同軸２重モード共振器およびフィルタ
【課題】従来の半同軸共振器よりも、小型、低姿勢、且つ、低損失な同軸２重モード共振器を提供する。
【解決手段】外部導体と、外部導体の内部に配置される平板状の内部導体とを有し、前記内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、前記内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有する同軸２重モード共振器であって、前記四角形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱（絶縁性の支柱、あるいは、金属の支柱）を有し、前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、前記外部導体の任意の１面に設けられ、前記内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、前記外部導体の前記入力端子が設けられている面以外の面に設けられ、前記内部導体の前記第２の共振モードと結合する出力端子とを有する。
【解決手段】外部導体と、外部導体の内部に配置される平板状の内部導体とを有し、前記内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、前記内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有する同軸２重モード共振器であって、前記四角形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱（絶縁性の支柱、あるいは、金属の支柱）を有し、前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、前記外部導体の任意の１面に設けられ、前記内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、前記外部導体の前記入力端子が設けられている面以外の面に設けられ、前記内部導体の前記第２の共振モードと結合する出力端子とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸２重モード共振器およびフィルタに係わり、特に、１つの物理的空間内（共振器内）に２つの共振モードを縮退させた同軸２重モード共振器と、当該同軸２重モード共振器を使用するフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置等には、１つの共振器で１つの共振モードを持つ、所謂、シングルモードの共振器を用いたフィルタが数多く使用されている。シングルモードの共振器には、例えば金属を用いた半同軸共振器がある。この共振器は外部と電気的に遮蔽された金属ケース内に円柱状の金属の片端を、ネジあるいは蝋付けなどにより金属ケースに電気的に接触、固定させることにより構成される。
シングルモードの共振器は、フィルタを構成する際に遮断導波管内に配置され、隣合う共振器と磁界結合、あるいは電界結合されることにより、所望のフィルタ特性を実現している。しかし、１つの共振器で１つの共振モードしか持たないために、複数のモードが必要なときなどにフィルタの段数が増えるために必要な共振器の数も増え、フィルタ自体が大型化する問題がある。
これに対して、１つの共振器で複数の共振モードを持つ、所謂、多重モードの共振器が提案、利用されている。多重モードの共振器を利用する多重モードフィルタでは、１つの共振器で２以上の共振モードを利用することによって、フィルタ全体で必要とされる共振器の数を削減している。多重モードの共振器は、例えば、下記特許文献１等に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６９９０９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半同軸共振器は、円柱状の内部導体を用いるが、円柱内部は無駄なスペースが発生する。そのため、従来の半同軸共振器では、小型化、低姿勢化を図ることが困難であった。一方、多重モードの共振器を利用する多重モードフィルタでは、１つの共振器で２以上の共振モードを利用することによって、フィルタ全体で必要とされる共振器の数を削減しているが、多重モードフィルタでも、低姿勢化を図ることが困難であった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、従来の半同軸共振器よりも、小型、低姿勢、且つ、低損失な同軸２重モード共振器、並びに、当該同軸２重モード共振器を用いるフィルタを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）外部導体と、前記外部導体の内部に配置される平板状の内部導体とを有し、前記内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、前記内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有する同軸２重モード共振器であって、前記四角形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱（絶縁性の支柱、あるいは、金属の支柱）を有し、前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、前記外部導体の任意の１面に設けられ、前記内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、前記外部導体の前記入力端子が設けられている面以外の面に設けられ、前記内部導体の前記第２の共振モードと結合する出力端子とを有する。
（２）（１）において、前記外部導体に設けられる２重モード結合量調整用ネジを有し、前記２重モード結合量調整用ネジは、前記内部導体の面取された部分に対向し、前記２重モード結合量調整用ネジの挿入量により、前記２重モードの結合量を調整する。
（３）（１）において、前記外部導体に設けられる第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジを有し、前記第１共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｙ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、前記第２共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｘ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、前記第１共振周波数調整用ネジと前記第２共振周波数調整用ネジのそれぞれの挿入量により、同軸２重モード共振器の共振周波数を調整する。
【０００６】
（４）ｎを２以上の整数、ｊを２以上、ｎ以下の整数とするとき、外部導体と、前記外部導体の内部を、ｎ個の内部空間に分割する（ｎ−１）個の隔壁と、前記ｎ個の内部空間に配置されるｎ個の同軸２重モード共振器とを備え、前記各同軸２重モード共振器は、前記各内部空間内に配置される平板状の内部導体を有し、前記各同軸２重モード共振器の内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、前記各同軸２重モード共振器の内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有するフィルタであって、前記１番目の同軸２重モード共振器の前記矩形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱（絶縁性の支柱、あるいは、金属の支柱）と、前記ｊ番目の同軸２重モード共振器の前記矩形形状の内部導体の中心部を、前記隔壁に固定する支柱（絶縁性の支柱、あるいは、金属の支柱）とを有し、前記各同軸２重モード共振器の前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、前記外部導体に設けられ、前記１番目の同軸２重モード共振器の内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、前記外部導体に設けられ、前記ｎ番目の同軸２重モード共振器の内部導体の第１の共振モード、あるいは、第２の共振モードと結合する出力端子とを有する。
【０００７】
（５）（４）において、前記各同軸２重モード共振器は、前記外部導体に設けられる２重モード結合量調整用ネジを有し、前記各２重モード結合量調整用ネジは、前記各同軸２重モード共振器の前記内部導体の面取された部分に対向し、前記各２重モード結合量調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器の前記２重モードの結合量を調整する。
