バズーカ型バランフィルタおよびそれが配設されたシールド線
【課題】誘電損失が大きく比誘電率の大きな誘電体を用いて漏れ電流を減衰できる小型のバズーカ型バランフィルタを提供する。
【解決手段】バズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブル（１）の外周に配設され、且つ一端が上記同軸ケーブルの外部導体（１２）に接続され他端が開放される金属導体（２）および上記外部導体と上記金属導体との間に配置される誘電体（３）を備えるバズーカ型バランフィルタにおいて、上記誘電体は、上記外部導体との間または上記金属導体との間の少なくともいずれか一方にエアギャップ（４）を介在して配置される。
【解決手段】バズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブル（１）の外周に配設され、且つ一端が上記同軸ケーブルの外部導体（１２）に接続され他端が開放される金属導体（２）および上記外部導体と上記金属導体との間に配置される誘電体（３）を備えるバズーカ型バランフィルタにおいて、上記誘電体は、上記外部導体との間または上記金属導体との間の少なくともいずれか一方にエアギャップ（４）を介在して配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同軸ケーブルなどの不平衡線路とダイポールアンテナなどの平衡型機器を接続するときに用いられるバズーカ型バランフィルタおよびそれが配設されたシールド線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、同軸ケーブルなどの不平衡線路により電子機器間を電気的に接続するとき、同軸ケーブルから放射する不要な電磁波を低減するために、同軸ケーブルと電子機器の間に、
バズーカ型バランフィルタを設置している。バズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブルの外部導体の外側に一端を短絡した長さ４分の１波長となる円筒導体と外部導体の外側とで構成された同軸線路であり、他端を開放端とし電流の定在波の節とし、同軸ケーブルの内部導体を流れる高周波電流が外部導体の外側に漏れるのを防止している。（例えば、特許文献１参照）。
このバズーカ型バランフィルタの円筒導体と同軸ケーブルの外部導体との間に誘電体を配置することにより、波長短縮効果から減衰する漏れ電流の周波数に相当する円筒導体の長さを短くすることができ、バズーカ型バランフィルタの小型化が図られる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、バズーカ型バランフィルタを小型化するために比誘電率の大きな誘電体を用いると、比誘電率の大きな誘電体は誘電損失が大きく、４分の１波長共振を起こすことが困難であり、バズーカ型バランフィルタの小型化に限界があるという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、誘電損失が大きく比誘電率の大きな誘電体を用いて漏れ電流を減衰できる小型のバズーカ型バランフィルタおよびそれが配設されたシールド線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るバズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブルの外周に配設され、且つ一端が上記同軸ケーブルの外部導体に接続され他端が開放される金属導体および上記外部導体と上記金属導体との間に配置される誘電体を備えるバズーカ型バランフィルタにおいて、上記誘電体は、上記外部導体との間または上記金属導体との間の少なくともいずれか一方にエアギャップを介在して配置される。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るバズーカ型バランフィルタの効果は、誘電体を同軸ケーブルの外部導体の外側と間にエアギャップを介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体として用いることができるので、金属導体の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタの斜視図である。図２は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタの軸に沿った断面図である。なお、以下の断面図は軸に沿った断面図である。
この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタは、中心導体１１、中心導体１１を被覆する円筒状の絶縁体１３および絶縁体１３を被覆する円筒状の外部導体１２から構成される同軸ケーブル１の一端部に設けられる。同軸ケーブル１の一端からは、外部導体１２および絶縁体１３が剥がされて中心導体１１だけが延びており、また、外部導体１２から引き出された引き出し線５が延びている。
中心導体１１は、図示しない通信装置の信号線と接続され、外部導体１２は引き出し線５を経て図示しない他の電子機器のグランド線と接続される。
【０００９】
この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブル１の一端部の外部導体１２の外側をエアギャップ４を介して所定の長さに亘って囲繞する円筒状の誘電体３と、誘電体３の外周面および一端面を被覆し、且つ外部導体１２の外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の金属導体２とを備える。
金属導体２は、誘電体３の外周面および一端面を覆うとともにエアギャップ４の一端面を跨り外部導体１２の外側に接続されている。
【００１０】
図３は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体１２の外側に流れる漏れ電流７の周波数特性を示すグラフである。
次に、誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置することによる共振周波数ｆの変化について説明する。
誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置しないときには、図３の曲線ａに示すように、金属導体２の長さにより決まる共振周波数ｆ１の近傍で漏れ電流が大きく減衰される。
一方、誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置したときには、誘電体３の実効的な比誘電率をεｒｅｆｆ、誘電体３の長さをＬｄとすると、バズーカ型バランフィルタの共振周波数ｆは、式（１）にて表され、共振周波数ｆの近傍の周波数帯の同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に流れる漏れ電流７を減衰する。
【００１１】
【数１】
【００１２】
なお、誘電体３を外部導体１２の外側および金属導体２の内側にそれぞれ接するように配置したときには、図３の曲線ｂに示すように、誘電体３の比誘電率そのままを式（１）に代入して求まる共振周波数ｆ２の近傍の周波数帯の同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に流れる漏れ電流７を減衰する。
一方、誘電体３を外部導体１２の外側との間にエアギャップ４を介在して外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置したときには、式（１）に用いる比誘電率εｒｅｆｆは誘電体３の比誘電率とエアギャップ４の比誘電率から求まるので、誘電体３の比誘電率より小さく、共振周波数ｆ３は、図３の曲線ｃに示すように、共振周波数ｆ２よりは少し大きい。しかし、共振周波数ｆ３は共振周波数ｆ２より少しだけ大きいので、実用上問題はない。
【００１３】
次に、外部導体１２の外側に対してエアギャップ４を介在して誘電体３を配置することによる漏れ電流７の減衰量への影響について説明する。
誘電体３を外部導体１２の外側および金属導体２の内側に接するように配置したときには、図３の曲線ｂに示すように、漏れ電流の減衰量は誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置しないときに比べて大幅に減少する。これは誘電体３の誘電損失によって、バズーカ型バランフィルタがほとんど共振しなくなるためである。
一方、外部導体１２の外側に対してエアギャップ４を介在して誘電体３を配置したときには、図３の曲線ｃに示すように、漏れ電流の減衰量は誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置しないときに比べて減衰量は大きくは減少しない。
【００１４】
このように、誘電体３を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と間にエアギャップ４を介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３として用いることができるので、金属導体２の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
また、誘電体３の比誘電率が多少ばらついても、漏れ電流を減衰することのできる周波数がほとんど変化しないという効果を有する。
【００１５】
実施の形態２．
図４は、この発明に係る実施の形態２によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態２によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタと誘電体３を配置する位置が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明に係る実施の形態２によるバズーカ型バランフィルタでは、誘電体３は外部導体１２の外側に接し、金属導体２の内側との間にエアギャップ４を介在するように配置されている。
このように、誘電体３を金属導体２の内側と間にエアギャップ４を介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３として用いることができるので、金属導体２の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００１６】
