３】
上記設計手法によれば、共振周波数および外部Ｑ値を調整する追加の作業が必要でなく、設計の簡素化が図れる。さらには設計費の低減により、製品の低コスト化を実現することが期待できる。
【００４４】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１〜図３）では、伝送線路１００の上に共振器３０１が搭載される構造を想定したが、結合孔２０１を介して伝送線路１００と共振器３０１が電磁界エネルギーを交換するためには、上記位置関係に限られるものではない。
以下、この発明の実施の形態２について説明する。なお、伝送線路や共振器の概略形状などは上記実施の形態１と類似しているので、ここでは、図１３を参照しながら、配置についての相違点のみ述べる。
【００４５】
図１３においては、伝送線路１００の上側、下側の両方に共振器３０１が配置された場合を示している。
図１３のように、伝送線路１００の上下のどちらに共振器３０１が配置されても問題はない。特に、伝送線路内に誘電体が詰まっている場合には、比誘電率による波長短縮効果により、共振器間の物理間隔が、共振器そのものの大きさよりも狭くなり、同一面上に配置できなくなることから、上側と下側に交互に配置することが考えられる。
【００４６】
このような構造においても、結合孔の周辺に配置した仕切り構造の効果により、隣接する共振器間の不要結合が低減されるとともに、共振周波数と外部Ｑ値が固定されるので、帯域阻止形のフィルタ特性を安定に得ることができる。
【００４７】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１（図１〜図３）では、金属導体１１１ａ〜１１８ｂの具体的構成について言及しなかったが、図１４および図１５に示すように、金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂで構成してもよい。
【００４８】
図１４はこの発明の実施の形態３に係る帯域阻止フィルタを示す側断面図であり、図１内のＡ−Ａ線による側断面図に対応している。また、図１５は図１４内のＪ−Ｊ線による平断面図であり、各図において、前述（図２、図３）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００４９】
ここでは、前述と同様に、伝送線路１００として方形同軸線路を適用した場合を示し、また、共振器３０１として、空気または誘電体の周囲を電気壁で閉じた単純な形状とした場合を例にとって説明する。
【００５０】
ただし、伝送線路１００は、円形や楕円形の同軸線路であってもよいし、共振器３０１の形状は、空気層と誘電体層との複合物であっても問題なく、かつ、その接続方法には制限を付けないものとする。また、共振器３０１の数は、４個未満、または５個以上であってもよく、結合孔２０１の形状は、図１１に示した形状および数量に制限されることはない。
【００５１】
図１４、図１５において、この発明の実施の形態３に係る帯域阻止フィルタは、前述（図２、図３）の金属導体１１１ａ〜１１８ｂを金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂで構成した点が異なる。
各共振器３０１は、前述と同様に、図１２の等価回路中で共振回路４１０として表され、出力側に特定の周波数信号を通さない帯域阻止形の性質を有する。
【００５２】
金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂは、外導体１０２の下側幅広面１０７に設けられた穴から挿入されて、外導体１０２内の結合孔２０１の前後に配置される。
また、金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂの先端部を外導体１０２の上側幅広面１０６に接触させることにより、下側幅広面１０７と上側幅広面１０６とは導通（短絡）される。
上下幅広面１０６、１０７の導通手段としては、金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂを上側幅広面１０６にネジ止めしてもよく、または上側幅広面１０６に押し当てるのみでもよい。
【００５３】
前述（図２、図３）の金属導体１１１ａ〜１１８ｂを有する外導体１０２を切削加工する場合には、高い加工精度が求められるとともに、加工部位が多いことから、低コスト化を実現することができない。
【００５４】
一方、高次モードを抑圧するためには、伝送線路をＴＥ１０モードが漏洩しにくい形状を維持すればよいので、金属導体の代わりに、上下幅広面を金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂで導通させることにより、電磁界エネルギーの漏洩を防ぐことができる。
よって、図１４、図１５の構成においても、電気的に前述と同等の特性が得られるとともに、比較的切削部位の少ない外導体１０２と金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂの材料費のみでよく、低コスト化が可能となる。
【００５５】
ところで、組立性を考慮して製作する場合、外導体１０２は、上側幅広面１０６と下側幅広面１０７とをそれぞれ含むように、上下に２分割される。また、組立時には、２分割された外導体１０２の中に誘電体１０３と内導体１０１とが配置される。このとき、外導体１０２の周囲には、金属ネジなどを用いて電気的な接触が行われるものの、内導体側に突出した金属導体１１１ａ〜１１８ｂの部分は、電気的な接触が確保されない可能性がある。
