(57)【要約】  導体壁に囲まれる誘電体に形成される導波路を備え、前記導体壁は、前記導波路の内側に突出する少なくとも一つの制御壁を有し、前記制御壁は、前記制御壁の突出方向での先端部と、前記突出方向での中心部とを有し、前記先端部は、壁厚が前記中心部とは異なる壁部を有する、フィルタ。
2019139003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体壁に囲まれる誘電体に形成される導波路を備え、
前記導体壁は、前記導波路の内側に突出する少なくとも一つの制御壁を有し、
前記制御壁は、前記制御壁の突出方向での先端部と、前記突出方向での中心部とを有し、
前記先端部は、壁厚が前記中心部とは異なる壁部を有する、フィルタ。
【請求項２】
前記先端部は、壁厚が前記中心部よりも薄い壁部を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記先端部は、壁厚が前記中心部よりも厚い壁部を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記先端部は、前記突出方向での突端を含む第１の壁部と、前記第１の壁部と前記中心部との間に位置し且つ壁厚が前記第１の壁部とは異なる第２の壁部とを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記第１の壁部の前記突出方向での長さは、前記第２の壁部の前記突出方向での長さよりも短い、請求項４に記載のフィルタ。
【請求項６】
前記第１の壁部の前記突出方向での長さをＬ３、前記第２の壁部の前記突出方向での長さをＬ２とするとき、
Ｌ３／（Ｌ２＋Ｌ３）は、０．２よりも小さい、請求項５に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記制御壁は、柵状に配列される複数の導体ポストの集合であり、
前記複数の導体ポストのうち、前記制御壁の前記突出方向での根元部から最も遠い箇所に配置される少なくとも一つの導体ポストにより形成される壁厚は、前記根元部から最も近い箇所に配置される少なくとも一つの導体ポストにより形成される壁厚と異なる、請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項８】
前記制御壁は、柵状に配列される複数の導体ポストの集合であり、
前記複数の導体ポストのうち、前記制御壁の前記突出方向での根元部から二番目に遠い箇所に配置される少なくとも一つの導体ポストにより形成される壁厚は、前記根元部から最も近い箇所に配置される少なくとも一つの導体ポストにより形成される壁厚と異なる、請求項１から７のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項９】
前記制御壁は、柵状に配列される複数の導体ポストの集合であり、
前記複数の導体ポストのうち、前記制御壁の前記突出方向での根元部から最も遠い箇所に配置される導体ポストの数は、前記根元部から最も近い箇所に配置される導体ポストの数と異なる、請求項１から８のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記制御壁は、柵状に配列される複数の導体ポストの集合であり、
前記複数の導体ポストのうち、前記制御壁の前記突出方向での根元部から最も遠い箇所に配置される少なくとも一つの導体ポストの径は、前記根元部から最も近い箇所に配置される少なくとも一つの導体ポストの径と異なる、請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項１１】
前記導体壁は、互いに対向する一対の側壁を有し、
前記制御壁は、前記一対の側壁のそれぞれから突出する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のフィルタ。
【請求項１２】
前記制御壁は、所定の方向に間隔を空けて配列されており、
前記制御壁の前記突出方向での各長さは、その配列順に漸増又は漸減する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１の導体層と第２の導体層との間に挟まれる誘電体層に形成される導波路の内部に、所定の間隔で配置される複数の制御壁が形成されるＳＩＷ（Substrate Integrated Waveguide）構造のフィルタが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、誘電体導波管線路の一対の側面に、所定の間隔で配置される複数のスリットが形成されるフィルタも存在する（例えば、特許文献２の図１６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０７９６９号公報
【特許文献２】特開２００５−０２０４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような導波管フィルタの分野では、所望のフィルタ特性を実現するための効率的な設計手法が見出されていなく、フィルタの特性を所望のフィルタ特性に調整することが難しかった。しかしながら、本発明者は、制御壁の先端部の壁厚を調整することで、制御壁の根元部の壁厚を調整する場合に比べて、所望のフィルタ特性に容易に調整できることを見出した。【０００５】
そこで、本開示は、所望のフィルタ特性に調整することが容易なフィルタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
