フィルタ装置
【課題】信号伝送ケーブルの所定範囲のインピーダンスを周期的に変化させることによって、前記信号伝送ケーブルの所定範囲をフォトニックバンドギャップ特性を示し、所定の周波数の信号を遮断又は透過するフィルタとして機能させ、構造が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、耐久性が高くすることができるようにする。
【解決手段】複数の信号伝送路を備える信号伝送ケーブルを有するフィルタ装置１０であって、前記信号伝送ケーブルは、他の部分とインピーダンスの相違する複数のインピーダンス変更部１２を備え、該インピーダンス変更部１２は、前記信号伝送ケーブルの軸方向に一定のピッチ１３で周期的に配設されている。
【解決手段】複数の信号伝送路を備える信号伝送ケーブルを有するフィルタ装置１０であって、前記信号伝送ケーブルは、他の部分とインピーダンスの相違する複数のインピーダンス変更部１２を備え、該インピーダンス変更部１２は、前記信号伝送ケーブルの軸方向に一定のピッチ１３で周期的に配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロストリップラインを備えた二次元フォトニックバンドギャップ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｂａｎｄ Ｇａｐ：ＰＢＧ）構造体が研究されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
図２は従来の二次元フォトニックバンドギャップ構造体を示す図である。なお、図２（ａ）は二次元フォトニックバンドギャップ構造体の斜視図、図２（ｂ）はＳパラメータ（散乱パラメータ：Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）の周波数特性を示す図である。
【０００４】
図２（ａ）に示されるように、二次元フォトニックバンドギャップ構造体１０１は、誘電体から成る薄板状の基板１０２、該基板１０２の一面全体を覆うように形成された金属薄膜から成るグランド面１０４、及び、基板１０２の他面に形成された金属薄膜から成るマイクロストリップライン１０３を有する複合材である。そして、グランド面１０４には、エッチングによって形成された複数の半径ｒの穴１０５が所定の間隔ａで周期的に配設されている。
【０００５】
また、前記二次元フォトニックバンドギャップ構造体１０１は、図２（ｂ）に示されるようなＳパラメータの周波数特性を示す。図２（ｂ）から明らかなように、前記二次元フォトニックバンドギャップ構造体１０１は、フォトニックバンドギャップ特性を示し、特定の周波数の信号を遮断する遮断フィルタや、特定の周波数の信号を透過させるバンドパスフィルタとして機能する。図２（ｂ）において、実線は反射係数であるＳ１１を示し、破線は伝達係数であるＳ２１を示している。そして、Ａで示される部分がバンドパスフィルタとして機能する部分である。
【０００６】
なお、光導波路の分野においては、フォトニック結晶等を使用した二次元フォトニックバンドギャップ構造体の研究が広く行われている。
【非特許文献１】Ｖｅｓｎａ Ｒａｄｉｓｉｃ、Ｙｏｎｇｘｉ Ｑｉａｎ、Ｒｏｂｅｒｔｏ Ｃｏｃｃｉｏｌｉ、ａｎｄ Ｔａｔｓｕｏ Ｉｔｏｈ “Ｎｏｖｅｌ ２−Ｄ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｂａｎｄｇａｐ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ｌｉｎｅｓ”、ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｎｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｗａｖｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．２、Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９９８、ｐ６９−７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の二次元フォトニックバンドギャップ構造体１０１においては、微細な寸法のマイクロストリップライン１０３等を作成する必要があるので、構造が複雑で、破損し易く、製造が困難であり、製造コストが高くなってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、信号伝送ケーブルの所定範囲のインピーダンスを周期的に変化させることによって、前記信号伝送ケーブルの所定範囲を所定の周波数の信号を遮断又は透過するフィルタとして機能させ、構造が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、耐久性が高いフィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明のフィルタ装置においては、複数の信号伝送路を備える信号伝送ケーブルを有するフィルタ装置であって、前記信号伝送ケーブルは、他の部分とインピーダンスの相違する複数のインピーダンス変更部を備え、該インピーダンス変更部は、前記信号伝送ケーブルの軸方向に一定のピッチで周期的に配設されている。
【００１０】
本発明の他のフィルタ装置においては、さらに、前記信号伝送ケーブルは、前記インピーダンス変更部が第１のピッチで配設された第１のインピーダンス変更領域と、前記インピーダンス変更部が第２のピッチで配設された第２のインピーダンス変更領域とを備える。
【００１１】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記第１のインピーダンス変更領域と第２のインピーダンス変更領域とは、前記信号伝送ケーブルの軸方向に並んで配設される。
【００１２】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、所定の周波数の信号を遮断する遮断フィルタとして使用される。
【００１３】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、所定の周波数の信号を透過するバンドパスフィルタとして使用される。
【００１４】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記信号伝送ケーブルは、芯（しん）線及びシールド部材を備える同軸ケーブルである。
【００１５】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記インピーダンス変更部は、前記シールド部材の一部が削除されることによって形成される。
【００１６】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記インピーダンス変更部は、前記芯線とシールド部材とが接近させられることによって形成される。
【００１７】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記信号伝送ケーブルは、複数の芯線を備える多軸ケーブルである。
【００１８】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記インピーダンス変更部は、前記芯線同士が接近させられることによって形成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フィルタ装置は、信号伝送ケーブルの所定範囲のインピーダンスを周期的に変化させることによって、前記信号伝送ケーブルの所定範囲を所定の周波数の信号を遮断又は透過するフィルタとして機能させるようになっている。そのため、構造が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、耐久性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。なお、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００２２】
図において、１０は本実施の形態におけるフィルタ装置であって、信号伝送ケーブルとしての同軸ケーブル１１を有する。そして、該同軸ケーブル１１は、金属等の導電体から成る芯線１５、該芯線１５の周囲を覆う誘電体１６、及び、該誘電体１６の周囲を取囲むように配設され、金属等の導電体から成るシールド部材１７を有する。なお、該シールド部材１７の周囲は、樹脂等の被覆部材によって被覆されることが望ましいが、図１においては、説明の都合上、被覆部材が省略されている。また、本実施の形態において、フィルタ装置１０及び同軸ケーブル１１の各部の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであって、フィルタ装置１０及び同軸ケーブル１１が図に示される姿勢である場合に適切であるが、フィルタ装置１０及び同軸ケーブル１１の姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
