(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管壁に結合孔が形成された円筒空洞共振器を備えるフィルタ部と、
前記円筒空洞共振器の結合孔に接続された分岐部を備え、一端が短絡された導波管から形成されたＴ分岐型Ｅベンドと、
前記Ｔ分岐型Ｅベンドの他端に接続されたアイソレータ部と、
を備え、前記フィルタ部とＴ分岐型Ｅベンドとアイソレータ部とは、一体に形成されている、ことを特徴とする濾波器。
【請求項２】
前記分岐部は矩形導波管から構成され、該導波管の断面の長辺は前記円筒空洞共振器の円筒の軸と平行に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の濾波器。
【請求項３】
前記アイソレータ部は、Ｙ字型である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の濾波器。
【請求項４】
前記フィルタ部は、直線状に配列された複数の円筒空洞共振器を備え、
前記Ｔ分岐型Ｅベンドとアイソレータ部とは、前記円筒空洞共振器の配列方向に実質的に平行な面に形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の濾波器。
【請求項５】
前記Ｔ分岐型Ｅベンドとアイソレータ部とは、前記円筒空洞共振器の円筒の軸に平行な面に形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の濾波器。
【請求項６】
空洞共振器を備えるフィルタと、該フィルタに接続されたＴ分岐型Ｅベンドと、該Ｔ分岐型Ｅベンドに接続されたアイソレータと、を備え、一体形成された濾波器であって、
空洞共振器を形成する空洞が形成され、該空洞の軸に平行な一面に、前記空洞に至る分岐を有し、一端が短絡された導波管から構成されるＴ分岐型Ｅベンドが切削して形成され、さらに、前記一面にＹ字型アイソレータを構成する３つの導波管が切削されて形成され、３つの導波管の交差部分の中心にフェライトが配置された第１の導体と、
前記第１の導体の前記一面上に固定され、前記第１の導体の一面に切削されている導波管を覆うと共に前記フェライトに対向する位置にマグネットが配置された第２の導体と、より構成され、
２つの導体を一面で貼り合わせることにより、一体化して構成されていることを特徴とする濾波器。
【請求項７】
空洞共振器を備えるフィルタと、該フィルタに接続されたＴ分岐型Ｅベンドと、該Ｔ分岐型Ｅベンドに接続されたアイソレータと、を備え、一体形成された濾波器の製造方法であって、
空洞共振器を構成する空洞が形成された第１の導体の一面に、前記空洞に至る分岐と、該分岐に接続され、一端が短絡された導波管から構成されるＴ分岐型Ｅベンドを切削し、さらに、前記一面にＹ字型アイソレータを構成する３つの導波管を切削し、
前記第１の導体の前記一面上に第２の導体を固定することにより、前記第１の導体の一面に切削されている導波管を覆う、
ことを特徴とする濾波器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、濾波器とその製造方法に関し、特に、小型で通過損失の少ない濾波器（フィルタ）とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波などに使用される帯域通過濾波器は、フィルタ部とアイソレータ部とから構成される。
フィルタ部１は、例えば、図３（ａ）に示すように、ＴＥ０１ｎモードにて共振させて使用する複数の円筒空洞共振器１３（図３（ａ）では、初段、中段、最終段の３段）を備えている。図３（ｂ）に模式的に示すように、円筒空洞共振器１３の軸方向の一端には、周波数調整用の可動短絡板１２ａが配置され、円筒軸方向の他端部には固定短絡板１２ｂが形成されている。
【０００３】
隣接する円筒空洞共振器１３同士（初段と中段、中段と最終段）は、結合孔１４ｃで接続され、初段と最終段の円筒空洞共振器１３は結合孔１４ａ、１４ｂと導波管１５を介して外部とインターフェースを取っている。
【０００４】
フィルタ部１に接続されるアイソレータ（サーキュレータ）部２の一例として、Ｙジャンクション型アイソレータの平面構成を図４（ａ）に、ａ−ａ線での断面を図４（ｂ）に示す。
図示するように、Ｙジャンクション型アイソレータは、Ｙ字状に接続された３本の導波管１５と、３本の導波管１５の交差部に設けられたフェライト１８と整合板１７とマグネット１９と、から構成される。整合板１７は各導波管１５のＨ面上に形成され、マグネット１９は３本の導波管１５の交差部のＨ面上に形成される。
【０００５】