導体壁に囲まれる誘電体に形成される導波路を備え、
前記導体壁は、前記導波路の内側に突出する少なくとも一つの制御壁を有し、
前記制御壁は、前記制御壁の突出方向での先端部と、前記突出方向での中心部とを有し、
前記先端部は、壁厚が前記中心部とは異なる壁部を有する、フィルタを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係るフィルタによれば、所望のフィルタ特性に調整することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示に係るフィルタの構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本開示に係る第１の実施形態におけるフィルタを示す平面図である。
【図３】スリットにより形成される制御壁の形状例（比較例）を示す平面図である。
【図４】スリットにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図５】スリットにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図６】スリットにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図７】スリットにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図８】本開示に係る第２の実施形態におけるフィルタを示す平面図である。
【図９】複数の導体ポストにより形成される制御壁の形状例（比較例）を示す平面図である。
【図１０】複数の導体ポストにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図１１】複数の導体ポストにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図１２】複数の導体ポストにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図１３】複数の導体ポストにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図１４】複数の導体ポストにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図１５】複数の導体ポストにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図１６】複数の導体ポストにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図１７】スリットと導体ポストにより形成される制御壁の形状例を示す平面図である。
【図１８】第１の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁を形成するスリットの先端形状を変更した場合のフィルタ特性の変化の一例を示す図である。
【図１９】第２の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁の先端から１番目の導体ポストの形状を変更した場合のフィルタ特性の変化の一例を示す図である。
【図２０】第２の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁の先端から２番目の導体ポストの形状を変更した場合のフィルタ特性の変化の一例を示す図である。
【図２１】第２の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁の先端から３番目の導体ポストの形状を変更した場合のフィルタ特性の変化の一例を示す図である。
【図２２】第２の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁の先端から４番目の導体ポストの形状を変更した場合のフィルタ特性の変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。
【００１０】
本開示に係るフィルタは、導体壁に囲まれる誘電体に形成される導波路を備える導波管フィルタであり、マイクロ波やミリ波等の高周波帯（例えば、0.3GHz〜300GHz）における高周波信号をフィルタリングする。本開示に係るフィルタは、例えば、第５世代移動通信システム（いわゆる、５Ｇ）や車載レーダーシステムなどにおいて、アンテナにより送信又は受信される電波に対応する高周波信号をフィルタリングするのに好適である。
【００１１】
図１は、本開示に係るフィルタの構成の一例を示す斜視図である。図１に示される本開示に係るフィルタ１０は、第１の導体層２１と、第２の導体層２２と、第１の導体層２１と第２の導体層２２との間に挟まれる誘電体２３とによって形成されるＳＩＷ構造を備えるバンドパスフィルタである。フィルタ１０は、Ｙ軸方向に通過する所定の周波数帯域の高周波信号を通過させ、当該周波数帯域以外の周波数帯域の高周波信号を遮断する。
【００１２】
第１の導体層２１と第２の導体層２２とは、ＸＹ平面に平行に配置される平面状の導体であり、互いにＺ軸方向で対向する。第１の導体層２１と第２の導体層２２とは、Ｙ軸方向を長手方向として、矩形状に形成されている。第１の導体層２１と第２の導体層２２の材料として、例えば、銀、銅などが挙げられる。
【００１３】
