誘電体フィルタ
【課題】小型でありながら誘電体共振器のＱ値を劣化させることなく不要波を抑圧できる誘電体フィルタを提供する。
【解決手段】閉空間を形成する導電性の筐体２と、筐体内に設置され互いに離間して設置された複数の誘電体共振器２１乃至２４と、を備えた誘電体フィルタ１において、複数の誘電体共振器２１乃至２４のいずれかとそれぞれ電磁的に結合するよう離間して配置された複数の半同軸金属共振器２５、２６と、隣り合う複数の誘電体共振器２１乃至２４および複数の半同軸金属共振器２５、２６との間の結合度を調整する結合調整ねじ３１乃至３５と、少なくとも１以上の誘電体共振器および半同軸金属共振器の上方に設置され共振周波数を調整する周波数調整ねじ４１乃至４６と、を備える。
【解決手段】閉空間を形成する導電性の筐体２と、筐体内に設置され互いに離間して設置された複数の誘電体共振器２１乃至２４と、を備えた誘電体フィルタ１において、複数の誘電体共振器２１乃至２４のいずれかとそれぞれ電磁的に結合するよう離間して配置された複数の半同軸金属共振器２５、２６と、隣り合う複数の誘電体共振器２１乃至２４および複数の半同軸金属共振器２５、２６との間の結合度を調整する結合調整ねじ３１乃至３５と、少なくとも１以上の誘電体共振器および半同軸金属共振器の上方に設置され共振周波数を調整する周波数調整ねじ４１乃至４６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体フィルタに関するものであり、特に半同軸金属共振器と組み合わされた誘電体フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電話、移動体通信、テレビ中継などの通信回線は、マイクロ波を利用しており、これらの通信回線は、電波としてのマイクロ波を送受信するための基地局を備えている。この基地局においては、所望の周波数帯の電波のみを通過させ、不要な周波数帯の電波を除去するためのフィルタが設置されている。
【０００３】
従来、この種のフィルタとして、小型で低損失な特性を有する誘電体フィルタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この従来の誘電体フィルタは、導電性の筐体により形成された閉空間内に設置される複数の誘電体共振器を備えている。これらの誘電体共振器は、互いに仕切りで離隔されており、仕切りに形成された結合窓を介して電磁気的に結合するようになっている。
【０００５】
また、導電性の筐体には、結合用プローブが接続された入出力コネクタが設置されており、筐体の外部から伝搬したマイクロ波は、結合用プローブにより誘電体共振器と磁界結合し、誘電体共振器の内部に電界を発生させ、誘電体共振器を励振するようになっている。
【０００６】
このような構成により、従来の誘電体フィルタは、誘電体共振器が高いＱ値を有しているので、小型でありながら通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めるようになっていた。
【特許文献１】特開２００２−３５９５０２号公報
【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、特許文献１に示す誘電体フィルタは、誘電体共振器の特性に起因して、スプリアスの発生など周波数帯域以外の不要波を透過させやすいという問題があった。また、透過する不要波の周波数帯を所望の周波数帯から遠ざけるよう誘電体共振器の形状を変更すると、誘電体共振器のＱ値が劣化してしまっていた。また、誘電体共振器の形状を変更せず、この不要波を除去するためのフィルタを設置する場合には、誘電体フィルタが大型になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、小型でありながら誘電体共振器のＱ値を劣化させることなく不要波を抑圧できる誘電体フィルタ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】
本発明の誘電体フィルタは、閉空間を形成する導電性の筐体と、前記筐体内に設置され互いに離間して設置された複数の誘電体共振器と、を備えた誘電体フィルタにおいて、前記複数の誘電体共振器のいずれかとそれぞれ電磁的に結合するよう離間して配置された複数の半同軸金属共振器と、隣り合う前記複数の誘電体共振器および前記複数の半同軸金属共振器との間の結合度を調整する結合調整素子と、少なくとも１以上の前記誘電体共振器および前記半同軸金属共振器の上方に設置され共振周波数を調整する周波数調整素子と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、誘電体共振器のみにより構成される場合と同様に、小型でありながら通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めることができるとともに、誘電体共振器のみにより構成される場合に発生するスプリアスなど通過帯域以外における不要波の透過を抑圧することができる。
【００１１】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、前記誘電体共振器は、前記半同軸金属共振器と同一の動作モードとなる形状を有し、前記筐体は、前記半同軸金属共振器および前記誘電体共振器のうち少なくともいずれか一方を前記半同軸金属共振器の動作モードで励振するための入出力素子を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、半同軸金属共振器と誘電体共振器とを組み合わせた際に、これらの共振器間のモード変換に起因する損失が生じないので、良好な伝送特性を有することができる。
【００１３】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器は、前記閉空間を形成する前記筐体の内壁の同一面上に配置されることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、それぞれの半同軸金属共振器および誘電体共振器に対する周波数調整素子が同一方向に設置されるので、小型で軽量にすることができる。
【００１５】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、互いに隣り合う前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器は、結合度を調整するための結合窓が形成された導電性の壁により仕切られていることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、互いに隣り合う複数の半同軸金属共振器および複数の誘電体共振器が結合窓を介して互いに結合しているので、結合窓の位置や大きさを変えることにより、互いに隣り合う共振器間の結合度を調節することができる。
【００１７】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、互いに隣り合う前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器の距離を調節することにより結合度が調節されることを特徴とする。
【００１８】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、互いに隣り合う複数の半同軸金属共振器および複数の誘電体共振器の距離を調節することにより、共振器間の結合度を定め、所望のフィルタ特性を生成することが可能となる。
【００１９】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器のうちの少なくとも２以上が、前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器のうち隣接する３つの共振器と互いに電磁気的に結合するよう、結合窓が形成された導電性の壁により仕切られていることを特徴とする。