【００２３】
ここで、同軸ケーブル１１には、インピーダンス変更部１２が軸方向に一定のピッチ１３で周期的に配設されている。本実施の形態において、前記インピーダンス変更部１２は、同軸ケーブル１１の両側面を削り、シールド部材１７の一部を除去することによって形成されている。なお、前記インピーダンス変更部１２の横断面は図１（ｃ）に示され、インピーダンス変更部１２以外の部分の同軸ケーブル１１の横断面は図１（ｂ）に示されている。同軸ケーブル１１の両側面は、レーザ加工、カッター加工、エンドミル加工等の加工方法によって削ることができる。なお、前記同軸ケーブル１１の片側の側面だけを削ることによってインピーダンス変更部１２を形成することもできる。
【００２４】
図１に示される例においては、インピーダンス変更部１２のインピーダンスが他の部分よりも高くなっていることが分る。すなわち、本実施の形態においては、同軸ケーブル１１にインピーダンスの高い部分を周期的に形成することによって、同軸ケーブル１１が遮断フィルタとしての特性を備えるフィルタ装置１０として機能するようになっている。この場合、同軸ケーブル１１は特定の周波数の信号を遮断する。なお、遮断する周波数等の遮断フィルタとしての性質は、インピーダンス変更部１２の数、寸法、ピッチ１３等を変更することによって制御することができる。
【００２５】
次に、前記フィルタ装置１０の特性に関するシミュレーション結果について説明する。
【００２６】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置のシミュレーション結果を示す第１の図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置のシミュレーション結果を示す第２の図である。なお、図３（ａ）及び図４（ａ）はシミュレーションに使用した同軸ケーブルの概念図、図３（ｂ）及び図４（ｂ）はシミュレートした減衰量の周波数特性を示す図であり、縦軸に減衰量〔ｄＢ〕を採り、横軸に周波数〔ＧＨｚ〕を採ってある。
【００２７】
まず、本発明の発明者は、長さ５〔ｍ〕の図３（ａ）に示されるような同軸ケーブル１１を使用してシミュレーションを行った。この場合、特性インピーダンスＺ０が１８〔ｍｍ〕の周期で５０〔Ω〕を中心にして±１０〔％〕変化するようにインピーダンス変更部１２を形成した。すなわち、長さ１８〔ｍｍ〕のインピーダンス変更部１２をピッチ１３が３６〔ｍｍ〕となるように形成した。これにより、図３（ａ）に示されるように、同軸ケーブル１１の特性インピーダンスＺ０は、１８〔ｍｍ〕毎に４５〔Ω〕と５５〔Ω〕とに交互に切替えられるように、軸方向に周期的に変化する。なお、図３（ａ）においてはインピーダンス変更部１２の図示が省略されている。
【００２８】
この場合、図３（ａ）に示されるような同軸ケーブル１１を使用してシミュレーションを行った結果として、図３（ｂ）に示されるような周波数特性を得ることができた。図３（ｂ）において、２１は減衰量が増加している遮断域を示している。そして、該遮断域２１における減衰量のピークまでの変化量２２は、同軸ケーブル１１における特性インピーダンスＺ０の変化のサイクル数に依存することが分った。すなわち、形成されたインピーダンス変更部１２の数が増加するほど前記変化量２２が増加することが分った。また、前記遮断域２１の幅２３は特性インピーダンスＺ０の変化に依存することが分った。すなわち、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差が大きいほど前記幅２３が増加することが分った。さらに、遮断域２１の存在する周波数、すなわち、遮断域２１における減衰量のピークに対応する周波数は、同軸ケーブル１１における特性インピーダンスＺ０の変化の周期に依存することが分った。すなわち、インピーダンス変更部１２のピッチ１３を増加するほど遮断域２１の存在する周波数が高くなることが分った。
【００２９】
次に、本発明の発明者は、長さ５〔ｍ〕の図４（ａ）に示されるような同軸ケーブル１１を使用してシミュレーションを行った。この場合、特性インピーダンスＺ０が１８〔ｍｍ〕の周期で５０〔Ω〕を中心にして±１〔％〕変化するようにインピーダンス変更部１２を形成した。すなわち、長さ１８〔ｍｍ〕のインピーダンス変更部１２をピッチ１３が３６〔ｍｍ〕となる様に形成した。これにより、図４（ａ）に示されるように、同軸ケーブル１１の特性インピーダンスＺ０は、１８〔ｍｍ〕毎に４９．５〔Ω〕と５０．５〔Ω〕とに交互に切替えられるように、軸方向に周期的に変化する。なお、図４（ａ）においてはインピーダンス変更部１２の図示が省略されている。
【００３０】
この場合、図４（ａ）に示されるような同軸ケーブル１１を使用してシミュレーションを行った結果として、図４（ｂ）に示されるような周波数特性を得ることができた。図４（ｂ）における遮断域２１は、図３（ｂ）における遮断域２１と比較して微小であることが分る。このことから、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差が小さいと、十分な大きさの遮断域２１を得ることができないことが分る。
【００３１】
このように、本実施の形態においては、インピーダンス変更部１２が軸方向に一定のピッチ１３で周期的に形成された同軸ケーブル１１をフィルタ装置１０として使用する。この場合、該フィルタ装置１０は、遮断域２１によって所定の周波数の信号を遮断する遮断フィルタとして機能する。なお、前記インピーダンス変更部１２は、同軸ケーブル１１の側面を削ることによって形成されるので、容易に形成することができる。インピーダンスの調整は、外部導体としてのシールド部材１７を削る面積を適宣選択する事によって可能となる。また、前記遮断域２１の周波数、ピークまでの変化量２２、幅２３等の特性は、インピーダンス変更部１２の数、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、インピーダンス変更部１２のピッチ１３等を調整することによって、容易に制御することができ、所望の値とすることができる。そのため、構造が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、耐久性が高い遮断フィルタを得ることができる。
【００３２】
また、前記フィルタ装置１０は、高周波信号用のフィルタとして好適であり、例えば、インピーダンス変更部１２が形成された同軸ケーブル１１をアンテナに接続することによって、アンテナ用の遮断フィルタとして使用することができる。
【００３３】
なお、前記同軸ケーブル１１は、太ければ太いほど減衰量が減少するが、フィルタ装置１０のサイズが大きくなってしまう。さらに、インピーダンス変更部１２を形成する際の加工作業の容易性等を考慮すると、前記同軸ケーブル１１は、外径が５〔ｍｍ〕程度のものであることが望ましい。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００３５】
図５は本発明の第２の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図、図６は本発明の第２の実施の形態におけるフィルタ装置の周波数特性を示す図である。
【００３６】
本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、図５に示されるように、第１のピッチ１３ａで形成された第１のインピーダンス変更部１２ａを備える第１のインピーダンス変更領域１４ａ、及び、第２のピッチ１３ｂで形成された第２のインピーダンス変更部１２ｂを備える第２のインピーダンス変更領域１４ｂを有する。この場合、第１のピッチ１３ａよりも第２のピッチ１３ｂの方が大きくなっている。また、第１のインピーダンス変更部１２ａの軸方向の長さよりも第２のインピーダンス変更部１２ｂの軸方向の長さの方が長くなっている。なお、第１のインピーダンス変更部１２ａ及び第２のインピーダンス変更部１２ｂの形状や形成方法は、前記第１の実施の形態におけるインピーダンス変更部１２と基本的に同一である。さらに、同軸ケーブル１１は、その他の点については、前記第１の実施の形態における同軸ケーブル１１と基本的に同一の構造を有する。
【００３７】
図５に示される例において、同軸ケーブル１１は、第１のインピーダンス変更領域１４ａと第２のインピーダンス変更領域１４ｂとの間の部分で曲げられて、全体として略Ｕ字状の形状となっている。これにより、フィルタ装置１０全体の寸法を縮小してコンパクトにすることができる。なお、前記同軸ケーブル１１は、途中で曲げることなく、一直線状の形状とすることもできるし、任意の箇所で曲げることによって、Ｕ字状以外の他の形状とすることもできる。
【００３８】