誘電体２３は、Ｙ軸方向を長手方向として、直方体状に形成されている。図１には明示されていないが、導波路が誘電体２３に形成されるように、誘電体２３のＸ軸方向で対向する一対の側面、又は、誘電体２３の内部に位置しＸ軸方向で対向する一対の境界面には、導体壁が形成される。誘電体２３の材料として、例えば、シリカガラス等のガラス、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマーなどが挙げられる。また、誘電体２３は、固体に限られず、空気等の気体でもよい。
【００１４】
図２は、本開示に係る第１の実施形態におけるフィルタを示す平面図である。図２に示されるフィルタ１０Ａは、図１のフィルタ１０の一例であり、導体壁に囲まれる誘電体２３に形成される導波路を備える。誘電体２３を囲む導体壁は、第１の導体層２１に相当する上側導体壁と、第２の導体層２２に相当する下側導体壁と、誘電体２３のＸ軸方向で対向する一対の側面に形成される一対の側面導体壁４１，４２とを有する。
【００１５】
一対の側面導体壁４１，４２と上側導体壁と下側導体壁とに囲まれる誘電体部分は、電磁波をＹ軸方向に導くようにＹ軸方向に延在する導波路として機能する。
【００１６】
一対の側面導体壁４１，４２は、それぞれ、導波路の内側にＸ軸方向に突出する複数の制御壁を有する。第１の実施形態におけるフィルタ１０Ａは、第１の側面導体壁４１から第２の側面導体壁４２に向かって突出する制御壁４３ａ〜４７ａと、第２の側面導体壁４２から第１の側面導体壁４１に向かって突出する制御壁４３ｂ〜４７ｂとを備える。これらの制御壁は、それぞれ、表面が導体で覆われる導体スリットにより形成されている。各導体スリットは、上側導体壁に接続される上端と、下側導体壁に接続される下端とを有し、例えば、誘電体２３に切削等により設けられるスリットの表面に導体が被覆された部位に相当する。
【００１７】
また、これらの制御壁は、例えば、ＸＹ平面に平行な上側導体壁及び下側導体壁に直交し、且つ、ＹＺ平面に平行な一対の側面導体壁４１，４２に直交するように形成されている（つまり、ＺＸ平面に平行に形成されている）。制御壁４３ａ〜４７ａは、例えば、隣り合う制御壁間でＹ軸方向に間隔を空けて等間隔に形成されており、第１の側面導体壁４１から第２の側面導体壁４２に向かって突出するように形成されている。同様に、制御壁４３ｂ〜４７ｂは、例えば、隣り合う制御壁間でＹ軸方向に間隔を空けて等間隔に形成されており、第２の側面導体壁４２から第１の側面導体壁４１に向かって突出するように形成されている。つまり、図２に示されるＸ軸方向は、制御壁４３ａ〜４７ａ，４３ｂ〜４７ｂのそれぞれの突出方向を表す。
【００１８】
例えば、一対の制御壁４３ａ，４３ｂ、一対の制御壁４４ａ，４４ｂ、一対の制御壁４５ａ，４５ｂ、一対の制御壁４６ａ，４６ｂ及び一対の制御壁４７ａ，４７ｂは、それぞれ、同一のＺＸ平面内に形成されている。なお、これらの一対の制御壁の各々の位置が、Ｙ軸方向に互いにずれていてもよい。
【００１９】
Ｌ４３〜Ｌ４７は、それぞれ、制御壁４３ａ〜４７ａのＸ軸方向での長さを表す。制御壁４３ａ〜４７ａは、それぞれ、導波路を伝搬する電磁波から見ると壁に見えるような長さに設定されており、導波路を伝搬する電磁波を反射するポスト壁として機能する。制御壁４３ｂ〜４７ｂについても同様の長さに設定されているとよい。
【００２０】
また、一対の側面導体壁４１，４２の間の間隔Ｌ４１は、導波管を伝搬する電磁波の波長（管内波長）をλｇとするとき、λｇ／２と同程度であることが好ましい。また、Ｙ軸方向に隣り合う制御壁間の間隔は、導波管を伝搬する電磁波の波長（管内波長）をλｇとするとき、λｇ／２と同程度であることが好ましい。
【００２１】
制御壁４３ａ〜４７ａは、Ｙ軸方向に間隔を空けて配列されており、制御壁４３ａ〜４７ａのＸ軸方向での各長さは、制御壁４３ａ〜４７ａのＹ軸方向での配列順に漸増又は漸減してもよい。これにより、導波管を伝搬する電磁波の反射損失を抑制する度合いを高精度に調整することができる。例えば、Ｌ４７，Ｌ４６，Ｌ４５はこの順に漸増し、Ｌ４４，Ｌ４３はこの順に漸減する。同様に、Ｙ軸方向に間隔を空けて配列されている制御壁４３ｂ〜４７ｂのＸ軸方向での各長さも、制御壁４３ｂ〜４７ｂのＹ軸方向での配列順に漸増又は漸減することで、導波管を伝搬する電磁波の反射損失を抑制する度合いを高精度に調整することができる。なお、各制御壁のＸ軸方向での長さは、互いに同じ寸法に設定されてもよい。
【００２２】
制御壁４３ａ〜４７ａ，４３ｂ〜４７ｂは、Ｘ軸方向で対向する一対の制御壁とＹ軸方向で隣り合う一対の制御壁とで、Ｙ軸方向に配列される約λｇ／２の長さの複数の共振器を構成する（導波管を伝搬する電磁波の波長（管内波長）をλｇとする）。それらの共振器間の結合は、各制御壁のＸ軸方向での長さとＹ軸方向での幅（壁厚）とで調整され、フィルタとしての反射特性及び周波数特性に影響を与える。このように、フィルタ１０Ａは、Ｙ軸方向で隣り合う制御壁間に形成される複数段（図２の場合、４段）の共振器を有するバンドパスフィルタである。
【００２３】
図３は、第１の実施形態における制御壁の一比較例である制御壁４８Ａの形状を示す平面図である。制御壁４８Ａは、矩形のスリット形状を有する。したがって、制御壁４８Ａの先端部の壁厚Ｗ１は、制御壁４８Ａの中心部の壁厚Ｗ３と同じである。
【００２４】
これに対し、図４〜７に示される制御壁４８Ｂ〜４８Ｅの先端部は、それぞれ、壁厚がそれぞれの制御壁の中心部とは異なる壁部を有する。制御壁４８Ｂ〜４８Ｅは、それぞれ、第１の実施形態における制御壁４３ａ〜４７ａ，４３ｂ〜４７ｂの各々の一実施例である。