（６）（４）において、前記各同軸２重モード共振器は、前記外部導体に設けられる第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジを有し、前記各同軸２重モード共振器の前記第１共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｙ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、前記各同軸２重モード共振器の前記第２共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｘ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、前記各同軸２重モード共振器の前記第１共振周波数調整用ネジと前記第２共振周波数調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器の共振周波数を調整する。
（７）（４）において、前記各隔壁は、結合孔を有する。
（８）（７）において、前記外部導体に設けられ、前記各隔壁の各結合孔の内部に挿入される結合量調整用ネジを有し、当該結合量調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器間の結合量を調整する。
【発明の効果】
【０００８】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、従来の半同軸共振器よりも、小型、低姿勢、且つ、低損失な同軸２重モード共振器、並びに、当該同軸２重モード共振器を用いるフィルタを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の概要を示す模式斜視図である。
【図２】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の内部構造を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の共振モードを説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の磁界成分と、電界成分を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の等価回路を示す回路図である。
【図６】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの概要を示す模式斜視図である。
【図７】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの等価回路を示す回路図である。
【図１２Ａ】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの通過特性の一例を示すグラフである。
【図１２Ｂ】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの反射減衰量の一例を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの隔壁の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例は、本発明の特許請求の範囲の解釈を限定するためのものではない。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器の概要を示す模式斜視図である。
図２は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器の内部構造を説明するための図であり、同図（ａ）は、図１に示す同軸２重モード共振器において、外部導体の天井部分を剥がして見た図、同図（ｂ）は、図１に示す同軸２重モード共振器において、外部導体の側面部分を剥がして見た図である。
図１、図２において、１は直方体形状の外部導体、２は平板状の内部導体である。内部導体２は、平面形状が四角形形状を有し、この内部導体２は、金属支柱３に、ネジなどで固定される。そして、金属支柱３は、外部導体１に、ネジなどで固定される。
ここで、外部導体１は、例えば、銀メッキされたアルミニウム、あるいは、銅メッキされたアルミニウムで構成される。また、内部導体は、例えば、スーパーインバー、あるいは、銀メッキされたインバーで構成される。さらに、金属支柱３は、銀メッキされたアルミニウム、あるいは、銅メッキされたアルミニウムで構成される。
なお、外部導体１、あるいは、内部導体２を構成する前述の金属材料は一例であって、必ずしもこの金属材料に限定されるものではなく、例えば、鉄なども使用可能である。
また、図１では、金属支柱３は、断面形状が円形の場合を図示しているが、金属支柱３の断面形状は、円形に限定されるものではなく、３角形、４角形、あるいは、多角形であってもよい。
また、図１、図２において、４は入出力端子、４１は入出力結合プローブ、５は共振周波数調整用ネジ、６は２重モード結合用調整ネジ、７は面取り部である。
【００１１】
図３は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器の共振モードを説明するための図である。本実施例の同軸２重モード共振器では、図３に矢印Ａ、矢印Ｂに示すように、図３のＸ軸と、Ｙ軸方向の２つの方向に共振する２つのＴＥＭモードの共振モードが存在する。
本実施例の同軸２重モード共振器では、内部導体２の４つのコーナー部の１つに面取り部７が施されており、この部分で２つの共振は結合する。ここで、面取り部７の角度は、４５°とされる。
図４は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器において、共振方向が、図３の矢印Ａの場合における磁界成分と、電界成分を説明するための図である。なお、図４において、Ａが電界成分を、Ｂが磁界成分を示す。
図４（ａ）は、図３のｙｚ断面での磁界成分（図４のＢ）と、電界成分（図４のＡ）を示す、図４（ｂ）は、図３のｘｚ断面での磁界成分（図４のＢ）と、電界成分（図４のＡ）を示す。
本実施例において、λｏを、それぞれの共振モード時の使用中心周波数（ｆｏ）の自由空間内波長とするとき、内部導体２の、それぞれの共振モードの方向の一辺の電気長は、λｏ／２とされる。
【００１２】
本実施例の同軸２重モード共振器では、図２に示すように、外部導体１に形成された２つの共振周波数調整用ネジ５（即ち、第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジ）の挿入量（換言すれば、内部導体３と共振周波数調整用ネジ５との間隔）を調整することにより、２つの共振モードのそれぞれの共振周波数を調整することができる。
同様に、面取り部７に対向して、外部導体１に形成された２重モード結合用調整ネジ６の挿入量（換言すれば、内部導体３の面取り部７と２重モード結合用調整ネジ６との間隔）を調整することにより、２つの共振モードの結合量を調整することができる。
図５に、本発明の実施例の同軸２重モード共振器の等価回路を示す。図５において、Ｍ１、Ｍ２が、２重モードの共振器のそれぞれ共振回路を示し、Ｃ０１が、入出力端子４に接続される入出力結合プローブと、同軸２重モード共振器の一方の共振器との結合回路を、Ｃ１２が、同軸２重モード共振器の一方の共振器と同軸２重モード共振器の他方の共振器との結合回路を、Ｃ２３が、同軸２重モード共振器の他方の共振器と入出力端子４に接続される入出力結合プローブとの結合回路を示す。
【００１３】
本実施例の同軸２重モード共振器の特徴とする点は、内部導体２を金属支柱３により、外部導体１に固定し、これにより、内部導体２で生じる熱を、金属支柱３、外部導体１を介して、効率よく外部に放出するようにした点である。
本実施例の同軸２重モード共振器において、内部導体２の、それぞれの共振モードの方向の一辺の電気長は、λｏ／２とされる。そのため、内部導体２の中心点は、電圧が０（接地電位）となる。そこで、内部導体２の中心部を、金属支柱３により、外部導体１に固定しても、２重モード共振にそれほど影響は与えない。但し、金属支柱３の直径を大きくすれば、２重モード共振に影響を与えるので、金属支柱３の直径は、同軸２重モード共振器の設計仕様に応じて、適宜最適な値に設定する必要がある。
ここで、図２（ａ）に示すように、内部導体２の厚み（ｄ）とするとき、同軸２重モード共振器の無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、内部導体２の厚み（ｄ）に応じて変化する。したがって、内部導体２の厚み（ｄ）は、同軸２重モード共振器で必要とされる無負荷Ｑ（Ｑｕ）に応じて、適宜最適な値に設定する必要がある。
