JP3072282B2 - 帯域通過フィルタ - Google Patents
帯域通過フィルタInfo
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Description
び帯域通過フィルタに係わり、特に、電気的損失の小さ
い誘電体共振器、通過帯域内において群遅延時間偏差特
性が良好で、減衰特性の急峻な群遅延時間補償形帯域通
過フィルタ、および、従来より減衰量の大きい帯域通過
フィルタに関する。
帯域通過フィルタ(以下、BPFと称する。)の概略構
成を示す斜視図であり、図27は、図26に示すA−
A’切断線で切断した断面を示す断面図である。図2
6、図27において、1はTE11カットオフ導波管より
成る外部導体、2a〜2cは隔壁、3は入力(または出
力)端子、4は出力(または入力)端子、5a〜5dは
Vモード周波数調整ネジ、6a〜6dはHモード周波数
調整ネジ、7a〜7dは結合調整ネジ、8は入力(また
は出力)結合ループ、9は出力(または入力)結合ルー
プ、10a〜10dはデュアルモード誘電体共振器、1
1a〜11dは各誘電体共振器(10a〜10d)の支
持体、12a〜12eは隔壁(2a〜2c)に形成され
た容量性結合窓である。
整ネジ(5a〜5d)、Hモード周波数調整ネジ(6a
〜6d)、および結合調整ネジ(7a〜7d)の関係を
示す図であり、図28(a)は図27に示すB−B’切
断線、図28(b)は図27に示すC−C’切断線、図
28(c)は図27に示すD−D’切断線、図28
(e)は図27に示すE−E’切断線で切断した断面を
示す断面図である。図28に示すように、Vモード周波
数調整ネジ(5a〜5d)、およびHモード周波数調整
ネジ(6a〜6d)は、それぞれの軸方向が90°の角
度差を有するように設けられ、また、結合調整ネジ(7
a〜7d)は、Vモード周波数調整ネジ(5a〜5d)
の軸方向に対して、±45°の角度差を有するように設
けられる。
PFの等価回路を示す回路図である。同図において、R
S1は、誘電体共振器10aのVモード共振回路、RS
2は、誘電体共振器10aのHモード共振回路であり、
同様に、RS3は、誘電体共振器10bのHモード共振
回路、RS4は、誘電体共振器10bのVモード共振回
路、RS5は、誘電体共振器10cのVモード共振回
路、RS6は、誘電体共振器10cのHモード共振回
路、RS7は、誘電体共振器10dのHモード共振回
路、RS8は、誘電体共振器10dのVモード共振回路
である。また、L1V〜L4V、およびL1H〜L4Hは、各共
振回路(RS1〜RS8)を構成するインダクス成分、
C1V〜C4V、およびC1H〜C4Hは、各共振回路(RS1
〜RS8)を構成する容量成分である。M01は、入力
(または出力)結合ループ8と、誘電体共振器10aの
Vモード共振回路(RS1)とを磁気結合する磁気結合
回路、M02は、出力(または入力)結合ループ9と、誘
電体共振器10dのVモード共振回路(RS8)とを磁
気結合する磁気結合回路である。また、C12は、誘電体
共振器10aのVモード共振回路(RS1)とHモード
共振回路(RS2)とを容量結合する容量結合回路、C
34は、誘電体共振器10bのHモード共振回路(RS
3)とVモード共振回路(RS4)とを容量結合する容
量結合回路、C56は、誘電体共振器10cのVモード共
振回路(RS5)とHモード共振回路(RS6)とを容
量結合する容量結合回路、C78は、誘電体共振器10d
のHモード共振回路(RS7)とVモード共振回路(R
S8)とを容量結合する容量結合回路である。この容量
結合回路(C12,C34,C56,C78)による結合量は、
結合調整ネジ(7a〜7d)で調整することができる。
て、第1の隔壁2aに設けられた第1の容量性結合窓1
2aは、第1の誘電体共振器10aのHモード共振回路
(RS2)と第2の誘電体共振器10bのHモード共振
回路(RS3)とを容量結合し、同様に、第1の隔壁2
aに設けられた第2の容量性結合窓12bは、第1の誘
電体共振器10aのVモード共振回路(RS1)と第2
の誘電体共振器10bのVモード共振回路(RS4)と
を容量結合する。第2の隔壁2bに設けられた第3の容
量性結合窓12cは、第2の誘電体共振器10bのVモ
ード共振回路(RS4)と第3の誘電体共振器10cの
Vモード共振回路(RS5)とを容量結合する。第3の
隔壁2cに設けられた第4の容量性結合窓12dは、第
3の誘電体共振器10cのHモード共振回路(RS6)
と第4の誘電体共振器10dのHモード共振回路(RS
7)とを容量結合し、同様に、第3の隔壁2cに設けら
れた第5の容量性結合窓12eは、第3の誘電体共振器
10cのVモード共振回路(RS5)と第4の誘電体共
振器10dのVモード共振回路(RS8)とを容量結合
する。
に設けられた第1の容量性結合窓12aによる容量結合
回路、C14は、第1の隔壁2aに設けられた第2の容量
性結合窓12bによる容量結合回路である。同様に、C
67は、第3の隔壁2cに設けられた第4の容量性結合窓
12dによる容量結合回路、C58は、第3の隔壁2cに
設けられた第5の容量性結合窓12eによる容量結合回
路であり、C45は、第2の隔壁2bに設けられた第3の