【００２５】
制御壁４８Ｂは、Ｘ軸方向に突出する突端が丸められた先端部を有し、その先端部は、制御壁４８Ｂの中心部の壁厚Ｗ３よりも薄い壁厚Ｗ１の壁部を有する。具体的には、制御壁４８Ｂの先端部は、壁厚が互いに異なる第１の壁部と第２の壁部とを有する。第１の壁部は、円弧状の突端を含む半円部分であり、壁厚Ｗ１の部分を有する。第２の壁部は、第１の壁部と制御壁４８Ｂの中心部との間に位置する直線部分であり、壁厚Ｗ１よりも厚い壁厚Ｗ３の部分を有する。
【００２６】
制御壁４８Ｃは、くさび状の先端部を有し、その先端部は、制御壁４８Ｃの中心部の壁厚Ｗ３よりも薄い壁厚Ｗ１の壁部を有する。具体的には、制御壁４８Ｃの先端部は、壁厚が互いに異なる第１の壁部と第２の壁部とを有する。第１の壁部は、鋭角な突端を含む三角部分であり、壁厚Ｗ１の部分を有する。第２の壁部は、第１の壁部と制御壁４８Ｃの中心部との間に位置する直線部分であり、壁厚Ｗ１よりも厚い壁厚Ｗ３の部分を有する。
【００２７】
制御壁４８Ｄは、Ｘ軸方向に突出する突端が矩形状に狭められた先端部を有し、その先端部は、制御壁４８Ｄの中心部の壁厚Ｗ３よりも薄い壁厚Ｗ１の壁部を有する。具体的には、制御壁４８Ｄの先端部は、壁厚が互いに異なる第１の壁部と第２の壁部とを有する。第１の壁部は、矩形状の突端を含む直線部分であり、壁厚Ｗ１の部分を有する。第２の壁部は、第１の壁部と制御壁４８Ｄの中心部との間に位置する直線部分であり、壁厚Ｗ１よりも厚い壁厚Ｗ３の部分を有する。
【００２８】
制御壁４８Ｅは、Ｘ軸方向に突出する突端が矩形状に広げられた先端部を有し、その先端部は、制御壁４８Ｅの中心部の壁厚Ｗ３よりも厚い壁厚Ｗ１の壁部を有する。具体的には、制御壁４８Ｅの先端部は、壁厚が互いに異なる第１の壁部と第２の壁部とを有する。第１の壁部は、矩形状の突端を含む直線部分であり、壁厚Ｗ１の部分を有する。第２の壁部は、第１の壁部と制御壁４８Ｅの中心部との間に位置する直線部分であり、壁厚Ｗ１よりも薄い壁厚Ｗ３の部分を有する。
【００２９】
このように、図４〜７の制御壁４８Ｂ〜４８Ｅの先端部は、それぞれ、壁厚がそれぞれの制御壁の中心部とは異なる壁部を有する。壁厚が先端部と中心部と根元部とで同じ図３の制御壁４８Ａを基準とするとき、図４〜７のように壁厚を先端部と中心部とで異ならせる方が、壁厚を根元部と中心部とで異ならせる場合に比べて、所望のフィルタ特性に容易に調整することができる。これは、電界が一番集中するのは、導波管の中央部分であるので、この中央部分の近傍に位置する先端部の壁厚を変えることで、電界分布が変化しやすくなると考えられるからである。つまり、制御壁の先端部の壁厚を調整する場合、導波管の中央部分から比較的離れた制御壁の根元部の壁厚を調整する場合に比べて、電界分布が大きく変化しやすくなり、所望のフィルタ特性に容易に調整することができる。その結果、フィルタ１０Ａのフィルタ特性の設計自由度が、制御壁の根元部の壁厚を調整する場合に比べて、向上する。
【００３０】
例えば、図４〜６のように先端部の壁厚が中心部の壁厚よりも薄い場合、図３のように先端部の壁厚が中心部の壁厚と同じ場合に比べて、フィルタ１０Ａの通過特性の帯域幅（高周波信号がフィルタ１０Ａを通過できる周波数帯）を広げることができる。逆に、図７のように先端部の壁厚が中心部の壁厚よりも厚い場合、図３のように先端部の壁厚が中心部の壁厚と同じ場合に比べて、フィルタ１０Ａの通過特性の帯域幅（高周波信号がフィルタ１０Ａを通過できる周波数帯）を狭めることができる。
【００３１】
また、本発明者は、第１の壁部のＸ軸方向での長さＬ３が第２の壁部のＸ軸方向での長さＬ２よりも短くても、所望のフィルタ特性に容易に調整できることを見出した。また、本発明者は、Ｌ３／（Ｌ２＋Ｌ３）が０．２よりも小さくても、所望のフィルタ特性に容易に調整できることを見出した。
【００３２】
なお、制御壁の中心部とは、制御壁の突出方向での長さＬ１を二等分する中心線３０が通る部分を表し、制御壁の先端部とは、制御壁の突出方向での突端と制御壁の中心部との間の部分を表し、制御壁の根元部とは、その制御壁が導体壁から突出し始める部分を表す。Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ、制御壁のＸ軸方向での長さ、第２の壁部のＸ軸方向での長さ、第１の壁部のＸ軸方向での長さを表す。また、第１の壁部と第２の壁部との境目は、壁厚が変化する箇所に相当する。
【００３３】
図８は、本開示に係る第２の実施形態におけるフィルタを示す平面図である。図８に示されるフィルタ１０Ｂは、図１のフィルタ１０の一例であり、導体壁に囲まれる誘電体２３に形成される導波路を備える。なお、第２の実施形態のうち第１の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。
【００３４】
第２の実施形態において、誘電体２３を囲む導体壁は、第１の導体層２１に相当する上側導体壁と、第２の導体層２２に相当する下側導体壁と、誘電体２３のＸ軸方向で対向する一対の境界面に形成される一対のポスト壁１１，１２とを有する。
【００３５】
一対のポスト壁１１，１２と上側導体壁と下側導体壁とに囲まれる誘電体部分は、電磁波をＹ軸方向に導くようにＹ軸方向に延在する導波路として機能する。
【００３６】