そして、本実施の形態におけるフィルタ装置１０の周波数特性には、図６に示されるように、第１の遮断域２１ａ及び第２の遮断域２１ｂが存在する。前記第１の遮断域２１ａは第１のインピーダンス変更領域１４ａによって得られたものであり、前記第１の遮断域２１ａの周波数、ピークまでの変化量２２、幅２３等の特性は、第１のインピーダンス変更部１２ａの数、第１のインピーダンス変更部１２ａにおけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、第１のインピーダンス変更部１２ａの第１のピッチ１３ａ等を調整することによって、所望の値とすることができる。また、前記第２の遮断域２１ｂは第２のインピーダンス変更領域１４ｂによって得られたものであり、前記第２の遮断域２１ｂの周波数、ピークまでの変化量２２、幅２３等の特性は、第２のインピーダンス変更部１２ｂの数、第２のインピーダンス変更部１２ｂにおけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、第２のインピーダンス変更部１２ｂの第２のピッチ１３ｂ等を調整することによって、所望の値とすることができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態におけるフィルタ装置１０の周波数特性には、第１の遮断域２１ａと第２の遮断域２１ｂとの間において、減衰量が回復し、第１の遮断域２１ａと第２の遮断域２１ｂとの間における周波数の信号を透過する透過域２５が存在する。該透過域２５は、特定の周波数の信号を透過させるバンドパスフィルタとして機能する領域である。そして、前記透過域２５は、第１の遮断域２１ａと第２の遮断域２１ｂとによって規定されるのであるから、第１及び第２のインピーダンス変更部１２ａ及び１２ｂの数、第１及び第２のインピーダンス変更部１２ａ及び１２ｂにおけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、第１及び第２のピッチ１３ａ及び１３ｂ等を調整することによって、所望の値とすることができる。図６に示される例において、フィルタ装置１０は、５〔ＧＨｚ〕前後の周波数帯の信号を透過させるバンドパスフィルタとして機能するようになっている。
【００４０】
このように、本実施の形態においては、第１のインピーダンス変更領域１４ａと第２のインピーダンス変更領域１４ｂとが軸方向に並んで形成された、すなわち、タンデムに形成された同軸ケーブル１１をフィルタ装置１０として使用する。この場合、該フィルタ装置１０は、第１のインピーダンス変更領域１４ａによって得られる第１の遮断域２１ａと、第２のインピーダンス変更領域１４ｂによって得られる第２の遮断域２１ｂとの間における透過域２５によって、所定の周波数の信号を透過させるバンドパスフィルタとして機能する。そして、透過させる信号の周波数は、第１及び第２のインピーダンス変更部１２ａ及び１２ｂの数、第１及び第２のインピーダンス変更部１２ａ及び１２ｂにおけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、第１及び第２のピッチ１３ａ及び１３ｂ等を調整することによって、容易に制御することができ、所望の値とすることができる。そのため、構造が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、耐久性が高いバンドパスフィルタを得ることができる。
【００４１】
また、同軸ケーブル１１を途中で曲げることによって略Ｕ字状の形状とすることによって、コンパクトなフィルタ装置１０を得ることができる。さらに、前記第１の実施の形態と同様に、フィルタ装置１０は、高周波信号用のフィルタとして好適であり、例えば、インピーダンス変更部１２が形成された同軸ケーブル１１をアンテナに接続することによって、アンテナ用のバンドパスフィルタとして使用することができる。
【００４２】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００４３】
図７は本発明の第３の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【００４４】
本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、図７に示されるように、同軸ケーブル１１が筐（きょう）体３１内に収容されている。なお、該筐体３１は、通常、蓋（ふた）によって閉鎖された状態で使用されるが、図７においては、筐体３１の内部の同軸ケーブル１１を説明する都合上、蓋が省略されている。この場合、前記同軸ケーブル１１は、渦巻き状又は螺（ら）旋状となるように全体が巻かれた状態で筐体３１内に収容されている。これにより、ある程度の長さを有する同軸ケーブル１１であっても、サイズの小さな筐体３１内に収容することが可能となり、フィルタ装置１０を小型化することができる。なお、渦巻き状又は螺旋状の同軸ケーブル１１の巻き数は任意に設定することができる。
【００４５】
また、図７に示される例において、同軸ケーブル１１の両端は筐体３１の位置側面に取付けられ、同軸コネクタ３２が接続されている。該同軸コネクタ３２によって、フィルタ装置１０にアンテナ、他の信号伝送線等を容易に接続することができる。
【００４６】
他の点の構造及び効果については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。なお、図７に示される例における同軸ケーブル１１は、前記第２の実施の形態と同様に、第１のインピーダンス変更部１２ａ及び第２のインピーダンス変更部１２ｂを備えるものであるが、前記第１の実施の形態と同様に、一種類のインピーダンス変更部１２だけを備えるものであってもよい。
【００４７】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００４８】
図８は本発明の第４の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。なお、図８（ａ）は斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＤ−Ｄ矢視断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。
【００４９】
本実施の形態においては、図８に示されるように、インピーダンス変更部１２は、同軸ケーブル１１にかしめ部材としてのクリンプ（ｃｒｉｍｐ）片３４を取付けることによって形成されるようになっている。ここで、該クリンプ片３４は、金属から成る概略半円筒形状の部材であり、同軸ケーブル１１の外周にかしめ固定され、同軸ケーブル１１の軸方向に一定のピッチ１３で周期的に取付けられる。そのため、インピーダンス変更部１２の横断面は、図８（ｃ）に示されるように、クリンプ片３４によって扁（へん）平に変形させられ、シールド部材１７が芯線１５に接近させられることによって、インピーダンスが他の部分より高くなる。なお、前記クリンプ片３４の形状は、必ずしも図８に示されるような概略半円筒形状である必要はなく、シールド部材１７を芯線１５に接近させることができるような形状であれば、いかなる形状であってもよい。
【００５０】
この場合、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差は、クリンプ片３４のかしめ量を調整して同軸ケーブル１１の変形量を調整することによって制御することができる。また、インピーダンス変更部１２の軸方向の長さはクリンプ片３４の長さを調整することによって制御することができ、さらに、ピッチ１３は、クリンプ片３４の取付けピッチを変更することによって制御することができる。
【００５１】
このように、本実施の形態においては、クリンプ片３４を同軸ケーブル１１の外周にかしめ固定することによってインピーダンス変更部１２を形成するようになっているので、レーザ加工、カッター加工、エンドミル加工等の加工方法によって同軸ケーブル１１の側面を削る必要がない。そのため、同軸ケーブル１１にインピーダンス変更部１２を容易に形成することができ、フィルタ装置１０をより低い製造コストで得ることができる。
【００５２】
なお、本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、前記第１の実施の形態と同様に、遮断フィルタとして使用することができるだけでなく、インピーダンス変更部１２のピッチ１３が相違する二種類のインピーダンス変更領域を設けることによって、前記第２の実施の形態と同様に、バンドパスフィルタとしても使用することができる。さらに、前記第２及び第３の実施の形態と同様に、同軸ケーブル１１を途中で曲げることによって略Ｕ字状の形状としたり、渦巻き状又は螺旋状の形状とすることもでき、更に、同軸ケーブル１１を筐体３１内に収容することもできる。また、他の点の構造及び効果については、前記第１〜第３の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５３】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第４の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００５４】