従来は、フィルタ部１とアイソレータ部２とは、図５に示すように、導波管２１により接続されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、導波管２１により接続する方法では、構成部品点数が多くなってしまい、フランジ等の接続構造が必要となり、外形形状が大きくなってしまう。また、線路長及び接続部により通過損失が大きくなってしまう。
【０００７】
そこで、フィルタ部１とアイソレータ部２とを一体的に形成することにより小型化、低損失化を図ることが考えられる。
フィルタ部１とアイソレータ部２とを一体的に形成する方法として、図６に示すように、円筒空洞共振器１３等が形成されたフィルタ部を構成する第１の導体３１に、円筒空洞共振器１３に至る導波管１５を切削し、この第１の導体３１に、マグネット１９が配置された第２の導体３２を貼り合わせる方法が考えられる。しかし、この方法では、第１の導体３１と第２の導体３２との分割面（接合面）が２つできてしまう。しかし、２つの分割面を高精度に加工することは困難であり、２つの分割面を高精度に貼り合わせる（接合させる）ことも困難である。このため、このような構造の帯域通過濾波器は、製造が困難である上に損失が発生するおそれがある。
【０００８】
また、図７に示すように、フィルタ部１とアイソレータ部２との間にＥベンドを設けて一体化する方法が考えられる。この方法では、フィルタ部１が形成された導体４１とアイソレータ部２が形成された導体４２の分割面を１つにすることができ、加工が容易であると共に導体４１と４２を密着させることが可能である。しかしこの方法では、２つの導体４１，４２のうち、アイソレータ部２が形成されている導体４２にＥベンドを形成しなければならない。このため、帯域通過濾波器全体としての特性が低下してしまい、通過損失が大きくなる場合があるという欠点があった。
【０００９】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、小型、且つ、通過損失の少ない濾波器とその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかる濾波器（フィルタ）は、
管壁に結合孔が形成された円筒空洞共振器を備えるフィルタ部と、
前記円筒空洞共振器の結合孔に接続された分岐部を備え、一端が短絡された導波管から形成されたＴ分岐型Ｅベンドと、
前記Ｔ分岐型Ｅベンドの他端に接続されたアイソレータ部と、
を備え、前記フィルタ部とＴ分岐型Ｅベンドとアイソレータ部とは、一体に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば，フィルタ部とアイソレータ部は、Ｔ分岐型Ｅベンドにより接続される。このため、フィルタ部とアイソレータ部を一体的に形成することができ、濾波器を小型化することができる。また、フィルタ部とアイソレータ部を接続用の導波管を用いずに接続するため、通過損失を低減することができる。
【００１２】
前記分岐部は矩形導波管から構成され、該導波管の断面の長辺は前記円筒空洞共振器の円筒の軸と平行に形成されていることが望ましい。
【００１３】
また、前記アイソレータ部は、Ｙ字型であってもよい。
【００１４】
前記フィルタ部は、直線状に配列された複数の円筒空洞共振器を備えてもよい。この場合、前記Ｔ分岐型Ｅベンドとアイソレータ部とは、例えば、前記円筒空洞共振器の配列方向に実質的に平行な面に形成されていてもよい。
また、前記Ｔ分岐型Ｅベンドとアイソレータ部とは、前記円筒空洞共振器の円筒の軸に平行な面に形成されていてもよい。
【００１５】
本発明の第２の観点に係る濾波器は、
管壁に結合孔が形成された円筒空洞共振器と、
前記結合孔に接続された分岐部を備え、一端が短絡された実質的に直線状の導波管から形成されたＴ分岐型Ｅベンドと、
前記Ｔ分岐型Ｅベンドの他端に接続されたアイソレータ部と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第３の観点に係る濾波器は、
空洞共振器を備えるフィルタと、該フィルタに接続されたＴ分岐型Ｅベンドと、該Ｔ分岐型Ｅベンドに接続されたアイソレータと、を備え、一体形成された濾波器であって、
空洞共振器を形成する空洞が形成され、該空洞の軸に平行な一面に、前記空洞に至る分岐を有し、一端が短絡された導波管から構成されるＴ分岐型Ｅベンドが切削して形成され、さらに、前記一面にＹ字型アイソレータを構成する３つの導波管が切削されて形成され、３つの導波管の交差部分の中心にフェライトが配置された第１の導体と、
前記第１の導体の前記一面上に固定され、前記第１の導体の一面に切削されている導波管を覆うと共に前記フェライトに対向する位置にマグネットが配置された第２の導体と、より構成され、