一対のポスト壁１１，１２は、それぞれ、柵状に配列される複数の導体ポストの集合である。各導体ポストは、上側導体壁に接続される上端と、下側導体壁に接続される下端とを有する柱状導体であり、例えば、誘電体２３をＺ軸方向に貫通する貫通孔の孔壁面に形成される導体めっきである。
【００３７】
一対のポスト壁１１，１２は、それぞれ、導波路の内側にＸ軸方向に突出する複数の制御壁を有する。第２の実施形態におけるフィルタ１０Ｂは、第１のポスト壁１１から第２のポスト壁１２に向かって突出する制御壁１３ａ〜１７ａと、第２のポスト壁１２から第１のポスト壁１１に向かって突出する制御壁１３ｂ〜１７ｂとを備える。これらの制御壁は、それぞれ、柵状に配列される複数の導体ポストの集合である。各導体ポストは、上側導体壁に接続される上端と、下側導体壁に接続される下端とを有する柱状導体であり、例えば、誘電体２３をＺ軸方向に貫通する貫通孔の孔壁面に形成される導体めっきである。各制御壁は、複数列（図８の場合、二列）に配置された複数の導体ポストにより形成されてもよいし、一列に配置された複数の導体ポストにより形成されてもよい。
【００３８】
Ｌ１３〜Ｌ１７は、それぞれ、制御壁１３ａ〜１７ａのＸ軸方向での長さを表す。制御壁１３ａ〜１７ａにおける各導体ポストは、導波路を伝搬する電磁波の波長よりも十分短い間隔で配置されている。制御壁１３ａ〜１７ａにおける導体ポストと、第１のポスト壁１１における導体ポストとの間隔も、導波路を伝搬する電磁波の波長よりも十分短く設定されている。制御壁１３ａ〜１７ａは、それぞれ、導波路を伝搬する電磁波から見ると壁に見えるような長さに設定されており、導波路を伝搬する電磁波を反射するポスト壁として機能する。制御壁１３ｂ〜１７ｂについても同様の長さに設定されているとよい。
【００３９】
また、一対のポスト壁１１，１２の間の間隔Ｌ２４は、導波管を伝搬する電磁波の波長（管内波長）をλｇとするとき、λｇ／２と同程度であることが好ましい。また、Ｙ軸方向に隣り合う制御壁間の間隔は、導波管を伝搬する電磁波の波長（管内波長）をλｇとするとき、λｇ／２と同程度であることが好ましい。
【００４０】
このように、フィルタ１０Ｂは、Ｙ軸方向で隣り合う制御壁間に形成される複数段（図２の場合、４段）の共振器を有するバンドパスフィルタである。
【００４１】
図９は、第２の実施形態における制御壁の一比較例である制御壁１８Ａの形状を示す平面図である。制御壁１８Ａは、矩形のポスト形状を有する。したがって、制御壁１８Ａの先端部の壁厚Ｗ１は、制御壁１８Ａの中心部の壁厚Ｗ３と同じである。
【００４２】
これに対し、図１０〜１６に示される制御壁１８Ｂ〜１８Ｈの先端部は、それぞれ、壁厚がそれぞれの制御壁の中心部とは異なる壁部を有する。制御壁１８Ｂ〜１８Ｈは、それぞれ、第２の実施形態における制御壁１３ａ〜１７ａ，１３ｂ〜１７ｂの各々の一実施例である。
【００４３】
制御壁１８Ｂは、Ｘ軸方向に突出する突端を形成する二つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚が、中心部を形成する二つの導体ポスト１９ｃに形成される壁厚よりも狭められた先端部を有する。つまり、その先端部は、制御壁１８Ｂの中心部の壁厚Ｗ３よりも薄い壁厚Ｗ１の壁部を有する。具体的には、制御壁１８Ｂの先端部は、壁厚が互いに異なる第１の壁部と第２の壁部とを有する。第１の壁部は、制御壁１８ＢのＸ軸方向での根元部から最も遠い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ａと、制御壁１８ＢのＸ軸方向での根元部から二番目に遠い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ｂとにより形成される部分であり、壁厚Ｗ１の部分を有する。第２の壁部は、第１の壁部と制御壁１８Ｂの中心部との間に位置する直線部分であり、壁厚Ｗ１よりも厚い壁厚Ｗ３の部分を有する。また、根元部から最も遠い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚Ｗ１は、当該根元部から最も近い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ｄにより形成される壁厚よりも薄い。
【００４４】
制御壁１８Ｃは、Ｘ軸方向に突出する突端を形成する長穴状の一つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚が、中心部を形成する二つの導体ポスト１９ｃに形成される壁厚よりも狭められた先端部を有する。つまり、その先端部は、制御壁１８Ｃの中心部の壁厚Ｗ３よりも薄い壁厚Ｗ１の壁部を有する。具体的には、制御壁１８Ｃの先端部は、壁厚が互いに異なる第１の壁部と第２の壁部とを有する。第１の壁部は、制御壁１８ＣのＸ軸方向での根元部から最も遠い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ａと、制御壁１８ＣのＸ軸方向での根元部から二番目に遠い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ｂとにより形成される部分であり、壁厚Ｗ１の部分を有する。第２の壁部は、第１の壁部と制御壁１８Ｃの中心部との間に位置する直線部分であり、壁厚Ｗ１よりも厚い壁厚Ｗ３の部分を有する。また、根元部から最も遠い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚Ｗ１は、当該根元部から最も近い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ｄにより形成される壁厚よりも薄い。