図９は本発明の第５の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。なお、図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＦ−Ｆ矢視断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）におけるＧ−Ｇ矢視断面図である。
【００５５】
本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、図９に示されるように、信号伝送ケーブルとしての多軸ケーブルである二軸ケーブル４１を有する。そして、該二軸ケーブル４１は、金属等の導電体から成る第１の芯線４２ａ、該第１の芯線４２ａの周囲を覆う第１の誘電体４３ａ、金属等の導電体から成る第２の芯線４２ｂ、該第２の芯線４２ｂの周囲を覆う第２の誘電体４３ｂ、並びに、第１の誘電体４３ａ及び第２の誘電体４３ｂの周囲を取囲んで被覆する樹脂等から成る被覆部材４４を有する。さらに、前記被覆部材４４の周囲を覆う金属等の導電体から成る図示されないシールド部材を有する。
【００５６】
そして、インピーダンス変更部１２は、二軸ケーブル４１にかしめ部材としてのクリンプ片４５を取付けることによって形成されるようになっている。ここで、クリンプ片４５は、金属から成る概略半楕（だ）円筒形状の部材であり、二軸ケーブル４１の外周にかしめ固定され、二軸ケーブル４１の軸方向に一定のピッチ１３で周期的に取付けられる。この場合、クリンプ片４５は、二軸ケーブル４１の幅を狭めて、第１の芯線４２ａと第２の芯線４２ｂとを接近させるように二軸ケーブル４１を変形させる。そのため、インピーダンス変更部１２の横断面は、図９（ｃ）に示されるように、クリンプ片４５によって変形させられ、第１の芯線４２ａと第２の芯線４２ｂとが相互に接近させられることによって、インピーダンスが他の部分より高くなる。なお、前記クリンプ片４５の形状は、必ずしも図９に示されるような概略半楕円筒形状である必要はなく、第１の芯線４２ａと第２の芯線４２ｂとを相互に接近させることができるような形状であれば、いかなる形状であってもよい。
【００５７】
この場合、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差は、クリンプ片４５のかしめ量を調整して二軸ケーブル４１の変形量を調整することによって制御することができる。また、インピーダンス変更部１２の軸方向の長さはクリンプ片４５の長さを調整することによって制御することができ、さらに、ピッチ１３は、クリンプ片４５の取付けピッチを変更することによって制御することができる。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、クリンプ片４５を二軸ケーブル４１の外周にかしめ固定することによってインピーダンス変更部１２を形成するようになっているので、二軸ケーブル４１にインピーダンス変更部１２を容易に形成することができ、二軸ケーブル４１を使用したフィルタ装置１０を容易に得ることができる。なお、本実施の形態においては、多軸ケーブルとして二軸ケーブル４１を使用した例についてのみ説明したが、芯線が三本以上、すなわち、三軸以上のケーブルを使用することもできる。この場合、クリンプ片４５としては、三本以上の芯線同士を相互に接近させることができるような形状のものを使用する。
【００５９】
また、本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、前記第１の実施の形態と同様に、遮断フィルタとして使用することができるだけでなく、インピーダンス変更部１２のピッチ１３が相違する二種類のインピーダンス変更領域を設けることによって、前記第２の実施の形態と同様に、バンドパスフィルタとしても使用することができる。さらに、前記第２及び第３の実施の形態における同軸ケーブル１１と同様に、二軸ケーブル４１を途中で曲げることによって略Ｕ字状の形状としたり、渦巻き状又は螺旋状の形状とすることもでき、更に、二軸ケーブル４１を筐体３１内に収容することもできる。また、他の点の構造及び効果については、前記第１〜第４の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【図２】従来の二次元フォトニックバンドギャップ構造体を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置のシミュレーション結果を示す第１の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置のシミュレーション結果を示す第２の図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるフィルタ装置の周波数特性を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ フィルタ装置
１１ 同軸ケーブル
１２ インピーダンス変更部
１２ａ 第１のインピーダンス変更部
１２ｂ 第２のインピーダンス変更部
１３ ピッチ
１３ａ 第１のピッチ
１３ｂ 第２のピッチ
１４ａ 第１のインピーダンス変更領域
１４ｂ 第２のインピーダンス変更領域
１５ 芯線
１６ 誘電体
１７ シールド部材
２１ 遮断域
２１ａ 第１の遮断域
２１ｂ 第２の遮断域
２２ 変化量
２３ 幅
２５ 透過域
３１ 筐体
３２ 同軸コネクタ
３４、４５ クリンプ片
４１ 二軸ケーブル
４２ａ 第１の芯線
４２ｂ 第２の芯線
４３ａ 第１の誘電体
４３ｂ 第２の誘電体
４４ 被覆部材
１０１ 二次元フォトニックバンドギャップ構造体
１０２ 基板
１０３ マイクロストリップライン
１０４ グランド面
１０５ 穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロストリップラインを備えた二次元フォトニックバンドギャップ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｂａｎｄ Ｇａｐ：ＰＢＧ）構造体が研究されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
図２は従来の二次元フォトニックバンドギャップ構造体を示す図である。なお、図２（ａ）は二次元フォトニックバンドギャップ構造体の斜視図、図２（ｂ）はＳパラメータ（散乱パラメータ：Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）の周波数特性を示す図である。
【０００４】
図２（ａ）に示されるように、二次元フォトニックバンドギャップ構造体１０１は、誘電体から成る薄板状の基板１０２、該基板１０２の一面全体を覆うように形成された金属薄膜から成るグランド面１０４、及び、基板１０２の他面に形成された金属薄膜から成るマイクロストリップライン１０３を有する複合材である。そして、グランド面１０４には、エッチングによって形成された複数の半径ｒの穴１０５が所定の間隔ａで周期的に配設されている。
【０００５】
また、前記二次元フォトニックバンドギャップ構造体１０１は、図２（ｂ）に示されるようなＳパラメータの周波数特性を示す。図２（ｂ）から明らかなように、前記二次元フォトニックバンドギャップ構造体１０１は、フォトニックバンドギャップ特性を示し、特定の周波数の信号を遮断する遮断フィルタや、特定の周波数の信号を透過させるバンドパスフィルタとして機能する。図２（ｂ）において、実線は反射係数であるＳ１１を示し、破線は伝達係数であるＳ２１を示している。そして、Ａで示される部分がバンドパスフィルタとして機能する部分である。
【０００６】
なお、光導波路の分野においては、フォトニック結晶等を使用した二次元フォトニックバンドギャップ構造体の研究が広く行われている。