なお、図５に示すように、誘電体３を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と間にエアギャップ４ａを介在し、且つ、金属導体２の内側と間にエアギャップ４ｂを介在するように配置しても良い。
このように、誘電体３を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と間にエアギャップ４ａを介在し、且つ、金属導体２の内側と間にエアギャップ４ｂを介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３として用いることができるので、金属導体２の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００１７】
また、図６に示すように、誘電体３を内側の円筒状の誘電体３ａと外側の円筒状の誘電体３ｂとから構成し、誘電体３ｂを誘電体３ｂとの間にエアギャップ４を介在するように配置しても良い。
このように、誘電体３を２つの誘電体３ａ、３ｂから構成し、一方の誘電体３ｂを他方の誘電体３ａとの間にエアギャップ４を介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３として用いることができるので、金属導体２の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００１８】
実施の形態３．
図７は、この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタの斜視図である。
この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタと誘電体３Ｂおよび金属導体２Ｂの形状が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明に係る実施の形態３による誘電体３Ｂは、同軸ケーブル１が貫通する円柱状の孔が設けられた角柱である。そして、誘電体３Ｂは、同軸ケーブル１の外部導体１２の外側との間にエアギャップ４を介在するように配置されている。
この発明に係る実施の形態３による金属導体２Ｂは、誘電体３Ｂの４つの側面および一端面を覆い、エアギャップ４を跨り、外部導体１２の外側に接続するように延びている。
【００１９】
次に、この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタを試作し漏れ電流を測定した結果を説明する。
同軸ケーブル１として、セミリジッドケーブルを用いた。セミリジッドケーブルの外部導体１２の径は５ｍｍφである。金属導体２Ｂは角筒形状とし、幅Ｌａを３６ｍｍ、長さＬｄを１１５ｍｍとした。誘電体３Ｂは、比誘電率１５００、ｔａｎδ２．４の誘電体材料を用いた。図８に漏れ電流の測定結果を示す。曲線ａは、誘電体３Ｂを外部導体１２の外側と金属導体２Ｂの内側との間に配置しない比較のためのバズーカ型バランフィルタの特性であり、６５０ＭＨｚ付近の漏れ電流を減衰することができる。曲線ｂは、誘電体３Ｂを外部導体１２の外側と金属導体２Ｂの内側との間にエアギャップ４を介在せずに配置した比較のためのバズーカ型バランフィルタの特性であり、比誘電率１５００、ｔａｎδ２．４の誘電体材料を用いると漏れ電流を減衰することができないことがわかる。曲線ｃは、誘電体３Ｂを外部導体１２の外側との間に５ｍｍの隙間のエアギャップ４を介在して配置したバズーカ型バランフィルタの特性であり、比誘電率１５００、ｔａｎδ２．４のような誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を用いることにより４２０ＭＨｚ付近の漏れ電流を減衰することができた。
【００２０】
このように、誘電体３Ｂを同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と間にエアギャップ４を介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３Ｂとして用いることができるので、金属導体２Ｂの長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
また、誘電体３Ｂと金属導体２Ｂは、ともに外側面が平面であるので、加工が容易であるという効果を有する。
【００２１】
実施の形態４．
この発明に係る実施の形態４によりバズーカ型バランフィルタは、２つの周波数で漏れ電流を減衰できるバズーカ型バランフィルタである。そして、従来このために、長さの異なる２つの誘電体を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置している。しかし、２つの誘電体にそれぞれ生じる定在波が相互に干渉するため漏れ電流の減衰量が小さくなるという問題がある。特に、近接する２つの周波数において漏れ電流を減衰しようすると漏れ電流の減衰量が極めて小さくなるという問題がある。
【００２２】
図９は、この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタと同様に、同軸ケーブル１の一端部に設けられる。同軸ケーブル１の一端では、外部導体１２および絶縁体１３が剥がされて中心導体１１だけが延びており、また、外部導体１２に接続された引き出し線５が延びている。
中心導体１１は、図示しない通信装置の信号線と接続され、外部導体１２は引き出し線５を経て図示しない他の電子機器のグランド線と接続される。
【００２３】
この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブル１の一端部の外部導体１２の外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第１の誘電体３ａと、第１の誘電体３ａの外周面および一端面を被覆し、且つ外部導体１２の外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第１の金属導体２ａ、第１の金属導体２ａの外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第２の誘電体３ｂ、および、第２の誘電体３ｂの外周面および一端面を被覆し、且つ第１の金属導体２ａの外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第２の金属導体２ｂを備える。
第１の金属導体２ａは、第１の誘電体３ａの外周面および一端面を覆うとともに外部導体１２の外側に接続されている。
第２の金属導体２ｂは、第２の誘電体３ｂの外周面および一端面を覆うとともに第１の金属導体２ａの外側に接続されている。
【００２４】
第１の誘電体３ａの実効的な比誘電率をεｒｅｆｆ１、第１の金属導体２ａの長さをＬｄ１とすると、第１の誘電体３ａによる共振周波数ｆ１は、式（２）によって求められる。
また、第２の誘電体３ｂの実効的な比誘電率をεｒｅｆｆ２、第２の金属導体２ｂの長さをＬｄ２とすると、第２の誘電体３ｂによる共振周波数ｆ２は、式（３）によって求められる。
【００２５】
【数２】
【００２６】
そして、この共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２において漏れ電流を減衰することができる。なお、第１の誘電体３ａ、第２の誘電体３ｂの長さや実効的な比誘電率を変化させることにより、漏れ電流を減衰することのできる周波数を自由に設定することができる。
例えば、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂに同じ誘電体材料を用いた場合、誘電体の長さによって共振周波数が決まる。第１の誘電体３ａの長さＬｄ１が第２の誘電体３ｂの長さＬｄ２より長い場合、共振周波数ｆ２が共振周波数ｆ１より大きくなり、２つの周波数付近において漏れ電流を減衰することができる。
【００２７】
次に、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在したときの漏れ電流への影響を説明する。図１０は、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２が十分離れているときの漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。
曲線ａは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在したときの漏れ電流の周波数特性である。漏れ電流が極小値を示す周波数は、式（２）及び式（３）によって求められる共振周波数ｆ１及び共振周波数ｆ２に一致する。曲線ｂは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａが介在せず、直接接しているときの周波数特性である。漏れ電流が極小値を示す周波数は、共振周波数ｆ１より若干高くなり、共振周波数ｆ２より若干低くなる。また、漏れ電流の減衰量は、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在したときの減衰量より若干少なくなる。
【００２８】
これは、第１の誘電体３ａ内に生じる定在波と第２の誘電体３ｂ内に生じる定在波が、相互に干渉するためである。そして、第１の金属導体２ａを第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に介在することにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間での相互干渉を低減することができる。
【００２９】
図１１は、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２が近接しているときの漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。曲線ａは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在したときの漏れ電流の周波数特性である。共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２を近接させることにより、広帯域にて漏れ電流を減衰することができる。