【００４５】
制御壁１８Ｄは、Ｘ軸方向に突出する突端を形成する真円状の一つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚が、中心部を形成する二つの導体ポスト１９ｃに形成される壁厚よりも狭められた先端部を有する。つまり、その先端部は、制御壁１８Ｄの中心部の壁厚Ｗ３よりも薄い壁厚Ｗ１の壁部を有する。具体的には、制御壁１８Ｄの先端部は、壁厚が互いに異なる第１の壁部と第２の壁部とを有する。第１の壁部は、制御壁１８ＤのＸ軸方向での根元部から最も遠い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ａと、制御壁１８ＤのＸ軸方向での根元部から二番目に遠い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ｂとにより形成される部分であり、壁厚Ｗ１の部分を有する。第２の壁部は、第１の壁部と制御壁１８Ｄの中心部との間に位置する直線部分であり、壁厚Ｗ１よりも厚い壁厚Ｗ３の部分を有する。また、根元部から最も遠い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚Ｗ１は、当該根元部から最も近い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ｄにより形成される壁厚よりも薄い。
【００４６】
制御壁１８Ｅは、Ｘ軸方向に突出する突端を形成する二つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚が、中心部を形成する二つの導体ポスト１９ｃに形成される壁厚よりも広げられた先端部を有する。つまり、その先端部は、制御壁１８Ｅの中心部の壁厚Ｗ３よりも厚い壁厚Ｗ１の壁部を有する。具体的には、制御壁１８Ｅの先端部は、壁厚が互いに異なる第１の壁部と第２の壁部とを有する。第１の壁部は、制御壁１８ＥのＸ軸方向での根元部から最も遠い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ａと、制御壁１８ＥのＸ軸方向での根元部から二番目に遠い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ｂとにより形成される部分であり、壁厚Ｗ１の部分を有する。第２の壁部は、第１の壁部と制御壁１８Ｅの中心部との間に位置する直線部分であり、壁厚Ｗ１よりも薄い壁厚Ｗ３の部分を有する。また、根元部から最も遠い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚Ｗ１は、当該根元部から最も近い箇所に配置される二つの導体ポスト１９ｄにより形成される壁厚よりも厚い。
【００４７】
制御壁１８Ｆは、第１の壁部の壁厚Ｗ１が制御壁１８Ｅの場合よりも厚い点を除いて、制御壁１８Ｅと同様の構成である。
【００４８】
制御壁１８Ｇは、Ｘ軸方向に突出する突端を形成する一つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚が、中心部を形成する一つの導体ポスト１９ｃに形成される壁厚よりも狭められた先端部を有する。つまり、その先端部は、制御壁１８Ｇの中心部の壁厚Ｗ３よりも薄い壁厚Ｗ１の壁部を有する。具体的には、制御壁１８Ｇの先端部は、壁厚が互いに異なる第１の壁部と第２の壁部とを有する。第１の壁部は、制御壁１８ＧのＸ軸方向での根元部から最も遠い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ａと、制御壁１８ＧのＸ軸方向での根元部から二番目に遠い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ｂとにより形成される部分である。第１の壁部は、一つの導体ポスト１９ａの直径に相当する壁厚Ｗ１の部分を有する。第２の壁部は、第１の壁部と制御壁１８Ｇの中心部との間に位置する直線部分であり、壁厚Ｗ１よりも厚い壁厚Ｗ３の部分を有する。第２の壁部は、例えば、一つの導体ポスト１９ｃの直径に相当する壁厚Ｗ３の部分を有する。また、根元部から最も遠い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ａの直径は、当該根元部から最も近い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ｄの直径よりも小さい。よって、一つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚は、一つの導体ポスト１９ｄにより形成される壁厚よりも薄い。
【００４９】
制御壁１８Ｈは、Ｘ軸方向に突出する突端を形成する一つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚が、中心部を形成する一つの導体ポスト１９ｃに形成される壁厚よりも広げられた先端部を有する点を除いて、制御壁１８Ｇと同様の構成である。根元部から最も遠い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ａの直径は、当該根元部から最も近い箇所に配置される一つの導体ポスト１９ｄの直径よりも大きい。よって、一つの導体ポスト１９ａにより形成される壁厚は、一つの導体ポスト１９ｄにより形成される壁厚よりも厚い。
【００５０】