【００１４】
以上説明したように、本実施例の同軸２重モード共振器によれば、従来の半同軸共振器よりも、低姿勢化、小型化を図ることが可能となる。即ち、従来の半同軸共振器は、円柱状の内部導体を用いることが一般的であるが、円柱内部は無駄なスペースが発生する。これに対して、本実施例の同軸２重モード共振器では、平板状の内部導体２を用いることで、無駄なスペースを最小限にすることができるので、従来の半同軸共振器よりも、低姿勢化、小型化を図ることが可能となるとともに、構造が簡単であるので、低コスト化を図ることも可能となる。さらに、本実施例では、内部導体２の縦横方向の寸法を各共振周波数に合わせることで、２重縮退を可能として、小型化を図ることが可能となる。
また、前述の特許文献１に記載されている多重モードの共振器では、内導体ブロックを使用するために、低姿勢化を図ることは困難であるが、本実施例の同軸２重モード共振器によれば、平板状の内部導体２を用いることで、無駄なスペースを最小限にすることができるので、特許文献１に記載の多重モードの共振器よりも、低姿勢化を図ることが可能となる。
また、特許文献１に記載されている多重モードの共振器では、内導体ブロックは、外導体と電気的に非接触の状態で設置する必要があり、誘電体など支持されるので、内導体ブロックで生じる熱を外部に放熱することが困難である。
これに対して、本実施例の同軸２重モード共振器では、内部導体２を金属支柱３により、外部導体１に固定するようにしたので、内部導体２で生じる熱を、金属支柱３、外部導体１を介して、効率よく外部に放出することが可能である。
なお、金属支柱３の直径を大きくすれば、放熱効果が増大するが、共振器の無負荷Ｑ（Ｑｕ）が低下し、また、金属支柱３の直径を小さくすれば放熱効果が減少するが、共振器の無負荷Ｑ（Ｑｕ）は増加する。したがって、金属支柱３の直径は、同軸２重モード共振器で必要とされる無負荷Ｑ（Ｑｕ）に応じて、適宜最適な値に設定する必要がある。
【００１５】
［実施例２］
図６は、本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの概要を示す模式斜視図である。
図７は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図であり、図６に示すフィルタにおいて、外部導体の側面部分を剥がして見た図である。
図６、図７において、１は外部導体、２１，２２，２３は内部導体、３は金属支柱、４は入出端子、６は２重モード結合用調整ネジ、８は結合量調整用ネジ、９１，９２は隔壁である。
本実施例２のフィルタは、前述の実施例の同軸２重モード共振器を３段積層したことを特徴とするものである。
内部導体（２１，２２，２３）は平面形状が四角形形状を有し、内部導体（２１，２２，２３）は金属支柱３に、ネジなどで固定される。
１段目の内部導体２１は、外部導体１にネジなどで固定される金属支柱３により、外部導体１に固定される。２段目の内部導体２２は、隔壁９１にネジなどで固定される金属支柱３により、隔壁９１に固定され、３段目の内部導体２３は、隔壁９２にネジなどで固定される金属支柱３により、隔壁９２に固定される。
本実施例の帯域通過フィルタにおいて、各同軸２重モード共振器の内部導体２の、それぞれの共振モードの方向の一辺の電気長は、λｏ／２とされる。また、外部導体１、および、内部導体（２１，２２，２３）は、前述の実施例１と同じ金属材料で構成される。また、本実施例でも、金属支柱３は、断面形状が円形、３角形、４角形、あるいは、多角形の金属支柱とされる。
【００１６】
図８は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図であり、１段目の同軸２重モード共振器の内部構造を説明するための図である。１段目の同軸２重モード共振器の内部構造は、前述の実施例の同軸２重モード共振器の内部構造と同じである。
図９は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図であり、同図（ａ）は、２段目の同軸２重モード共振器の内部構造を、同図（ｂ）は隔壁９１を説明するための図である。
前述したように、２段目の内部導体２２は、金属支柱３により隔壁９１に固定されるが、図９（ｂ）に示すように、隔壁９１には、１段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードと、２段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードとを結合するための結合孔１０が形成される。
また、外部導体１には結合量調整用ネジ８が形成されており、結合孔１０の内部に挿入される結合量調整用ネジ８の挿入量（結合量調整用ネジ８と、隔壁９１に形成された結合孔１０の底辺との間の間隔）を調整することにより、１段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードと、２段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードとの間の結合量を調整することが可能である。
【００１７】
図１０は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図であり、同図（ａ）は、３段目の同軸２重モード共振器の内部構造を、同図（ｂ）は隔壁９２を説明するための図である。
前述したように、３段目の内部導体２３は、金属支柱３により隔壁９２に固定されるが、図１０（ｂ）に示すように、隔壁９２には、２段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードと、３段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードとを結合するための結合孔１０が形成される。
また、外部導体１には結合量調整用ネジ８が形成されており、結合孔１０の内部に挿入される結合量調整用ネジ８の挿入量（結合量調整用ネジ８と、隔壁９２に形成された結合孔１０の底辺との間の間隔）を調整することにより、２段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードと、３段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードとの間の結合量を調整することが可能である。
なお、隔壁（９１，９２）に形成される結合孔１０は、図１３に示すように、隔壁（９１，９２）の周辺部ではなく、隔壁（９１，９２）の中心から周辺の間に形成するようにしてもよい。
【００１８】
また、本実施例のフィルタでは、図８〜図１０に示すように、外部導体１に形成された２つの共振周波数調整用ネジ５（即ち、第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジ）の挿入量（換言すれば、内部導体３と共振周波数調整用ネジ５との間隔）を調整することにより、２つの共振モードのそれぞれの共振周波数を調整することができる。
同様に、面取り部７に対向して、外部導体１に形成された２重モード結合用調整ネジ６の挿入量（換言すれば、内部導体（２１，２２，２３）の面取り部７と２重モード結合用調整ネジ６との間隔）を調整することにより、２つの共振モードの結合量を調整することができる。
図１１に、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの等価回路を示す。
図１１において、Ｍ１１、Ｍ１２が、１段目の２重モードの共振器のそれぞれ共振回路、Ｍ２１、Ｍ２２が、２段目の２重モードの共振器のそれぞれ共振回路、Ｍ３１、Ｍ３２が、３段目の２重モードの共振器のそれぞれ共振回路を示す。
また、Ｃ０１が、入出力端子４に接続される入出力結合プローブと、１段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器との結合回路を、Ｃ１２が、１段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器と、１段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器との結合回路を示す。
また、Ｃ２３が、１段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器と、２段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器との結合回路、Ｃ３４が、２段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器と、２段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器との結合回路を示す。