容量性結合窓12cによる容量結合回路である。この容
量結合回路(C14,C23,C45,C58,C67)による結
合量は、隔壁(2a〜2c)に設けられた容量性結合窓
(12a〜12e)の大きさで調整することができる。
の周波数に同調するように、各Vモード周波数調整ネジ
(5a〜5d)およびHモード周波数調整ネジ(6a〜
6d)が調整されているものとして、この従来のBPF
の動作を簡単に説明する。この従来のBPFでは、入力
(または出力)端子4から入力された高周波電力が、磁
気結合回路M01により、誘電体共振器10aのVモード
共振回路(RS1)と磁気結合され、これにより、共振
回路(RS1)が励振される。また、共振回路(RS
1)の共振電界の一部は、結合調整ネジ7aにより、誘
電体共振器10aのHモード共振回路(RS2)と容量
結合され、共振回路(RS2)が励振される。共振回路
(RS2)の共振電界の一部は、隔壁2aに設けられた
容量性結合窓12aにより、誘電体共振器10bのHモ
ード共振回路(RS3)と容量結合され、共振回路(R
S3)が励振される。
結合調整ネジ7bにより、誘電体共振器10bのVモー
ド共振回路(RS4)と容量結合され、共振回路(RS
4)が励振される。この時、結合調整ネジ(7a,7
b)の設置位置を、共振回路(RS1)に生じる共振電
界ベクトルと、共振回路(RS4)に生じる共振電界ベ
クトルとの向きが180°異なるように選択し、共振回
路(RS1)と共振回路(RS4)とを、隔壁2aに設
けられた容量性結合窓12bにより容量結合する。
合回路(C12)→共振回路(RS2)→容量結合回路
(C23)→共振回路(RS3)→容量結合回路(C34)
→共振回路(RS4)からなる経路で共振回路(RS
4)に生じる電磁界と、共振回路(RS1)→容量結合
回路(C14)→共振回路(RS4)からなる経路で共振
回路(RS4)に生じる電磁界とを逆位相とすることが
できる。そのため、その通過帯域外(減衰域)で、両電
磁界の振幅が、互いに等しくなる一対の周波数におい
て、減衰極(減衰ポール)が発生する。同様に、共振回
路(RS5)→容量結合回路(C56)→共振回路(RS
6)→容量結合回路(C67)→共振回路(RS7)→容
量結合回路(C78)→共振回路(RS8)からなる経路
で共振回路(RS8)に生じる電磁界と、共振回路(R
S5)→容量結合回路(C58)→共振回路(RS8)か
らなる経路で共振回路(RS8)に生じる電磁界とを逆
位相とすることができるため、その通過帯域外(減衰
域)で、両電磁界の振幅が、互いに等しくなる一対の周
波数において、減衰極(減衰ポール)が発生する。この
ように、従来のBPFは、容量性結合回路(C12,
C23,C34,C14,C56,C67,C78,C58)の値を調
整することにより、2対有極チェビシュフ形の帯域通過
フィルタとなる。
示す従来の誘電体共振器を用いたBPFは、誘電体共振
器(10a〜10d)が直列に4個縦続接続されてお
り、その長軸方向の長さが大きいため、このBPFを垂
直に、または水平に設置して収納する容器が大きくなる
という問題点があった。また、前記図26〜図29に示
す従来の誘電体共振器を用いたBPFにおいて、減衰極
を3対設けることにより減衰量を大きくすることができ
るが、前記図26〜図29に示す従来の誘電体共振器を
用いたBPFにおいては、その構造上、3対有極チェビ
シュフ形の帯域通過フィルタを構成することができない
という問題点があった。一方、これから開始されるデジ
タルテレビの信号は、セグメント数(13セグメント)
が多く、また、セグメント間隔が狭い(432KHz)
ために目的信号波の近傍にIM波が多数発生する。ま
た、変調方式により、使用するBPFには、通過帯域内
の振幅偏差、群遅延時間偏差が少なくて、減衰特性の急
峻な周波数特性のBPFが要求される。しかしながら、
前記図26〜図29に示す従来の誘電体共振器を用いた
BPFは2対有極チェビシュフ形の帯域通過フィルタで
あり、アナログテレビの信号等の減衰特性を重視したB
PFに適しているが、通過帯域内の振幅偏差、群遅延時
間偏差が大きく、前記したような周波数特性が要求され
るデジタルテレビの信号用のBPFに適していないとい
う問題点があった。
器(10a〜10d)は、誘電体共振器(10a〜10
d)より誘電率の低い誘電体材料で構成される支持体
(11a〜11d)により、外部導体1に固定される。
そのため、図30に示すように、支持体11を構成する
誘電体材料により容量(C11)と、支持体11を構成す
る誘電体材料の誘電体損失により抵抗(R11)とが、誘
電体共振器10の角部に生じることになる。この容量
(C11)と抵抗(R11)は、誘電体共振器10の無負荷
Qを低下させる原因となり、結果的にBPFの電気的特
性を劣化させることになる。このように、従来の誘電体
共振器を用いたBPFにおいては、各誘電体共振器(1
0a〜10d)を支持する支持体(11a〜11d)に
より、不要な容量(C11)と抵抗(R11)とが生じ、こ
れにより、BPFの電気的特性を劣化させるという問題
点があった。
るためになされたものであり、本発明の目的は、通過帯
域内の振幅偏差、および群遅延時間偏差を少なくするこ