【非特許文献１】Ｖｅｓｎａ Ｒａｄｉｓｉｃ、Ｙｏｎｇｘｉ Ｑｉａｎ、Ｒｏｂｅｒｔｏ Ｃｏｃｃｉｏｌｉ、ａｎｄ Ｔａｔｓｕｏ Ｉｔｏｈ “Ｎｏｖｅｌ ２−Ｄ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｂａｎｄｇａｐ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ｌｉｎｅｓ”、ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｎｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｗａｖｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．２、Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９９８、ｐ６９−７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の二次元フォトニックバンドギャップ構造体１０１においては、微細な寸法のマイクロストリップライン１０３等を作成する必要があるので、構造が複雑で、破損し易く、製造が困難であり、製造コストが高くなってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、信号伝送ケーブルの所定範囲のインピーダンスを周期的に変化させることによって、前記信号伝送ケーブルの所定範囲を所定の周波数の信号を遮断又は透過するフィルタとして機能させ、構造が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、耐久性が高いフィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明のフィルタ装置においては、複数の信号伝送路を備える信号伝送ケーブルを有するフィルタ装置であって、前記信号伝送ケーブルは、他の部分とインピーダンスの相違する複数のインピーダンス変更部を備え、該インピーダンス変更部は、前記信号伝送ケーブルの軸方向に一定のピッチで周期的に配設されている。
【００１０】
本発明の他のフィルタ装置においては、さらに、前記信号伝送ケーブルは、前記インピーダンス変更部が第１のピッチで配設された第１のインピーダンス変更領域と、前記インピーダンス変更部が第２のピッチで配設された第２のインピーダンス変更領域とを備える。
【００１１】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記第１のインピーダンス変更領域と第２のインピーダンス変更領域とは、前記信号伝送ケーブルの軸方向に並んで配設される。
【００１２】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、所定の周波数の信号を遮断する遮断フィルタとして使用される。
【００１３】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、所定の周波数の信号を透過するバンドパスフィルタとして使用される。
【００１４】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記信号伝送ケーブルは、芯（しん）線及びシールド部材を備える同軸ケーブルである。
【００１５】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記インピーダンス変更部は、前記シールド部材の一部が削除されることによって形成される。
【００１６】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記インピーダンス変更部は、前記芯線とシールド部材とが接近させられることによって形成される。
【００１７】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記信号伝送ケーブルは、複数の芯線を備える多軸ケーブルである。
【００１８】
本発明の更に他のフィルタ装置においては、さらに、前記インピーダンス変更部は、前記芯線同士が接近させられることによって形成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フィルタ装置は、信号伝送ケーブルの所定範囲のインピーダンスを周期的に変化させることによって、前記信号伝送ケーブルの所定範囲を所定の周波数の信号を遮断又は透過するフィルタとして機能させるようになっている。そのため、構造が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、耐久性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。なお、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００２２】
図において、１０は本実施の形態におけるフィルタ装置であって、信号伝送ケーブルとしての同軸ケーブル１１を有する。そして、該同軸ケーブル１１は、金属等の導電体から成る芯線１５、該芯線１５の周囲を覆う誘電体１６、及び、該誘電体１６の周囲を取囲むように配設され、金属等の導電体から成るシールド部材１７を有する。なお、該シールド部材１７の周囲は、樹脂等の被覆部材によって被覆されることが望ましいが、図１においては、説明の都合上、被覆部材が省略されている。また、本実施の形態において、フィルタ装置１０及び同軸ケーブル１１の各部の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであって、フィルタ装置１０及び同軸ケーブル１１が図に示される姿勢である場合に適切であるが、フィルタ装置１０及び同軸ケーブル１１の姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
【００２３】
ここで、同軸ケーブル１１には、インピーダンス変更部１２が軸方向に一定のピッチ１３で周期的に配設されている。本実施の形態において、前記インピーダンス変更部１２は、同軸ケーブル１１の両側面を削り、シールド部材１７の一部を除去することによって形成されている。なお、前記インピーダンス変更部１２の横断面は図１（ｃ）に示され、インピーダンス変更部１２以外の部分の同軸ケーブル１１の横断面は図１（ｂ）に示されている。同軸ケーブル１１の両側面は、レーザ加工、カッター加工、エンドミル加工等の加工方法によって削ることができる。なお、前記同軸ケーブル１１の片側の側面だけを削ることによってインピーダンス変更部１２を形成することもできる。
【００２４】
図１に示される例においては、インピーダンス変更部１２のインピーダンスが他の部分よりも高くなっていることが分る。すなわち、本実施の形態においては、同軸ケーブル１１にインピーダンスの高い部分を周期的に形成することによって、同軸ケーブル１１が遮断フィルタとしての特性を備えるフィルタ装置１０として機能するようになっている。この場合、同軸ケーブル１１は特定の周波数の信号を遮断する。なお、遮断する周波数等の遮断フィルタとしての性質は、インピーダンス変更部１２の数、寸法、ピッチ１３等を変更することによって制御することができる。
【００２５】
次に、前記フィルタ装置１０の特性に関するシミュレーション結果について説明する。
【００２６】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置のシミュレーション結果を示す第１の図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置のシミュレーション結果を示す第２の図である。なお、図３（ａ）及び図４（ａ）はシミュレーションに使用した同軸ケーブルの概念図、図３（ｂ）及び図４（ｂ）はシミュレートした減衰量の周波数特性を示す図であり、縦軸に減衰量〔ｄＢ〕を採り、横軸に周波数〔ＧＨｚ〕を採ってある。
【００２７】
まず、本発明の発明者は、長さ５〔ｍ〕の図３（ａ）に示されるような同軸ケーブル１１を使用してシミュレーションを行った。この場合、特性インピーダンスＺ０が１８〔ｍｍ〕の周期で５０〔Ω〕を中心にして±１０〔％〕変化するようにインピーダンス変更部１２を形成した。すなわち、長さ１８〔ｍｍ〕のインピーダンス変更部１２をピッチ１３が３６〔ｍｍ〕となるように形成した。これにより、図３（ａ）に示されるように、同軸ケーブル１１の特性インピーダンスＺ０は、１８〔ｍｍ〕毎に４５〔Ω〕と５５〔Ω〕とに交互に切替えられるように、軸方向に周期的に変化する。なお、図３（ａ）においてはインピーダンス変更部１２の図示が省略されている。
【００２８】
この場合、図３（ａ）に示されるような同軸ケーブル１１を使用してシミュレーションを行った結果として、図３（ｂ）に示されるような周波数特性を得ることができた。図３（ｂ）において、２１は減衰量が増加している遮断域を示している。そして、該遮断域２１における減衰量のピークまでの変化量２２は、同軸ケーブル１１における特性インピーダンスＺ０の変化のサイクル数に依存することが分った。すなわち、形成されたインピーダンス変更部１２の数が増加するほど前記変化量２２が増加することが分った。また、前記遮断域２１の幅２３は特性インピーダンスＺ０の変化に依存することが分った。すなわち、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差が大きいほど前記幅２３が増加することが分った。さらに、遮断域２１の存在する周波数、すなわち、遮断域２１における減衰量のピークに対応する周波数は、同軸ケーブル１１における特性インピーダンスＺ０の変化の周期に依存することが分った。すなわち、インピーダンス変更部１２のピッチ１３を増加するほど遮断域２１の存在する周波数が高くなることが分った。