さらに、Ｃ４５が、２段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器と、３段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器との結合回路、Ｃ５６が、３段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器と、３段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器との結合回路を示し、Ｃ６７が、３段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器と、入出力端子４に接続される入出力結合プローブとの結合回路を示す。
【００１９】
図１２Ａは、本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの通過特性の一例を示すグラフであり、図１２Ｂは、本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの反射減衰量の一例を示すグラフである。
図１２Ａ、図１２Ｂにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）であり、中心周波数は、８１８ＭＨｚ、１目盛りは、５０ＭＨｚである。また、縦軸は、減衰量（ｄＢ）である。
図１２Ａに示す通過特性において、８１４．２ＭＨｚ〜８２１．８ＭＨｚの通過帯域の減衰量は、約−０．７ｄＢ以内となっており、図１２Ｂに示す反射減衰量特性において、８１４．２ＭＨｚ〜８２１．８ＭＨｚの通過域の反射減衰量は、約−２３ｄＢ以上となっている。
なお、前述の説明では、金属支柱３を使用する実施例について説明したが、内部導体２で生じる熱がそれほど問題にならない場合には、金属支柱３は、絶縁体からなる支柱に変更してもよい。この場合は、支柱が２重モード共振に与える影響は少なくて済む。
また、前述の説明では、入出力結合プローブ４１を使用した実施例について説明したが、入出力結合プローブ４１に代えて結合ループ素子を使用することも可能である。
以上説明したように、本実施例のフィルタは、前述の実施例の同軸２重モード共振器を使用しているので、小型で、且つ低価格化が可能である。さらに、内部導体（２１，２２，２３）で生じる熱を、金属支柱３、外部導体１（または、隔壁（９１，９２））を介して、効率よく外部に放出することができるので、本実施例のフィルタは、大電力用途に適用することが可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２０】
１ 外部導体
２，２１，２２，２３ 内部導体
３ 金属支柱
４ 入出力端子
５ 共振周波数調整用ネジ
６ ２重モード結合用調整ネジ
７ 面取り部
８ 結合量調整用ネジ
１０ 結合孔
４１ 入出力結合プローブ
９１，９２ 隔壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸２重モード共振器およびフィルタに係わり、特に、１つの物理的空間内（共振器内）に２つの共振モードを縮退させた同軸２重モード共振器と、当該同軸２重モード共振器を使用するフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置等には、１つの共振器で１つの共振モードを持つ、所謂、シングルモードの共振器を用いたフィルタが数多く使用されている。シングルモードの共振器には、例えば金属を用いた半同軸共振器がある。この共振器は外部と電気的に遮蔽された金属ケース内に円柱状の金属の片端を、ネジあるいは蝋付けなどにより金属ケースに電気的に接触、固定させることにより構成される。
シングルモードの共振器は、フィルタを構成する際に遮断導波管内に配置され、隣合う共振器と磁界結合、あるいは電界結合されることにより、所望のフィルタ特性を実現している。しかし、１つの共振器で１つの共振モードしか持たないために、複数のモードが必要なときなどにフィルタの段数が増えるために必要な共振器の数も増え、フィルタ自体が大型化する問題がある。
これに対して、１つの共振器で複数の共振モードを持つ、所謂、多重モードの共振器が提案、利用されている。多重モードの共振器を利用する多重モードフィルタでは、１つの共振器で２以上の共振モードを利用することによって、フィルタ全体で必要とされる共振器の数を削減している。多重モードの共振器は、例えば、下記特許文献１等に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６９９０９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半同軸共振器は、円柱状の内部導体を用いるが、円柱内部は無駄なスペースが発生する。そのため、従来の半同軸共振器では、小型化、低姿勢化を図ることが困難であった。一方、多重モードの共振器を利用する多重モードフィルタでは、１つの共振器で２以上の共振モードを利用することによって、フィルタ全体で必要とされる共振器の数を削減しているが、多重モードフィルタでも、低姿勢化を図ることが困難であった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、従来の半同軸共振器よりも、小型、低姿勢、且つ、低損失な同軸２重モード共振器、並びに、当該同軸２重モード共振器を用いるフィルタを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）外部導体と、前記外部導体の内部に配置される平板状の内部導体とを有し、前記内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、前記内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有する同軸２重モード共振器であって、前記四角形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱（絶縁性の支柱、あるいは、金属の支柱）を有し、前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、前記外部導体の任意の１面に設けられ、前記内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、前記外部導体の前記入力端子が設けられている面以外の面に設けられ、前記内部導体の前記第２の共振モードと結合する出力端子とを有する。
（２）（１）において、前記外部導体に設けられる２重モード結合量調整用ネジを有し、前記２重モード結合量調整用ネジは、前記内部導体の面取された部分に対向し、前記２重モード結合量調整用ネジの挿入量により、前記２重モードの結合量を調整する。
（３）（１）において、前記外部導体に設けられる第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジを有し、前記第１共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｙ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、前記第２共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｘ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、前記第１共振周波数調整用ネジと前記第２共振周波数調整用ネジのそれぞれの挿入量により、同軸２重モード共振器の共振周波数を調整する。
【０００６】
（４）ｎを２以上の整数、ｊを２以上、ｎ以下の整数とするとき、外部導体と、前記外部導体の内部を、ｎ個の内部空間に分割する（ｎ−１）個の隔壁と、前記ｎ個の内部空間に配置されるｎ個の同軸２重モード共振器とを備え、前記各同軸２重モード共振器は、前記各内部空間内に配置される平板状の内部導体を有し、前記各同軸２重モード共振器の内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、前記各同軸２重モード共振器の内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有するフィルタであって、前記１番目の同軸２重モード共振器の前記矩形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱（絶縁性の支柱、あるいは、金属の支柱）と、前記ｊ番目の同軸２重モード共振器の前記矩形形状の内部導体の中心部を、前記隔壁に固定する支柱（絶縁性の支柱、あるいは、金属の支柱）とを有し、前記各同軸２重モード共振器の前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、前記外部導体に設けられ、前記１番目の同軸２重モード共振器の内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、前記外部導体に設けられ、前記ｎ番目の同軸２重モード共振器の内部導体の第１の共振モード、あるいは、第２の共振モードと結合する出力端子とを有する。