【００５６】
また、誘電体１０３と内導体との高さの総和が、外導体１０２の内壁の高さよりも高い場合には、外導体１０２の周囲を金属製のネジなどでネジ止めする際に、突出した金属導体１１１ａ〜１１８ｂの部分は、電気的な接触が確保されない可能性が高い。
【００５７】
方形同軸線路の最低次の高次モードにおいては、上下間のわずかな隙間を通って伝送線路１００内の伝搬が行われるので、上下に２分割された外導体１０２の接触／非接触が、不要結合の低減が可能か否かを決定することになる。
【００５８】
この発明の実施の形態３においては、金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂを用いることにより上記課題を解決している。すなわち、金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂを上下幅広面１０６に押し当てる（または、ネジ止めする）ことにより、上下に２分割した外導体１０２を確実に接触させている。
【００５９】
以上のように、この発明の実施の形態３（図１４、図１５）によれば、外導体１０２はネジ穴を有し、金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂからなる金属導体は、ネジ穴を介して外導体１０２の外部から伝送線路１００内に挿入されているので、複雑な切削加工が不要な外導体１０２と、金属ネジ１２１ａ〜１２８ｂとを用いて、前述と同等の効果を奏するとともに、低コスト化を実現することができる。
さらに、外導体１０２を上下に分離して製作した場合にも、フィルタを構成する際には確実に電気的な接触を確保することが可能である。
【００６０】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３（図１〜図３、図１４、図１５）では、不要結合低減手段として、外導体１０２内の内導体１０１の付近に配置された金属導体または金属ネジを用いたが、図１６および図１７に示すように多層の誘電体基板を用い、外導体１０２および内導体１０１に代えて複数の導体パターン６０１、６０６、６０７とし、不要結合低減手段として、各導体パターンに介在されたスルーホール６１１ａ〜６１８ｂを用いてもよい。
【００６１】
図１６はこの発明の実施の形態４に係る帯域阻止フィルタを示す側断面図であり、図１内のＡ−Ａ線による側断面図に対応している。また、図１７は図１６内のＫ−Ｋ線による平断面図であり、各図において、前述と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００６２】
ここでは、前述の伝送線路１００とは異なり、多層の誘電体基板により方形同軸線路に近い形状を実現した伝送線路６００を構成した例を示している。
以下、特に、伝送線路６００に注目して説明する。
【００６３】
図１６、図１７において、この発明の実施の形態４に係る帯域阻止フィルタの伝送線路６００は、多層（３層）の誘電体基板（トリプレート線路）に形成されており、第１導体パターン６０１と、第１導体パターン６０１の上側に設けられた第１誘電体層６０２と、第１導体パターン６０１の下側に設けられた第２誘電体層６０３と、第１誘電体層６０２の上側に配置され、結合孔２０１を有する第２導体パターン６０６と、第２誘電体層６０３の下側に配置された第３導体パターン６０７と、により構成されている。
【００６４】
この場合、伝送線路６００の内部においては、たとえば結合孔２０１ａ付近に、スルーホール６１１ａ、６１１ｂ、６１２ａ、６１２ｂと、第２および第３導体パターン（上下幅広面）６０６、６０７と、により囲まれた仕切り構造が存在する。
【００６５】
伝送線路６００と共振器３０１とは、結合孔２０１を介して電磁界結合が行われ、入出力線路端で帯域阻止形のフィルタ特性を有する。
また、前述の実施の形態１、２と同様に、各共振器３０１は、図１２の等価回路中で共振回路４１０として等価的に表され、抵抗値が０であれば、共振周波数で短絡線路として動作し、出力側に高周波信号を通さない帯域阻止形の性質を有する。
【００６６】
以上のように、この発明の実施の形態４（図１６、図１７）に係る帯域阻止フィルタの伝送線路６００は、高周波信号の入出力方向に配置された第１導体パターン６０１と、第１導体パターン６０１の上側に配置された第１誘電体層６０２と、第１誘電体層６０２の上側に配置された第２導体パターン６０６と、第１導体パターン６０１の下側に配置された第２誘電体層６０３と、第２誘電体層６０３の下側に配置された第３導体パターン６０７と、により構成されている。
【００６７】
共振器３０１は、第２導体パターン６０６に設けられた結合孔２０１と、第２導体パターン６０６の上側に配置された誘電体（前述の第２誘電体）２０２と、誘電体２０２の上側に配置された導体（前述の第１導体）２０３と、により構成されている。
共振器３０１は、伝送線路６００が形成された多層の誘電体基板に形成されており、結合孔２０１を介して伝送線路６００との間で電磁界結合する。
【００６８】
不要結合低減手段は、高周波信号の入出力方向に沿って、伝送線路６００内の第１導体パターン６０１との電気的接触を避けるように両側に配置されたスルーホール６１１ａ〜６１８ｂにより構成され、第２および第３導体パターン６０６、６０７は、スルーホール６１１ａ〜６１８ｂによって接続されている。