【００２９】
次に、本発明の発明者は、長さ５〔ｍ〕の図４（ａ）に示されるような同軸ケーブル１１を使用してシミュレーションを行った。この場合、特性インピーダンスＺ０が１８〔ｍｍ〕の周期で５０〔Ω〕を中心にして±１〔％〕変化するようにインピーダンス変更部１２を形成した。すなわち、長さ１８〔ｍｍ〕のインピーダンス変更部１２をピッチ１３が３６〔ｍｍ〕となる様に形成した。これにより、図４（ａ）に示されるように、同軸ケーブル１１の特性インピーダンスＺ０は、１８〔ｍｍ〕毎に４９．５〔Ω〕と５０．５〔Ω〕とに交互に切替えられるように、軸方向に周期的に変化する。なお、図４（ａ）においてはインピーダンス変更部１２の図示が省略されている。
【００３０】
この場合、図４（ａ）に示されるような同軸ケーブル１１を使用してシミュレーションを行った結果として、図４（ｂ）に示されるような周波数特性を得ることができた。図４（ｂ）における遮断域２１は、図３（ｂ）における遮断域２１と比較して微小であることが分る。このことから、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差が小さいと、十分な大きさの遮断域２１を得ることができないことが分る。
【００３１】
このように、本実施の形態においては、インピーダンス変更部１２が軸方向に一定のピッチ１３で周期的に形成された同軸ケーブル１１をフィルタ装置１０として使用する。この場合、該フィルタ装置１０は、遮断域２１によって所定の周波数の信号を遮断する遮断フィルタとして機能する。なお、前記インピーダンス変更部１２は、同軸ケーブル１１の側面を削ることによって形成されるので、容易に形成することができる。インピーダンスの調整は、外部導体としてのシールド部材１７を削る面積を適宣選択する事によって可能となる。また、前記遮断域２１の周波数、ピークまでの変化量２２、幅２３等の特性は、インピーダンス変更部１２の数、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、インピーダンス変更部１２のピッチ１３等を調整することによって、容易に制御することができ、所望の値とすることができる。そのため、構造が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、耐久性が高い遮断フィルタを得ることができる。
【００３２】
また、前記フィルタ装置１０は、高周波信号用のフィルタとして好適であり、例えば、インピーダンス変更部１２が形成された同軸ケーブル１１をアンテナに接続することによって、アンテナ用の遮断フィルタとして使用することができる。
【００３３】
なお、前記同軸ケーブル１１は、太ければ太いほど減衰量が減少するが、フィルタ装置１０のサイズが大きくなってしまう。さらに、インピーダンス変更部１２を形成する際の加工作業の容易性等を考慮すると、前記同軸ケーブル１１は、外径が５〔ｍｍ〕程度のものであることが望ましい。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００３５】
図５は本発明の第２の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図、図６は本発明の第２の実施の形態におけるフィルタ装置の周波数特性を示す図である。
【００３６】
本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、図５に示されるように、第１のピッチ１３ａで形成された第１のインピーダンス変更部１２ａを備える第１のインピーダンス変更領域１４ａ、及び、第２のピッチ１３ｂで形成された第２のインピーダンス変更部１２ｂを備える第２のインピーダンス変更領域１４ｂを有する。この場合、第１のピッチ１３ａよりも第２のピッチ１３ｂの方が大きくなっている。また、第１のインピーダンス変更部１２ａの軸方向の長さよりも第２のインピーダンス変更部１２ｂの軸方向の長さの方が長くなっている。なお、第１のインピーダンス変更部１２ａ及び第２のインピーダンス変更部１２ｂの形状や形成方法は、前記第１の実施の形態におけるインピーダンス変更部１２と基本的に同一である。さらに、同軸ケーブル１１は、その他の点については、前記第１の実施の形態における同軸ケーブル１１と基本的に同一の構造を有する。
【００３７】
図５に示される例において、同軸ケーブル１１は、第１のインピーダンス変更領域１４ａと第２のインピーダンス変更領域１４ｂとの間の部分で曲げられて、全体として略Ｕ字状の形状となっている。これにより、フィルタ装置１０全体の寸法を縮小してコンパクトにすることができる。なお、前記同軸ケーブル１１は、途中で曲げることなく、一直線状の形状とすることもできるし、任意の箇所で曲げることによって、Ｕ字状以外の他の形状とすることもできる。
【００３８】
そして、本実施の形態におけるフィルタ装置１０の周波数特性には、図６に示されるように、第１の遮断域２１ａ及び第２の遮断域２１ｂが存在する。前記第１の遮断域２１ａは第１のインピーダンス変更領域１４ａによって得られたものであり、前記第１の遮断域２１ａの周波数、ピークまでの変化量２２、幅２３等の特性は、第１のインピーダンス変更部１２ａの数、第１のインピーダンス変更部１２ａにおけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、第１のインピーダンス変更部１２ａの第１のピッチ１３ａ等を調整することによって、所望の値とすることができる。また、前記第２の遮断域２１ｂは第２のインピーダンス変更領域１４ｂによって得られたものであり、前記第２の遮断域２１ｂの周波数、ピークまでの変化量２２、幅２３等の特性は、第２のインピーダンス変更部１２ｂの数、第２のインピーダンス変更部１２ｂにおけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、第２のインピーダンス変更部１２ｂの第２のピッチ１３ｂ等を調整することによって、所望の値とすることができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態におけるフィルタ装置１０の周波数特性には、第１の遮断域２１ａと第２の遮断域２１ｂとの間において、減衰量が回復し、第１の遮断域２１ａと第２の遮断域２１ｂとの間における周波数の信号を透過する透過域２５が存在する。該透過域２５は、特定の周波数の信号を透過させるバンドパスフィルタとして機能する領域である。そして、前記透過域２５は、第１の遮断域２１ａと第２の遮断域２１ｂとによって規定されるのであるから、第１及び第２のインピーダンス変更部１２ａ及び１２ｂの数、第１及び第２のインピーダンス変更部１２ａ及び１２ｂにおけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、第１及び第２のピッチ１３ａ及び１３ｂ等を調整することによって、所望の値とすることができる。図６に示される例において、フィルタ装置１０は、５〔ＧＨｚ〕前後の周波数帯の信号を透過させるバンドパスフィルタとして機能するようになっている。
【００４０】
このように、本実施の形態においては、第１のインピーダンス変更領域１４ａと第２のインピーダンス変更領域１４ｂとが軸方向に並んで形成された、すなわち、タンデムに形成された同軸ケーブル１１をフィルタ装置１０として使用する。この場合、該フィルタ装置１０は、第１のインピーダンス変更領域１４ａによって得られる第１の遮断域２１ａと、第２のインピーダンス変更領域１４ｂによって得られる第２の遮断域２１ｂとの間における透過域２５によって、所定の周波数の信号を透過させるバンドパスフィルタとして機能する。そして、透過させる信号の周波数は、第１及び第２のインピーダンス変更部１２ａ及び１２ｂの数、第１及び第２のインピーダンス変更部１２ａ及び１２ｂにおけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差、第１及び第２のピッチ１３ａ及び１３ｂ等を調整することによって、容易に制御することができ、所望の値とすることができる。そのため、構造が簡単で、製造が容易で、製造コストが低く、耐久性が高いバンドパスフィルタを得ることができる。
【００４１】
また、同軸ケーブル１１を途中で曲げることによって略Ｕ字状の形状とすることによって、コンパクトなフィルタ装置１０を得ることができる。さらに、前記第１の実施の形態と同様に、フィルタ装置１０は、高周波信号用のフィルタとして好適であり、例えば、インピーダンス変更部１２が形成された同軸ケーブル１１をアンテナに接続することによって、アンテナ用のバンドパスフィルタとして使用することができる。
【００４２】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００４３】