このように、図１０〜１６の制御壁１８Ｂ〜１８Ｈの先端部は、それぞれ、壁厚がそれぞれの制御壁の中心部とは異なる壁部を有する。壁厚が先端部と中心部と根元部とで同じ図９の制御壁１８Ａを基準とするとき、図１０〜１６のように壁厚を先端部と中心部とで異ならせる方が、壁厚を根元部と中心部とで異ならせる場合に比べて、所望のフィルタ特性に容易に調整することができる。その理由は、第１の実施形態と同様である。よって、フィルタ１０Ｂのフィルタ特性の設計自由度が、制御壁の根元部の壁厚を調整する場合に比べて、向上する。
【００５１】
例えば、図１０〜１２，１５のように先端部の壁厚が中心部の壁厚よりも薄い場合、図９のように先端部の壁厚が中心部の壁厚と同じ場合に比べて、フィルタ１０Ｂの通過特性の帯域幅（高周波信号がフィルタ１０Ｂを通過できる周波数帯）を広げることができる。逆に、図１３，１４，１６のように先端部の壁厚が中心部の壁厚よりも厚い場合、図９のように先端部の壁厚が中心部の壁厚と同じ場合に比べて、フィルタ１０Ｂの通過特性の帯域幅（高周波信号がフィルタ１０Ａを通過できる周波数帯）を狭めることができる。
【００５２】
また、本開示に係るフィルタにおいて、各制御壁は、少なくとも一つの導体スリットと少なくとも一つの導体ポストとにより形成されてもよい。例えば、図１７に示される制御壁４９は、壁厚Ｗ３を有する一つの導体スリット４９ｂと、壁厚Ｗ１よりも小さな壁厚Ｗ１を有する一つの導体ポスト４９ａとにより形成されている。なお、図１７において、壁厚Ｗ１は、壁厚Ｗ３よりも大きくしてもよい。上記の場合と同様に、図１７のように壁厚を先端部と中心部とで異ならせる方が、壁厚を根元部と中心部とで異ならせる場合に比べて、所望のフィルタ特性に容易に調整することができる。
【００５３】
なお、接線３１は、第１の壁部と第２の壁部との境界（壁厚が変化する箇所）を規定するための仮想直線であり、第１の壁部と第２の壁部との接線を表す。
【００５４】
図１８は、第１の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁を形成するスリットの先端形状を変更した場合のフィルタ特性の変化の一例を示す図である。図１８は、図３〜５の制御壁４８Ａ〜４８Ｃのそれぞれを、図２のフィルタ１０Ａの制御壁に適用した場合のフィルタ特性（Ｓパラメータの一つである通過特性Ｓ２１）を示す。先端部の壁厚が中心部の壁厚よりも薄い制御壁４８Ｂ，４８Ｃの場合、先端部の壁厚が中心部の壁厚と同じ制御壁４８Ａの場合に比べて、フィルタ１０Ａの通過特性の帯域幅（高周波信号がフィルタ１０Ａを通過できる周波数帯）を低域側に広げることができる。
【００５５】
なお、図１８のシミュレーション時の図２〜５の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ４１：４．２
Ｌ４２：１７．７５
Ｌ４３：１．０
Ｌ４４：１．３
Ｌ４５：１．３５
Ｌ４６：１．３
Ｌ４７：１．０
フィルタ１０Ａの左端と制御壁４７ａ（４７ｂ）との間のＸ軸方向の距離：２．３５
制御壁４７ａ（４７ｂ）と制御壁４６ａ（４６ｂ）との間のＸ軸方向の距離：２．８
制御壁４６ａ（４６ｂ）と制御壁４５ａ（４５ｂ）との間のＸ軸方向の距離：３．１
制御壁４５ａ（４５ｂ）と制御壁４４ａ（４４ｂ）との間のＸ軸方向の距離：３．１
制御壁４４ａ（４４ｂ）と制御壁４３ａ（４３ｂ）との間のＸ軸方向の距離：２．８
制御壁４３ａ（４３ｂ）とフィルタ１０Ａの右端との間のＸ軸方向の距離：２．３５
Ｗ３（図３〜５）：０．２５
Ｌ３（図４，５）：０．１２５
である。Ｘ軸方向で対向する一対の制御壁の各部の寸法は、互いに同じである。また、シミュレーションには、有限要素法（Finite Element Method（ＦＥＭ））を用い、誘電体２３の材料として、シリカガラス（比誘電率εｒ＝３．８５、誘電正接tanδ＝０．０００５）を想定した。
【００５６】
図１９は、第２の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁の先端から１番目の導体ポスト１９ａの形状を変更した場合のフィルタ特性の変化の一例を示す図である。図１９は、図９〜１４の制御壁１８Ａ〜１８Ｆのそれぞれを、図８のフィルタ１０Ｂの制御壁に適用した場合のフィルタ特性（通過特性Ｓ２１）を示す。先端部の壁厚が中心部の壁厚よりも薄い制御壁１８Ｂ〜１８Ｄの場合、先端部の壁厚が中心部の壁厚と同じ制御壁１８Ａの場合に比べて、フィルタ１０Ａの通過特性の帯域幅（高周波信号がフィルタ１０Ａを通過できる周波数帯）を低域側に広げることができる。先端部の壁厚が中心部の壁厚よりも厚い制御壁１８Ｅ，１８Ｆの場合、先端部の壁厚が中心部の壁厚と同じ制御壁１８Ａの場合に比べて、フィルタ１０Ａの通過特性の帯域幅（高周波信号がフィルタ１０Ａを通過できる周波数帯）の低域側を狭めることができる。
【００５７】
図２０は、第２の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁の先端から２番目の導体ポスト１９ｂの形状を変更した場合のフィルタ特性（通過特性Ｓ２１）の変化の一例を示す図である。つまり、１８Ｂｂは、図１０の制御壁１８Ｂにおいて、導体ポスト１９ａと導体ポスト１９ｂとを置換した構成の制御壁を表す。１８Ｃｂは、図１１の制御壁１８Ｃにおいて、導体ポスト１９ａと導体ポスト１９ｂとを置換した構成の制御壁を表す。１８Ｄｂは、図１２の制御壁１８Ｄにおいて、導体ポスト１９ａと導体ポスト１９ｃとを置換した構成の制御壁を表す。１８Ｅｂは、図１３の制御壁１８Ｅにおいて、導体ポスト１９ａと導体ポスト１９ｃとを置換した構成の制御壁を表す。１８Ｆｂは、図１４の制御壁１８Ｆにおいて、導体ポスト１９ａと導体ポスト１９ｃとを置換した構成の制御壁を表す。