【０００７】
（５）（４）において、前記各同軸２重モード共振器は、前記外部導体に設けられる２重モード結合量調整用ネジを有し、前記各２重モード結合量調整用ネジは、前記各同軸２重モード共振器の前記内部導体の面取された部分に対向し、前記各２重モード結合量調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器の前記２重モードの結合量を調整する。
（６）（４）において、前記各同軸２重モード共振器は、前記外部導体に設けられる第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジを有し、前記各同軸２重モード共振器の前記第１共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｙ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、前記各同軸２重モード共振器の前記第２共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｘ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、前記各同軸２重モード共振器の前記第１共振周波数調整用ネジと前記第２共振周波数調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器の共振周波数を調整する。
（７）（４）において、前記各隔壁は、結合孔を有する。
（８）（７）において、前記外部導体に設けられ、前記各隔壁の各結合孔の内部に挿入される結合量調整用ネジを有し、当該結合量調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器間の結合量を調整する。
【発明の効果】
【０００８】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、従来の半同軸共振器よりも、小型、低姿勢、且つ、低損失な同軸２重モード共振器、並びに、当該同軸２重モード共振器を用いるフィルタを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の概要を示す模式斜視図である。
【図２】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の内部構造を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の共振モードを説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の磁界成分と、電界成分を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１の同軸２重モード共振器の等価回路を示す回路図である。
【図６】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの概要を示す模式斜視図である。
【図７】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの等価回路を示す回路図である。
【図１２Ａ】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの通過特性の一例を示すグラフである。
【図１２Ｂ】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの反射減衰量の一例を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの隔壁の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例は、本発明の特許請求の範囲の解釈を限定するためのものではない。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器の概要を示す模式斜視図である。
図２は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器の内部構造を説明するための図であり、同図（ａ）は、図１に示す同軸２重モード共振器において、外部導体の天井部分を剥がして見た図、同図（ｂ）は、図１に示す同軸２重モード共振器において、外部導体の側面部分を剥がして見た図である。
図１、図２において、１は直方体形状の外部導体、２は平板状の内部導体である。内部導体２は、平面形状が四角形形状を有し、この内部導体２は、金属支柱３に、ネジなどで固定される。そして、金属支柱３は、外部導体１に、ネジなどで固定される。
ここで、外部導体１は、例えば、銀メッキされたアルミニウム、あるいは、銅メッキされたアルミニウムで構成される。また、内部導体は、例えば、スーパーインバー、あるいは、銀メッキされたインバーで構成される。さらに、金属支柱３は、銀メッキされたアルミニウム、あるいは、銅メッキされたアルミニウムで構成される。
なお、外部導体１、あるいは、内部導体２を構成する前述の金属材料は一例であって、必ずしもこの金属材料に限定されるものではなく、例えば、鉄なども使用可能である。
また、図１では、金属支柱３は、断面形状が円形の場合を図示しているが、金属支柱３の断面形状は、円形に限定されるものではなく、３角形、４角形、あるいは、多角形であってもよい。
また、図１、図２において、４は入出力端子、４１は入出力結合プローブ、５は共振周波数調整用ネジ、６は２重モード結合用調整ネジ、７は面取り部である。
【００１１】
図３は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器の共振モードを説明するための図である。本実施例の同軸２重モード共振器では、図３に矢印Ａ、矢印Ｂに示すように、図３のＸ軸と、Ｙ軸方向の２つの方向に共振する２つのＴＥＭモードの共振モードが存在する。
本実施例の同軸２重モード共振器では、内部導体２の４つのコーナー部の１つに面取り部７が施されており、この部分で２つの共振は結合する。ここで、面取り部７の角度は、４５°とされる。
図４は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器において、共振方向が、図３の矢印Ａの場合における磁界成分と、電界成分を説明するための図である。なお、図４において、Ａが電界成分を、Ｂが磁界成分を示す。
図４（ａ）は、図３のｙｚ断面での磁界成分（図４のＢ）と、電界成分（図４のＡ）を示す、図４（ｂ）は、図３のｘｚ断面での磁界成分（図４のＢ）と、電界成分（図４のＡ）を示す。
本実施例において、λｏを、それぞれの共振モード時の使用中心周波数（ｆｏ）の自由空間内波長とするとき、内部導体２の、それぞれの共振モードの方向の一辺の電気長は、λｏ／２とされる。
【００１２】
本実施例の同軸２重モード共振器では、図２に示すように、外部導体１に形成された２つの共振周波数調整用ネジ５（即ち、第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジ）の挿入量（換言すれば、内部導体３と共振周波数調整用ネジ５との間隔）を調整することにより、２つの共振モードのそれぞれの共振周波数を調整することができる。
同様に、面取り部７に対向して、外部導体１に形成された２重モード結合用調整ネジ６の挿入量（換言すれば、内部導体３の面取り部７と２重モード結合用調整ネジ６との間隔）を調整することにより、２つの共振モードの結合量を調整することができる。
図５に、本発明の実施例の同軸２重モード共振器の等価回路を示す。図５において、Ｍ１、Ｍ２が、２重モードの共振器のそれぞれ共振回路を示し、Ｃ０１が、入出力端子４に接続される入出力結合プローブと、同軸２重モード共振器の一方の共振器との結合回路を、Ｃ１２が、同軸２重モード共振器の一方の共振器と同軸２重モード共振器の他方の共振器との結合回路を、Ｃ２３が、同軸２重モード共振器の他方の共振器と入出力端子４に接続される入出力結合プローブとの結合回路を示す。
【００１３】