【００２０】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、隣り合い前後の段を形成する２つの半同軸金属共振器および誘電体共振器の結合に加え、前後の段以外の２つの共振器が結合する飛び越し結合を生じさせるので、通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めることができ、所望の周波数帯域外の電波を確実に減衰させることができる。また、通過帯域の前後における挿入損失が急激に高まるので、筐体に設置される共振器の数を減少させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、小型でありながら誘電体共振器のＱ値を劣化させることなく不要波を抑圧できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態の誘電体フィルタについて、図面を用いて説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る誘電体フィルタについて、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施の形態における誘電体フィルタの構成を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の１列目のフィルタ部分における断面図である。
【００２５】
本実施の形態に係る誘電体フィルタ１は、図１に示すように、６段フィルタとして機能するものであり、略直方体の形状を有する金属製の筐体２と、筒状の誘電体によって形成される誘電体共振器２１乃至２４と、半同軸金属共振器２５、２６と、半同軸金属共振器２５に電磁波を入力するための入力側コネクタ３と、半同軸金属共振器２６から電磁波を出力するための出力側コネクタ４とを備えている。
【００２６】
筐体２は、筐体本体２ａと、蓋部２ｂとによって構成されている。筐体本体２ａは、複数の円筒形の空洞をそれぞれ形成する複数の空洞内壁５１乃至５６を有している。これらの円筒形の空洞は、蓋部２ｂによって遮蔽されるようになっている。
【００２７】
誘電体共振器２１乃至２４と、半同軸金属共振器２５、２６は、複数の空洞内にその空洞内壁５１乃至５６から所定の空間をもってそれぞれ離隔して設置される。本発明においては、前述した空洞内壁５１乃至５６の空洞の半径および深さは、等しくてもよい。
【００２８】
ここで、図１に示す誘電体共振器２１乃至２４、半同軸金属共振器２５、２６および空洞内壁５１乃至５６は、筐体本体２ａに３個ずつ２列に並ぶよう配置される。この配置の場合、筐体２の体積がコンパクトになるとともに、入力側コネクタ３および出力側コネクタ４を筐体２の同一の側面に設置できて好適であるが、入力側コネクタ３および出力側コネクタ４の位置はこれに限定されない。なお、これらの共振器２１乃至２６は、２列以外の配列であってもよく、たとえば１列に並んでいてもよい。
【００２９】
誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６は、長手方向が互いに平行となるよう、筐体２の底面２ｃにねじ止めなど周知の手段により固定されている。また、これらの誘電体共振器２１乃至２４は、図示しない低誘電率の支持体によってそれぞれ支持されており、誘電体共振器２１乃至２４に励振された電磁波が、空洞内壁５１乃至５６を構成する金属壁によって減衰されないようになっている。
【００３０】
筐体本体２ａの空洞内壁５１乃至５６には、隣り合い前後の段を形成する２つの共振器を結合するための結合窓６１乃至６５が形成されている。本実施の形態においては、結合窓６１乃至６５は、隣り合う空洞内壁５１乃至５６により形成される境界部の上部に位置している。
【００３１】
半同軸金属共振器２５と誘電体共振器２１との間には、これらの共振器間の結合度を調整するための結合調整ねじ３１が設置されている。
【００３２】
同様に、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６のうち、互いに隣り合う共振器の間には、共振器間の結合度を調整するための結合調整ねじ３２乃至３５が設置されている。
【００３３】
結合調整ねじ３１乃至３５は、図２に示すように、筐体２を構成する蓋部２ｂに形成された貫通孔に挿入され、長手方向が各共振器の長手方向と略平行になるよう設置されている。この結合調整ねじ３１乃至３５は、筐体２の底面２ｃに対して垂直方向に摺動するようになっており、結合調整ねじ３１乃至３５の挿入深さに応じて各共振器の結合度が調整されるようになっている。
【００３４】
この結合調整ねじ３１乃至３５は、所望の挿入深さで固定するための固定部を有した結合度調整棒により構成されていてもよい。また、結合度調整棒の代わりに雄ねじを用い、筐体２の蓋部２ｂに雌ねじを形成することにより、各共振器２１乃至２６間の結合度がねじ送り機構により調節されるようにしてもよい。
【００３５】
誘電体フィルタ１は、さらに、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６の共振周波数を調整するための複数の周波数調整ねじ４１乃至４６を蓋部２ｂに有していてもよい。この場合、図２に示すように、各周波数調整ねじ４１乃至４６の中心軸が、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６の中心軸の延長線とそれぞれ重なるように設置する。周波数調整ねじ４１乃至４６とこれらの共振器２１乃至２６との間隔を調節することによって、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６の共振周波数をそれぞれ変化させることが可能となる。
【００３６】
本実施の形態においては、図２に示すように、半同軸金属共振器２５、２６の直径が、誘電体共振器２１乃至２４の直径よりも短くなるように構成されている。しかしながら、半同軸金属共振器２５、２６の直径と、誘電体共振器２１乃至２４の直径とは等しくてもよい。あるいは、半同軸金属共振器２５、２６の直径が、誘電体共振器２１乃至２４の直径よりも長くなってもよい。
【００３７】
半同軸金属共振器２５、２６は、例えば、黄銅、真鍮、アルミニウム、またはインバーなどの金属により形成された筒状の共振素子により構成されている。また、半同軸金属共振器２５、２６は、無負荷Ｑを高めるために銀メッキなどの処理が施されてもよい。同様に、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６が設置される筐体２の内面にも、これらの共振器の無負荷Ｑを高めるために銀メッキなどの処理が施されてもよい。
【００３８】
入力側コネクタ３は、ループ状の内部導体３ａを有している。入力側コネクタ３の内部導体３ａは、空洞内壁５１により形成される空洞内に設けられ、外部回路から伝搬された電磁波を誘電体共振器および半同軸金属共振器２１乃至２６に入力するようになっている。
【００３９】
同様に、出力側コネクタ４は、空洞内壁５６により形成される空洞内に設けられ、誘電体共振器および半同軸金属共振器２１乃至２６を通過した電磁波を外部回路に出力するようになっている。また、出力側コネクタ４は、入力側コネクタ３と同様にループ状の不図示の内部導体を有している。
【００４０】
また、図２に示すように、内部導体３ａは、空洞内壁５１により形成される空洞内において、半同軸金属共振器２５の長手方向と平行になっている。ここで、内部導体３ａの先端は、グランドとしての筐体２の底面２ｃにはんだ付けされていてもよい。あるいは、内部導体３ａの先端は、底面２ｃと接触せず先端が開放状態となるよう形成されていてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態のように、６段の共振器２１乃至２６のうち入力側コネクタ３および出力側コネクタ４とそれぞれ結合する１段目および６段目の共振器２１、２６が半同軸金属共振器により構成されている場合には、内部導体の先端が半同軸金属共振器にそれぞれはんだ付けされるよう構成してもよい。
