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JP4575312B2 - Microwave bandpass filter - Google Patents
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Description

本発明は、複数の通過周波数帯を有するマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタに関する。   The present invention relates to a multiband microwave bandpass filter having a plurality of pass frequency bands.

従来のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタは、互いに通過周波数が異なる複数の帯域通過フィルタを個別に用意した上で、それらを適宜結線することにより構成されていた。   A conventional multiband microwave bandpass filter is configured by separately preparing a plurality of bandpass filters having different pass frequencies and then connecting them appropriately.

図9は、従来のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタの回路図である(例えば、特許文献1参照)。図9において、BPF1b、BPF2b、BPF3bは、互いに異なる通過周波数を有する帯域通過フィルタであり、各々の帯域通過フィルタは、複数個の共振器により構成される。   FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional multiband microwave bandpass filter (see, for example, Patent Document 1). In FIG. 9, BPF 1b, BPF 2b, and BPF 3b are band-pass filters having different pass frequencies, and each band-pass filter includes a plurality of resonators.

そして、これらの帯域通過フィルタBPF1b〜BPF3bがフィルタインダクタンス(L31b、L41b)、(L32b、L42b)および(L33b、L43b)を介して並列接続されることにより、マルチバンドフィルタが構成される。各組のインダクタは、それぞれ相互インダクタンスを有しており、周波数軸上でみた各通過域の近傍に減衰極を形成することで、周波数選択性を向上する役割を果たしている。   These band-pass filters BPF1b to BPF3b are connected in parallel via filter inductances (L31b, L41b), (L32b, L42b) and (L33b, L43b), thereby forming a multiband filter. Each set of inductors has a mutual inductance, and plays a role of improving frequency selectivity by forming an attenuation pole in the vicinity of each pass band on the frequency axis.

特開2004−343390号公報(第8頁、図3)JP 2004-343390 A (page 8, FIG. 3)

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。従来のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタは、通過周波数が異なる複数個の帯域通過フィルタを必要とするため、各フィルタを構成する共振器は、自ずとその共振周波数が互いに異なることになる。従って、マルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタに必要となる部品の種類が増加してしまうという問題があった。また、複数個の帯域通過フィルタを配置する必要があるため、時として回路全体の大型化を招いてしまうという問題もあった。   However, the prior art has the following problems. Since the conventional multiband microwave bandpass filter requires a plurality of bandpass filters having different pass frequencies, the resonators constituting each filter naturally have different resonance frequencies. Therefore, there has been a problem that the types of parts required for the multiband microwave bandpass filter are increased. Further, since it is necessary to arrange a plurality of band pass filters, there is a problem that the size of the entire circuit is sometimes increased.

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、必要な部品の種類を削減し、小型化を可能とするマイクロ波帯域通過フィルタを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a microwave bandpass filter that can reduce the types of necessary components and can be miniaturized.

本発明に係る帯域通過フィルタは、近接時に生じる電磁効果あるいは伝送線路を用いた直接接続により、互いに結合した複数個の共振器で構成されるマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、隣接するM個(Mは2以上の整数)の同一形状からなる共振器が互いに結合してなる単位共振器群をN個(Nは2以上の整数)配置し、各単位共振器群に含まれる1つの共振器を結合用共振器と定め、隣接する単位共振器群の各結合用共振器同士を結合させることによりN個の単位共振器群を結合させ、1段目の単位共振器群に含まれる結合用共振器を入力端子とし、N段目の単位共振器群に含まれる結合用共振器を出力端子とするものである。   The band-pass filter according to the present invention is a microwave band-pass filter composed of a plurality of resonators coupled to each other by an electromagnetic effect generated in the vicinity or by direct connection using a transmission line. N unit resonator groups (N is an integer of 2 or more) arranged by coupling resonators having the same shape (two or more integers) are coupled to each other, and one resonator included in each unit resonator group is coupled. Coupling resonators included in the first-stage unit resonator group by coupling N unit resonator groups by coupling the coupling resonators of adjacent unit resonator groups to each other. Is an input terminal and a coupling resonator included in the Nth stage unit resonator group is an output terminal.