曲線ｂは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａが介在せず、直接接しているときの周波数特性である。共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２が近接すると、漏れ電流を減衰できる周波数範囲が狭くなり減衰量も少なくなる。これは、２つの誘電体間の相互干渉によって、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２の間にある周波数にて弱い定在波しか発生しなくなるためである。
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在することにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することを防ぐので、２つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
【００３０】
実施の形態５．
図１２は、この発明に係る実施の形態５によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態５によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタと第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂの長さが同じであり、第１の金属導体２ａと第２の金属導体２ｂの長さが同じであることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明に係る実施の形態５によるバズーカ型バランフィルタでは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂの長さは同じであり、第２の金属導体２ｂの底は第１の金属導体２ａの底に接続している。
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在することにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することを防ぐので、２つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
また、第１の金属導体２ａと第２の金属導体２ｂの構造が簡単になるという効果を有する。
【００３１】
実施の形態６．
この発明に係る実施の形態６によりバズーカ型バランフィルタは、３つの周波数で漏れ電流を減衰できるバズーカ型バランフィルタである。そして、従来このために、長さの異なる３つの誘電体を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置している。しかし、３つの誘電体にそれぞれ生じる定在波が相互に干渉するため漏れ電流の減衰量が小さくなるという問題がある。
【００３２】
図１３は、この発明に係る実施の形態６によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態６によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタと同様に、同軸ケーブル１の一端部に設けられる。同軸ケーブル１の一端では、外部導体１２および絶縁体１３が剥がされて中心導体１１だけが延びており、また、外部導体１２に接続された引き出し線５が延びている。
中心導体１１は、図示しない通信装置の信号線と接続され、外部導体１２は引き出し線５を経て図示しない他の電子機器のグランド線と接続される。
【００３３】
この発明に係る実施の形態６によるバズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブル１の一端部の外部導体１２の外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第１の誘電体３ａ、第１の誘電体３ａの外周面および一端面を被覆し、且つ外部導体１２の外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第１の金属導体２ａ、第１の金属導体２ａの外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第２の誘電体３ｂ、第２の誘電体３ｂの外周面および一端面を被覆し、且つ第１の金属導体２ａの外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第２の金属導体２ｂ、第２の金属導体２ｂの外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第３の誘電体３ｃ、および、第３の誘電体３ｃの外周面および一端面を被覆し、且つ第２の金属導体２ｂの外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第３の金属導体２ｃを備える。
【００３４】
第１の金属導体２ａは、第１の誘電体３ａの外周面および一端面を覆うとともに外部導体１２の外側に接続されている。
第２の金属導体２ｂは、第２の誘電体３ｂの外周面および一端面を覆うとともに第１の金属導体２ａの外側に接続されている。
第３の金属導体２ｃは、第３の誘電体３ｃの外周面および一端面を覆うとともに第２の金属導体２ｂの外側に接続されている。
【００３５】
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａ、第２の誘電体３ｂと第３の誘電体３ｃとの間に第２の金属導体２ｂを介在することにより、第１の誘電体３ａ、第２の誘電体３ｂおよび第３の誘電体３ｃにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することを防ぐので、３つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
なお、実施の形態６では、３つの周波数での漏れ電流を減衰するバズーカ型バランフィルタについて説明したが、４つ以上の周波数でも４つ以上の長さが異なり誘電体を用いることにより同様に漏れ電流を減衰することができる。
【００３６】
実施の形態７．
図１４は、この発明に係る実施の形態７によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態７によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタと第１の誘電体３ａおよび第２の誘電体３ｂの配置が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
第１の誘電体３ａは、外部導体１２の外側との間にエアギャップ４ａを介在するようにして配置される。第２の誘電体３ｂは、第１の金属導体２ａの外側との間にエアギャップ４ｂを介在するようにして配置される。
【００３７】
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在することにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することを防ぐので、２つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
【００３８】
また、第１の誘電体３ａを外部導体１２の外側との間にエアギャップ４ａを介在し、第２の誘電体３ｂを第１の金属導体２ａの外側との間にエアギャップ４ｂを介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を第１の誘電体３ａおよび第２の誘電体３ｂとして用いることができるので、第１の金属導体２ａおよび第２の金属導体２ｂの長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００３９】
実施の形態８．
図１５は、この発明に係る実施の形態８によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態８によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタと第１の金属導体２ａが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
第１の金属導体２ａは、第２の誘電体３ｂと重畳しない部分の第１の誘電体３ａの外周面と一端面とを覆い、且つ外部導体１２の外側に接続される。
また、第２の誘電体３ｂは、第１の誘電体３ｂの外周面との間にエアギャップ４を介在するようにして配置される。
【００４０】
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間にエアギャップ４を介在させることにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することが防がれるので、２つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
【００４１】
また、第２の誘電体３ｂを第１の誘電体３ａの外側との間にエアギャップ４を介在させることにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を第２の誘電体３ｂとして用いることができるので、第２の金属導体２ｂの長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００４２】
実施の形態９．
図１６は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを使用してダイポールアンテナ５０と送受信回路６０とを接続するときの構成を示す図である。
なお、実施の形態９において、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを例にして説明するが、実施の形態２乃至８によるバズーカ型バランフィルタを用いても同様な構成となる。
【００４３】