とが可能な誘電体共振器を用いた帯域通過フィルタを提
供することにある。また、本発明の他の目的は、帯域通
過フィルタを設置するための設置スペースを小さくする
ことが可能な誘電体共振器を用いた帯域通過フィルタを
提供することにある。
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。
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。
誘電体共振器を一直線状に配置して成る帯域通過フィル
タであって、第2のデュアルモード誘電体共振器と第3
のデュアルモード誘電体共振器との間に、第2のデュア
ルモード誘電体共振器の第1モード共振回路と第3のデ
ュアルモード誘電体共振器の第1モード共振回路とを容
量結合する第3の容量性結合窓が形成された第2の隔壁
を設けるとともに、前記各デュアルモード誘電体共振器
毎に設けられ、前記各デュアルモード誘電体共振器の第
1モード共振回路と第2モード共振回路との間の結合容
量を調整する第1ないし第4の結合調整ネジの設置位置
を調整し、さらに、第3のデュアルモード誘電体共振器
と前記第4のデュアルモード誘電体共振器との間に設け
られる第3の隔壁に形成された第4の容量性結合窓の大
きさを調整し、通過帯域内の振幅偏差および群遅延時間
偏差を少なくしたことを特徴とする。
電体共振器をコの字状に配置して成る帯域通過フィルタ
であって、第2のデュアルモード誘電体共振器と第3の
デュアルモード誘電体共振器とを容量素子により容量結
合するとともに、前記各デュアルモード誘電体共振器毎
に設けられ、前記各デュアルモード誘電体共振器の第1
モード共振回路と第2モード共振回路との間の結合容量
を調整する第1ないし第4の結合調整ネジの設置位置を
調整し、さらに、第1のデュアルモード誘電体共振器と
前記第2のデュアルモード誘電体共振器との間、および
第3のデュアルモード誘電体共振器と前記第4のデュア
ルモード誘電体共振器との間に設けられる隔壁に形成さ
れた第3の容量性結合窓の大きさを調整し、通過帯域内
の振幅偏差および群遅延時間偏差を少なくしたことを特
徴とする。
電体共振器と第4のデュアルモード誘電体共振器とをU
字状のループ素子により磁気結合したことを特徴とす
る。
施の形態を詳細に説明する。
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。
実施の形態1の誘電体共振器を用いた群遅延時間補償型
帯域通過フィルタ(以下、BPFと称する。)の概略構
成を示す要部断面図である。なお、図1は、前記図27
と同一箇所の断面図であり、図2(a)は図1に示すB
−B’切断線、図2(b)は図1に示すC−C’切断
線、図2(c)は図1に示すD−D’切断線、図2
(e)は図1に示すE−E’切断線で切断した断面を示
す断面図である。
ローブ、20a〜20dは誘電体共振器であり、その他
の符号は、前記図26、図27、図28と同じである。
図3は、本実施の形態の誘電体共振器20を説明するた
めの要部断面図であり、同図に示すように、本実施の形
態の誘電体共振器20は、誘電体共振器素子21と、誘
電体共振器素子21と同一材料で一体に作成される支持
柱部22および支持部23とを備える。この支持柱部2
2の直径(D1)、および支持柱部22の軸長(L1)
は、下記(1)式を満足するような値とされる。
共振器素子21の軸長である。支持柱部22の寸法を、
前記(1)式を満足する値とすることにより、支持柱部
22は、カットオフ周波数の波長(カットオフ波長;λ
C )以下の寸法となるので、誘電体共振器素子21内の
電磁界は、この支持柱部22に入り込むことがなくな
る。これにより、支持柱部22を誘電体共振器素子21
から分離できるので、支持柱部22は単純な支持柱部と
なる。
を説明するための図であり、同図(a)は、誘電体共振
器素子21の要部断面図、同図(b)は、同図(a)に
示すF−F’切断線で切断した断面を示す断面図であ
る。なお、図4において、実線は電界(E)を、破線は
磁界(H)を表している。この図4から理解できるよう
に、支持柱部22は、電界(E)・磁界(H)に対し
て、直角方向になるように設けられるので、電気的損失
を小さくすることができる。また、誘電体共振器素子2
1、支持部23および支持柱部22は、同一材料で一体
に作成することができるので、BPFの信頼度を向上さ
せることが可能となる。さらに、従来のBPFのよう
に、誘電体共振器(10a〜10d)を支持する支持体
(11a〜11d)を必要としないので、部品点数を削
減することができるばかりでなく、接着等の組立工程も
削減することができるので、BPFのコストも削減する
ことが可能となる。なお、本実施の形態の誘電体共振器
20は、支持部23をネジ等で隔壁2に固定することに
より、誘電体共振器素子21および支持柱部22が隔壁
2に取り付けられる。このように、本実施の形態の誘電
体共振器20を使用することにより、電的的損失が小さ
く、信頼度が高いBPFを構成することができる。
は、隔壁2cに設けられた容量性結合窓12eの大き
さ、および、結合調整ネジ7dの設置位置が、図27に
示す従来のBPFと相違する。前記したように、図26