本発明によれば、隣接するM個の同一形状からなる共振器が互いに結合してなる単位共振器群を、N段結合させてマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタを構成することにより、必要な部品の種類を削減し、小型化を可能とするマイクロ波帯域通過フィルタを得ることができる。   According to the present invention, the unit resonator group formed by coupling adjacent M resonators having the same shape to each other is coupled in N stages to form a multiband microwave bandpass filter. It is possible to obtain a microwave bandpass filter that reduces the types of components and enables miniaturization.

以下、本発明のマイクロ波帯域通過フィルタの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a microwave bandpass filter of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。図1のマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、先端が短絡されたM個(Mは、2以上の整数であり、図1においては、M=3に相当)の同軸線路共振器1は、外導体となる金属筐体2で覆われている。さらに、この金属筐体2の一部には、隣接する同軸線路共振器1を互いに電磁的に結合させるための結合窓3が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a microwave bandpass filter according to Embodiment 1 of the present invention. In the microwave bandpass filter of FIG. 1, M coaxial line resonators 1 whose ends are short-circuited (M is an integer of 2 or more and corresponds to M = 3 in FIG. 1) It is covered with a metal casing 2. Further, a part of the metal casing 2 is provided with a coupling window 3 for electromagnetically coupling adjacent coaxial line resonators 1 to each other.

M個の同軸線路共振器1の先端を短絡した構造は、コムライン状(櫛の歯の形)あるいはインターデジタル状(2枚の櫛の歯を交互に組み合わせたような形)として実現できる。   A structure in which the tips of the M coaxial line resonators 1 are short-circuited can be realized in a combline shape (a shape of comb teeth) or an interdigital shape (a shape in which two comb teeth are alternately combined).

このようにして同一形状を有する3個の同軸線路共振器1が互いに結合されて、1つの単位共振器群を形成している。さらに、このような単位共振器群をN個(Nは、2以上の整数であり、図1においては、N=3に相当)結合させることにより、マイクロ波帯域通過フィルタが形成されている。   In this way, the three coaxial line resonators 1 having the same shape are coupled to each other to form one unit resonator group. Furthermore, a microwave band pass filter is formed by coupling N such unit resonator groups (N is an integer of 2 or more, corresponding to N = 3 in FIG. 1).

より具体的には、図1において、3個の単位共振器群4a、4b、4cが示されている。さらに、図1に示したマイクロ波帯域通過フィルタは、単位共振器群4a、4b、4cのそれぞれに含まれる1つの同軸線路共振器1を結合用共振器と定めて互いに結合させることにより、単位共振器群4a、4b、4cを互いに接続して構成されている。   More specifically, in FIG. 1, three unit resonator groups 4a, 4b, and 4c are shown. Further, the microwave bandpass filter shown in FIG. 1 is configured such that one coaxial line resonator 1 included in each of the unit resonator groups 4a, 4b, and 4c is defined as a coupling resonator and coupled to each other. The resonator groups 4a, 4b, and 4c are connected to each other.

そして、1段目の単位共振器群4aに含まれる結合用共振器には、マイクロ波帯域通過フィルタの入力端子となる同軸線路プローブ5aが接続される。同様に、3段目の単位共振器群4cに含まれる結合用共振器には、マイクロ波帯域通過フィルタの出力端子となる同軸線路プローブ5cが接続される。なお、図1の右側には、このような接続構成を有するマイクロ波帯域通過フィルタの側面から見た図が示されている。   A coaxial line probe 5a serving as an input terminal of the microwave bandpass filter is connected to the coupling resonator included in the first-stage unit resonator group 4a. Similarly, a coaxial line probe 5c serving as an output terminal of the microwave bandpass filter is connected to the coupling resonator included in the third-stage unit resonator group 4c. In addition, the figure seen from the side of the microwave band pass filter which has such a connection structure is shown on the right side of FIG.

次に、本発明の実施の形態1におけるマイクロ波帯域通過フィルタの動作について説明する。図2は、本発明の実施の形態1におけるマイクロ波帯域通過フィルタの動作を説明するための回路図である。図2(a)は、帯域通過フィルタの一般的な等価回路図を示している。マイクロ波帯域通過フィルタは、一般に、共振器と、各共振回路を結ぶアドミタンスインバータとで構成される。図2(a)においては、N個の共振器と、N+1個のアドミタンスインバータとの構成を示している。   Next, the operation of the microwave bandpass filter according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the operation of the microwave bandpass filter according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2A shows a general equivalent circuit diagram of the bandpass filter. A microwave bandpass filter is generally composed of a resonator and an admittance inverter that connects each resonance circuit. FIG. 2A shows a configuration of N resonators and N + 1 admittance inverters.