【００４２】
上記のような構成を有する入力側コネクタ３を介して外部回路から誘電体フィルタ１に電磁波が入力されると、半同軸金属共振器２５には、準ＴＥＭモードの電磁波が励振される。半同軸金属共振器２５において励振された電磁波は、結合窓６１を介して、誘電体共振器２１を励振する。このとき、誘電体共振器２１の直径および空洞内壁５１との距離を調整することにより、誘電体共振器２１には準ＴＥＭモードと類似するモードが励振される。
【００４３】
図３は、共振器の動作モードを示す図であり、（ａ）は、半同軸金属共振器の動作モードを、（ｂ）は、誘電体共振器の動作モードを示す図である。
【００４４】
図３（ａ）に示すように、半同軸金属共振器には準ＴＥＭモードの電波が励振される。また、誘電体共振器の直径を調整することにより、誘電体共振器には、図３（ｂ）に示すように準ＴＥＭモードに類似したモードが励振される。
【００４５】
したがって、本実施の形態に係る誘電体フィルタ１は、モード変換に起因した伝搬損失が抑制され、良好な伝搬特性を得ることが可能となる。
【００４６】
以上のような構成を有することにより、本発明の誘電体フィルタ１は、誘電体共振器のみにより構成される場合と同様に、小型でありながら通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めることができるとともに、誘電体共振器のみにより構成される場合に発生するスプリアスなど通過帯域以外における不要波の透過を抑圧することができる。
【００４７】
また、半同軸金属共振器２５、２６と誘電体共振器２１乃至２４とを組み合わせた際に、これらの共振器間のモード変換に起因する損失が生じないので、良好な伝送特性を有することができる。
【００４８】
また、それぞれの半同軸金属共振器２５、２６および誘電体共振器２１乃至２４に対する周波数調整ねじ４１乃至４６が同一方向に設置されるので、小型で軽量にすることができる。
【００４９】
なお、以上の説明においては、誘電体フィルタ１が４つの誘電体共振器２１乃至２４と、２つの半同軸金属共振器２５、２６を備える場合について説明した。しかしながら、誘電体フィルタ１は、少なくとも１つの誘電体共振器と、少なくとも１つの半同軸金属共振器と、を備えていればよい。必要とする誘電体共振器の数および半同軸金属共振器の数は、誘電体フィルタの用途に応じて適宜変更するようにする。
【００５０】
また、以上の説明においては、入力側コネクタ３と結合する１段目の共振器と、出力側コネクタ４と結合する６段目の共振器が、半同軸金属共振器２５、２６により構成される場合について説明しているが、これに限定されず、１段目の共振器および６段目の共振器のうちの少なくともいずれか一方が誘電体共振器により構成されていてもよい。また、６段の共振器のうちいずれか１つが半同軸金属共振器により構成されていればよく、本実施の形態における１段目乃至６段目の共振器と、誘電体共振器および半同軸金属共振器との対応は、一例にすぎない。
【００５１】
なお、上述した実施の形態においては、半同軸金属共振器２５、２６が隣り合う１つの誘電体共振器と結合し、誘電体共振器２１乃至２４が隣り合う２つの共振器、すなわち前後の段同士で結合する場合について説明したが、これに限定されず、次に説明する第２の実施の形態ように、誘電体共振器２１乃至２４が前後の段以外の共振器とも結合するよう、隣り合う３つの共振器と結合してもよい。
【００５２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る誘電体フィルタについて、図４を参照して説明する。
【００５３】
なお、第２の実施の形態に係る誘電体フィルタ８１の構成は、上述の第１の実施の形態に係る誘電体フィルタ１の構成とほぼ同様であり、各構成要素については、図１に示した第１の実施の形態と同様の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
【００５４】
図４において、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６間の矢印Ａは、これらの共振器２１乃至２６のうち、互いに前後の段を形成している隣り合う２つの共振器間における電磁気的な結合を表わしている。
【００５５】
本実施の形態における誘電体フィルタ８１は、隣り合う共振器間の結合窓のほかに、誘電体共振器２１と誘電体共振器２４とを電磁気的に結合するための結合窓など、互いに前後の段を形成していない誘電体共振器間の結合窓を有し、図４に矢印Ｂで示す結合が生じるようになっている。すなわち、誘電体共振器２１および誘電体共振器２４は、隣接する３つの共振器と電磁気的に結合するようになっている。ここで、隣接する３つの共振器とは、その共振器に対して前後の段を構成する２つの共振器と、隣の列に形成された３つの共振器のうち最も近接した位置にある１つの共振器をいう。また、矢印Ｂに示すような互いに前後の段を形成していない共振器間における結合を、飛び越し結合という。
【００５６】
飛び越し結合を構成する共振器間の結合窓を有するフィルタは、通過帯域と遮断帯域との間の遷移領域において、伝送零点を含む伝送特性を有するので、急峻なカット特性を有する誘電体フィルタとして機能する。また、前後の段を形成していない共振器間の結合窓の位置を、誘電体共振器２１と誘電体共振器２４以外の誘電体共振器間の空洞内壁に形成することにより、伝送特性が、通過周波数帯に対して高周波数側あるいは低周波数側のみに伝送零点を有することもできる。
【００５７】
（実施例）
本発明に係る誘電体フィルタの伝送特性を図５乃至図７に示す。
【００５８】
図５は、本発明の誘電体フィルタの伝送特性を示すグラフである。本実施例においては、第２の実施の形態に示した誘電体フィルタ８１を使用した。
【００５９】
図５において、実線７１は、本発明に係る誘電体フィルタの伝送特性を示す。また、比較のため、誘電体共振器のみにより構成された従来の誘電体フィルタの伝送特性を破線７２に示す。
【００６０】
破線７２が示すように、従来の誘電体フィルタにおいては、２．６ＧＨｚ付近の通過帯域のみならず、３．３ＧＨｚ付近や４ＧＨｚ付近など、通過帯域以外においても伝送特性が上昇する周波数帯域を有しており、これらの周波数帯の不要波が誘電体フィルタに入力された場合には、十分に減衰されずに出力されることとなり、スプリアスの発生などを生じる結果となる。
【００６１】
これに対し、実線７１が示すように、本発明に係る誘電体フィルタ８１の伝送特性は、２．６ＧＨｚ以外の周波数帯域以外においては十分低くなっている。したがって、誘電体フィルタ８１に所望の周波数帯域以外の不要波が入力された場合においても、この不要波は誘電体フィルタ８１により確実に減衰されることとなる。
【００６２】
図６は、通過周波数帯域の近傍における誘電体フィルタの伝送特性および反射特性を示すグラフである。
【００６３】
図６において、実線７４は、本発明に係る誘電体フィルタの伝送特性を示す。また、破線７５は、本発明に係る誘電体フィルタの反射特性を示す。
【００６４】
実線７４が示すように、誘電体フィルタ８１の伝送特性は、通過帯域７６の近傍においては０ｄＢに近い良好な値となっている。また、通過帯域７６における反射特性も、破線７５が示すように、−２０ｄＢ以下と十分小さい値を得られている。
【００６５】
図７は、通過周波数帯域における誘電体フィルタの伝送特性を示すグラフである。
【００６６】
図７において、実線７７は、本発明に係る誘電体フィルタの伝送特性を示す。また、比較のため、半同軸金属共振器のみにより構成された従来のフィルタの伝送特性を破線７８に示す。