２つの導体を一面で貼り合わせることにより、一体化して構成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第４の観点に係る濾波器の製造方法は、
空洞共振器を備えるフィルタと、該フィルタに接続されたＴ分岐型Ｅベンドと、該Ｔ分岐型Ｅベンドに接続されたアイソレータと、を備え、一体形成された濾波器の製造方法であって、
空洞共振器を構成する空洞が形成された第１の導体の一面に、前記空洞に至る分岐と、該分岐に接続され、一端が短絡された導波管から構成されるＴ分岐型Ｅベンドを切削し、さらに、前記一面にＹ字型アイソレータを構成する３つの導波管を切削し、
前記第１の導体の前記一面上に第２の導体を固定することにより、前記第１の導体の一面に切削されている導波管を覆う、
ことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、第１の導体と第２の導体を単一の面で貼り合わせることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の帯域通過濾波器について、図面を参照しつつ説明する。
この実施の形態に係る帯域通過濾波器は、図１の展開図に示すように、フィルタ部１と、アイソレータ部２と、Ｔ分岐型Ｅベンド部３と、を備える。
【００２０】
フィルタ部１は、一列に配列された、初段円筒空洞共振器１３−１と、中間空洞共振器１３−２と、最終段円筒空洞共振器１３−３と、を備える。これらの円筒空洞共振器１３−１，１３−２，１３−３は、ＴＥ０１ｎモードで共振するように径及び軸長が設定されている。
【００２１】
初段、中段、最終段の各円筒空洞共振器１３−１，１３−２，１３−３の一端部（上側）には、円筒の軸に沿って移動可能な可動短絡板１２ａが配置され、他端（下面）には、短絡板１２ｂが固定されており、可動短絡板１２ａの移動により所望の軸長に設定される。
【００２２】
初段の円筒空洞共振器１３−１は、結合孔１４ａを介して外部からの電磁波を導くための矩形導波管１５に接続され、結合孔１４ｂを介して中段の円筒空洞共振器１３−２に接続されている。
【００２３】
中段の円筒空洞共振器１３−２は、結合孔１４ｃを介して最終段の円筒空洞共振器１３−３に接続されている。
【００２４】
最終段の円筒空洞共振器１３−３は、結合孔１４ｄを介してＴ分岐型Ｅベンド３の分岐部に接続されている。
【００２５】
結合孔１４ｂ、１４ｃには、各円筒空洞共振器１３の間を最適に結合するための結合量調整ネジが配置されており、このネジを調整することにより、その結合が調整される。なお、これらの結合孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは円形に形成されている。
【００２６】
アイソレータ部２の、円筒空洞共振器１３の配列方向及び円筒の軸に平行な面上には、図４に示した構成のＹ字ジャンクション型アイソレータと実質的に同一のアイソレータが形成されている。アイソレータ部２の３本の矩形導波管１５には、リターンロス及びアイソレーションを最適化するための調整ネジがそれぞれ設けられている。
【００２７】
Ｔ分岐型Ｅベンド３は、アイソレータ部２の形成面と同一面に形成され、分岐部と分岐部とＴ字状に交差する直線状の導波管とから構成される。分岐部はフィルタ部１の最終段の円筒空洞共振器１３−３の結合孔１４ｄに接続され、導波管の一端は短絡されており、導波管の他端はアイソレータ部２の３つの矩形導波管１５のうちの１つに接続されている。なお、分岐部及び導波管は矩形導波管から構成され、矩形導波管の断面の長辺は円筒空洞共振器１３の円筒の軸と平行に形成されている。
【００２８】
即ち、Ｔ分岐型Ｅベンド３は、矩形導波管１５のＥ面がＴ字となるように、最終段の円筒空洞共振器１３−３とアイソレータ部２の間に接続されている。このため、電気的にＥベンドと等価の特性が得られる。
なお、Ｔ分岐型Ｅベンドには、両者間のインピーダンス整合を取るための調整ネジが設けられている。
【００２９】
次に、上記構成の帯域通過濾波器の製造方法について図２を参照しつつ説明する。
まず、第１の導体３１を用意し、図２（ａ）に示すように、３つの円筒空洞共振器１３−１、１３−２、１３−３を形成するための円柱状の孔を一列に形成する。形成した円柱状の孔の側面の一部を切削して結合孔１４ａ〜１４ｃを形成する。また、結合孔１４ａに至る矩形導波管１５を形成する。
【００３０】