ダイポールアンテナ５０は、図１６に示すように、２つのアンテナエレメント５１、５２から構成される。
同軸ケーブル１の中心導体１１は、ダイポールアンテナ５０の一方のアンテナエレメント５１に接続され、外部導体１２から引き出された引き出し線５は、他方のアンテナエレメント５２に接続される。
また、同軸ケーブル１は送受信回路６０に接続される。
なお、バズーカ型バランフィルタとダイポールアンテナ５０との間、またはバズーカ型バランフィルタと送受信回路６０との間にインピーダンス回路が設けられていても良い。
【００４４】
送受信回路６０で作成された高周波信号は、同軸ケーブル１を経てダイポールアンテナ５０に給電される。そして、バズーカ型バランフィルタを配置しないときにはダイポールアンテナ５０と同軸ケーブル１の接続部から、高周波信号が同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に漏れ出し漏れ電流７となる。漏れ電流７は、不要な電磁放射を増大させたり、ダイポールアンテナ５０の特性を劣化させたりする。
一方、バズーカ型バランフィルタをダイポールアンテナ５０と同軸ケーブル１の間に配設することにより、漏れ電流７を大幅に減衰することができる。
【００４５】
図１７は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを使用してモノポールアンテナ５３と送受信回路６０とを接続したときの構成を示す図である。
モノポールアンテナ５３は、図１７に示すように、アンテナエレメント５４とアンテナ地板５５から構成される。
同軸ケーブル１の中心導体１１は、アンテナエレメント５４に接続され、外部導体１２から引き出された引き出し線５はアンテナ地板５５に接続される。
また、同軸ケーブル１は送受信回路６０に接続される。
【００４６】
このようにバズーカ型バランフィルタをモノポールアンテナ５３と同軸ケーブル１との間に配設することにより、モノポールアンテナ５３と同軸ケーブル１との接続部から同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に漏れる漏れ電流７を減衰することができる。
【００４７】
図１８は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを用いてループアンテナ５７と送受信回路６０とを接続したときの構成を示す図である。
同軸ケーブル１の中心導体１１と外部導体１２から引き出された引き出し線５の間にループアンテナ５７が接続される。
また、同軸ケーブル１は送受信回路６０に接続される。
このようなバズーカ型バランフィルタをループアンテナ５７と送受信回路６０との間に配設することにより、ループアンテナ５７と同軸ケーブル１との接続部から同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に漏れる漏れ電流７を減衰することができる。
【００４８】
実施の形態１０．
図１９は、通信機器や電子機器に接続されたシールド線にこの発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを配設するときの構成を示す図である。
なお、実施の形態１０においてはこの発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを例にして説明するが、実施の形態２乃至８によるバズーカ型バランフィルタを用いても同様な構成となる。
【００４９】
電子機器６１と電子機器６２の間をケーブル７０によって接続する。ケーブル７０は、数本の信号線７１の周囲にシールド７２を施した構造である。なお、以下の説明では２本の信号線７１ａ、７１ｂを有するケーブル７０として説明するが信号線７１の本数がこれに限るものではない。
信号線７１ａ、７１ｂは、電子機器６１および電子機器６２の内部の図示しない電子回路に接続されている。バズーカ型バランフィルタの金属導体２は、シールド７２に電気的に接続されている。金属導体２の内側とシールド７２との間にシールド７２との間にエアギャップ４を介在して誘電体３が配置されている。
シールド７２からの引き出し線５は、電子機器６２の金属筐体部に接続しているが、接続しなくても良い。
【００５０】
信号線７１ａ、７１ｂを流れる高周波電流は、電子機器６２とケーブル７０との接続部からシールド７２の外側に漏れ出し、漏れ電流７となる。漏れ電流７は不要な電磁放射を増加させる問題になる。
一方、バズーカ型バランフィルタを電子機器６２とケーブル７０の間に設けることにより、漏れ電流を減衰したり不要な電磁放射を低減したりすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタの斜視図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタの軸に沿った断面図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体の外側に流れる漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。
【図４】この発明に係る実施の形態２によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図５】この発明に係る実施の形態２による他のバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図６】この発明に係る実施の形態２による他のバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図７】この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタの斜視図である。
【図８】この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体の外側に流れる漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。
【図９】この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１０】この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体の外側に流れる漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。（共振周波数が離れている場合）
【図１１】この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体の外側に流れる漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。（共振周波数が近接している場合）
【図１２】この発明に係る実施の形態５によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１３】この発明に係る実施の形態６によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１４】この発明に係る実施の形態７によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１５】この発明に係る実施の形態８によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１６】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを使用してダイポールアンテナと送受信回路とを接続するときの構成を示す図である。
【図１７】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを使用してモノポールアンテナと送受信回路とを接続したときの構成を示す図である。
【図１８】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを用いてループアンテナと送受信回路とを接続したときの構成を示す図である。
【図１９】通信機器や電子機器に接続されたシールド線にこの発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを配設するときの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 同軸ケーブル、２、２Ｂ、２ａ、２ｂ、２ｃ 金属導体、３、３Ｂ、３ａ、３ｂ、３ｃ 誘電体、４、４ａ、４ｂ エアギャップ、５ 引き出し線、７ 漏れ電流、１１ 中心導体、１２ 外部導体、１３ 絶縁体、５０ ダイポールアンテナ、５１、５２ アンテナエレメント、５３ モノポールアンテナ、５４ アンテナエレメント、５５ アンテナ地板、５７ ループアンテナ、６０ 送受信回路、６１、６２ 電子機器、７０ ケーブル、７１、７１ａ、７１ｂ 信号線、７２ シールド。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同軸ケーブルなどの不平衡線路とダイポールアンテナなどの平衡型機器を接続するときに用いられるバズーカ型バランフィルタおよびそれが配設されたシールド線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、同軸ケーブルなどの不平衡線路により電子機器間を電気的に接続するとき、同軸ケーブルから放射する不要な電磁波を低減するために、同軸ケーブルと電子機器の間に、
バズーカ型バランフィルタを設置している。バズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブルの外部導体の外側に一端を短絡した長さ４分の１波長となる円筒導体と外部導体の外側とで構成された同軸線路であり、他端を開放端とし電流の定在波の節とし、同軸ケーブルの内部導体を流れる高周波電流が外部導体の外側に漏れるのを防止している。（例えば、特許文献１参照）。