【００６７】
実線７７に示すように、本発明に係る誘電体フィルタ８１の伝送特性は、２．５８ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚのほぼすべての帯域において−０．５ｄＢ以上となる良好な伝送特性を有している。また、破線７８に示すように、従来の半同軸金属共振器のみにより構成されたフィルタは、２．５８ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚのほぼすべての帯域において−１ｄＢ程度となる伝送特性を有している。したがって、本発明に係る誘電体フィルタ８１は、半同軸金属共振器のみにより構成された従来のフィルタと同様に不要波を抑圧する特性を有し、かつ、従来の誘電体フィルタと同様に挿入損失が小さく良好な伝送特性を有していることが確認された。
【００６８】
以上のように、本発明の誘電体フィルタ８１は、上述した第１の実施の形態に係る誘電体フィルタ１の効果を有するのみならず、隣り合い前後の段を形成する２つの半同軸金属共振器２５、２６および誘電体共振器２１乃至２４の結合に加え、前後の段以外の２つの共振器が結合する飛び越し結合を生じさせるので、伝送零点の形成により通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めることができ、所望の周波数帯域外の電波を確実に減衰させることができる。また、通過帯域の前後における挿入損失が急激に高まるので、筐体に設置される共振器の数を減少させることができる。
【００６９】
なお、以上の説明においては、筐体２内に主として誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６が設置される場合について説明したが、これに限定されず、筐体２内に増幅回路や変復調回路などフィルタ以外の機能を有する回路が形成されていてもよい。
【００７０】
また、以上の説明においては、隣り合う共振器間の空洞内壁の上部に結合窓が形成される場合について説明したが、これに限定されず、結合窓が隣り合う共振器間の空洞内壁の下部に形成されていてもよい。あるいは、結合窓が隣り合う共振器間の空洞内壁を上下方向に貫くように形成されていてもよい。この場合、隣り合う共振器間の結合度は、形成された窓の幅に応じて定められる。
【００７１】
また、互いに隣り合う半同軸金属共振器２５、２６および誘電体共振器２１乃至２４の距離を調節することにより結合度を調節するようにしてもよい。
【００７２】
また、以上の説明においては、誘電体共振器および半同軸金属共振器のいずれもが円筒形を有する場合について説明した。しかしながら、半同軸金属共振器が円筒形以外の形状を有していてもよい。
【００７３】
図８は、本発明の半同軸金属共振器のその他の形状例を模式的に示す断面図であり、入力側コネクタ３側から１列目の共振器を見た図である。図８に示すように、半同軸金属共振器８３は、ステップ形状を有している。また、誘電体共振器８４は、上記の実施の形態と同様に円筒形を有している。
【００７４】
また、以上の説明においては、結合調整ねじ３１乃至３５が各共振器の間に設置される場合について説明した。しかしながら、結合調整ねじは、必ずしもすべての共振器間に設置される必要はなく、必要に応じて筐体２の蓋部２ｂに設置すればよい。
【００７５】
また、以上の説明においては、周波数調整ねじ４１乃至４６が誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６のそれぞれの上部に設置される場合について説明した。しかしながら、周波数調整ねじは、必ずしもこれらの共振器のすべての上部に設置されていなくてもよい。また、誘電体フィルタの周波数調整が不要である場合には、筐体２に周波数調整ねじを設置しなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明に係る誘電体フィルタは、小型で誘電体共振器のＱ値を劣化させることなく不要波を抑圧できるという効果を有し、通信分野などに適用することができるという効果を有する誘電体フィルタとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における誘電体フィルタの構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の１列目のフィルタ部分における断面図である。
【図３】共振器の動作モードを示す図であり、（ａ）は、半同軸金属共振器の動作モードを、（ｂ）は、誘電体共振器の動作モードを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における誘電体フィルタの構成を示す回路図である。
【図５】本発明の誘電体フィルタの伝送特性を示すグラフである。
【図６】通過周波数帯域の近傍における誘電体フィルタの伝送特性および反射特性を示すグラフである。
【図７】通過周波数帯域における誘電体フィルタの伝送特性を示すグラフである。
【図８】本発明の半同軸金属共振器のその他の形状例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 誘電体フィルタ
２ 筐体
２ａ 筐体本体
２ｂ 蓋部
３ 入力側コネクタ
３ａ 内部導体
４ 出力側コネクタ
２１乃至２４ 誘電体共振器
２５、２６ 半同軸金属共振器
３１乃至３５ 結合調整ねじ（結合調整素子）
４１乃至４６ 周波数調整ねじ（周波数調整素子）
５１乃至５６ 空洞内壁
６１乃至６５ 結合窓
８１ 誘電体フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体フィルタに関するものであり、特に半同軸金属共振器と組み合わされた誘電体フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電話、移動体通信、テレビ中継などの通信回線は、マイクロ波を利用しており、これらの通信回線は、電波としてのマイクロ波を送受信するための基地局を備えている。この基地局においては、所望の周波数帯の電波のみを通過させ、不要な周波数帯の電波を除去するためのフィルタが設置されている。
【０００３】
従来、この種のフィルタとして、小型で低損失な特性を有する誘電体フィルタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この従来の誘電体フィルタは、導電性の筐体により形成された閉空間内に設置される複数の誘電体共振器を備えている。これらの誘電体共振器は、互いに仕切りで離隔されており、仕切りに形成された結合窓を介して電磁気的に結合するようになっている。
【０００５】
また、導電性の筐体には、結合用プローブが接続された入出力コネクタが設置されており、筐体の外部から伝搬したマイクロ波は、結合用プローブにより誘電体共振器と磁界結合し、誘電体共振器の内部に電界を発生させ、誘電体共振器を励振するようになっている。
【０００６】
このような構成により、従来の誘電体フィルタは、誘電体共振器が高いＱ値を有しているので、小型でありながら通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めるようになっていた。
【特許文献１】特開２００２−３５９５０２号公報
【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、特許文献１に示す誘電体フィルタは、誘電体共振器の特性に起因して、スプリアスの発生など周波数帯域以外の不要波を透過させやすいという問題があった。また、透過する不要波の周波数帯を所望の周波数帯から遠ざけるよう誘電体共振器の形状を変更すると、誘電体共振器のＱ値が劣化してしまっていた。また、誘電体共振器の形状を変更せず、この不要波を除去するためのフィルタを設置する場合には、誘電体フィルタが大型になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、小型でありながら誘電体共振器のＱ値を劣化させることなく不要波を抑圧できる誘電体フィルタ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】