〜図29に示す従来の誘電体共振器を用いたBPFは、
2対有極チェビシュフ形の帯域通過フィルタであり、こ
のような二対の減衰極を有する帯域通過フィルタは、図
31に示すように、減衰量は大きいが、図32に示すよ
うに、通過帯域内の振幅偏差が大きく、同時に、図33
に示すように、通過帯域内の群遅延時間(τ)の群遅延
時間偏差が大きいという欠点があった。これに対して、
本実施の形態の群遅延時間補償型BPFでは、隔壁2c
に設けられた容量性結合窓12eの大きさが大きく、ま
た、結合調整ネジ7dが、Vモード周波数調整ネジ5d
の軸方向に対して、−45°の角度差を有するように設
けられる。図5は、本実施の形態の群遅延時間補償型B
PFの等価回路を示す回路図であり、同図において、C
01は、入出力結合プローブ14と誘電体共振器10aの
Vモード共振回路(RS1)とを容量結合する容量結合
回路である。図5に示す等化回路と、図29に示す等化
回路とは、その基本的回路構成は同じである。しかしな
がら、本実施の形態の群遅延時間補償型BPFでは、結
合調整ネジ7dと結合調整ネジ7cの軸方向が同一され
ているので、共振回路(RS5)に生じる共振電界ベク
トルと、共振回路(RS8)に生じる共振電界ベクトル
との向きが同相となる。
合回路(C56)→共振回路(RS6)→容量結合回路
(C67)→共振回路(RS7)→容量結合回路(C78)
→共振回路(RS8)からなる経路で共振回路(RS
8)に生じる電磁界と、共振回路(RS5)→容量結合
回路(C58)→共振回路(RS8)からなる経路で共振
回路(RS8)に生じる電磁界とを、同相とすることが
できる。一方、通過域においては、共振回路(RS5)
→容量結合回路(C56)→共振回路(RS6)→容量結
合回路(C67)→共振回路(RS7)→容量結合回路
(C78)→共振回路(RS8)からなる経路で共振回路
(RS8)に生じる電磁界と、共振回路(RS5)→容
量結合回路(C58)→共振回路(RS8)からなる経路
で共振回路(RS8)に生じる電磁界とは、中心周波数
の近辺においては、互いに打ち消し合い、通過域のバン
ドエッジ付近では互いに加わり合う傾向を示し、通過域
内の振幅特性の偏差が小さくなる。また、同様に、通過
帯域内の群遅延時間(τ)の群遅延時間の偏差も小さく
なる。即ち、本実施の形態の群遅延時間補償型BPF
は、図6に示すように、その振幅特性において、減衰極
は一対に限定され、また、減衰量は小さくなるが、図7
に示すように、通過帯域内の振幅偏差を小さく、同時
に、図8に示すように、通過帯域内の群遅延時間偏差を
小さくすることが可能となる。
合回路C58の値により調整可能であり、容量結合回路C
58による群遅延時間の補償量が最適の大きさより小さい
と、補償量が少なくなべ底形に近い群遅延時間特性とな
る。この状態の群遅延時間特性を図9に示す。容量結合
回路C58による群遅延時間の補償量が最適の大きさのと
きには、群遅延時間特性の平坦部が一番広くなる。この
状態の群遅延時間特性を図10に示す。容量結合回路C
58による群遅延時間の補償量が最適の大きさより大きい
と、補償量が過補償となる。図8に示すグラフが、この
状態の群遅延時間特性を示している。BPFの通過帯域
内において、ある程度の許容リップル的な群遅延時間特
性を許容することが可能であれば、過補償形の群遅延時
間補償型BPFが最も群遅延時間特性は広くなる。
償型BPFによれば、通過帯域内の振幅偏差を小さく、
通過帯域内の群遅延時間偏差を小さくすることが可能と
なる。なお、本実施の形態の群遅延時間補償型BPFに
おいて、支持体11による電気的特性の劣化が許容範囲
内であれば、従来の誘電体共振器10を使用することも
可能である。また、本実施の形態の群遅延時間補償型B
PFにおいて、共振回路(RS1)に生じる共振電界ベ
クトルと、共振回路(RS4)に生じる共振電界ベクト
ルとの向きが同相となるように、結合調整ネジ(7a,
7b)を取り付け、さらに、隔壁2aに設けられた容量
性結合窓12bの大きさを調整するようにしてもよい。
の形態2の誘電体共振器を用いた群遅延時間補償型BP
Fの正面を示す正面図、図12は、図11に示すG−
G’切断線で切断した断面を示す断面図である。図1
1、図12において、30は第1の容量素子、31はU
字型の結合ループ素子、32は隔壁であり、その他の符
号は、前記図1、図27と同様である。
は、誘電体共振器(20c,20d)の上に誘電体共振
器(20a,20b)を配置することにより、4個の誘
電体共振器(20a〜20d)を垂直方向にコの字状に
配置し、また、誘電体共振器20bと誘電体共振器20
cとを容量結合板からなる第1の容量素子30で容量結
合し、さらに、誘電体共振器20aと誘電体共振器20
dとをU字型の結合ループ素子31で磁気結合したもの
である。なお、図示は省略しているが、本実施の形態の
群遅延時間補償型BPFにおいても、結合調整ネジ7d
が、Vモード周波数調整ネジ5dの軸方向に対して、−
45°の角度差を有するように設けられる。
型BPFの等価回路を示す回路図である。本実施の形態
の群遅延時間補償型BPFにおいて、隔壁32に設けら
れた容量性結合窓33aは、誘電体共振器20aのHモ
ード共振回路(RS2)と誘電体共振器20bのHモー