このバズーカ型バランフィルタの円筒導体と同軸ケーブルの外部導体との間に誘電体を配置することにより、波長短縮効果から減衰する漏れ電流の周波数に相当する円筒導体の長さを短くすることができ、バズーカ型バランフィルタの小型化が図られる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、バズーカ型バランフィルタを小型化するために比誘電率の大きな誘電体を用いると、比誘電率の大きな誘電体は誘電損失が大きく、４分の１波長共振を起こすことが困難であり、バズーカ型バランフィルタの小型化に限界があるという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、誘電損失が大きく比誘電率の大きな誘電体を用いて漏れ電流を減衰できる小型のバズーカ型バランフィルタおよびそれが配設されたシールド線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るバズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブルの外周に配設され、且つ一端が上記同軸ケーブルの外部導体に接続され他端が開放される金属導体および上記外部導体と上記金属導体との間に配置される誘電体を備えるバズーカ型バランフィルタにおいて、上記誘電体は、上記外部導体との間または上記金属導体との間の少なくともいずれか一方にエアギャップを介在して配置される。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るバズーカ型バランフィルタの効果は、誘電体を同軸ケーブルの外部導体の外側と間にエアギャップを介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体として用いることができるので、金属導体の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタの斜視図である。図２は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタの軸に沿った断面図である。なお、以下の断面図は軸に沿った断面図である。
この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタは、中心導体１１、中心導体１１を被覆する円筒状の絶縁体１３および絶縁体１３を被覆する円筒状の外部導体１２から構成される同軸ケーブル１の一端部に設けられる。同軸ケーブル１の一端からは、外部導体１２および絶縁体１３が剥がされて中心導体１１だけが延びており、また、外部導体１２から引き出された引き出し線５が延びている。
中心導体１１は、図示しない通信装置の信号線と接続され、外部導体１２は引き出し線５を経て図示しない他の電子機器のグランド線と接続される。
【０００９】
この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブル１の一端部の外部導体１２の外側をエアギャップ４を介して所定の長さに亘って囲繞する円筒状の誘電体３と、誘電体３の外周面および一端面を被覆し、且つ外部導体１２の外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の金属導体２とを備える。
金属導体２は、誘電体３の外周面および一端面を覆うとともにエアギャップ４の一端面を跨り外部導体１２の外側に接続されている。
【００１０】
図３は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体１２の外側に流れる漏れ電流７の周波数特性を示すグラフである。
次に、誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置することによる共振周波数ｆの変化について説明する。
誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置しないときには、図３の曲線ａに示すように、金属導体２の長さにより決まる共振周波数ｆ１の近傍で漏れ電流が大きく減衰される。
一方、誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置したときには、誘電体３の実効的な比誘電率をεｒｅｆｆ、誘電体３の長さをＬｄとすると、バズーカ型バランフィルタの共振周波数ｆは、式（１）にて表され、共振周波数ｆの近傍の周波数帯の同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に流れる漏れ電流７を減衰する。
【００１１】
【数１】
【００１２】
なお、誘電体３を外部導体１２の外側および金属導体２の内側にそれぞれ接するように配置したときには、図３の曲線ｂに示すように、誘電体３の比誘電率そのままを式（１）に代入して求まる共振周波数ｆ２の近傍の周波数帯の同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に流れる漏れ電流７を減衰する。
一方、誘電体３を外部導体１２の外側との間にエアギャップ４を介在して外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置したときには、式（１）に用いる比誘電率εｒｅｆｆは誘電体３の比誘電率とエアギャップ４の比誘電率から求まるので、誘電体３の比誘電率より小さく、共振周波数ｆ３は、図３の曲線ｃに示すように、共振周波数ｆ２よりは少し大きい。しかし、共振周波数ｆ３は共振周波数ｆ２より少しだけ大きいので、実用上問題はない。
【００１３】
次に、外部導体１２の外側に対してエアギャップ４を介在して誘電体３を配置することによる漏れ電流７の減衰量への影響について説明する。
誘電体３を外部導体１２の外側および金属導体２の内側に接するように配置したときには、図３の曲線ｂに示すように、漏れ電流の減衰量は誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置しないときに比べて大幅に減少する。これは誘電体３の誘電損失によって、バズーカ型バランフィルタがほとんど共振しなくなるためである。
一方、外部導体１２の外側に対してエアギャップ４を介在して誘電体３を配置したときには、図３の曲線ｃに示すように、漏れ電流の減衰量は誘電体３を外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置しないときに比べて減衰量は大きくは減少しない。
【００１４】
このように、誘電体３を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と間にエアギャップ４を介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３として用いることができるので、金属導体２の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
また、誘電体３の比誘電率が多少ばらついても、漏れ電流を減衰することのできる周波数がほとんど変化しないという効果を有する。
【００１５】
実施の形態２．
図４は、この発明に係る実施の形態２によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態２によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタと誘電体３を配置する位置が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明に係る実施の形態２によるバズーカ型バランフィルタでは、誘電体３は外部導体１２の外側に接し、金属導体２の内側との間にエアギャップ４を介在するように配置されている。
このように、誘電体３を金属導体２の内側と間にエアギャップ４を介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３として用いることができるので、金属導体２の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００１６】
なお、図５に示すように、誘電体３を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と間にエアギャップ４ａを介在し、且つ、金属導体２の内側と間にエアギャップ４ｂを介在するように配置しても良い。
このように、誘電体３を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と間にエアギャップ４ａを介在し、且つ、金属導体２の内側と間にエアギャップ４ｂを介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３として用いることができるので、金属導体２の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００１７】
また、図６に示すように、誘電体３を内側の円筒状の誘電体３ａと外側の円筒状の誘電体３ｂとから構成し、誘電体３ｂを誘電体３ｂとの間にエアギャップ４を介在するように配置しても良い。
このように、誘電体３を２つの誘電体３ａ、３ｂから構成し、一方の誘電体３ｂを他方の誘電体３ａとの間にエアギャップ４を介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３として用いることができるので、金属導体２の長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００１８】
実施の形態３．
図７は、この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタの斜視図である。
この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタと誘電体３Ｂおよび金属導体２Ｂの形状が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明に係る実施の形態３による誘電体３Ｂは、同軸ケーブル１が貫通する円柱状の孔が設けられた角柱である。そして、誘電体３Ｂは、同軸ケーブル１の外部導体１２の外側との間にエアギャップ４を介在するように配置されている。
この発明に係る実施の形態３による金属導体２Ｂは、誘電体３Ｂの４つの側面および一端面を覆い、エアギャップ４を跨り、外部導体１２の外側に接続するように延びている。
【００１９】
