(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の結合孔が側壁に形成された円筒空胴共振器を備える帯域通過ろ波器において、
前記円筒空胴共振器は、第１の径の円筒と、前記第１の径の円筒と異なる第２の径の円筒とが、互いの円筒の軸を実質的に一致されて接合された形状で、内部が空洞である、
ことを特徴とする帯域通過ろ波器。
【請求項２】
前記第１の径の円筒の第１の径及び軸の長さと、前記第２の径の円筒の第２の径及び軸の長さは、前記円筒空胴共振器がＴＥ０１１モードで共振するように設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の帯域通過ろ波器。
【請求項３】
前記第１の径の円筒の第１の径及び軸の長さと、前記第２の径の円筒の第２の径及び軸の長さは、前記円筒空胴共振器がＴＭ１１１モードの電磁波を減衰するように設定されている、ことを特徴とする請求項２に記載の帯域通過ろ波器。
【請求項４】
前記第１の径の円筒の第１の径及び軸の長さと、前記第２の径の円筒の第２の径及び軸の長さは、前記円筒空胴共振器がＴＭ１１１モードの電磁波を実質的に通過させないように設定されている、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の帯域通過ろ波器。
【請求項５】
前記第２の径の円筒の端部には前記円筒空胴共振器の軸方向に移動可能な短絡板が配置され、
前記移動可能な短絡板は、その側面が前記円筒空胴共振器の内周面に密着しつつ、前記円筒空胴共振器の軸方向に移動する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の帯域通過ろ波器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、帯域通過ろ波器に関し、特に、円筒空胴共振器をＴＥ０１１モードに共振させて使用する帯域通過ろ波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＴＥ０１１モードに共振させて使用する帯域通過ろ波器は、例えば、図３に示すように、円筒の軸方向の、一端面（上面）１０ａが開口し、他端面（下面）１０ｂが閉塞している円筒１０を備える。円筒１０の管壁には一対の結合孔２が対向して設けられており、結合孔２は電磁波を伝達する導波管３に接続されている。
【０００３】
また、円筒１０の上面１０ａは、カバー４により覆われている。カバー４には円筒１０の上面１０ａの中心部に対応する位置に貫通口が設けられており、この貫通口に対応するカバー４上にナット５が設けられている。また、円筒１０内には、円筒１０の内径よりも僅かに小さい直径を有する円形短絡板６が配置されている。円形短絡板６の上面（円筒１０の上面１０ａと対向する面）の中央部にはねじ部が突設されている。円形短絡板６は、ネジ部に接続されたねじ６がカバー４の貫通口を介してナット５に螺合することにより、円筒１０の軸方向に移動することが可能である。なお、円筒１０の径Ｄと、円筒１０の下面１０ｂと円形短絡板６の下面との間の距離Ｌは、円筒１０がＴＥ０１１モードに共振するように設定されている。
【０００４】
上記構成の帯域通過ろ波器の導波管３に電磁波が入力された場合、円筒１０はＴＥ０１１モードとＴＥ０１１モードの縮体モードであるＴＭ１１１モードに共振してしまう。この不要なＴＭ１１１モードを低減するため、従来の技術では、円筒１０の内壁面と円形短絡板６の外周面との間に隙間を設け、且つ、円形短絡板６の上面にＴＭ１１１モードを吸収する吸収体８を形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、吸収体８を設けると、ＴＭ１１１モードを十分に減衰することが可能となるが、構成が複雑になると共に、無負荷のＱ（帯域通過ろ波器が外部回路に接続されていない場合のＱ）が低下してしまう場合があり、ＴＥ０１１モードの通過損失が大きくなってしまう場合があった。
なお、円筒１０の内壁面と円形短絡板６の外周面との間には、ＴＭ１１１モードを減衰させるために隙間を設けているが、この隙間によって、ＴＥ０１１モードも減衰してしまう場合がある。このため、このＴＥ０１１モードの減衰が最小限になるように隙間の寸法を設定する必要があり、製造プロセスが複雑であった。
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、ＴＥ０１１モードの通過損失が低減され、容易に製造可能な帯域通過ろ波器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の帯域通過ろ波器は、
一対の結合孔が側壁に形成された円筒空胴共振器を備える帯域通過ろ波器において、
前記円筒空胴共振器は、第１の径の円筒と、第１の径の円筒と異なる第２の径の円筒とが、互いの円筒の軸を実質的に一致されて接合された形状で、内部が空洞である、
ことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、円筒空胴共振器の軸方向に対向する一対の短絡面の径が異なる。このような円筒空胴共振器は、例えば、ＴＥ０１１モードにて共振される場合、ＴＥ０１１モードの縮退モードであるＴＭ１１１モードが十分減衰され、ＴＭ１１１モードの共振周波数を帯域通過ろ波器の通過帯域外へ逃がすことが可能となるため、ＴＥ０１１モードの通過損失を低減することができる。
【０００８】
なお、前記第１の径の円筒の第１の径及び軸の長さと、前記第２の径の円筒の第２の径及び軸の長さは、前記円筒空胴共振器がＴＥ０１１モードで共振するように設定されていることが望ましい。
この場合、前記第１の径の円筒の第１の径及び軸の長さと、前記第２の径の円筒の第２の径及び軸の長さは、前記円筒空胴共振器がＴＭ１１１モードの電磁波を減衰するように設定されていてもよい。
また、前記第１の径の円筒の第１の径及び軸の長さと、前記第２の径の円筒の第２の径及び軸の長さは、前記円筒空胴共振器がＴＭ１１１モードの電磁波を実質的に通過させないように設定されていてもよい。
【０００９】
また、前記第２の径の円筒の端部には前記円筒空胴共振器の軸方向に移動可能な短絡板が配置されていてもよい。この場合、前記移動可能な短絡板は、その側面が前記円筒空胴共振器の内周面に密着ししつつ、前記円筒空洞共振器の軸方向に移動することが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、移動可能な短絡板は、その側面が円筒空洞共振器の内周面に密着しながら円筒空洞共振器の軸方向に移動する。このため、円筒空胴共振器の共振周波数を任意の値に設定することができる。また、この円筒空洞共振器をＴＥ０１１モードにて共振させる場合、その縮退モードであるＴＭ１１１モードが十分低減されるため、移動可能な短絡板と円筒空洞共振器との間にＴＭ１１１モードを減衰するための隙間を設ける必要がない。従って、円筒空胴共振器を容易に形成することができる。また、移動可能な短絡板と円筒空洞共振器との間に隙間を設ける必要がないため、ＴＥ０１１モードの通過損失の低減をさらに図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態に係る帯域通過ろ波器について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、この発明の実施の形態に係る帯域通過ろ波器の円筒空胴共振器１の構成を示す図である。図示するように、円筒空胴共振器１は、円筒の軸の長さがＬ１、円筒の径がＤ１である円筒１１と、円筒の軸の長さがＬ２、円筒の径がＤ２である円筒１２と、から構成される。円筒１２はその軸を円筒１１の軸に一致されて円筒１１上に形成されており、円筒１１，１２の内部（円筒１１と円筒１２との接合面を含む）は空洞にされている。また、円筒１１の管壁には、電磁波を導くための導波管に接続された一対の結合孔２が形成されている。円筒１１の径Ｄ１及び軸の長さＬ１と、円筒１２の径Ｄ２及び軸の長さＬ２は、円筒空胴共振器１がＴＥ０１１モードで共振するように設定されている。
【００１２】
以上のように構成された円筒空胴共振器１において、円筒１２の径Ｄ２と円筒１１の径Ｄ１とが異なる。即ち、円筒空胴共振器１の上端の短絡面１２ａと下端の短絡面１１ａの径が異なる。このような構成の帯域通過ろ波器の円筒空胴共振器１において、電磁波のモードはＴＥ０１１モードから若干ずれるが、その帯域通過特性はほとんど従来の構成のものと変わらない。しかも、ＴＥ０１１モードの縮退モードであるＴＭ１１１モードを大幅に減衰させ、また、ＴＭ１１１モードの共振周波数を帯域通過ろ波器の通過帯域外へ逃がすことができ、一種のモードフィルタとして使用することができる。
そこで、最適設計のため、ＴＥ０１１モードの電磁波が十分に共振し、ＴＭ１１１モードの電磁波が大幅に減衰し、ＴＭ１１１モードの電磁波を実質的に通過させないように、共振周波数、共振エネルギーなどに応じて、最適条件が得られる円筒１１，１２の径及び軸の長さの比の組み合わせなどを予め求めておき、その使用目的に応じた適切な効果が得られるように、円筒１１，１２の径及び軸の長さの組み合わせを選択すればよい。
【００１３】
なお、上記構成の帯域通過ろ波器では、帯域通過ろ波器の円筒空胴共振器１の下端の短絡面１１ａと上端の短絡面１２ａを固定したため、円筒の軸の長さＬ１、Ｌ２を変えることができず、共振周波数を変更することができなかった。しかし、下端の短絡面１１ａと上端の短絡面１２ａの少なくともいずれか一方を移動可能とすることにより、共振周波数を任意の値に設定することができる。
【００１４】
図２は、一方の短絡面を移動可能とした円筒空胴共振器の構成の一例を示す図である。図示するように、円筒空胴共振器２０は、上端面２１ａが開口し、下端面２１ｂが閉塞し、円筒の軸の長さがＬ３、径がＤ３に設定されている円筒２１を備える。
【００１５】
円筒２１の側壁には一対の結合孔２２が形成されており、円筒２１の内部は空洞にされている。円筒２１の上端面２１ａ上には、開口された面を覆うようにカバー２４が形成されている。カバー２４には円筒２１の開口された面に対応してネジ部が設けられており、カバー２４上のネジ部に対応する位置にナット２５が設けられている。そして、このネジ部の内径Ｄ４と同じ径を有するネジ２７がカバー２４のネジ部を介してナット２５に螺合することにより、ネジ２７は円筒２１の軸方向に移動する。即ち、ネジ２７は、円筒空胴共振器２０の可動短絡板として機能する。