そのアドミタンスインバータにより共振器間、あるいは共振器と入出力端子が結合しており、共振器の共振周波数近傍を通過域とする帯域通過フィルタが得られる。図2(b)に示すように、一般に広く用いられる単一周波を通過帯域とする帯域通過フィルタにおいて、共振器は、1個のインダクタおよび1個のキャパシタからなる共振回路をその等価回路として構成される。   The admittance inverter couples the resonators or the resonator and the input / output terminal, and a band pass filter having a pass band in the vicinity of the resonance frequency of the resonator is obtained. As shown in FIG. 2 (b), in a bandpass filter having a single-pass band that is widely used in general, the resonator includes a resonance circuit composed of one inductor and one capacitor as its equivalent circuit. Is done.

そして、共振器単体の通過特性は、共振器自身の共振周波数で通過量最大値となる特性を呈する。しかし、図2(c)に示すように、同一の共振周波数を有する並列(あるいは直列)共振回路を2つ結合させることにより共振器を構成した場合には、その入力アドミタンスは、次式となる。
j×2C{ω−ω0+J/(2C)}{ω−ω0−J/(2C)}/(ω−ω0
The pass characteristic of the resonator alone exhibits the characteristic that the pass amount is maximum at the resonance frequency of the resonator itself. However, as shown in FIG. 2C, when a resonator is configured by coupling two parallel (or series) resonance circuits having the same resonance frequency, the input admittance is expressed by the following equation. .
j × 2C {ω−ω 0 + J / (2C)} {ω−ω 0 −J / (2C)} / (ω−ω 0 )

そして、上式が0となる共振周波数は、ω=ω0±J/(2C)の2つの互いに異なる周波数となる。従って、図2(c)の共振器の通過特性は、周波数軸上で2つのピークを有し、このような共振器を図2(a)のフィルタの構成要素として用いた場合には、2つの異なる通過域を有する帯域通過フィルタを得ることができることとなる。 The resonance frequency at which the above equation becomes 0 is two different frequencies of ω = ω 0 ± J / (2C). Therefore, the pass characteristic of the resonator shown in FIG. 2C has two peaks on the frequency axis. When such a resonator is used as a component of the filter shown in FIG. A bandpass filter having two different passbands can be obtained.

同様の考察により、互いに結合する計M個の共振回路は、異なるM個の共振周波数を有することが導出され、M個の共振器からなる単位共振器群を、図2(a)の共振器として用いることにより、計M個の通過域を有する帯域通過フィルタが得られることがわかる。   Based on the same consideration, it is derived that a total of M resonance circuits coupled to each other have different M resonance frequencies, and a unit resonator group including M resonators is designated as the resonator shown in FIG. It can be seen that a bandpass filter having a total of M passbands can be obtained.

先の図1に示した本実施の形態1のマイクロ波帯域通過フィルタは、1つの単位共振器群を、M=3としてコムライン状に配置された3つの同軸線路共振器から構成し、それらを図2(a)の共振器として計3段接続したものに相当する。図3は、本発明の実施の形態1におけるマイクロ波通過帯域フィルタの回路ブロック図である。従って、本実施の形態1は、上述の説明のように、3つの異なる通過域を有するトリプルバンドのマイクロ波帯域通過フィルタとなることがわかる。   The microwave bandpass filter according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes one unit resonator group including three coaxial line resonators arranged in a comb line shape with M = 3. Corresponds to a total of three stages connected as the resonator of FIG. FIG. 3 is a circuit block diagram of the microwave passband filter according to Embodiment 1 of the present invention. Therefore, it can be seen that the first embodiment is a triple-band microwave bandpass filter having three different passbands as described above.