本発明の誘電体フィルタは、閉空間を形成する導電性の筐体と、前記筐体内に設置され互いに離間して設置された複数の誘電体共振器と、を備えた誘電体フィルタにおいて、前記複数の誘電体共振器のいずれかとそれぞれ電磁的に結合するよう離間して配置された複数の半同軸金属共振器と、隣り合う前記複数の誘電体共振器および前記複数の半同軸金属共振器との間の結合度を調整する結合調整素子と、少なくとも１以上の前記誘電体共振器および前記半同軸金属共振器の上方に設置され共振周波数を調整する周波数調整素子と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、誘電体共振器のみにより構成される場合と同様に、小型でありながら通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めることができるとともに、誘電体共振器のみにより構成される場合に発生するスプリアスなど通過帯域以外における不要波の透過を抑圧することができる。
【００１１】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、前記誘電体共振器は、前記半同軸金属共振器と同一の動作モードとなる形状を有し、前記筐体は、前記半同軸金属共振器および前記誘電体共振器のうち少なくともいずれか一方を前記半同軸金属共振器の動作モードで励振するための入出力素子を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、半同軸金属共振器と誘電体共振器とを組み合わせた際に、これらの共振器間のモード変換に起因する損失が生じないので、良好な伝送特性を有することができる。
【００１３】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器は、前記閉空間を形成する前記筐体の内壁の同一面上に配置されることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、それぞれの半同軸金属共振器および誘電体共振器に対する周波数調整素子が同一方向に設置されるので、小型で軽量にすることができる。
【００１５】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、互いに隣り合う前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器は、結合度を調整するための結合窓が形成された導電性の壁により仕切られていることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、互いに隣り合う複数の半同軸金属共振器および複数の誘電体共振器が結合窓を介して互いに結合しているので、結合窓の位置や大きさを変えることにより、互いに隣り合う共振器間の結合度を調節することができる。
【００１７】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、互いに隣り合う前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器の距離を調節することにより結合度が調節されることを特徴とする。
【００１８】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、互いに隣り合う複数の半同軸金属共振器および複数の誘電体共振器の距離を調節することにより、共振器間の結合度を定め、所望のフィルタ特性を生成することが可能となる。
【００１９】
さらに、本発明の誘電体フィルタは、前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器のうちの少なくとも２以上が、前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器のうち隣接する３つの共振器と互いに電磁気的に結合するよう、結合窓が形成された導電性の壁により仕切られていることを特徴とする。
【００２０】
この構成により、本発明の誘電体フィルタは、隣り合い前後の段を形成する２つの半同軸金属共振器および誘電体共振器の結合に加え、前後の段以外の２つの共振器が結合する飛び越し結合を生じさせるので、通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めることができ、所望の周波数帯域外の電波を確実に減衰させることができる。また、通過帯域の前後における挿入損失が急激に高まるので、筐体に設置される共振器の数を減少させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、小型でありながら誘電体共振器のＱ値を劣化させることなく不要波を抑圧できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態の誘電体フィルタについて、図面を用いて説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る誘電体フィルタについて、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施の形態における誘電体フィルタの構成を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の１列目のフィルタ部分における断面図である。
【００２５】
本実施の形態に係る誘電体フィルタ１は、図１に示すように、６段フィルタとして機能するものであり、略直方体の形状を有する金属製の筐体２と、筒状の誘電体によって形成される誘電体共振器２１乃至２４と、半同軸金属共振器２５、２６と、半同軸金属共振器２５に電磁波を入力するための入力側コネクタ３と、半同軸金属共振器２６から電磁波を出力するための出力側コネクタ４とを備えている。
【００２６】
筐体２は、筐体本体２ａと、蓋部２ｂとによって構成されている。筐体本体２ａは、複数の円筒形の空洞をそれぞれ形成する複数の空洞内壁５１乃至５６を有している。これらの円筒形の空洞は、蓋部２ｂによって遮蔽されるようになっている。
【００２７】
誘電体共振器２１乃至２４と、半同軸金属共振器２５、２６は、複数の空洞内にその空洞内壁５１乃至５６から所定の空間をもってそれぞれ離隔して設置される。本発明においては、前述した空洞内壁５１乃至５６の空洞の半径および深さは、等しくてもよい。
【００２８】
ここで、図１に示す誘電体共振器２１乃至２４、半同軸金属共振器２５、２６および空洞内壁５１乃至５６は、筐体本体２ａに３個ずつ２列に並ぶよう配置される。この配置の場合、筐体２の体積がコンパクトになるとともに、入力側コネクタ３および出力側コネクタ４を筐体２の同一の側面に設置できて好適であるが、入力側コネクタ３および出力側コネクタ４の位置はこれに限定されない。なお、これらの共振器２１乃至２６は、２列以外の配列であってもよく、たとえば１列に並んでいてもよい。
【００２９】
誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６は、長手方向が互いに平行となるよう、筐体２の底面２ｃにねじ止めなど周知の手段により固定されている。また、これらの誘電体共振器２１乃至２４は、図示しない低誘電率の支持体によってそれぞれ支持されており、誘電体共振器２１乃至２４に励振された電磁波が、空洞内壁５１乃至５６を構成する金属壁によって減衰されないようになっている。
【００３０】