【００５８】
図２１は、第２の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁の先端から３番目の導体ポスト１９ｃの形状を変更した場合のフィルタ特性（通過特性Ｓ２１）の変化の一例を示す図である。上述と同様に、１８Ｂｃ，１８Ｃｃ，１８Ｄｃ，１８Ｅｃ，１８Ｆｃは、それぞれ、図１０〜１４の制御壁１８Ｂ〜１８Ｆにおいて、導体ポスト１９ａと導体ポスト１９ｃとを置換した構成の制御壁を表す。
【００５９】
図２２は、第２の実施形態におけるフィルタにおいて、制御壁の先端から４番目の導体ポスト１９ｄの形状を変更した場合のフィルタ特性（通過特性Ｓ２１）の変化の一例を示す図である。上述と同様に、１８Ｂｄ，１８Ｃｄ，１８Ｄｄ，１８Ｅｄ，１８Ｆｄは、それぞれ、図１０〜１４の制御壁１８Ｂ〜１８Ｆにおいて、導体ポスト１９ａと導体ポスト１９ｄとを置換した構成の制御壁を表す。
【００６０】
図１９〜２２に示されるように、制御壁の根元部に近くなるほど、導体ポストにより形成される壁部の壁厚を変更しても、通過特性Ｓ２１はほとんど変化しなくなる。このように、壁厚を先端部と中心部とで異ならせる方が、壁厚を根元部と中心部とで異ならせる場合に比べて、所望のフィルタ特性に容易に調整できることが示されている。
【００６１】
なお、図１９〜２２のシミュレーション時の図８〜１４の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ１３：０．９
Ｌ１４：１．２
Ｌ１５：１．２５
Ｌ１６：１．２
Ｌ１７：０．９
Ｌ２１：４．８（なお、フィルタ特性はＬ２４で決まる）
Ｌ２２：１７．７５
Ｌ２４：４．０
フィルタ１０Ｂの左端と制御壁１７ａ（１７ｂ）との間のＸ軸方向の距離：２．３５
制御壁１７ａ（１７ｂ）と制御壁１６ａ（１６ｂ）との間のＸ軸方向の距離：２．８
制御壁１６ａ（１６ｂ）と制御壁１５ａ（１５ｂ）との間のＸ軸方向の距離：３．１
制御壁１５ａ（１５ｂ）と制御壁１４ａ（１４ｂ）との間のＸ軸方向の距離：３．１
制御壁１４ａ（１４ｂ）と制御壁１３ａ（１３ｂ）との間のＸ軸方向の距離：２．８
制御壁１３ａ（１３ｂ）とフィルタ１０Ｂの右端との間のＸ軸方向の距離：２．３５
Ｗ３（図９〜１４）：０．２５
Ｌ３（図９〜１４）：０．３
Ｗ１（図１０）：０．２３１
Ｗ１（図１１）：０．１７５
Ｗ１（図１２）：０．１００
Ｗ１（図１３）：０．４１２
Ｗ１（図１４）：０．４７５
である。Ｘ軸方向で対向する一対の制御壁の各部の寸法は、互いに同じである。また、シミュレーションには、有限要素法（Finite Element Method（ＦＥＭ））を用い、誘電体２３の材料として、シリカガラス（比誘電率εｒ＝３．８５、誘電正接tanδ＝０．０００５）を想定した。
【００６２】
以上、フィルタを実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【００６３】
例えば、導体壁が有する制御壁の数は、複数に限られず、一つでもよい。
【００６４】
本国際出願は、２０１８年１月１５日に出願した日本国特許出願第２０１８−００４２３２号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８−００４２３２号の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【００６５】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  フィルタ
１１，１２  ポスト壁
１３ａ〜１７ａ，１３ｂ〜１７ｂ，４３ａ〜４７ａ，４３ｂ〜４７ｂ  制御壁
２１  第１の導体層
２２  第２の導体層
２３  誘電体
４１，４２  側面導体壁
【図１】
2019139003.tif 000003
【図２】
2019139003.tif 000004
【図３】
2019139003.tif 000005
【図４】
2019139003.tif 000006
【図５】
2019139003.tif 000007
【図６】
2019139003.tif 000008
【図７】
2019139003.tif 000009
【図８】
2019139003.tif 000010
【図９】
2019139003.tif 000011
【図１０】
2019139003.tif 000012
【図１１】
2019139003.tif 000013
【図１２】
2019139003.tif 000014
【図１３】
2019139003.tif 000015
【図１４】
2019139003.tif 000016
【図１５】
2019139003.tif 000017
【図１６】
2019139003.tif 000018
【図１７】
2019139003.tif 000019
【図１８】
2019139003.tif 000020
【図１９】
2019139003.tif 000021
【図２０】
2019139003.tif 000022
【図２１】
2019139003.tif 000023
【図２２】
2019139003.tif 000024
【国際調査報告】
2019139003.tif 000025
2019139003.tif 000026