以上のように、実施の形態1によれば、互いに結合するM個の同軸線路共振器からなる単位共振器群を構成単位として、単位共振器群をN段接続することでマイクロ波帯域通過フィルタを構成することにより、M個の異なる通過域を有する帯域通過フィルタを得ることができる。このとき、各同軸線路共振器単体は、全て同一の共振周波数を有する同一形状の共振器とすることができる。   As described above, according to the first embodiment, the unit resonator group including M coaxial line resonators coupled to each other is used as a constituent unit, and the unit resonator groups are connected in N stages to thereby form the microwave bandpass filter. By configuring this, a bandpass filter having M different passbands can be obtained. At this time, each coaxial line resonator alone can be a resonator having the same resonance frequency and the same shape.

この結果、互いに異なる共振周波数の共振器が必要とされる従来のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタに比べて、必要な部品の種類を削減することができ、さらに、フィルタの効果を高めるためにN段接続した場合にも、小型化を可能とするマイクロ波帯域通過フィルタを実現できる。   As a result, compared to conventional multi-band microwave bandpass filters that require resonators with different resonance frequencies, the number of required components can be reduced, and further, the effect of the filter can be increased. Even when N stages are connected, a microwave band-pass filter that can be miniaturized can be realized.

実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。図4におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、誘電体基板20上に、マイクロストリップ線路21、スルーホール22、入出力端子となるマイクロストリップ線路23a、23b、それらを結ぶマイクロストリップ線路24を備えている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram of the microwave bandpass filter according to the second embodiment of the present invention. The microwave bandpass filter in FIG. 4 includes a microstrip line 21, a through hole 22, microstrip lines 23a and 23b serving as input / output terminals, and a microstrip line 24 connecting them on a dielectric substrate 20.

マイクロストリップ線路21は、その先端をスルーホール22により電気的に短絡することでマイクロストリップ線路共振器として機能する。また、マイクロストリップ線路23a、23bは、入出力端子の役目を果たす。さらに、マイクロストリップ線路24は、共振器として機能するマイクロストリップ線路21同士、あるいは共振器として機能するマイクロストリップ線路21と入出力端子となるマイクロストリップ線路23a、23bとを結ぶマイクロストリップ線路である。   The microstrip line 21 functions as a microstrip line resonator by electrically short-circuiting the tip of the microstrip line 21 through the through hole 22. The microstrip lines 23a and 23b serve as input / output terminals. Further, the microstrip line 24 is a microstrip line that connects the microstrip lines 21 that function as resonators, or the microstrip lines 21 that function as resonators and the microstrip lines 23a and 23b that serve as input / output terminals.

次に、本発明の実施の形態2におけるマイクロ波帯域通過フィルタの動作について説明する。本実施の形態2におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、実施の形態1におけるマイクロ波帯域通過フィルタと比較すると、フィルタ段数Nを3段から2段に減じた上で、同軸線路共振器をマイクロストリップ線路に代えている。さらに、3個(M=3に相当)の同軸線路共振器をコムライン状に配置することで得ていた共振器間結合を4分の1波長線路により実現したものである。   Next, the operation of the microwave bandpass filter according to Embodiment 2 of the present invention will be described. Compared with the microwave bandpass filter in the first embodiment, the microwave bandpass filter in the second embodiment is obtained by reducing the number of filter stages N from three to two and then changing the coaxial line resonator to a microstrip line. It is replaced with. Furthermore, the inter-resonator coupling obtained by arranging three (corresponding to M = 3) coaxial line resonators in a comb line shape is realized by a quarter wavelength line.

図5は、本発明の実施の形態2におけるマイクロ波通過帯域フィルタの回路ブロック図である。4分の1波長線路は、先の図2(a)に含まれるアドミタンスインバータと近似的に等価となることから、本実施の形態2は、実施の形態1と同様のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタの特性を呈することになる。なお、マイクロストリップ線路21、24は、最も低域の通過中心周波数と最も高域の通過中心周波数との中間の周波数にて、長さがおよそ4分の1波長となるようにする。   FIG. 5 is a circuit block diagram of the microwave passband filter according to the second embodiment of the present invention. Since the quarter wavelength line is approximately equivalent to the admittance inverter included in FIG. 2A, the second embodiment is a multiband microwave band similar to the first embodiment. It exhibits the characteristics of a pass filter. Note that the microstrip lines 21 and 24 have a length of about a quarter wavelength at a frequency intermediate between the lowest pass center frequency and the highest pass center frequency.

