説明

フィルタ装置

【課題】本発明は軽量のフィルタ装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明は、この課題を解決するために、入力コネクタ12が接続された中空状の筐体13と、この筐体13の内に設けられた共振素子14とを備え、筐体13には下方に開口13aを有した金属製の枠体13bと、この枠体13bの開口に装着されるとともに、少なくとも上面に導体部15aが形成された樹脂製の蓋15とを設け、この導体部15aを開口13aより大きくすることにより、導体部15aが開口13a全体を塞ぐとともに、筐体13の開口13a側の端部と導体部15aとがはんだ16で接続されたフィルタ装置であり、これにより、樹脂製の蓋15上に形成された導体部15aが枠体13bの開口13aを覆い、キャビティ内壁の役目を果たすので、軽量なフィルタ装置11を実現できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信用などの基地局に用いられるフィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
以下、従来のフィルタ装置について図面を用いて説明する。図2(a)は、従来のフィルタ装置の断面図であり、図2(b)は同、蓋を開けた状態の筐体の上面図である。図2においてフィルタ装置1は、携帯電話などのような双方向通信の基地局内に設けられるものであり、アンテナ(図示せず)から入力された信号が供給されるコネクタ2と金属製の筐体3と、出力端子4とを有する。
【0003】
筐体3は亜鉛ダイカストによって作成され、この中に4つの円形状の中空部5が加工されている。このそれぞれの中空部5の中央には、共振用の突起5aが一体に形成されている。ここで、隣り合う中空部5同士を結合させることが必要であり、隣り合う中空部5の間には結合窓6が形成される。
【0004】
金属製の蓋7は筐体3の上方に装着され、ネジによって筐体3へ固定される。そのため筐体3には、蓋7固定用のネジを取り付けるネジ孔が必要であり、筐体3にはこのネジ孔を設けるだけの肉厚を有した肉厚部が必要となる。なおこの蓋7において、突起5aおよび結合窓6に対応する位置には周波数調整用のネジ8がネジ止めされている。
【0005】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開昭61−99401号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年の携帯電話の急激な普及や新しい通信方式の導入、あるいは通信サービス地域の拡大などに対応するためには、基地局設備の増設が必要となる。しかし、基地局設備の増設には、新たな土地の取得や増床などの必要が生じる。しかし、特に都会の地域では地価も高く、基地局のための土地の取得や増床など通信事業者の投資が大きくなるという課題を有していた。そこで、この既設基地局の増床の不要や新設における土地の取得費用の削減のために、フィルタ装置1をアンテナ鉄塔の頂上に設置する要求もある。そこでこのような場合に、フィルタ装置1を鉄塔上に設置する場合の作業性の面から、フィルタ装置1の重量を軽量化する要求が高くなってきている。
【0008】
しかしながら、従来のフィルタ装置1の筐体3は亜鉛ダイカスト製であり、かつ筐体3には蓋7をネジ止めのために肉厚部を形成する必要がある。さらに蓋7も金属製であるので、筐体3の重量が非常に重くなるという課題を有していた。
【0009】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、軽量なフィルタ装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この目的を達成するために、筐体には下方に開口を有した金属製の枠体と、この枠体の開口に装着されるとともに、少なくとも上面に導体部が形成された基板とを設け、この導体部を前記開口より大きくすることにより、前記導体部が前記開口全体を塞ぐとともに、前記筐体の前記開口側の端部と前記導体部とが導電性部材で接続されたものである。これにより所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【0011】
以上のように本発明によれば、少なくともアンテナで受信した受信信号の入力もしくはアンテナへ送信する送信信号の出力のいずれか一方を行うアンテナ端子と、このアンテナ端子が接続された中空状の筐体と、この筐体の内に設けられた共振素子とを備え、前記筐体には下方に開口を有した金属製の枠体と、この枠体の開口に装着されるとともに、少なくとも上面に導体部が形成された基板とを設け、この導体部を前記開口より大きくすることにより、前記導体部が前記開口全体を塞ぐとともに、前記筐体の前記開口側の端部と前記導体部とが導電性部材で接続されたものである。これにより、樹脂製の蓋上に形成された導体部が枠体の開口を覆い、キャビティ内壁の役目を果たすので、軽量なフィルタ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】(a)本実施の形態におけるフィルタ装置の断面図、(b)同、筐体の下面図