図７は本発明の第３の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【００４４】
本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、図７に示されるように、同軸ケーブル１１が筐（きょう）体３１内に収容されている。なお、該筐体３１は、通常、蓋（ふた）によって閉鎖された状態で使用されるが、図７においては、筐体３１の内部の同軸ケーブル１１を説明する都合上、蓋が省略されている。この場合、前記同軸ケーブル１１は、渦巻き状又は螺（ら）旋状となるように全体が巻かれた状態で筐体３１内に収容されている。これにより、ある程度の長さを有する同軸ケーブル１１であっても、サイズの小さな筐体３１内に収容することが可能となり、フィルタ装置１０を小型化することができる。なお、渦巻き状又は螺旋状の同軸ケーブル１１の巻き数は任意に設定することができる。
【００４５】
また、図７に示される例において、同軸ケーブル１１の両端は筐体３１の位置側面に取付けられ、同軸コネクタ３２が接続されている。該同軸コネクタ３２によって、フィルタ装置１０にアンテナ、他の信号伝送線等を容易に接続することができる。
【００４６】
他の点の構造及び効果については、前記第１及び第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。なお、図７に示される例における同軸ケーブル１１は、前記第２の実施の形態と同様に、第１のインピーダンス変更部１２ａ及び第２のインピーダンス変更部１２ｂを備えるものであるが、前記第１の実施の形態と同様に、一種類のインピーダンス変更部１２だけを備えるものであってもよい。
【００４７】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００４８】
図８は本発明の第４の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。なお、図８（ａ）は斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＤ−Ｄ矢視断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。
【００４９】
本実施の形態においては、図８に示されるように、インピーダンス変更部１２は、同軸ケーブル１１にかしめ部材としてのクリンプ（ｃｒｉｍｐ）片３４を取付けることによって形成されるようになっている。ここで、該クリンプ片３４は、金属から成る概略半円筒形状の部材であり、同軸ケーブル１１の外周にかしめ固定され、同軸ケーブル１１の軸方向に一定のピッチ１３で周期的に取付けられる。そのため、インピーダンス変更部１２の横断面は、図８（ｃ）に示されるように、クリンプ片３４によって扁（へん）平に変形させられ、シールド部材１７が芯線１５に接近させられることによって、インピーダンスが他の部分より高くなる。なお、前記クリンプ片３４の形状は、必ずしも図８に示されるような概略半円筒形状である必要はなく、シールド部材１７を芯線１５に接近させることができるような形状であれば、いかなる形状であってもよい。
【００５０】
この場合、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差は、クリンプ片３４のかしめ量を調整して同軸ケーブル１１の変形量を調整することによって制御することができる。また、インピーダンス変更部１２の軸方向の長さはクリンプ片３４の長さを調整することによって制御することができ、さらに、ピッチ１３は、クリンプ片３４の取付けピッチを変更することによって制御することができる。
【００５１】
このように、本実施の形態においては、クリンプ片３４を同軸ケーブル１１の外周にかしめ固定することによってインピーダンス変更部１２を形成するようになっているので、レーザ加工、カッター加工、エンドミル加工等の加工方法によって同軸ケーブル１１の側面を削る必要がない。そのため、同軸ケーブル１１にインピーダンス変更部１２を容易に形成することができ、フィルタ装置１０をより低い製造コストで得ることができる。
【００５２】
なお、本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、前記第１の実施の形態と同様に、遮断フィルタとして使用することができるだけでなく、インピーダンス変更部１２のピッチ１３が相違する二種類のインピーダンス変更領域を設けることによって、前記第２の実施の形態と同様に、バンドパスフィルタとしても使用することができる。さらに、前記第２及び第３の実施の形態と同様に、同軸ケーブル１１を途中で曲げることによって略Ｕ字状の形状としたり、渦巻き状又は螺旋状の形状とすることもでき、更に、同軸ケーブル１１を筐体３１内に収容することもできる。また、他の点の構造及び効果については、前記第１〜第３の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５３】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第４の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００５４】
図９は本発明の第５の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。なお、図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＦ−Ｆ矢視断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）におけるＧ−Ｇ矢視断面図である。
【００５５】
本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、図９に示されるように、信号伝送ケーブルとしての多軸ケーブルである二軸ケーブル４１を有する。そして、該二軸ケーブル４１は、金属等の導電体から成る第１の芯線４２ａ、該第１の芯線４２ａの周囲を覆う第１の誘電体４３ａ、金属等の導電体から成る第２の芯線４２ｂ、該第２の芯線４２ｂの周囲を覆う第２の誘電体４３ｂ、並びに、第１の誘電体４３ａ及び第２の誘電体４３ｂの周囲を取囲んで被覆する樹脂等から成る被覆部材４４を有する。さらに、前記被覆部材４４の周囲を覆う金属等の導電体から成る図示されないシールド部材を有する。
【００５６】
そして、インピーダンス変更部１２は、二軸ケーブル４１にかしめ部材としてのクリンプ片４５を取付けることによって形成されるようになっている。ここで、クリンプ片４５は、金属から成る概略半楕（だ）円筒形状の部材であり、二軸ケーブル４１の外周にかしめ固定され、二軸ケーブル４１の軸方向に一定のピッチ１３で周期的に取付けられる。この場合、クリンプ片４５は、二軸ケーブル４１の幅を狭めて、第１の芯線４２ａと第２の芯線４２ｂとを接近させるように二軸ケーブル４１を変形させる。そのため、インピーダンス変更部１２の横断面は、図９（ｃ）に示されるように、クリンプ片４５によって変形させられ、第１の芯線４２ａと第２の芯線４２ｂとが相互に接近させられることによって、インピーダンスが他の部分より高くなる。なお、前記クリンプ片４５の形状は、必ずしも図９に示されるような概略半楕円筒形状である必要はなく、第１の芯線４２ａと第２の芯線４２ｂとを相互に接近させることができるような形状であれば、いかなる形状であってもよい。
【００５７】
この場合、インピーダンス変更部１２におけるインピーダンスと他の部分におけるインピーダンスとの差は、クリンプ片４５のかしめ量を調整して二軸ケーブル４１の変形量を調整することによって制御することができる。また、インピーダンス変更部１２の軸方向の長さはクリンプ片４５の長さを調整することによって制御することができ、さらに、ピッチ１３は、クリンプ片４５の取付けピッチを変更することによって制御することができる。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、クリンプ片４５を二軸ケーブル４１の外周にかしめ固定することによってインピーダンス変更部１２を形成するようになっているので、二軸ケーブル４１にインピーダンス変更部１２を容易に形成することができ、二軸ケーブル４１を使用したフィルタ装置１０を容易に得ることができる。なお、本実施の形態においては、多軸ケーブルとして二軸ケーブル４１を使用した例についてのみ説明したが、芯線が三本以上、すなわち、三軸以上のケーブルを使用することもできる。この場合、クリンプ片４５としては、三本以上の芯線同士を相互に接近させることができるような形状のものを使用する。
【００５９】