次に、この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタを試作し漏れ電流を測定した結果を説明する。
同軸ケーブル１として、セミリジッドケーブルを用いた。セミリジッドケーブルの外部導体１２の径は５ｍｍφである。金属導体２Ｂは角筒形状とし、幅Ｌａを３６ｍｍ、長さＬｄを１１５ｍｍとした。誘電体３Ｂは、比誘電率１５００、ｔａｎδ２．４の誘電体材料を用いた。図８に漏れ電流の測定結果を示す。曲線ａは、誘電体３Ｂを外部導体１２の外側と金属導体２Ｂの内側との間に配置しない比較のためのバズーカ型バランフィルタの特性であり、６５０ＭＨｚ付近の漏れ電流を減衰することができる。曲線ｂは、誘電体３Ｂを外部導体１２の外側と金属導体２Ｂの内側との間にエアギャップ４を介在せずに配置した比較のためのバズーカ型バランフィルタの特性であり、比誘電率１５００、ｔａｎδ２．４の誘電体材料を用いると漏れ電流を減衰することができないことがわかる。曲線ｃは、誘電体３Ｂを外部導体１２の外側との間に５ｍｍの隙間のエアギャップ４を介在して配置したバズーカ型バランフィルタの特性であり、比誘電率１５００、ｔａｎδ２．４のような誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を用いることにより４２０ＭＨｚ付近の漏れ電流を減衰することができた。
【００２０】
このように、誘電体３Ｂを同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と間にエアギャップ４を介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を誘電体３Ｂとして用いることができるので、金属導体２Ｂの長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
また、誘電体３Ｂと金属導体２Ｂは、ともに外側面が平面であるので、加工が容易であるという効果を有する。
【００２１】
実施の形態４．
この発明に係る実施の形態４によりバズーカ型バランフィルタは、２つの周波数で漏れ電流を減衰できるバズーカ型バランフィルタである。そして、従来このために、長さの異なる２つの誘電体を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置している。しかし、２つの誘電体にそれぞれ生じる定在波が相互に干渉するため漏れ電流の減衰量が小さくなるという問題がある。特に、近接する２つの周波数において漏れ電流を減衰しようすると漏れ電流の減衰量が極めて小さくなるという問題がある。
【００２２】
図９は、この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタと同様に、同軸ケーブル１の一端部に設けられる。同軸ケーブル１の一端では、外部導体１２および絶縁体１３が剥がされて中心導体１１だけが延びており、また、外部導体１２に接続された引き出し線５が延びている。
中心導体１１は、図示しない通信装置の信号線と接続され、外部導体１２は引き出し線５を経て図示しない他の電子機器のグランド線と接続される。
【００２３】
この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブル１の一端部の外部導体１２の外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第１の誘電体３ａと、第１の誘電体３ａの外周面および一端面を被覆し、且つ外部導体１２の外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第１の金属導体２ａ、第１の金属導体２ａの外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第２の誘電体３ｂ、および、第２の誘電体３ｂの外周面および一端面を被覆し、且つ第１の金属導体２ａの外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第２の金属導体２ｂを備える。
第１の金属導体２ａは、第１の誘電体３ａの外周面および一端面を覆うとともに外部導体１２の外側に接続されている。
第２の金属導体２ｂは、第２の誘電体３ｂの外周面および一端面を覆うとともに第１の金属導体２ａの外側に接続されている。
【００２４】
第１の誘電体３ａの実効的な比誘電率をεｒｅｆｆ１、第１の金属導体２ａの長さをＬｄ１とすると、第１の誘電体３ａによる共振周波数ｆ１は、式（２）によって求められる。
また、第２の誘電体３ｂの実効的な比誘電率をεｒｅｆｆ２、第２の金属導体２ｂの長さをＬｄ２とすると、第２の誘電体３ｂによる共振周波数ｆ２は、式（３）によって求められる。
【００２５】
【数２】
【００２６】
そして、この共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２において漏れ電流を減衰することができる。なお、第１の誘電体３ａ、第２の誘電体３ｂの長さや実効的な比誘電率を変化させることにより、漏れ電流を減衰することのできる周波数を自由に設定することができる。
例えば、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂに同じ誘電体材料を用いた場合、誘電体の長さによって共振周波数が決まる。第１の誘電体３ａの長さＬｄ１が第２の誘電体３ｂの長さＬｄ２より長い場合、共振周波数ｆ２が共振周波数ｆ１より大きくなり、２つの周波数付近において漏れ電流を減衰することができる。
【００２７】
次に、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在したときの漏れ電流への影響を説明する。図１０は、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２が十分離れているときの漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。
曲線ａは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在したときの漏れ電流の周波数特性である。漏れ電流が極小値を示す周波数は、式（２）及び式（３）によって求められる共振周波数ｆ１及び共振周波数ｆ２に一致する。曲線ｂは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａが介在せず、直接接しているときの周波数特性である。漏れ電流が極小値を示す周波数は、共振周波数ｆ１より若干高くなり、共振周波数ｆ２より若干低くなる。また、漏れ電流の減衰量は、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在したときの減衰量より若干少なくなる。
【００２８】
これは、第１の誘電体３ａ内に生じる定在波と第２の誘電体３ｂ内に生じる定在波が、相互に干渉するためである。そして、第１の金属導体２ａを第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に介在することにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間での相互干渉を低減することができる。
【００２９】
図１１は、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２が近接しているときの漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。曲線ａは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在したときの漏れ電流の周波数特性である。共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２を近接させることにより、広帯域にて漏れ電流を減衰することができる。
曲線ｂは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａが介在せず、直接接しているときの周波数特性である。共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２が近接すると、漏れ電流を減衰できる周波数範囲が狭くなり減衰量も少なくなる。これは、２つの誘電体間の相互干渉によって、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２の間にある周波数にて弱い定在波しか発生しなくなるためである。
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在することにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することを防ぐので、２つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
【００３０】
実施の形態５．
図１２は、この発明に係る実施の形態５によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態５によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタと第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂの長さが同じであり、第１の金属導体２ａと第２の金属導体２ｂの長さが同じであることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明に係る実施の形態５によるバズーカ型バランフィルタでは、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂの長さは同じであり、第２の金属導体２ｂの底は第１の金属導体２ａの底に接続している。
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在することにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することを防ぐので、２つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