以上のように、実施の形態2によれば、互いに結合するM個のマイクロストリップ線路共振器群を構成単位として、単位共振器群をN段接続することでマイクロ波帯域通過フィルタを構成することにより、M個の異なる通過域を有する帯域通過フィルタを得ることができる。このとき、各マイクロストリップ線路共振器単体は、全て同一の共振周波数を有する同一形状の共振器とできる。   As described above, according to the second embodiment, the microwave band-pass filter is configured by connecting the unit resonator groups in N stages with the M microstrip line resonator groups coupled to each other as the structural unit. Thus, a bandpass filter having M different passbands can be obtained. At this time, each single microstrip line resonator can be a resonator having the same shape and the same resonance frequency.

この結果、互いに異なる共振周波数の共振器が必要とされる従来のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタに比べて、必要な部品の種類を削減することができ、さらに、フィルタの効果を高めるためにN段接続した場合にも、小型化を可能とするマイクロ波帯域通過フィルタを実現できる。   As a result, compared to conventional multi-band microwave bandpass filters that require resonators with different resonance frequencies, the number of required components can be reduced, and further, the effect of the filter can be increased. Even when N stages are connected, a microwave band-pass filter that can be miniaturized can be realized.

実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。図6のマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、誘電体共振器31は、外導体となる金属筐体32で覆われている。また、金属筐体32の内壁の一部には、隣接する誘電体共振器31を電磁的に結合させるための結合窓33が設けられている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram of a microwave bandpass filter according to Embodiment 3 of the present invention. In the microwave band pass filter of FIG. 6, the dielectric resonator 31 is covered with a metal casing 32 serving as an outer conductor. A coupling window 33 for electromagnetically coupling adjacent dielectric resonators 31 is provided on a part of the inner wall of the metal housing 32.

図6に示したマイクロ波帯域通過フィルタは、同一形状を有する3個(M=3に相当)の誘電体共振器31が互いに結合されて、1つの単位共振器群を形成している。さらに、3個(N=3に相当)の単位共振器群34a、34b、34cを互いに結合させることにより、マイクロ波帯域通過フィルタが形成されている。   In the microwave bandpass filter shown in FIG. 6, three dielectric resonators 31 (corresponding to M = 3) having the same shape are coupled to each other to form one unit resonator group. Furthermore, a microwave band pass filter is formed by coupling three unit resonator groups 34a, 34b, 34c (corresponding to N = 3) to each other.

そして、単位共振器群34aに含まれる1つの結合用共振器には、マイクロ波帯域通過フィルタの入力端子となる同軸線路プローブ35aが近接して配置されている。同様に、単位共振器群34cに含まれる1つの結合用共振器には、マイクロ波帯域通過フィルタの出力端子となる同軸線路プローブ35cが近接して配置されている。   A coaxial line probe 35a serving as an input terminal of the microwave bandpass filter is disposed adjacent to one coupling resonator included in the unit resonator group 34a. Similarly, in one coupling resonator included in the unit resonator group 34c, a coaxial line probe 35c serving as an output terminal of the microwave bandpass filter is disposed in proximity.

また、支持台36は、それぞれの誘電体共振器31を金属筐体32に固定するための支持台であり、低誘電率かつ低損失な材料により作られる。   The support base 36 is a support base for fixing each dielectric resonator 31 to the metal casing 32, and is made of a material having a low dielectric constant and a low loss.

次に、本発明の実施の形態3におけるマイクロ波帯域通過フィルタの動作について説明する。本実施の形態3におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、実施の形態1におけるマイクロ波帯域通過フィルタと比較すると、共振器を同軸線路共振器1から誘電体共振器31に代えたものである。   Next, the operation of the microwave bandpass filter according to Embodiment 3 of the present invention will be described. Compared with the microwave bandpass filter in the first embodiment, the microwave bandpass filter in the third embodiment is obtained by replacing the resonator from the coaxial line resonator 1 to the dielectric resonator 31.

本実施の形態3におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、結合窓33を介して隣接する誘電体共振器31間が電磁的に結合することから、実施の形態1と同様のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタの特性を呈することになる。   Since the microwave bandpass filter in the third embodiment is electromagnetically coupled between the adjacent dielectric resonators 31 through the coupling window 33, the multiband microwave bandpass similar to that in the first embodiment is performed. It will exhibit the characteristics of the filter.