筐体本体２ａの空洞内壁５１乃至５６には、隣り合い前後の段を形成する２つの共振器を結合するための結合窓６１乃至６５が形成されている。本実施の形態においては、結合窓６１乃至６５は、隣り合う空洞内壁５１乃至５６により形成される境界部の上部に位置している。
【００３１】
半同軸金属共振器２５と誘電体共振器２１との間には、これらの共振器間の結合度を調整するための結合調整ねじ３１が設置されている。
【００３２】
同様に、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６のうち、互いに隣り合う共振器の間には、共振器間の結合度を調整するための結合調整ねじ３２乃至３５が設置されている。
【００３３】
結合調整ねじ３１乃至３５は、図２に示すように、筐体２を構成する蓋部２ｂに形成された貫通孔に挿入され、長手方向が各共振器の長手方向と略平行になるよう設置されている。この結合調整ねじ３１乃至３５は、筐体２の底面２ｃに対して垂直方向に摺動するようになっており、結合調整ねじ３１乃至３５の挿入深さに応じて各共振器の結合度が調整されるようになっている。
【００３４】
この結合調整ねじ３１乃至３５は、所望の挿入深さで固定するための固定部を有した結合度調整棒により構成されていてもよい。また、結合度調整棒の代わりに雄ねじを用い、筐体２の蓋部２ｂに雌ねじを形成することにより、各共振器２１乃至２６間の結合度がねじ送り機構により調節されるようにしてもよい。
【００３５】
誘電体フィルタ１は、さらに、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６の共振周波数を調整するための複数の周波数調整ねじ４１乃至４６を蓋部２ｂに有していてもよい。この場合、図２に示すように、各周波数調整ねじ４１乃至４６の中心軸が、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６の中心軸の延長線とそれぞれ重なるように設置する。周波数調整ねじ４１乃至４６とこれらの共振器２１乃至２６との間隔を調節することによって、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６の共振周波数をそれぞれ変化させることが可能となる。
【００３６】
本実施の形態においては、図２に示すように、半同軸金属共振器２５、２６の直径が、誘電体共振器２１乃至２４の直径よりも短くなるように構成されている。しかしながら、半同軸金属共振器２５、２６の直径と、誘電体共振器２１乃至２４の直径とは等しくてもよい。あるいは、半同軸金属共振器２５、２６の直径が、誘電体共振器２１乃至２４の直径よりも長くなってもよい。
【００３７】
半同軸金属共振器２５、２６は、例えば、黄銅、真鍮、アルミニウム、またはインバーなどの金属により形成された筒状の共振素子により構成されている。また、半同軸金属共振器２５、２６は、無負荷Ｑを高めるために銀メッキなどの処理が施されてもよい。同様に、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６が設置される筐体２の内面にも、これらの共振器の無負荷Ｑを高めるために銀メッキなどの処理が施されてもよい。
【００３８】
入力側コネクタ３は、ループ状の内部導体３ａを有している。入力側コネクタ３の内部導体３ａは、空洞内壁５１により形成される空洞内に設けられ、外部回路から伝搬された電磁波を誘電体共振器および半同軸金属共振器２１乃至２６に入力するようになっている。
【００３９】
同様に、出力側コネクタ４は、空洞内壁５６により形成される空洞内に設けられ、誘電体共振器および半同軸金属共振器２１乃至２６を通過した電磁波を外部回路に出力するようになっている。また、出力側コネクタ４は、入力側コネクタ３と同様にループ状の不図示の内部導体を有している。
【００４０】
また、図２に示すように、内部導体３ａは、空洞内壁５１により形成される空洞内において、半同軸金属共振器２５の長手方向と平行になっている。ここで、内部導体３ａの先端は、グランドとしての筐体２の底面２ｃにはんだ付けされていてもよい。あるいは、内部導体３ａの先端は、底面２ｃと接触せず先端が開放状態となるよう形成されていてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態のように、６段の共振器２１乃至２６のうち入力側コネクタ３および出力側コネクタ４とそれぞれ結合する１段目および６段目の共振器２１、２６が半同軸金属共振器により構成されている場合には、内部導体の先端が半同軸金属共振器にそれぞれはんだ付けされるよう構成してもよい。
【００４２】
上記のような構成を有する入力側コネクタ３を介して外部回路から誘電体フィルタ１に電磁波が入力されると、半同軸金属共振器２５には、準ＴＥＭモードの電磁波が励振される。半同軸金属共振器２５において励振された電磁波は、結合窓６１を介して、誘電体共振器２１を励振する。このとき、誘電体共振器２１の直径および空洞内壁５１との距離を調整することにより、誘電体共振器２１には準ＴＥＭモードと類似するモードが励振される。
【００４３】
図３は、共振器の動作モードを示す図であり、（ａ）は、半同軸金属共振器の動作モードを、（ｂ）は、誘電体共振器の動作モードを示す図である。
【００４４】
図３（ａ）に示すように、半同軸金属共振器には準ＴＥＭモードの電波が励振される。また、誘電体共振器の直径を調整することにより、誘電体共振器には、図３（ｂ）に示すように準ＴＥＭモードに類似したモードが励振される。
【００４５】
したがって、本実施の形態に係る誘電体フィルタ１は、モード変換に起因した伝搬損失が抑制され、良好な伝搬特性を得ることが可能となる。
【００４６】
以上のような構成を有することにより、本発明の誘電体フィルタ１は、誘電体共振器のみにより構成される場合と同様に、小型でありながら通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めることができるとともに、誘電体共振器のみにより構成される場合に発生するスプリアスなど通過帯域以外における不要波の透過を抑圧することができる。
【００４７】
また、半同軸金属共振器２５、２６と誘電体共振器２１乃至２４とを組み合わせた際に、これらの共振器間のモード変換に起因する損失が生じないので、良好な伝送特性を有することができる。
【００４８】
また、それぞれの半同軸金属共振器２５、２６および誘電体共振器２１乃至２４に対する周波数調整ねじ４１乃至４６が同一方向に設置されるので、小型で軽量にすることができる。
【００４９】
なお、以上の説明においては、誘電体フィルタ１が４つの誘電体共振器２１乃至２４と、２つの半同軸金属共振器２５、２６を備える場合について説明した。しかしながら、誘電体フィルタ１は、少なくとも１つの誘電体共振器と、少なくとも１つの半同軸金属共振器と、を備えていればよい。必要とする誘電体共振器の数および半同軸金属共振器の数は、誘電体フィルタの用途に応じて適宜変更するようにする。
【００５０】
また、以上の説明においては、入力側コネクタ３と結合する１段目の共振器と、出力側コネクタ４と結合する６段目の共振器が、半同軸金属共振器２５、２６により構成される場合について説明しているが、これに限定されず、１段目の共振器および６段目の共振器のうちの少なくともいずれか一方が誘電体共振器により構成されていてもよい。また、６段の共振器のうちいずれか１つが半同軸金属共振器により構成されていればよく、本実施の形態における１段目乃至６段目の共振器と、誘電体共振器および半同軸金属共振器との対応は、一例にすぎない。
【００５１】
なお、上述した実施の形態においては、半同軸金属共振器２５、２６が隣り合う１つの誘電体共振器と結合し、誘電体共振器２１乃至２４が隣り合う２つの共振器、すなわち前後の段同士で結合する場合について説明したが、これに限定されず、次に説明する第２の実施の形態ように、誘電体共振器２１乃至２４が前後の段以外の共振器とも結合するよう、隣り合う３つの共振器と結合してもよい。