ド共振回路(RS3)とを容量結合し、同様に、隔壁3
2に設けられた容量性結合窓33bは、誘電体共振器2
0aのVモード共振回路(RS1)と誘電体共振器20
bのVモード共振回路(RS4)とを容量結合する。隔
壁32に設けられた容量性結合窓33cは、誘電体共振
器20cのHモード共振回路(RS6)と誘電体共振器
20dのHモード共振回路(RS7)とを容量結合し、
隔壁32に設けられた容量性結合窓33dは、誘電体共
振器20cのVモード共振回路(RS5)と誘電体共振
器20dのVモード共振回路(RS8)とを容量結合す
る。ここで、前記実施の形態の群遅延時間補償型BPF
と同様、隔壁32に設けられた容量性結合窓33dの大
きさは大きくされている。
器20bのVモード共振回路(RS4)と誘電体共振器
20cのVモード共振回路(RS5)とを容量結合す
る。さらに、U字型の結合ループ素子31は、誘電体共
振器20aのVモード共振回路(RS1)と誘電体共振
器20dのVモード共振回路(RS8)とを磁気結合す
る。
けられた容量性結合窓33aによる容量結合回路、C’
14は、隔壁32に設けられた容量性結合窓33bによる
容量結合回路、C’67は、隔壁32に設けられた容量性
結合窓33cによる容量結合回路、C’58は、隔壁32
に設けられた容量性結合窓33dによる容量結合回路で
ある。また、C’45は、第1の容量素子30による容量
結合回路である。さらに、M18,M81は、U字型の結合
ループ素子31による磁気結合回路である。
回路とは、その基本的回路構成は同じであり、本実施の
形態の群遅延時間補償型BPFにおいても、共振回路
(RS5)→容量結合回路(C56)→共振回路(RS
6)→容量結合回路(C’67)→共振回路(RS7)→
容量結合回路(C78)→共振回路(RS8)からなる経
路で共振回路(RS8)に生じる電磁界と、共振回路
(RS5)→容量結合回路(C’58)→共振回路(RS
8)からなる経路で共振回路(RS8)に生じる電磁界
とを、同相とすることができる。これにより、本実施の
形態の群遅延時間補償型BPFにおいても、前記実施の
形態1と同様、通過帯域内の振幅偏差、および群遅延時
間偏差を少なくすることができる。
BPFでは、誘電体共振器10aのVモード共振回路
(RS1)と、誘電体共振器10dのVモード共振回路
(RS8)とが、U字型の結合ループ素子31による磁
気結合回路(M18,M81)により磁気結合されており、
共振回路(RS1)→容量結合回路(C12)→共振回路
(RS2)→容量結合回路(C’23)→共振回路(RS
3)→容量結合回路(C34)→共振回路(RS4)→容
量結合回路(C’45)→共振回路(RS5)→容量結合
回路(C56)→共振回路(RS6)→容量結合回路
(C’67)→共振回路(RS7)→容量結合回路
(C78)→共振回路(RS8)からなる経路で共振回路
(RS8)に生じる電磁界と、共振回路(RS1)→磁
気結合回路(M18,M81)→共振回路(RS8)からな
る経路で共振回路(RS8)に生じる電磁界とを逆位相
にすることができる。それにより、その通過帯域外(減
衰域)で、両電磁界の振幅が、互いに等しくなる一対の
周波数において、減衰極(減衰ポール)が発生させるこ
とができる。そのため、図14に示すように、本実施の
形態の群遅延時間補償型BPFでは、二対の減衰極を生
じせしめることができる。この図14のグラフから理解
できるように、本実施の形態の群遅延時間補償型BPF
は、前記実施の形態1の群遅延時間補償型BPFに比し
て、通過帯域外での減衰量を10dB程大きくすること
ができる。
遅延時間補償型BPFの一例の周波数特性を示すグラフ
である。図15は、減衰特性を示すグラフであり、横軸
は周波数(MHz)でメモリ間隔は2MHz、縦軸は減
衰量(dB)でメモリ間隔は10dBである。また、群
遅延時間補償型BPFの中心周波数は482MHzであ
り、この図15において、周波数が478.544MH
z(図15のA点)のときの減衰量は、−31.07d
Bであり、周波数が485.456MHz(図15のB
点)のときの減衰量は、−30.077dBである。図
16は、図15に示すグラフを拡大して示すグラフであ
り、横軸のメモリ間隔が1MHz、縦軸のメモリ間隔が
0.5dBである。この図16のグラフから分かるよう
に、周波数が479.2MHz(図16のA点)から4
84.8MHz(図16のB点)の間でその減衰量は
0.1dB以内であり、図15に示す群遅延時間補償型
BPFは、その通過帯域内の振幅偏差が少なくなってい
る。
横軸は周波数(MHz)でメモリ間隔は1MHz、縦軸
は角度でメモリ間隔は90°である。この図17におい
て、周波数が479.2MHz(図17のA点)のとき
の位相は、43.327°であり、周波数が484.8
MHz(図17のB点)のときの位相は、115.78
°である。図18は、群遅延時間特性を示すグラフであ
り、横軸は周波数(MHz)でメモリ間隔は1MHz、
縦軸は遅延量(ns)でメモリ間隔は100nsであ
る。なお、この遅延量(ns)は、周波数が480.5
6MHz(図18のC点)の遅延量を0とした時の相対
的な遅延量を表している。この図18において、周波数