【００６９】
これにより、前述と同等の効果を奏することができるうえ、他の高周波回路とともに製造可能な多層の誘電体基板を用いて伝送線路６００を構成することから、不要結合低減手段として、別部品（金属導体または金属ネジ）が不要となり、基板製造時に単純に同時成形可能なスルーホール６１１ａ〜６１８ｂで実現可能なので、コスト低減を実現することができる。
【００７０】
また、伝送線路６００の構造によれば、誘電体基板の比誘電率から得られる波長短縮効果によって、回路の小形化が図れるとともに、伝送線路６００が他の高周波回路基板と同時に製作可能となるので、全体の実装面積を低減することが可能であり、全体的な小形化を実現することができる。
【００７１】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態４（図１６、図１７）では、多層の誘電体基板の上に共振器３０１を構成したが、図１８および図１９のように、共振器８０１を多層の誘電体基板内に構成してもよい。
【００７２】
図１８はこの発明の実施の形態５に係る帯域阻止フィルタを示す側断面図であり、図１内のＡ−Ａ線による側断面図に対応している。また、図１９は図１８内のＬ−Ｌ線による平断面図であり、各図において、前述と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００７３】
ここでは、前述の実施の形態４の構成に加えて、伝送線路６００と共振器８０１とを含めて、すべて多層の誘電体基板を用いて方形同軸線路に近い形状を実現した構造を例にとって説明し、特に、共振器８０１の違いについて述べる。
【００７４】
図１８、図１９において、この発明の実施の形態５に係る帯域阻止フィルタの共振器８０１は、第３導体パターン６０７の底面に設けられた結合孔７０１と、第３導体パターン６０７の下側に位置する第３誘電体層７０２と、第３誘電体層７０２の下側に配置された第４導体パターン７０４と、第３誘電体層７０２の一部を電気的に取り囲むスルーホール列７０３と、により構成されている。
【００７５】
この場合、共振器８０１が多層の誘電体基板内に構成されることから、多層の誘電体基板内において、スルーホール６１９ａ、６１９ｂ、６２０ａ、６２０ｂが追加されている。
なお、図１９においては、図１８内のスルーホール列７０３および第４導体パターン７０４は示されていない。
【００７６】
この発明の実施の形態５（図１８、図１９）に係る帯域阻止フィルタの伝送線路６００は、高周波信号の入出力方向に配置された第１導体パターン６０１と、第１導体パターン６０１の上側に配置された第１誘電体層６０２と、第１誘電体層６０２の上側に配置された第２導体パターン６０６と、第１導体パターン６０１の下側に配置された第２誘電体層６０３と、第２誘電体層６０３の下側に配置された第３導体パターン６０７と、により構成されている。
【００７７】
また、共振器８０１は、第３導体パターン６０７に設けられた結合孔７０１と、第３導体パターン６０７の下側に配置された第３誘電体層７０２と、第３誘電体層７０２の下側に配置された第４導体パターン７０４と、第３誘電体層７０２の一部を電気的に取り囲むスルーホール列７０３と、により構成されている。
共振器８０１は、伝送線路６００が形成された多層の誘電体基板に形成されており、結合孔７０１を介して伝送線路６００との間で電磁界結合する。
【００７８】
さらに、不要結合低減手段は、高周波信号の入出力方向に沿って、伝送線路６００内の第１導体パターン６０１との電気的接触を避けるように両側に配置された複数のスルーホール６１１ａ〜６２０ｂにより構成されている。
第２および第３導体パターン６０６、６０７は、複数のスルーホール６１１ａ〜６２０ｂによって接続されている。
【００７９】
上記共振器構造を用いることにより、前述の実施の形態４と同等の作用効果を奏する。
また、共振器８０１を含め、すべて多層の誘電体基板内でレイアウトが可能となり、他の高周波回路基板と同時に製造が可能となるので、低コスト化を実現するとともに、さらなる小形化を実現することができる。
さらに、全体的なコスト低減および比誘電率による小形化が可能になるうえ、共振器８０１の部分をレイアウトする際の自由度が向上し、全体的な回路規模を比較的小さく実現することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１００、６００  伝送線路、１０１  内導体、１０２  外導体、１０３  誘電体、１０６  上側幅広面、１０７  下側幅広面、１１１ａ〜１１８ｂ  金属導体、１２１ａ〜１２８ｂ  金属ネジ、２０１、２０１ａ〜２０１ｄ、７０１  結合孔、２０２  第２誘電体（誘電体）、２０３  第１導体（導体）、３０１、８０１  共振器、５０１  入出力端子、６０１  第１導体パターン、６０２  第１誘電体層、６０３  第２誘電体層、６０６  第２導体パターン、６０７  第３導体パターン、６１１ａ〜６２０ｂ  スルーホール、７０２  第３誘電体層、７０３  スルーホール列、７０４  第４導体パターン。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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