【図2】(a)従来のフィルタ装置の断面図、(b)同、蓋を開けた状態の筐体の上面図
【発明を実施するための形態】
【0013】
(実施の形態1)
以下、本実施の形態におけるフィルタ装置11について、図面を用いて説明する。
【0014】
図1(a)は、本実施の形態におけるフィルタ装置の断面図であり、図1(b)は、同、筐体の下面図である。なお図1(a)、図1(b)において、図2と同じものには同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。図1(a)において、フィルタ装置11は、入力コネクタ12と、この入力コネクタ12が固定される金属製の筐体13と、この筐体13内に設けられる共振素子14と、筐体13に固定された出力端子で構成される。
【0015】
入力コネクタ12(アンテナ端子の一例として用いた)はアンテナ(図示なし)に接続され、アンテナで受信した受信信号が入力される。入力コネクタ12は筐体13の一方の側面にネジなどによって固定される。本実施の形態では受信用フィルタを用いて説明したが、これは送信用フィルタや送受信用フィルタでもかまわない。ここで、フィルタ装置11はいわゆるエアーキャビティ型のフィルタであり、本実施の形態では約3GHzの周波数を通過帯域とし、図1(b)に示すように4段(4つ)のキャビティ(空間)を有したフィルタである。
【0016】
筐体13は、枠体13bと仕切り13cと蓋15とを含んでいる。枠体13bは、金属製であり、筐体13の外側を構成する。仕切り13cは、枠体13bを4つのキャビティへ区切るように枠体13b内に配置されている。ここで枠体13bは天板と側板とより構成された中空形状の直方体であり、一方の面(図中下面側)に開口13aを有している。そのために本実施の形態では、枠体13bは天板とこの天板の周囲に立設された側板とによって形成される。
【0017】
蓋15は樹脂製であり、開口13aを塞ぐように装着される。このとき、蓋15の上面には導体部15aが形成され、枠体13bの開口13a側の端部と導体部15aとがはんだ16により接続される。そのとき、導体部15aを開口13aよりも大きくし、開口13aが導体部15aで完全に覆われるようにする。なお、本実施の形態では、蓋15には片面の銅張り基板を用いているので、非常に低価格なフィルタ装置11を実現できる。
【0018】
さらに仕切り13cの上端部ははんだ16によって枠体13bと接続され、仕切り13cの下端部ははんだ16によって蓋15の導体部15aへ接続されている。ただし、枠体13bの中央部で仕切り13c同士が交差する箇所では、仕切り13c同士がはんだ16で接続される。また、仕切り13cと側板とがT字状に交差する箇所では、仕切り13cと側板とがはんだ16によって接続されることによって筐体13が完成する。
【0019】
そしてこのようにして形成された筐体13の4つのキャビティ内のそれぞれに金属製の共振素子14が配置される。ここで共振素子14にははんだ付け可能な材料のパイプを用いる。本実施の形態では銅のパイプを切断したものを用いている。これは、共振素子14を樹脂で形成し、金属めっきを施した方が軽量化が可能となるが、樹脂状の金属膜は熱などに弱く、ふくれや剥離などが生じやすく、信頼性面で長期に安定した表面を維持し難い。特に共振素子14の表面(特に上端部)では電位が集中するため、この部分でのめっきなどが剥がれると、信号の通過損失が非常に大きくなる。そこで、この共振素子14に関しては銅パイプを切断したものを用いるので、表面状態が安定し、信頼性の良好なフィルタ装置11を実現できる。なお本実施の形態では共振素子14は蓋15の導体部15a上にはんだ16によって接続されているが、これは枠体13bや仕切り13cに接続しても構わない。
【0020】
以上のような構成により、枠体13bの開口13a部は樹脂製の蓋15の上面に形成された導体部15aが開口13aを塞ぐ構成とすることによって、導体部15aがキャビティの内壁の役割を果たし、フィルタ装置11が構成される。さらに、蓋15ははんだ16によって枠体13bへ接続されるので、枠体13bにはネジなどを止めるための肉厚部も不要であり、枠体13bは薄い板厚の鋼板などによって形成することもできる。従って、非常に軽量なフィルタ装置11を実現できる。
【0021】
ここでアンテナに飛来した雷(あるいは誘導雷)などのエネルギーによって、フィルタ装置11が破壊することを防止するため、少なくとも枠体13bには金属製の材料を用いる。これによって雷は枠体13bを経由し、枠体13bへ固定された金属製のグランド端子(図示せず)からグランドへと流れる。つまり入力コネクタ12が固定される枠体13bを金属とし、この枠体13bをグランドへ接地することによって、確実に雷のエネルギーをアースへ落とすことができる。
【0022】