が479.2MHz(図18のA点)のときの遅延量
(周波数が480.56MHzの時の遅延量との差)
は、213.101nsであり、周波数が484.8M
Hz(図18のB点)のときの遅延量(周波数が48
0.56MHzの時の遅延量との差)は、205.68
1nsである。
PFにおいて、入出力結合ループ(8,9)に代えて、
図19に示すように、入出力結合プローブ(14,1
5)を設けるようにしてもよい。本実施の形態の群遅延
時間補償型BPFにおいて、入出力結合プローブ(1
4,15)を設けた場合の等価回路を図20に示す。な
お、図20において、C01は、入出力結合プローブ14
と誘電体共振器10aのVモード共振回路(RS1)と
を容量結合する容量結合回路、C02は、誘電体共振器1
0dのVモード共振回路(RS8)と入出力結合プロー
ブ15とを容量結合する容量結合回路である。このよう
に、本実施の形態の群遅延時間補償型BPFにおいて
は、4個の誘電体共振器(20a〜20d)をコの字状
に配置するようにしたので、BPFを配置するための設
置スペースを小さくすることができ、これにより、BP
Fを収納するための収納容器を小型化することが可能と
なる。また、本実施の形態の群遅延時間補償型BPFで
は、誘電体共振器20aと誘電体共振器20dとの間を
U字型の結合ループ素子31で磁気結合するようにした
ので、前記実施の形態1と同様、通過帯域内の振幅偏
差、および群遅延時間偏差を少なくすることができると
ともに、前記実施の形態1の群遅延時間補償型BPFに
比して、通過帯域外での減衰量を大きくすることができ
る。なお、本実施の形態の群遅延時間補償型BPFにお
いて、誘電体共振器20aと誘電体共振器20dとの間
を結合するU字型の結合ループ素子31を省略すること
も可能であり、この場合は、前記実施の形態1と同様
に、通過帯域内の振幅偏差、および群遅延時間偏差を少
なくすることができるとともに、BPFを収納するため
の収納容器を小型化することが可能となる。
の形態3の誘電体共振器を用いたBPFの概略構成を示
す要部断面図であり、図12と同一箇所の断面図であ
る。図21において、30は第1の容量素子、35は第
2の容量素子、31はU字型の結合ループ素子、32は
隔壁であり、その他の符号は、前記図1、図12、図2
7と同様である。本実施の形態のBPFは、誘電体共振
器(20c,20d)の上に誘電体共振器(20a,2
0b)を配置することにより、4個の誘電体共振器(2
0a〜20d)を垂直方向にコの字状に配置し、また、
誘電体共振器20bと誘電体共振器20cとの間を第1
の容量素子30で結合し、さらに、誘電体共振器20a
と誘電体共振器20dとの間を第2の容量素子35で結
合したものである。なお、図示は省略しているが、本実
施の形態のBPFにおいては、図26〜図28に示す従
来のBPFと同じく、結合調整ネジ7dが、Vモード周
波数調整ネジ5dの軸方向に対して、45°の角度差を
有するように設けられ、また、隔壁32に設けられた容
量性結合窓33d大きさも、従来のBPFと同じくされ
ている。図22は、本実施の形態のBPFの等価回路を
示す回路図である。本実施の形態のBPFにおいて、第
2の容量素子35は、誘電体共振器10aのVモード共
振回路(RS1)と誘電体共振器10dのVモード共振
回路(RS8)とを容量結合する。図23において、
C’18は、第2の容量素子35による容量結合回路であ
る。り、その他の符号は、前記図20と同じである。図
22に示す等化回路と、図29に示す等化回路とは、そ
の基本的回路構成は同じである。本実施の形態のBPF
においても、結合調整ネジ7dが、Vモード周波数調整
ネジ5dの軸方向に対して、45°の角度差を有してい
るので、共振回路(RS5)に生じる共振電界ベクトル
と、共振回路(RS8)に生じる共振電界ベクトルとの
向きが逆相となる。したがって、その通過帯域外(減衰
域)で、両電磁界の振幅が、互いに等しくなる一対の周
波数において、減衰極(減衰ポール)を発生させること
ができる。
振回路(RS1)と、誘電体共振器10dのVモード共
振回路(RS8)とが、容量素子31による容量結合回
路C’18により容量結合されており、共振回路(RS
1)→容量結合回路(C12)→共振回路(RS2)→容
量結合回路(C’23)→共振回路(RS3)→容量結合
回路(C34)→共振回路(RS4)→容量結合回路
(C’45)→共振回路(RS5)→容量結合回路
(C56)→共振回路(RS6)→容量結合回路
(C’67)→共振回路(RS7)→容量結合回路
(C78)→共振回路(RS8)からなる経路で共振回路
(RS8)に生じる電磁界と、共振回路(RS1)→容
量結合回路(C’18)→共振回路(RS8)からなる経
路で共振回路(RS8)に生じる電磁界とを逆位相とす
ることができる。それにより、その通過帯域外(減衰
域)で、両電磁界の振幅が、互いに等しくなる一対の周
波数において、減衰極(減衰ポール)を発生させること
ができる。そのため、図23に示すように、本実施の形
態のBPFでは、三対の減衰極を生じせしめることがで
き、これにより、本実施の形態のBPFにおいては、図
26〜図29に示す従来のBPFに比して、約10dB
程減衰量を大きくすることができる。但し、本実施の形