以上のように、実施の形態2によれば、互いに結合するM個の誘電体共振器からなる単位共振器群を構成単位として、単位共振器群をN段接続することでマイクロ波帯域通過フィルタを構成することにより、M個の異なる通過域を有する帯域通過フィルタを得ることができる。このとき、各誘電体共振器単体は、全て同一の共振周波数を有する同一形状の共振器とすることができる。   As described above, according to the second embodiment, the microwave resonator bandpass filter is configured by connecting the unit resonator groups in N stages with the unit resonator group including M dielectric resonators coupled to each other as a constituent unit. By configuring this, a bandpass filter having M different passbands can be obtained. At this time, each dielectric resonator alone can be a resonator having the same resonance frequency and the same shape.

この結果、互いに異なる共振周波数の共振器が必要とされる従来のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタに比べて、必要な部品の種類を削減することができ、さらに、フィルタの効果を高めるためにN段接続した場合にも、小型化を可能とするマイクロ波帯域通過フィルタを実現できる。   As a result, compared to conventional multi-band microwave bandpass filters that require resonators with different resonance frequencies, the number of required components can be reduced, and further, the effect of the filter can be increased. Even when N stages are connected, a microwave band-pass filter that can be miniaturized can be realized.

実施の形態4.
図7は、本発明の実施の形態4におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。図7におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、長さ約2分の1波長の矩形導波管共振器41aと、長さ約4分の1波長の矩形導波管共振器41bとが、金属筐体42の内部に構成されている。さらに、各矩形導波管共振器41a、41b間の結合量を調整するために、誘導性の金属ポスト43が配置されている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram of the microwave bandpass filter according to the fourth embodiment of the present invention. The microwave bandpass filter in FIG. 7 includes a rectangular waveguide resonator 41a having a length of about ½ wavelength and a rectangular waveguide resonator 41b having a length of about ¼ wavelength. 42 is configured inside. Further, an inductive metal post 43 is disposed in order to adjust the coupling amount between the rectangular waveguide resonators 41a and 41b.

図7に示したマイクロ波帯域通過フィルタは、互いに結合する2つの単位共振器群44a、44bにより構成されると見なすことができる。そして、単位共振器群44aに含まれる1つの結合用共振器には、マイクロ波帯域通過フィルタの入力端子となる矩形導波管45aが結合窓46を介して接続されている。同様に、単位共振器群44bに含まれる1つの結合用共振器には、マイクロ波帯域通過フィルタの出力端子となる矩形導波管45bが結合窓46を介して接続されている。   The microwave bandpass filter shown in FIG. 7 can be considered to be composed of two unit resonator groups 44a and 44b coupled to each other. A rectangular waveguide 45 a serving as an input terminal of the microwave bandpass filter is connected to one coupling resonator included in the unit resonator group 44 a via a coupling window 46. Similarly, a rectangular waveguide 45b serving as an output terminal of the microwave bandpass filter is connected to one coupling resonator included in the unit resonator group 44b via a coupling window 46.

次に、本発明の実施の形態4におけるマイクロ波帯域通過フィルタの動作について説明する。本実施の形態4におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、実施の形態2におけるマイクロ波帯域通過フィルタと比較すると、マイクロストリップ線路共振器を矩形導波管共振器41a、41bに代えたものである。   Next, the operation of the microwave bandpass filter according to Embodiment 4 of the present invention will be described. Compared with the microwave bandpass filter in the second embodiment, the microwave bandpass filter in the fourth embodiment is obtained by replacing the microstrip line resonator with rectangular waveguide resonators 41a and 41b.

また、本実施の形態4におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、4分の1波長線路により得ていた共振器間および入出力端子との結合を、誘導性の金属ポスト43あるいは結合窓46により実現したものであり、実施の形態2と同様のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタの特性を呈することになる。   In addition, the microwave bandpass filter according to the fourth embodiment realizes the coupling between the resonators obtained by the quarter wavelength line and the input / output terminal by the inductive metal post 43 or the coupling window 46. Therefore, the characteristics of the multiband microwave bandpass filter similar to those of the second embodiment are exhibited.