また、第１の金属導体２ａと第２の金属導体２ｂの構造が簡単になるという効果を有する。
【００３１】
実施の形態６．
この発明に係る実施の形態６によりバズーカ型バランフィルタは、３つの周波数で漏れ電流を減衰できるバズーカ型バランフィルタである。そして、従来このために、長さの異なる３つの誘電体を同軸ケーブル１の外部導体１２の外側と金属導体２の内側との間に配置している。しかし、３つの誘電体にそれぞれ生じる定在波が相互に干渉するため漏れ電流の減衰量が小さくなるという問題がある。
【００３２】
図１３は、この発明に係る実施の形態６によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態６によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタと同様に、同軸ケーブル１の一端部に設けられる。同軸ケーブル１の一端では、外部導体１２および絶縁体１３が剥がされて中心導体１１だけが延びており、また、外部導体１２に接続された引き出し線５が延びている。
中心導体１１は、図示しない通信装置の信号線と接続され、外部導体１２は引き出し線５を経て図示しない他の電子機器のグランド線と接続される。
【００３３】
この発明に係る実施の形態６によるバズーカ型バランフィルタは、同軸ケーブル１の一端部の外部導体１２の外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第１の誘電体３ａ、第１の誘電体３ａの外周面および一端面を被覆し、且つ外部導体１２の外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第１の金属導体２ａ、第１の金属導体２ａの外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第２の誘電体３ｂ、第２の誘電体３ｂの外周面および一端面を被覆し、且つ第１の金属導体２ａの外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第２の金属導体２ｂ、第２の金属導体２ｂの外側を所定の長さに亘って囲繞する円筒状の第３の誘電体３ｃ、および、第３の誘電体３ｃの外周面および一端面を被覆し、且つ第２の金属導体２ｂの外側に接続する中央に穴が設けられた底を有する円筒状の第３の金属導体２ｃを備える。
【００３４】
第１の金属導体２ａは、第１の誘電体３ａの外周面および一端面を覆うとともに外部導体１２の外側に接続されている。
第２の金属導体２ｂは、第２の誘電体３ｂの外周面および一端面を覆うとともに第１の金属導体２ａの外側に接続されている。
第３の金属導体２ｃは、第３の誘電体３ｃの外周面および一端面を覆うとともに第２の金属導体２ｂの外側に接続されている。
【００３５】
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａ、第２の誘電体３ｂと第３の誘電体３ｃとの間に第２の金属導体２ｂを介在することにより、第１の誘電体３ａ、第２の誘電体３ｂおよび第３の誘電体３ｃにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することを防ぐので、３つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
なお、実施の形態６では、３つの周波数での漏れ電流を減衰するバズーカ型バランフィルタについて説明したが、４つ以上の周波数でも４つ以上の長さが異なり誘電体を用いることにより同様に漏れ電流を減衰することができる。
【００３６】
実施の形態７．
図１４は、この発明に係る実施の形態７によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態７によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタと第１の誘電体３ａおよび第２の誘電体３ｂの配置が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
第１の誘電体３ａは、外部導体１２の外側との間にエアギャップ４ａを介在するようにして配置される。第２の誘電体３ｂは、第１の金属導体２ａの外側との間にエアギャップ４ｂを介在するようにして配置される。
【００３７】
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間に第１の金属導体２ａを介在することにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することを防ぐので、２つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
【００３８】
また、第１の誘電体３ａを外部導体１２の外側との間にエアギャップ４ａを介在し、第２の誘電体３ｂを第１の金属導体２ａの外側との間にエアギャップ４ｂを介在するように配置することにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を第１の誘電体３ａおよび第２の誘電体３ｂとして用いることができるので、第１の金属導体２ａおよび第２の金属導体２ｂの長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００３９】
実施の形態８．
図１５は、この発明に係る実施の形態８によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
この発明に係る実施の形態８によるバズーカ型バランフィルタは、実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタと第１の金属導体２ａが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
第１の金属導体２ａは、第２の誘電体３ｂと重畳しない部分の第１の誘電体３ａの外周面と一端面とを覆い、且つ外部導体１２の外側に接続される。
また、第２の誘電体３ｂは、第１の誘電体３ｂの外周面との間にエアギャップ４を介在するようにして配置される。
【００４０】
このように、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂとの間にエアギャップ４を介在させることにより、第１の誘電体３ａと第２の誘電体３ｂにそれぞれ生じる定在波が相互に干渉することが防がれるので、２つの周波数、または２つの周波数に挟まれる広帯域の周波数帯で大きな漏れ電流減衰量特性を有するバズーカ型バランフィルタを得ることができる。
【００４１】
また、第２の誘電体３ｂを第１の誘電体３ａの外側との間にエアギャップ４を介在させることにより、誘電損失が大きな誘電体材料を用いても、漏れ電流を大きく減衰することができる。そして、誘電損失が大きく比誘電率が大きい誘電体材料を第２の誘電体３ｂとして用いることができるので、第２の金属導体２ｂの長さを短くすることができ、小型のバズーカ型バランフィルタを提供することができる。
【００４２】
実施の形態９．
図１６は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを使用してダイポールアンテナ５０と送受信回路６０とを接続するときの構成を示す図である。
なお、実施の形態９において、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを例にして説明するが、実施の形態２乃至８によるバズーカ型バランフィルタを用いても同様な構成となる。
【００４３】
ダイポールアンテナ５０は、図１６に示すように、２つのアンテナエレメント５１、５２から構成される。
同軸ケーブル１の中心導体１１は、ダイポールアンテナ５０の一方のアンテナエレメント５１に接続され、外部導体１２から引き出された引き出し線５は、他方のアンテナエレメント５２に接続される。
また、同軸ケーブル１は送受信回路６０に接続される。
なお、バズーカ型バランフィルタとダイポールアンテナ５０との間、またはバズーカ型バランフィルタと送受信回路６０との間にインピーダンス回路が設けられていても良い。
【００４４】
送受信回路６０で作成された高周波信号は、同軸ケーブル１を経てダイポールアンテナ５０に給電される。そして、バズーカ型バランフィルタを配置しないときにはダイポールアンテナ５０と同軸ケーブル１の接続部から、高周波信号が同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に漏れ出し漏れ電流７となる。漏れ電流７は、不要な電磁放射を増大させたり、ダイポールアンテナ５０の特性を劣化させたりする。
一方、バズーカ型バランフィルタをダイポールアンテナ５０と同軸ケーブル１の間に配設することにより、漏れ電流７を大幅に減衰することができる。
【００４５】
図１７は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを使用してモノポールアンテナ５３と送受信回路６０とを接続したときの構成を示す図である。
モノポールアンテナ５３は、図１７に示すように、アンテナエレメント５４とアンテナ地板５５から構成される。
同軸ケーブル１の中心導体１１は、アンテナエレメント５４に接続され、外部導体１２から引き出された引き出し線５はアンテナ地板５５に接続される。
また、同軸ケーブル１は送受信回路６０に接続される。
【００４６】
このようにバズーカ型バランフィルタをモノポールアンテナ５３と同軸ケーブル１との間に配設することにより、モノポールアンテナ５３と同軸ケーブル１との接続部から同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に漏れる漏れ電流７を減衰することができる。
【００４７】
図１８は、この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを用いてループアンテナ５７と送受信回路６０とを接続したときの構成を示す図である。
同軸ケーブル１の中心導体１１と外部導体１２から引き出された引き出し線５の間にループアンテナ５７が接続される。
また、同軸ケーブル１は送受信回路６０に接続される。