【００５２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る誘電体フィルタについて、図４を参照して説明する。
【００５３】
なお、第２の実施の形態に係る誘電体フィルタ８１の構成は、上述の第１の実施の形態に係る誘電体フィルタ１の構成とほぼ同様であり、各構成要素については、図１に示した第１の実施の形態と同様の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
【００５４】
図４において、誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６間の矢印Ａは、これらの共振器２１乃至２６のうち、互いに前後の段を形成している隣り合う２つの共振器間における電磁気的な結合を表わしている。
【００５５】
本実施の形態における誘電体フィルタ８１は、隣り合う共振器間の結合窓のほかに、誘電体共振器２１と誘電体共振器２４とを電磁気的に結合するための結合窓など、互いに前後の段を形成していない誘電体共振器間の結合窓を有し、図４に矢印Ｂで示す結合が生じるようになっている。すなわち、誘電体共振器２１および誘電体共振器２４は、隣接する３つの共振器と電磁気的に結合するようになっている。ここで、隣接する３つの共振器とは、その共振器に対して前後の段を構成する２つの共振器と、隣の列に形成された３つの共振器のうち最も近接した位置にある１つの共振器をいう。また、矢印Ｂに示すような互いに前後の段を形成していない共振器間における結合を、飛び越し結合という。
【００５６】
飛び越し結合を構成する共振器間の結合窓を有するフィルタは、通過帯域と遮断帯域との間の遷移領域において、伝送零点を含む伝送特性を有するので、急峻なカット特性を有する誘電体フィルタとして機能する。また、前後の段を形成していない共振器間の結合窓の位置を、誘電体共振器２１と誘電体共振器２４以外の誘電体共振器間の空洞内壁に形成することにより、伝送特性が、通過周波数帯に対して高周波数側あるいは低周波数側のみに伝送零点を有することもできる。
【００５７】
（実施例）
本発明に係る誘電体フィルタの伝送特性を図５乃至図７に示す。
【００５８】
図５は、本発明の誘電体フィルタの伝送特性を示すグラフである。本実施例においては、第２の実施の形態に示した誘電体フィルタ８１を使用した。
【００５９】
図５において、実線７１は、本発明に係る誘電体フィルタの伝送特性を示す。また、比較のため、誘電体共振器のみにより構成された従来の誘電体フィルタの伝送特性を破線７２に示す。
【００６０】
破線７２が示すように、従来の誘電体フィルタにおいては、２．６ＧＨｚ付近の通過帯域のみならず、３．３ＧＨｚ付近や４ＧＨｚ付近など、通過帯域以外においても伝送特性が上昇する周波数帯域を有しており、これらの周波数帯の不要波が誘電体フィルタに入力された場合には、十分に減衰されずに出力されることとなり、スプリアスの発生などを生じる結果となる。
【００６１】
これに対し、実線７１が示すように、本発明に係る誘電体フィルタ８１の伝送特性は、２．６ＧＨｚ以外の周波数帯域以外においては十分低くなっている。したがって、誘電体フィルタ８１に所望の周波数帯域以外の不要波が入力された場合においても、この不要波は誘電体フィルタ８１により確実に減衰されることとなる。
【００６２】
図６は、通過周波数帯域の近傍における誘電体フィルタの伝送特性および反射特性を示すグラフである。
【００６３】
図６において、実線７４は、本発明に係る誘電体フィルタの伝送特性を示す。また、破線７５は、本発明に係る誘電体フィルタの反射特性を示す。
【００６４】
実線７４が示すように、誘電体フィルタ８１の伝送特性は、通過帯域７６の近傍においては０ｄＢに近い良好な値となっている。また、通過帯域７６における反射特性も、破線７５が示すように、−２０ｄＢ以下と十分小さい値を得られている。
【００６５】
図７は、通過周波数帯域における誘電体フィルタの伝送特性を示すグラフである。
【００６６】
図７において、実線７７は、本発明に係る誘電体フィルタの伝送特性を示す。また、比較のため、半同軸金属共振器のみにより構成された従来のフィルタの伝送特性を破線７８に示す。
【００６７】
実線７７に示すように、本発明に係る誘電体フィルタ８１の伝送特性は、２．５８ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚのほぼすべての帯域において−０．５ｄＢ以上となる良好な伝送特性を有している。また、破線７８に示すように、従来の半同軸金属共振器のみにより構成されたフィルタは、２．５８ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚのほぼすべての帯域において−１ｄＢ程度となる伝送特性を有している。したがって、本発明に係る誘電体フィルタ８１は、半同軸金属共振器のみにより構成された従来のフィルタと同様に不要波を抑圧する特性を有し、かつ、従来の誘電体フィルタと同様に挿入損失が小さく良好な伝送特性を有していることが確認された。
【００６８】
以上のように、本発明の誘電体フィルタ８１は、上述した第１の実施の形態に係る誘電体フィルタ１の効果を有するのみならず、隣り合い前後の段を形成する２つの半同軸金属共振器２５、２６および誘電体共振器２１乃至２４の結合に加え、前後の段以外の２つの共振器が結合する飛び越し結合を生じさせるので、伝送零点の形成により通過帯域の前後における挿入損失を急激に高めることができ、所望の周波数帯域外の電波を確実に減衰させることができる。また、通過帯域の前後における挿入損失が急激に高まるので、筐体に設置される共振器の数を減少させることができる。
【００６９】
なお、以上の説明においては、筐体２内に主として誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６が設置される場合について説明したが、これに限定されず、筐体２内に増幅回路や変復調回路などフィルタ以外の機能を有する回路が形成されていてもよい。
【００７０】
また、以上の説明においては、隣り合う共振器間の空洞内壁の上部に結合窓が形成される場合について説明したが、これに限定されず、結合窓が隣り合う共振器間の空洞内壁の下部に形成されていてもよい。あるいは、結合窓が隣り合う共振器間の空洞内壁を上下方向に貫くように形成されていてもよい。この場合、隣り合う共振器間の結合度は、形成された窓の幅に応じて定められる。
【００７１】
また、互いに隣り合う半同軸金属共振器２５、２６および誘電体共振器２１乃至２４の距離を調節することにより結合度を調節するようにしてもよい。
【００７２】
また、以上の説明においては、誘電体共振器および半同軸金属共振器のいずれもが円筒形を有する場合について説明した。しかしながら、半同軸金属共振器が円筒形以外の形状を有していてもよい。
【００７３】
図８は、本発明の半同軸金属共振器のその他の形状例を模式的に示す断面図であり、入力側コネクタ３側から１列目の共振器を見た図である。図８に示すように、半同軸金属共振器８３は、ステップ形状を有している。また、誘電体共振器８４は、上記の実施の形態と同様に円筒形を有している。
【００７４】
また、以上の説明においては、結合調整ねじ３１乃至３５が各共振器の間に設置される場合について説明した。しかしながら、結合調整ねじは、必ずしもすべての共振器間に設置される必要はなく、必要に応じて筐体２の蓋部２ｂに設置すればよい。
【００７５】