態のBPFは、図26〜図29に示す従来のBPFと同
様、通過帯域内の振幅偏差が大きく、同時に、通過帯域
内の群遅延時間偏差が大きくなる。
入出力結合ループ(8,9)に代えて、図24に示すよ
うに、入出力結合プローブ(14,15)を設けるよう
にしてもよい。本実施の形態のBPFにおいて、入出力
結合プローブ(14,15)を設けた場合の等価回路を
図25に示す。なお、図25において、C01は、入出力
結合プローブ14と誘電体共振器10aのVモード共振
回路(RS1)とを容量結合する容量結合回路、C
02は、誘電体共振器10dのVモード共振回路(RS
8)と入出力結合プローブ15とを容量結合する容量結
合回路である。このように、本実施の形態のBPFにお
いては、従来のBPFに比して、その減衰量を大きくす
ることができる。
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態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。
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。
いた帯域通過フィルタにおいて、通過帯域内の振幅偏
差、および群遅延時間偏差を少なくすることが可能とな
る。 (2)本発明によれば、誘電体共振器を用いた帯域通過
フィルタにおいて、通過帯域内の振幅偏差、および群遅
延時間偏差を少なくするとともに、その減衰量を大きく
することが可能となる。 (3)本発明によれば、誘電体共振器を用いた帯域通過
フィルタにおいて、帯域通過フィルタを配置するための
設置スペースを小さすることが可能となる。
群遅延時間補償型帯域通過フィルタの概略構成を示す要
部断面図である。
群遅延時間補償型帯域通過フィルタの概略構成を示す要
部断面図である。
るための要部断面図である。
電磁界を説明するための図である。
通過フィルタの等価回路を示す回路図である。
通過フィルタの減衰特性を示すグラフである。
る。
通過フィルタの群遅延時間特性を示すグラフである。
通過フィルタにおいて、群遅延時間の補償量が最適の大
きさより小さいときの群遅延時間特性を示すグラフであ
る。
域通過フィルタにおいて、群遅延時間の補償量が最適の
大きさのときの群遅延時間特性を示すグラフである。
た群遅延時間補償型帯域通過フィルタの正面を示す正面
図である。
た群遅延時間補償型帯域通過フィルタの概略構成を示す
要部断面図である。
域通過フィルタの等価回路を示す回路図である。
域通過フィルタの減衰特性を示すグラフである。
域通過フィルタの一例の減衰特性を示すグラフである。
ある。
域通過フィルタの一例の位相特性を示すグラフである。
域通過フィルタの一例の群遅延時間特性を示すグラフで
ある。
た群遅延時間補償型帯域通過フィルタの変形例の概略構
成を示す要部断面図である。
ルタの等価回路を示す回路図である。
た帯域通過フィルタの概略構成を示す要部断面図であ
る。
等価回路を示す回路図である。
減衰特性を示すグラフである。
た帯域通過フィルタの変形例の概略構成を示す要部断面
図である。
示す回路図である。
タの概略構成を示す斜視図である。
タの概略構成を示す要部断面図である。
ード周波数調整ネジ、および結合調整ネジの関係を示す
図である。
タの等価回路を示す回路図である。
点を説明するための図である。
用いた帯域通過フィルタの減衰特性を示すグラフであ
る。
ある。
用いた帯域通過フィルタの群遅延時間特性を示すグラフ
である。
2c,32…隔壁、3…入力(または出力)端子、4…
出力(または入力)端子、5a〜5d…Vモード周波数
調整ネジ、6a〜6d…Hモード周波数調整ネジ、7a
〜7d…結合調整ネジ、8…入力(または出力)結合ル
ープ、9…出力(または入力)結合ループ、10,10
a〜10d,20,20a〜20d…デュアルモード誘
電体共振器、11,11a〜11d…支持体、12a〜
12e,33a〜33d…容量性結合窓、14,15…
入出力結合プローブ、21…誘電体共振器素子、22…
支持柱部、23…支持部、30,35…容量素子、31
…U字型の結合ループ素子。
Claims (4)
- 【請求項1】 一直線状に配置される4個のデュアルモ
ード誘電体共振器と、 前記4個のデュアルモード誘電体共振器が内部に設けら
れる円筒状の外部導体と、 前記外部導体に前記各デュアルモード誘電体共振器毎に
設けられ、前記各デュアルモード誘電体共振器の第1モ
ード共振回路と第2モード共振回路との間の結合容量を
調整する第1ないし第4の結合調整ネジと、 前記第1のデュアルモード誘電体共振器と前記第2のデ
ュアルモード誘電体共振器との間に設けられる第1の隔
壁であって、前記第1のデュアルモード誘電体共振器の
第1モード共振回路と前記第2のデュアルモード誘電体
共振器の第1モード共振回路とを容量結合する第1の容
量性結合窓と、前記第1のデュアルモード誘電体共振器
の第2モード共振回路と前記第2のデュアルモード誘電
体共振器の第2モード共振回路とを容量結合する第2の
容量性結合窓とが形成された第1の隔壁と、 前記第2のデュアルモード誘電体共振器と前記第3のデ
ュアルモード誘電体共振器との間に設けられる第2の隔