【００１６】
次に、上記構成の円筒空胴共振器２０の製造方法について説明する。
まず、第１の金属塊を用意し、用意した第１の金属塊を円筒状に切削し、次に、切削した円筒の側壁を切削することにより一対の結合孔２２を形成し、これにより、円筒空胴共振器２０のケースを形成する。また、第２の金属塊を用意し、用意した第２の金属塊を径がＤ４である円筒状に切削し、円筒状に切削した部分にナット２５を形成する。次に、円筒空胴共振器２０の可動短絡板として機能するネジ２７を第２の金属塊の切削部分を介してナット２５に螺合させ、これにより、円筒空胴共振器２０のカバーを形成する。最後に、ケースとカバーを張り合わせて、円筒空胴共振器２０を製造する。
【００１７】
上記構成の円筒空胴共振器２０は、円筒２１の上端面２１ａと可動短絡板の下端面２７ａとの距離Ｌ４を任意の値に変更することができ、共振周波数を目的に応じた任意の値に変更することができる。また、円筒空胴共振器２０の短絡面としてそれぞれ機能する下端面２１ｂとネジ２７の下端面２７ａの径が異なる。これにより、図１に示す帯域通過ろ波器と同様に、ＴＥ０１１モードの縮退モードであるＴＭ１１１モードを大幅に減衰することができる。また、このような構成の円筒空胴共振器２０は、ＴＭ１１１モードを吸収する図３に示した吸収体８を設ける必要がなく、円筒空胴共振器２０を容易に形成することができる。また、可動短絡板として機能するネジ２７の側面と円筒空胴共振器２０の側壁との間の隙間を設ける必要がないため、円筒空胴共振器２０をより容易に形成することができる。また、可動短絡板と円筒空胴共振器２０の側壁との間に隙間を設ける必要がないため、さらに、ＴＥ０１１モードの通過損失の低減を図ることができる。
【００１８】
なお、この発明の実施の形態の帯域通過ろ波器の円筒空胴共振器は、上記構成に限定されず、円筒空胴共振器の一対の短絡面の径が異なることにより、ＴＥ０１１モードの縮退モードであるＴＭ１１１モードを減衰させることができるのであれば、任意の構成とすることができる。また、円筒空胴共振器の製造方法も上記実施の形態で説明した方法に限定されず、円筒空胴共振器の一対の短絡面の径が異なる円筒空胴共振器を製造することができる方法であれば、任意の方法を適用することができる。
【００１９】
また、上記説明では、この発明の実施の形態の帯域通過ろ波器の円筒空胴共振器は、ＴＥ０１１モードにて共振し、その縮退モードであるＴＭ１１１モードを減衰させた。しかし、この発明の帯域通過ろ波器は、円筒空胴共振器の一対の短絡面の径が互いに異なることによって所望のモードの縮退モードを減衰させることができるのであれば、任意のモードに対応させることができる。
【００２０】
なお、上記説明では、円筒空胴共振器１，２０を１つ用いて帯域通過ろ波器を構成したが、所望の特性を得るため、結合孔２，２２を介して円筒空胴共振器１，２０を複数、並列に接続してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯域通過ろ波器によれば、円筒空胴共振器の円筒の軸方向に垂直な一対の面の径が異なる。このため、ＴＥ０１１モードの縮退モードであるＴＭ１１１モードを大幅に減衰させることができるとともに、ＴＭ１１１モードの共振周波数を帯域通過ろ波器の通過帯域外へ逃がすことができる。また、ＴＭ１１１モードを吸収するために用いられていた吸収体を形成する必要がなくなるため、円筒空胴共振器を備える帯域通過ろ波器の製造プロセスを簡素化することができる。
【００２２】
また、ＴＭ１１１モードを大幅に減衰させることができると共にＴＭ１１１モードの共振周波数を帯域通過ろ波器の通過帯域外へ逃がすことができるため、ＴＭ１１１モードを減衰させるために必要であった円筒空胴共振器の内側面と可動短絡板との間の隙間を設ける必要がなく、円筒空胴共振器の内側面と可動短絡板とを互いに接触させて隙間をなくした構造とすることができる。このため、隙間を設けて、その隙間を最適に設定しなければならない従来の構成の円筒空胴共振器と比較して、製造プロセスをより簡素化することができる。
また、吸収体を形成する必要がなく、円筒空胴共振器の内側面と短絡板との隙間をなくすことができるため、ＴＥ０１１モードの通過ロスをより低減することができる。
【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ろ波器の構成を示す図である。
【図２】図１の帯域通過ろ波器の変形例である。
【図３】従来の帯域通過ろ波器の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  円筒空胴共振器
２，２２  導波管
３  導波管
１１，１２，２１  円筒
１，１０，２０  円筒空胴共振器
４，２４  カバー
５，２５  ナット
６  円形短絡板
７，２７  ネジ
８  吸収体
【図１】
0003926053.tif 000002
【図２】
0003926053.tif 000003
【図３】
0003926053.tif 000004