図２（ｂ）に示すように、アイソレータ部２の矩形導波管１５とＴ分岐型Ｅベンド３を切削し、アイソレータ部２の矩形導波管１５の中心部にフェライト１８を配置し、さらに、最終段円筒空洞共振器１３−３（即ち、結合孔１４ｄ）に至るＴ分岐型Ｅベンド３の分岐部を形成する。また、最終段円筒空洞共振器１３−３の結合孔１４ｄを切削する。このようにして第１の導体３１を加工し、ケースを形成する。
【００３１】
図２（ｃ）に示すように、第２の導体３２を用意し、第２の導体３２にマグネット１９を配置したカバーを形成する。
最後に、図２（ｄ）に示すように、マグネット１９とフェライト１７が対称となるようにケースとカバーを貼り合わせ、フィルタとアイソレータを一体的に形成する。
【００３２】
上記方法により製造された帯域通過濾波器は、図２（ｄ）に示すように単一の分割面（接合面）で貼り合わされるため、接合面を密着させることができる。また、ケース（フィルタ側）Ｔ分岐型Ｅベンド３を形成するため、特性の劣化を抑制することができる。さらに、Ｔ分岐型Ｅベンド３の切削方向に最終段円形空洞共振器１３−３とＴ分岐型Ｅベンドの分岐部との接点が配置されているため、結合孔１４ｄを簡単に切削することができる。
【００３３】
上述したように、本実施の形態の帯域通過濾波器は、フィルタとアイソレータとをＴ分岐型Ｅベンドにより一体的に接続している。即ち、これらのデバイス（フィルタとアイソレータ）の接続に接続用導波管を用いない。このため、小型化が可能である。また、線路長が短くなると共に接続ロスが少ないため、通過損失を低減することが可能である。
【００３４】
さらに、分割面（接合面）が１つであるため、両デバイスを密着させて接合することができる。また、フィルタ部１側にＴ分岐型Ｅベンドを形成するため、特性の劣化を抑えることができる。
【００３５】
なお、上記説明では、直線状に配列された円筒空洞共振器を３つ用いて３段のフィルタ部１を構成したが、本発明の帯域通過濾波器は、所望の特性を得るため、３つ以外の円筒空洞共振器を使用してもよく、直線状以外に配列されてもよい。
上記説明では、Ｔ分岐型Ｅベンド３とアイソレータ部２とを、円筒空洞共振器の配列方向に実質的に平行な面に形成したが、円筒空洞共振器の円筒の軸に実質的に平行な面であれば任意の面に形成することが可能である。
また、上記説明では、結合孔の形状は円形であったが、結合孔の形状は円形に限られず、任意に変更可能であり、例えば、矩形でも良い。
【００３６】
また、上記構成では、アイソレータ部２は、Ｙ字に交差する３本の矩形導波管１５の一方のＨ面に整合板１７を配置し、一方のＨ面にマグネット１９を配置する非対称の磁気回路を使用したが、他方のＨ面にさらに整合板１７を配置すると共に他方のＨ面にマグネット１９を配置する対称の磁気回路を使用しても良い。
【００３７】
また、フィルタ部１の両側にアイソレータ部２を設けることも可能である。
さらに、上記説明では、フィルタ部１とアイソレータ部２の接続にＴ分岐型Ｅベンドを用いたが、他のデバイス間の接続にＴ分岐型Ｅベンドを用いても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の濾波器とその製造方法によれば、フィルタ部の円筒空洞共振器とアイソレータ部とをＴ分岐型Ｅベンドにより一体的に接続している。このため、円筒空洞共振器とアイソレータの接続に接続用導波管を用いる従来の構成の濾波器と比較して、濾波器を小型化することができる。
また、線路長が短くなると共に接続ロスが少ないため通過損失を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る帯域通過濾波器の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る帯域通過濾波器の製造方法を説明するための図である。
【図３】フィルタ部の構成を示す図である。
【図４】Ｙジャンクション型アイソレータの構成を示す図である。
【図５】従来の帯域通過濾波器の構成を示す図である。
【図６】従来の帯域通過濾波器の別の構成を示す図である。
【図７】従来の帯域通過濾波器のさらに別の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  フィルタ部
２  アイソレータ部
３  Ｔ分岐型Ｅベンド
１２ａ、１２ｂ  短絡板
１３  円筒空洞共振器
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  結合孔
１５  矩形導波管
１７  整合板
１８  フェライト
１９  マグネット
２１  接続導波管
【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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