壁であって、前記第2のデュアルモード誘電体共振器の
第1モード共振回路と前記第3のデュアルモード誘電体
共振器の第1モード共振回路とを容量結合する第3の容
量性結合窓が形成された第2の隔壁と、 前記第3のデュアルモード誘電体共振器と前記第4のデ
ュアルモード誘電体共振器との間に設けられる第3の隔
壁であって、前記第3のデュアルモード誘電体共振器の
第1モード共振回路と前記第4のデュアルモード誘電体
共振器の第1モード共振回路とを容量結合する第4の容
量性結合窓と、前記第3のデュアルモード誘電体共振器
の第2モード共振回路と前記第4のデュアルモード誘電
体共振器の第2モード共振回路とを容量結合する第5の
容量性結合窓とが形成された第3の隔壁とを有する帯域
通過フィルタであって、前 記第3の結合調整ネジと第4の結合調整ネジの軸方向
を同一とし、かつ、前記第3の隔壁に形成された第4の
容量性結合窓の大きさを調整し、通過帯域内の振幅偏差
および群遅延時間偏差を少なくしたことを特徴とする帯
域通過フィルタ。 - 【請求項2】 コの字状に配置される4個のデュアルモ
ード誘電体共振器と、 前記4個のデュアルモード誘電体共振器が内部に設けら
れる円筒状の外部導体と、 前記外部導体に前記各デュアルモード誘電体共振器毎に
設けられ、前記各デュアルモード誘電体共振器の第1モ
ード共振回路と第2モード共振回路との間の結合容量を
調整する第1ないし第4の結合調整ネジと、 前記第1のデュアルモード誘電体共振器と前記第2のデ
ュアルモード誘電体共振器との間、および前記第3のデ
ュアルモード誘電体共振器と前記第4のデュアルモード
誘電体共振器との間に設けられる隔壁であって、前記第
1のデュアルモード誘電体共振器の第1モード共振回路
と前記第2のデュアルモード誘電体共振器の第1モード
共振回路とを容量結合する第1の容量性結合窓、前記第
1のデュアルモード誘電体共振器の第2モード共振回路
と前記第2のデュアルモード誘電体共振器の第2モード
共振回路とを結合する第2の容量性結合窓、前記第3の
デュアルモード誘電体共振器の第1モード共振回路と前
記第4のデュアルモード誘電体共振器の第1モード共振
回路とを容量結合する第3の容量性結合窓、および、前
記第3のデュアルモード誘電体共振器の第2モード共振
回路と前記第4のデュアルモード誘電体共振器の第2モ
ード共振回路とを容量結合する第4の容量性結合窓が形
成された隔壁と、 前記第2のデュアルモード誘電体共振器の第1モード共
振回路と前記第3のデュアルモード誘電体共振器の第1
モード共振回路とを容量結合する容量素子とを有する帯
域通過フィルタであって、前記 第3の結合調整ネジと第4の結合調整ネジの軸方向
を同一とし、かつ、第3の容量性結合窓の大きさを調整
し、通過帯域内の振幅偏差および群遅延時間偏差を少な
くしたことを特徴とする帯域通過フィルタ。 - 【請求項3】 前記第1のデュアルモード誘電体共振
器の第1モード共振回路と前記第4のデュアルモード誘
電体共振器の第1モード共振回路とを磁気結合するU字
状のループ素子を、さらに有することを特徴とする請求
項2に記載の帯域通過フィルタ。 - 【請求項4】 前記各デュアルモード誘電体共振器は、
円柱状の誘電体共振素子と、円柱状の支持柱部と、円柱
状の支持部とが、前記誘電体共振素子、支持柱部および
支持部の順に、同一軸上に一体的に形成されている誘電
体共振器であって、 前記誘電体共振素子の直径を(D)、前記誘電体共振素
子の軸長を(L)とする時、前記支持柱部の直径(D
1)がD1<2×D/3、また、前記支持柱部の軸長
(L1)がL1<L/3を満足することを特徴とする請
求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の帯域通過
フィルタ。
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|---|---|---|---|
| JP10214070A JP3072282B2 (ja) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | 帯域通過フィルタ |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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|---|---|
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| Country | Link |
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|---|---|---|---|---|
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| EP3145022A1 (en) | 2015-09-15 | 2017-03-22 | Spinner GmbH | Microwave rf filter with dielectric resonator |
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