本実施例の同軸２重モード共振器の特徴とする点は、内部導体２を金属支柱３により、外部導体１に固定し、これにより、内部導体２で生じる熱を、金属支柱３、外部導体１を介して、効率よく外部に放出するようにした点である。
本実施例の同軸２重モード共振器において、内部導体２の、それぞれの共振モードの方向の一辺の電気長は、λｏ／２とされる。そのため、内部導体２の中心点は、電圧が０（接地電位）となる。そこで、内部導体２の中心部を、金属支柱３により、外部導体１に固定しても、２重モード共振にそれほど影響は与えない。但し、金属支柱３の直径を大きくすれば、２重モード共振に影響を与えるので、金属支柱３の直径は、同軸２重モード共振器の設計仕様に応じて、適宜最適な値に設定する必要がある。
ここで、図２（ａ）に示すように、内部導体２の厚み（ｄ）とするとき、同軸２重モード共振器の無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、内部導体２の厚み（ｄ）に応じて変化する。したがって、内部導体２の厚み（ｄ）は、同軸２重モード共振器で必要とされる無負荷Ｑ（Ｑｕ）に応じて、適宜最適な値に設定する必要がある。
【００１４】
以上説明したように、本実施例の同軸２重モード共振器によれば、従来の半同軸共振器よりも、低姿勢化、小型化を図ることが可能となる。即ち、従来の半同軸共振器は、円柱状の内部導体を用いることが一般的であるが、円柱内部は無駄なスペースが発生する。これに対して、本実施例の同軸２重モード共振器では、平板状の内部導体２を用いることで、無駄なスペースを最小限にすることができるので、従来の半同軸共振器よりも、低姿勢化、小型化を図ることが可能となるとともに、構造が簡単であるので、低コスト化を図ることも可能となる。さらに、本実施例では、内部導体２の縦横方向の寸法を各共振周波数に合わせることで、２重縮退を可能として、小型化を図ることが可能となる。
また、前述の特許文献１に記載されている多重モードの共振器では、内導体ブロックを使用するために、低姿勢化を図ることは困難であるが、本実施例の同軸２重モード共振器によれば、平板状の内部導体２を用いることで、無駄なスペースを最小限にすることができるので、特許文献１に記載の多重モードの共振器よりも、低姿勢化を図ることが可能となる。
また、特許文献１に記載されている多重モードの共振器では、内導体ブロックは、外導体と電気的に非接触の状態で設置する必要があり、誘電体など支持されるので、内導体ブロックで生じる熱を外部に放熱することが困難である。
これに対して、本実施例の同軸２重モード共振器では、内部導体２を金属支柱３により、外部導体１に固定するようにしたので、内部導体２で生じる熱を、金属支柱３、外部導体１を介して、効率よく外部に放出することが可能である。
なお、金属支柱３の直径を大きくすれば、放熱効果が増大するが、共振器の無負荷Ｑ（Ｑｕ）が低下し、また、金属支柱３の直径を小さくすれば放熱効果が減少するが、共振器の無負荷Ｑ（Ｑｕ）は増加する。したがって、金属支柱３の直径は、同軸２重モード共振器で必要とされる無負荷Ｑ（Ｑｕ）に応じて、適宜最適な値に設定する必要がある。
【００１５】
［実施例２］
図６は、本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの概要を示す模式斜視図である。
図７は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図であり、図６に示すフィルタにおいて、外部導体の側面部分を剥がして見た図である。
図６、図７において、１は外部導体、２１，２２，２３は内部導体、３は金属支柱、４は入出端子、６は２重モード結合用調整ネジ、８は結合量調整用ネジ、９１，９２は隔壁である。
本実施例２のフィルタは、前述の実施例の同軸２重モード共振器を３段積層したことを特徴とするものである。
内部導体（２１，２２，２３）は平面形状が四角形形状を有し、内部導体（２１，２２，２３）は金属支柱３に、ネジなどで固定される。
１段目の内部導体２１は、外部導体１にネジなどで固定される金属支柱３により、外部導体１に固定される。２段目の内部導体２２は、隔壁９１にネジなどで固定される金属支柱３により、隔壁９１に固定され、３段目の内部導体２３は、隔壁９２にネジなどで固定される金属支柱３により、隔壁９２に固定される。
本実施例の帯域通過フィルタにおいて、各同軸２重モード共振器の内部導体２の、それぞれの共振モードの方向の一辺の電気長は、λｏ／２とされる。また、外部導体１、および、内部導体（２１，２２，２３）は、前述の実施例１と同じ金属材料で構成される。また、本実施例でも、金属支柱３は、断面形状が円形、３角形、４角形、あるいは、多角形の金属支柱とされる。
【００１６】
図８は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図であり、１段目の同軸２重モード共振器の内部構造を説明するための図である。１段目の同軸２重モード共振器の内部構造は、前述の実施例の同軸２重モード共振器の内部構造と同じである。
図９は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図であり、同図（ａ）は、２段目の同軸２重モード共振器の内部構造を、同図（ｂ）は隔壁９１を説明するための図である。
前述したように、２段目の内部導体２２は、金属支柱３により隔壁９１に固定されるが、図９（ｂ）に示すように、隔壁９１には、１段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードと、２段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードとを結合するための結合孔１０が形成される。
また、外部導体１には結合量調整用ネジ８が形成されており、結合孔１０の内部に挿入される結合量調整用ネジ８の挿入量（結合量調整用ネジ８と、隔壁９１に形成された結合孔１０の底辺との間の間隔）を調整することにより、１段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードと、２段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードとの間の結合量を調整することが可能である。
【００１７】
図１０は、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの内部構造を説明するための図であり、同図（ａ）は、３段目の同軸２重モード共振器の内部構造を、同図（ｂ）は隔壁９２を説明するための図である。
前述したように、３段目の内部導体２３は、金属支柱３により隔壁９２に固定されるが、図１０（ｂ）に示すように、隔壁９２には、２段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードと、３段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードとを結合するための結合孔１０が形成される。
また、外部導体１には結合量調整用ネジ８が形成されており、結合孔１０の内部に挿入される結合量調整用ネジ８の挿入量（結合量調整用ネジ８と、隔壁９２に形成された結合孔１０の底辺との間の間隔）を調整することにより、２段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードと、３段目の同軸２重モード共振器の何れかの共振モードとの間の結合量を調整することが可能である。
なお、隔壁（９１，９２）に形成される結合孔１０は、図１３に示すように、隔壁（９１，９２）の周辺部ではなく、隔壁（９１，９２）の中心から周辺の間に形成するようにしてもよい。
【００１８】
また、本実施例のフィルタでは、図８〜図１０に示すように、外部導体１に形成された２つの共振周波数調整用ネジ５（即ち、第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジ）の挿入量（換言すれば、内部導体３と共振周波数調整用ネジ５との間隔）を調整することにより、２つの共振モードのそれぞれの共振周波数を調整することができる。
同様に、面取り部７に対向して、外部導体１に形成された２重モード結合用調整ネジ６の挿入量（換言すれば、内部導体（２１，２２，２３）の面取り部７と２重モード結合用調整ネジ６との間隔）を調整することにより、２つの共振モードの結合量を調整することができる。
図１１に、本発明の実施例の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの等価回路を示す。
図１１において、Ｍ１１、Ｍ１２が、１段目の２重モードの共振器のそれぞれ共振回路、Ｍ２１、Ｍ２２が、２段目の２重モードの共振器のそれぞれ共振回路、Ｍ３１、Ｍ３２が、３段目の２重モードの共振器のそれぞれ共振回路を示す。