このようなバズーカ型バランフィルタをループアンテナ５７と送受信回路６０との間に配設することにより、ループアンテナ５７と同軸ケーブル１との接続部から同軸ケーブル１の外部導体１２の外側に漏れる漏れ電流７を減衰することができる。
【００４８】
実施の形態１０．
図１９は、通信機器や電子機器に接続されたシールド線にこの発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを配設するときの構成を示す図である。
なお、実施の形態１０においてはこの発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを例にして説明するが、実施の形態２乃至８によるバズーカ型バランフィルタを用いても同様な構成となる。
【００４９】
電子機器６１と電子機器６２の間をケーブル７０によって接続する。ケーブル７０は、数本の信号線７１の周囲にシールド７２を施した構造である。なお、以下の説明では２本の信号線７１ａ、７１ｂを有するケーブル７０として説明するが信号線７１の本数がこれに限るものではない。
信号線７１ａ、７１ｂは、電子機器６１および電子機器６２の内部の図示しない電子回路に接続されている。バズーカ型バランフィルタの金属導体２は、シールド７２に電気的に接続されている。金属導体２の内側とシールド７２との間にシールド７２との間にエアギャップ４を介在して誘電体３が配置されている。
シールド７２からの引き出し線５は、電子機器６２の金属筐体部に接続しているが、接続しなくても良い。
【００５０】
信号線７１ａ、７１ｂを流れる高周波電流は、電子機器６２とケーブル７０との接続部からシールド７２の外側に漏れ出し、漏れ電流７となる。漏れ電流７は不要な電磁放射を増加させる問題になる。
一方、バズーカ型バランフィルタを電子機器６２とケーブル７０の間に設けることにより、漏れ電流を減衰したり不要な電磁放射を低減したりすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタの斜視図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタの軸に沿った断面図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体の外側に流れる漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。
【図４】この発明に係る実施の形態２によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図５】この発明に係る実施の形態２による他のバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図６】この発明に係る実施の形態２による他のバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図７】この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタの斜視図である。
【図８】この発明に係る実施の形態３によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体の外側に流れる漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。
【図９】この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１０】この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体の外側に流れる漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。（共振周波数が離れている場合）
【図１１】この発明に係る実施の形態４によるバズーカ型バランフィルタを配置したときの外部導体の外側に流れる漏れ電流の周波数特性を示すグラフである。（共振周波数が近接している場合）
【図１２】この発明に係る実施の形態５によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１３】この発明に係る実施の形態６によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１４】この発明に係る実施の形態７によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１５】この発明に係る実施の形態８によるバズーカ型バランフィルタの断面図である。
【図１６】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを使用してダイポールアンテナと送受信回路とを接続するときの構成を示す図である。
【図１７】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを使用してモノポールアンテナと送受信回路とを接続したときの構成を示す図である。
【図１８】この発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを用いてループアンテナと送受信回路とを接続したときの構成を示す図である。
【図１９】通信機器や電子機器に接続されたシールド線にこの発明に係る実施の形態１によるバズーカ型バランフィルタを配設するときの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 同軸ケーブル、２、２Ｂ、２ａ、２ｂ、２ｃ 金属導体、３、３Ｂ、３ａ、３ｂ、３ｃ 誘電体、４、４ａ、４ｂ エアギャップ、５ 引き出し線、７ 漏れ電流、１１ 中心導体、１２ 外部導体、１３ 絶縁体、５０ ダイポールアンテナ、５１、５２ アンテナエレメント、５３ モノポールアンテナ、５４ アンテナエレメント、５５ アンテナ地板、５７ ループアンテナ、６０ 送受信回路、６１、６２ 電子機器、７０ ケーブル、７１、７１ａ、７１ｂ 信号線、７２ シールド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸ケーブルの外周に配設され、且つ一端が上記同軸ケーブルの外部導体に接続され他端が開放される金属導体および上記外部導体と上記金属導体との間に配置される誘電体を備えるバズーカ型バランフィルタにおいて、
上記誘電体は、上記外部導体との間または上記金属導体との間の少なくともいずれか一方にエアギャップを介在して配置されることを特徴とするバズーカ型バランフィルタ。
【請求項２】
上記誘電体は、上記外部導体と上記金属導体との間に配置される複数の同軸円筒であり、且つ隣接する上記同軸円筒の間にエアギャップが介在していることを特徴とする請求項１に記載のバズーカ型バランフィルタ。
【請求項３】
上記誘電体は、上記外部導体と上記金属導体との間に配置される複数の同軸円筒であり、
上記金属導体は、隣接する上記同軸円筒の間に延びて上記隣接する同軸円筒の間に介在し、且つ中央に穴が設けられた底を有する円筒形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のバズーカ型バランフィルタ。
【請求項４】
同軸ケーブルの外周に配設され、且つ一端が上記同軸ケーブルの外部導体に接続され他端が開放される金属導体および上記外部導体と上記金属導体との間に配置される同軸円筒形状の複数の誘電体を備えるバズーカ型バランフィルタにおいて、
上記金属導体は、隣接する上記誘電体の間に延びて上記隣接する誘電体の間に介在し、且つ中央に穴が設けられた底を有する円筒形状であることを特徴とするバズーカ型バランフィルタ。
【請求項５】
電子機器を他の電子機器に電気的に接続するシールド線において、
上記電子機器との接続部に請求項１乃至４のいずれか一項に記載のバズーカ型バランフィルタが配設され、且つ上記バズーカ型バランフィルタの金属導体と電気的に接続されたことを特徴とするシールド線。
【請求項１】
同軸ケーブルの外周に配設され、且つ一端が上記同軸ケーブルの外部導体に接続され他端が開放される金属導体および上記外部導体と上記金属導体との間に配置される誘電体を備えるバズーカ型バランフィルタにおいて、
上記誘電体は、上記外部導体との間または上記金属導体との間の少なくともいずれか一方にエアギャップを介在して配置されることを特徴とするバズーカ型バランフィルタ。
【請求項２】
上記誘電体は、上記外部導体と上記金属導体との間に配置される複数の同軸円筒であり、且つ隣接する上記同軸円筒の間にエアギャップが介在していることを特徴とする請求項１に記載のバズーカ型バランフィルタ。
【請求項３】
上記誘電体は、上記外部導体と上記金属導体との間に配置される複数の同軸円筒であり、
上記金属導体は、隣接する上記同軸円筒の間に延びて上記隣接する同軸円筒の間に介在し、且つ中央に穴が設けられた底を有する円筒形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のバズーカ型バランフィルタ。
【請求項４】
同軸ケーブルの外周に配設され、且つ一端が上記同軸ケーブルの外部導体に接続され他端が開放される金属導体および上記外部導体と上記金属導体との間に配置される同軸円筒形状の複数の誘電体を備えるバズーカ型バランフィルタにおいて、
上記金属導体は、隣接する上記誘電体の間に延びて上記隣接する誘電体の間に介在し、且つ中央に穴が設けられた底を有する円筒形状であることを特徴とするバズーカ型バランフィルタ。
【請求項５】
電子機器を他の電子機器に電気的に接続するシールド線において、
上記電子機器との接続部に請求項１乃至４のいずれか一項に記載のバズーカ型バランフィルタが配設され、且つ上記バズーカ型バランフィルタの金属導体と電気的に接続されたことを特徴とするシールド線。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−２７５１６（Ｐ２００９−２７５１６Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８９４６７（Ｐ２００７−１８９４６７）
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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