さらに枠体13bには、銅などの導電性の良好な金属を用いる。ところが、枠体13bに銅板などを用いた場合、材料の価格が高価でありフィルタ装置11が高価となる。そこで、本実施の形態では鋼板の表裏面にあらかじめ導電性の良好な金属めっきが施された表面処理鋼板を用い、これをプレス加工することで枠体13bを形成している。このように枠体13bは板状であり、あらかじめ表面処理が施された鋼板によって形成されているので、軽量であるとともに非常に低価格なフィルタ装置11を実現できる。なお本実施の形態では冷間圧延鋼板の両面に銅めっきされた表面処理鋼板を用いているので、抵抗値が小さく雷をアースへ逃がしやすいとともに、受信信号のロスも小さくできる。
【0023】
なお本実施の形態における側板は、天板の周囲から4方に折り曲げられることによって、天板と一体に形成されている。したがって、別途天板と側板とをはんだ16などで接合する必要がなく、低価格なフィルタ装置11を実現できる。さらに、はんだ16による接合が不要であるので、併せて軽量化も実現できる。
【0024】
一方仕切り13cは雷による破壊などが生じ難く、金属製の材料でなくてもかまわない。ただし、各キャビティの内壁面は共振素子14との間で容量(キャパシタンス)成分を持たせるために、導体でなければならない。したがって仕切り13cは金属の板もしくは、少なくとも表裏面全体に金属の体が形成された樹脂を用いる。なお本仕切り13cに用いる金属には、銅を用いると良い。これにより、キャビティ内壁の表面抵抗が小さくでき、受信信号のロスを小さくできる。さらに、仕切り13cにはプリント基板を用いているので、非常に低価格なフィルタ装置11を実現できる。つまり、仕切り13cの両面全面には銅箔が形成されることになるので、エッチングなどによって部分的に銅箔を除去する必要もなく、単に両面銅張り基板などを切断するだけで良いからである。
【0025】
仕切り13cには両面銅張り基板に限らず、多層基板を用いても良いが、いずれの場合においても、仕切り13cの結合窓6側端部近傍では、表裏の銅箔間を接続しておくことが望ましい。これによって、仕切り13cの表裏の電位を均等にできるので、通過特性の良好なフィルタ装置11を実現できる。
【0026】
なお、仕切り13cは樹脂成形し、その上に導体めっきを施したものを用いても良い。この場合、仕切り13cの全面に導体が形成されるので、枠体13bと蓋15の導体部15aとのはんだ付け性が良好である。また樹脂であるので、軽量である。あるいは、蓋15と仕切り13cとを一体に成形したものを用いても良い。この場合、樹脂であるので軽量であることに加え、蓋15と仕切り13cとをはんだ16で接続する必要がない。したがって、低価格であるとともに、さらに軽量化が可能となる。
【0027】
また、蓋15には両面基板や多層基板を用いても良い。そしてこの場合、蓋15の下面もグランドとして用いることにより、高周波信号の漏洩などが発生しにくいフィルタ装置11を実現できる。そしてさらには、この場合に上下面をスルーホールなどで接続するとさらに、しっかりとシールドできる。
【産業上の利用可能性】
【0028】
本発明にかかるフィルタ装置は、高周波回路が一体化されたフィルタを軽量化できるという効果を有し、特に塔上に設置するような基地局等に用いると有用である。
【符号の説明】
【0029】
12 入力コネクタ
13 筐体
13a 開口
13b 枠体
14 共振素子
15 蓋
15a 導体部
16 はんだ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アンテナ端子と、このアンテナ端子が接続された中空状の筐体と、この筐体の内に設けられた共振素子とを備え、前記筐体には下方に開口を有した金属製の枠体と、この枠体の開口に装着されるとともに、少なくとも上面に導体部が形成された樹脂製の蓋とを設け、この導体部を前記開口より大きくすることにより、前記導体部が前記開口全体を塞ぐとともに、前記筐体の前記開口側の端部近傍と前記導体部とが導電性部材で接続されたフィルタ装置。
【請求項2】
枠体は、金属製の天板と、この天板に立設された金属製の側板とを有し、前記隣り合う側板同士は導電性部材で接続された請求項1に記載のフィルタ装置。
【請求項3】
枠体には、この枠体内を複数の空間に分離する板状の仕切りを設け、少なくともこの仕切りは表裏面全体が導体であり、少なくとも前記仕切りの上方端では導電性部材で前記枠体と接続されるとともに、下方端では前記導電性部材で前記蓋と接続された請求項2に記載のフィルタ装置。
【請求項4】
蓋には少なくとも一方の面に銅箔が形成されたプリント基板を用いた請求項3に記載のフィルタ装置。
【請求項5】
仕切りは樹脂基材上に導体が設けられて形成された請求項4に記載のフィルタ装置。
【請求項6】
仕切りには両面基板を用いた請求項5に記載のフィルタ装置。
【請求項7】
側板は、天板から折り曲げて形成されることで、前記側板が前記天板と一体に形成された請求項6に記載のフィルタ装置。

【図1】
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【図2】
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