また、Ｃ０１が、入出力端子４に接続される入出力結合プローブと、１段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器との結合回路を、Ｃ１２が、１段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器と、１段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器との結合回路を示す。
また、Ｃ２３が、１段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器と、２段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器との結合回路、Ｃ３４が、２段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器と、２段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器との結合回路を示す。
さらに、Ｃ４５が、２段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器と、３段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器との結合回路、Ｃ５６が、３段目の同軸２重モード共振器の一方の共振器と、３段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器との結合回路を示し、Ｃ６７が、３段目の同軸２重モード共振器の他方の共振器と、入出力端子４に接続される入出力結合プローブとの結合回路を示す。
【００１９】
図１２Ａは、本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの通過特性の一例を示すグラフであり、図１２Ｂは、本発明の実施例２の同軸２重モード共振器を用いた帯域通過フィルタの反射減衰量の一例を示すグラフである。
図１２Ａ、図１２Ｂにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）であり、中心周波数は、８１８ＭＨｚ、１目盛りは、５０ＭＨｚである。また、縦軸は、減衰量（ｄＢ）である。
図１２Ａに示す通過特性において、８１４．２ＭＨｚ〜８２１．８ＭＨｚの通過帯域の減衰量は、約−０．７ｄＢ以内となっており、図１２Ｂに示す反射減衰量特性において、８１４．２ＭＨｚ〜８２１．８ＭＨｚの通過域の反射減衰量は、約−２３ｄＢ以上となっている。
なお、前述の説明では、金属支柱３を使用する実施例について説明したが、内部導体２で生じる熱がそれほど問題にならない場合には、金属支柱３は、絶縁体からなる支柱に変更してもよい。この場合は、支柱が２重モード共振に与える影響は少なくて済む。
また、前述の説明では、入出力結合プローブ４１を使用した実施例について説明したが、入出力結合プローブ４１に代えて結合ループ素子を使用することも可能である。
以上説明したように、本実施例のフィルタは、前述の実施例の同軸２重モード共振器を使用しているので、小型で、且つ低価格化が可能である。さらに、内部導体（２１，２２，２３）で生じる熱を、金属支柱３、外部導体１（または、隔壁（９１，９２））を介して、効率よく外部に放出することができるので、本実施例のフィルタは、大電力用途に適用することが可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２０】
１ 外部導体
２，２１，２２，２３ 内部導体
３ 金属支柱
４ 入出力端子
５ 共振周波数調整用ネジ
６ ２重モード結合用調整ネジ
７ 面取り部
８ 結合量調整用ネジ
１０ 結合孔
４１ 入出力結合プローブ
９１，９２ 隔壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部導体と、
前記外部導体の内部に配置される平板状の内部導体とを有し、
前記内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、
前記内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有する同軸２重モード共振器であって、
前記四角形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱を有し、
前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、
前記外部導体の任意の１面に設けられ、前記内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、
前記外部導体の前記入力端子が設けられている面以外の面に設けられ、前記内部導体の前記第２の共振モードと結合する出力端子とを有することを特徴とする同軸２重モード共振器。
【請求項２】
前記支柱は、絶縁性の支柱であることを特徴とする請求項１に記載の同軸２重モード共振器。
【請求項３】
前記支柱は、金属の支柱であることを特徴とする請求項１に記載の同軸２重モード共振器。
【請求項４】
前記外部導体に設けられる２重モード結合量調整用ネジを有し、
前記２重モード結合量調整用ネジは、前記内部導体の面取された部分に対向し、
前記２重モード結合量調整用ネジの挿入量により、前記２重モードの結合量を調整することを特徴とする請求項１に記載の同軸２重モード共振器。
【請求項５】
前記外部導体に設けられる第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジを有し、
前記第１共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｙ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、
前記第２共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｘ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、
前記第１共振周波数調整用ネジと前記第２共振周波数調整用ネジのそれぞれの挿入量により、同軸２重モード共振器の共振周波数を調整することを特徴とする請求項１に記載の同軸２重モード共振器。
【請求項６】
ｎを２以上の整数、ｊを２以上、ｎ以下の整数とするとき、
外部導体と、
前記外部導体の内部を、ｎ個の内部空間に分割する（ｎ−１）個の隔壁と、
前記ｎ個の内部空間に配置されるｎ個の同軸２重モード共振器とを備え、
前記各同軸２重モード共振器は、前記各内部空間内に配置される平板状の内部導体を有し、
前記各同軸２重モード共振器の内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、
前記各同軸２重モード共振器の内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有するフィルタであって、
前記１番目の同軸２重モード共振器の前記矩形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱と、前記ｊ番目の同軸２重モード共振器の前記矩形形状の内部導体の中心部を、前記隔壁に固定する支柱とを有し、
前記各同軸２重モード共振器の前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、
前記外部導体に設けられ、前記１番目の同軸２重モード共振器の内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、
前記外部導体に設けられ、前記ｎ番目の同軸２重モード共振器の内部導体の第１の共振モード、あるいは、第２の共振モードと結合する出力端子とを有することを特徴とするフィルタ。
【請求項７】
前記支柱は、絶縁性の支柱であることを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項８】
前記支柱は、金属の支柱であることを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項９】
前記各同軸２重モード共振器は、前記外部導体に設けられる２重モード結合量調整用ネジを有し、
前記各２重モード結合量調整用ネジは、前記各同軸２重モード共振器の前記内部導体の面取された部分に対向し、