また、本実施の形態におけるフィルタ装置１０は、前記第１の実施の形態と同様に、遮断フィルタとして使用することができるだけでなく、インピーダンス変更部１２のピッチ１３が相違する二種類のインピーダンス変更領域を設けることによって、前記第２の実施の形態と同様に、バンドパスフィルタとしても使用することができる。さらに、前記第２及び第３の実施の形態における同軸ケーブル１１と同様に、二軸ケーブル４１を途中で曲げることによって略Ｕ字状の形状としたり、渦巻き状又は螺旋状の形状とすることもでき、更に、二軸ケーブル４１を筐体３１内に収容することもできる。また、他の点の構造及び効果については、前記第１〜第４の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【図２】従来の二次元フォトニックバンドギャップ構造体を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置のシミュレーション結果を示す第１の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ装置のシミュレーション結果を示す第２の図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるフィルタ装置の周波数特性を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態におけるフィルタ装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ フィルタ装置
１１ 同軸ケーブル
１２ インピーダンス変更部
１２ａ 第１のインピーダンス変更部
１２ｂ 第２のインピーダンス変更部
１３ ピッチ
１３ａ 第１のピッチ
１３ｂ 第２のピッチ
１４ａ 第１のインピーダンス変更領域
１４ｂ 第２のインピーダンス変更領域
１５ 芯線
１６ 誘電体
１７ シールド部材
２１ 遮断域
２１ａ 第１の遮断域
２１ｂ 第２の遮断域
２２ 変化量
２３ 幅
２５ 透過域
３１ 筐体
３２ 同軸コネクタ
３４、４５ クリンプ片
４１ 二軸ケーブル
４２ａ 第１の芯線
４２ｂ 第２の芯線
４３ａ 第１の誘電体
４３ｂ 第２の誘電体
４４ 被覆部材
１０１ 二次元フォトニックバンドギャップ構造体
１０２ 基板
１０３ マイクロストリップライン
１０４ グランド面
１０５ 穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数の信号伝送路を備える信号伝送ケーブル（１１、４１）を有するフィルタ装置（１０）であって、
（ｂ）前記信号伝送ケーブル（１１、４１）は、他の部分とインピーダンスの相違する複数のインピーダンス変更部（１２）を備え、
（ｃ）該インピーダンス変更部（１２）は、前記信号伝送ケーブル（１１、４１）の軸方向に一定のピッチ（１３）で周期的に配設されていること特徴とするフィルタ装置（１０）。
【請求項２】
前記信号伝送ケーブル（１１、４１）は、前記インピーダンス変更部（１２ａ）が第１のピッチ（１３ａ）で配設された第１のインピーダンス変更領域（１４ａ）と、前記インピーダンス変更部（１２ｂ）が第２のピッチ（１３ｂ）で配設された第２のインピーダンス変更領域（１４ｂ）とを備える請求項１に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項３】
前記第１のインピーダンス変更領域（１４ａ）と第２のインピーダンス変更領域（１４ｂ）とは、前記信号伝送ケーブル（１１、４１）の軸方向に並んで配設される請求項２に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項４】
所定の周波数の信号を遮断する遮断フィルタとして使用される請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項５】
所定の周波数の信号を透過するバンドパスフィルタとして使用される請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項６】
前記信号伝送ケーブル（１１）は、芯線（１５）及びシールド部材（１７）を備える同軸ケーブル（１１）である請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項７】
前記インピーダンス変更部（１２）は、前記シールド部材（１７）の一部が削除されることによって形成される請求項６に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項８】
前記インピーダンス変更部（１２）は、前記芯線（１５）とシールド部材（１７）とが接近させられることによって形成される請求項７に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項９】
前記信号伝送ケーブル（４１）は、複数の芯線（４２）を備える多軸ケーブル（４１）である請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項１０】
前記インピーダンス変更部（１２）は、前記芯線（４２）同士が接近させられることによって形成される請求項９に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項１】
（ａ）複数の信号伝送路を備える信号伝送ケーブル（１１、４１）を有するフィルタ装置（１０）であって、
（ｂ）前記信号伝送ケーブル（１１、４１）は、他の部分とインピーダンスの相違する複数のインピーダンス変更部（１２）を備え、
（ｃ）該インピーダンス変更部（１２）は、前記信号伝送ケーブル（１１、４１）の軸方向に一定のピッチ（１３）で周期的に配設されていること特徴とするフィルタ装置（１０）。
【請求項２】
前記信号伝送ケーブル（１１、４１）は、前記インピーダンス変更部（１２ａ）が第１のピッチ（１３ａ）で配設された第１のインピーダンス変更領域（１４ａ）と、前記インピーダンス変更部（１２ｂ）が第２のピッチ（１３ｂ）で配設された第２のインピーダンス変更領域（１４ｂ）とを備える請求項１に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項３】
前記第１のインピーダンス変更領域（１４ａ）と第２のインピーダンス変更領域（１４ｂ）とは、前記信号伝送ケーブル（１１、４１）の軸方向に並んで配設される請求項２に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項４】
所定の周波数の信号を遮断する遮断フィルタとして使用される請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項５】
所定の周波数の信号を透過するバンドパスフィルタとして使用される請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項６】
前記信号伝送ケーブル（１１）は、芯線（１５）及びシールド部材（１７）を備える同軸ケーブル（１１）である請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項７】
前記インピーダンス変更部（１２）は、前記シールド部材（１７）の一部が削除されることによって形成される請求項６に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項８】
前記インピーダンス変更部（１２）は、前記芯線（１５）とシールド部材（１７）とが接近させられることによって形成される請求項７に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項９】
前記信号伝送ケーブル（４１）は、複数の芯線（４２）を備える多軸ケーブル（４１）である請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置（１０）。
【請求項１０】
前記インピーダンス変更部（１２）は、前記芯線（４２）同士が接近させられることによって形成される請求項９に記載のフィルタ装置（１０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２９５７９２（Ｐ２００６−２９５７９２Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１６９２３（Ｐ２００５−１１６９２３）
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５９１０４３０６４）モレックス インコーポレーテッド (441)
【氏名又は名称原語表記】ＭＯＬＥＸ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５９１０４３０６４）モレックス インコーポレーテッド (441)
【氏名又は名称原語表記】ＭＯＬＥＸ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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