また、以上の説明においては、周波数調整ねじ４１乃至４６が誘電体共振器２１乃至２４および半同軸金属共振器２５、２６のそれぞれの上部に設置される場合について説明した。しかしながら、周波数調整ねじは、必ずしもこれらの共振器のすべての上部に設置されていなくてもよい。また、誘電体フィルタの周波数調整が不要である場合には、筐体２に周波数調整ねじを設置しなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明に係る誘電体フィルタは、小型で誘電体共振器のＱ値を劣化させることなく不要波を抑圧できるという効果を有し、通信分野などに適用することができるという効果を有する誘電体フィルタとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における誘電体フィルタの構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の１列目のフィルタ部分における断面図である。
【図３】共振器の動作モードを示す図であり、（ａ）は、半同軸金属共振器の動作モードを、（ｂ）は、誘電体共振器の動作モードを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における誘電体フィルタの構成を示す回路図である。
【図５】本発明の誘電体フィルタの伝送特性を示すグラフである。
【図６】通過周波数帯域の近傍における誘電体フィルタの伝送特性および反射特性を示すグラフである。
【図７】通過周波数帯域における誘電体フィルタの伝送特性を示すグラフである。
【図８】本発明の半同軸金属共振器のその他の形状例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 誘電体フィルタ
２ 筐体
２ａ 筐体本体
２ｂ 蓋部
３ 入力側コネクタ
３ａ 内部導体
４ 出力側コネクタ
２１乃至２４ 誘電体共振器
２５、２６ 半同軸金属共振器
３１乃至３５ 結合調整ねじ（結合調整素子）
４１乃至４６ 周波数調整ねじ（周波数調整素子）
５１乃至５６ 空洞内壁
６１乃至６５ 結合窓
８１ 誘電体フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉空間を形成する導電性の筐体と、前記筐体内に設置され互いに離間して設置された複数の誘電体共振器と、を備えた誘電体フィルタにおいて、
前記複数の誘電体共振器のいずれかとそれぞれ電磁的に結合するよう離間して配置された複数の半同軸金属共振器と、
隣り合う前記複数の誘電体共振器および前記複数の半同軸金属共振器との間の結合度を調整する結合調整素子と、
少なくとも１以上の前記誘電体共振器および前記半同軸金属共振器の上方に設置され共振周波数を調整する周波数調整素子と、を備えたことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項２】
前記誘電体共振器は、前記半同軸金属共振器と同一の動作モードとなる形状を有し、
前記筐体は、前記半同軸金属共振器および前記誘電体共振器のうち少なくともいずれか一方を前記半同軸金属共振器の動作モードで励振するための入出力素子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の誘電体フィルタ。
【請求項３】
前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器は、前記閉空間を形成する前記筐体の内壁の同一面上に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の誘電体フィルタ。
【請求項４】
互いに隣り合う前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器は、結合度を調整するための結合窓が形成された導電性の壁により仕切られていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の誘電体フィルタ。
【請求項５】
互いに隣り合う前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器の距離を調節することにより結合度が調節されることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の誘電体フィルタ。
【請求項６】
前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器のうちの少なくとも２以上が、前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器のうち隣接する３つの共振器と互いに電磁気的に結合するよう、結合窓が形成された導電性の壁により仕切られていることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の誘電体フィルタ。
【請求項１】
閉空間を形成する導電性の筐体と、前記筐体内に設置され互いに離間して設置された複数の誘電体共振器と、を備えた誘電体フィルタにおいて、
前記複数の誘電体共振器のいずれかとそれぞれ電磁的に結合するよう離間して配置された複数の半同軸金属共振器と、
隣り合う前記複数の誘電体共振器および前記複数の半同軸金属共振器との間の結合度を調整する結合調整素子と、
少なくとも１以上の前記誘電体共振器および前記半同軸金属共振器の上方に設置され共振周波数を調整する周波数調整素子と、を備えたことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項２】
前記誘電体共振器は、前記半同軸金属共振器と同一の動作モードとなる形状を有し、
前記筐体は、前記半同軸金属共振器および前記誘電体共振器のうち少なくともいずれか一方を前記半同軸金属共振器の動作モードで励振するための入出力素子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の誘電体フィルタ。
【請求項３】
前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器は、前記閉空間を形成する前記筐体の内壁の同一面上に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の誘電体フィルタ。
【請求項４】
互いに隣り合う前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器は、結合度を調整するための結合窓が形成された導電性の壁により仕切られていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の誘電体フィルタ。
【請求項５】
互いに隣り合う前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器の距離を調節することにより結合度が調節されることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の誘電体フィルタ。
【請求項６】
前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器のうちの少なくとも２以上が、前記複数の半同軸金属共振器および前記複数の誘電体共振器のうち隣接する３つの共振器と互いに電磁気的に結合するよう、結合窓が形成された導電性の壁により仕切られていることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の誘電体フィルタ。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−９８６７３（Ｐ２０１０−９８６７３Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６９８６２（Ｐ２００８−２６９８６２）
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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