前記各２重モード結合量調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器の前記２重モードの結合量を調整することを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記各同軸２重モード共振器は、前記外部導体に設けられる第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジを有し、
前記各同軸２重モード共振器の前記第１共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｙ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、
前記各同軸２重モード共振器の前記第２共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｘ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、
前記各同軸２重モード共振器の前記第１共振周波数調整用ネジと前記第２共振周波数調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器の共振周波数を調整することを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項１１】
前記各隔壁は、結合孔を有することを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項１２】
前記外部導体に設けられ、前記各隔壁の各結合孔の内部に挿入される結合量調整用ネジを有し、
当該結合量調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器間の結合量を調整することを特徴とする請求項１１に記載のフィルタ。
【請求項１】
外部導体と、
前記外部導体の内部に配置される平板状の内部導体とを有し、
前記内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、
前記内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有する同軸２重モード共振器であって、
前記四角形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱を有し、
前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、
前記外部導体の任意の１面に設けられ、前記内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、
前記外部導体の前記入力端子が設けられている面以外の面に設けられ、前記内部導体の前記第２の共振モードと結合する出力端子とを有することを特徴とする同軸２重モード共振器。
【請求項２】
前記支柱は、絶縁性の支柱であることを特徴とする請求項１に記載の同軸２重モード共振器。
【請求項３】
前記支柱は、金属の支柱であることを特徴とする請求項１に記載の同軸２重モード共振器。
【請求項４】
前記外部導体に設けられる２重モード結合量調整用ネジを有し、
前記２重モード結合量調整用ネジは、前記内部導体の面取された部分に対向し、
前記２重モード結合量調整用ネジの挿入量により、前記２重モードの結合量を調整することを特徴とする請求項１に記載の同軸２重モード共振器。
【請求項５】
前記外部導体に設けられる第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジを有し、
前記第１共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｙ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、
前記第２共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｘ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、
前記第１共振周波数調整用ネジと前記第２共振周波数調整用ネジのそれぞれの挿入量により、同軸２重モード共振器の共振周波数を調整することを特徴とする請求項１に記載の同軸２重モード共振器。
【請求項６】
ｎを２以上の整数、ｊを２以上、ｎ以下の整数とするとき、
外部導体と、
前記外部導体の内部を、ｎ個の内部空間に分割する（ｎ−１）個の隔壁と、
前記ｎ個の内部空間に配置されるｎ個の同軸２重モード共振器とを備え、
前記各同軸２重モード共振器は、前記各内部空間内に配置される平板状の内部導体を有し、
前記各同軸２重モード共振器の内部導体の平面形状は、Ｘ軸方向の一対の辺と、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の一対の辺とを有する四角形形状であり、
前記各同軸２重モード共振器の内部導体は、前記Ｘ軸方向に共振する第１の共振モードと、前記Ｙ軸方向に共振する第２の共振モードとを有するフィルタであって、
前記１番目の同軸２重モード共振器の前記矩形形状の内部導体の中心部を、前記外部導体に固定する支柱と、前記ｊ番目の同軸２重モード共振器の前記矩形形状の内部導体の中心部を、前記隔壁に固定する支柱とを有し、
前記各同軸２重モード共振器の前記四角形形状の内部導体の４つの角部の一つは、面取りされており、
前記外部導体に設けられ、前記１番目の同軸２重モード共振器の内部導体の前記第１の共振モードと結合する入力端子と、
前記外部導体に設けられ、前記ｎ番目の同軸２重モード共振器の内部導体の第１の共振モード、あるいは、第２の共振モードと結合する出力端子とを有することを特徴とするフィルタ。
【請求項７】
前記支柱は、絶縁性の支柱であることを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項８】
前記支柱は、金属の支柱であることを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項９】
前記各同軸２重モード共振器は、前記外部導体に設けられる２重モード結合量調整用ネジを有し、
前記各２重モード結合量調整用ネジは、前記各同軸２重モード共振器の前記内部導体の面取された部分に対向し、
前記各２重モード結合量調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器の前記２重モードの結合量を調整することを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記各同軸２重モード共振器は、前記外部導体に設けられる第１共振周波数調整用ネジと第２共振周波数調整用ネジを有し、
前記各同軸２重モード共振器の前記第１共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｙ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、
前記各同軸２重モード共振器の前記第２共振周波数調整用ネジは、前記内部導体の前記Ｘ軸方向の２つの辺の一方の辺と対向し、
前記各同軸２重モード共振器の前記第１共振周波数調整用ネジと前記第２共振周波数調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器の共振周波数を調整することを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項１１】
前記各隔壁は、結合孔を有することを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
【請求項１２】
前記外部導体に設けられ、前記各隔壁の各結合孔の内部に挿入される結合量調整用ネジを有し、
当該結合量調整用ネジの挿入量により、前記各同軸２重モード共振器間の結合量を調整することを特徴とする請求項１１に記載のフィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２０４９１８（Ｐ２０１２−２０４９１８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５５２６（Ｐ２０１１−６５５２６）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００２３２２８７）日本電業工作株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００２３２２８７）日本電業工作株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
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