以上のように、実施の形態4によれば、互いに結合するM個の導波管共振器からなる単位共振器群を構成単位として、単位共振器群をN段接続することでマイクロ波帯域通過フィルタを構成することにより、M個の異なる通過域を有する帯域通過フィルタを得ることができる。このとき、各導波管共振器単体は、全て同一の共振周波数を有する同一形状の共振器とすることができる。   As described above, according to the fourth embodiment, the unit resonator group composed of M waveguide resonators coupled to each other is used as a structural unit, and the unit resonator groups are connected in N stages to pass through the microwave band. By configuring the filter, a bandpass filter having M different passbands can be obtained. At this time, each waveguide resonator unit can be a resonator having the same shape and the same resonance frequency.

この結果、互いに異なる共振周波数の共振器およびフィルタが必要とされる従来のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタに比べて、回路設計をより容易にし、かつ回路規模を縮小することが可能となる。   As a result, the circuit design can be made easier and the circuit scale can be reduced as compared with a conventional multiband microwave bandpass filter that requires resonators and filters having different resonance frequencies.

参考例
図8は、本発明の参考例におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。図8におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、3辺の長さが等しい立方形の導波管共振器51で構成されており、各導波管共振器51のコーナー部には、切り欠き52a、52bが設けられている。
Reference Example FIG. 8 is a configuration diagram of a microwave bandpass filter in a reference example of the present invention. The microwave band pass filter in FIG. 8 is composed of cubic waveguide resonators 51 having the same length of the three sides, and notches 52a and 52b are formed at the corners of the respective waveguide resonators 51. Is provided.

また、2つの導波管共振器51は、ある壁面を共有しており、その壁面には結合窓53aが構成されている。また、2つの導波管共振器51は、別の結合窓53bを介して入力端子となる矩形導波管55aおよび出力端子となる矩形導波管55bと接続されている。   The two waveguide resonators 51 share a wall surface, and a coupling window 53a is formed on the wall surface. The two waveguide resonators 51 are connected to a rectangular waveguide 55a serving as an input terminal and a rectangular waveguide 55b serving as an output terminal via another coupling window 53b.

次に、本発明の参考例におけるマイクロ波帯域通過フィルタの動作について説明する。本参考例におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、実施の形態4におけるマイクロ波帯域通過フィルタと比較すると、3つの導波管共振器からなる単位共振器群44a、44bを単一のキャビティからなるトリプルモードの導波管共振器51に代えたものである。 Next, the operation of the microwave bandpass filter in the reference example of the present invention will be described. Compared with the microwave bandpass filter in the fourth embodiment, the microwave bandpass filter in the present reference example is a triple mode in which unit resonator groups 44a and 44b composed of three waveguide resonators are composed of a single cavity. This is a substitute for the waveguide resonator 51 of FIG.

2つの導波管共振器51のそれぞれは、その形状が立方体であることから、図8に示すように、Ex、Ey、Ezの3方向の電界成分を有するTE10モードが伝搬可能となる。そして、切り欠き52aにより、Ey、Ez成分を持つ共振モードが互いに結合し、切り欠き52bにより、Ex、Ey成分を持つ共振モードが互いに結合する。   Since each of the two waveguide resonators 51 has a cubic shape, a TE10 mode having electric field components in three directions of Ex, Ey, and Ez can propagate as shown in FIG. The resonance modes having Ey and Ez components are coupled to each other by the notch 52a, and the resonance modes having Ex and Ey components are coupled to each other by the notch 52b.

従って、2つの導波管共振器51のそれぞれは、3個(M=3に相当)の互いに結合した単一モード共振器と等価となり、さらに、隣接する2つの導波管共振器51の間では、結合窓53aを介してEy成分を持つ共振モード同士が結合し、結合窓53bを介してそのモードと入力端子となる矩形導波管55aおよび出力端子となる矩形導波管55bとが結合する。   Therefore, each of the two waveguide resonators 51 is equivalent to three single-mode resonators (corresponding to M = 3) coupled to each other, and between the two adjacent waveguide resonators 51. Then, the resonance modes having the Ey component are coupled through the coupling window 53a, and the mode is coupled to the rectangular waveguide 55a serving as the input terminal and the rectangular waveguide 55b serving as the output terminal through the coupling window 53b. To do.

従って、本参考例におけるマイクロ波帯域通過フィルタは、実施の形態2の説明で用いた図5のブロック図により表現されることとなり、実施の形態2および実施の形態4と同様に、マルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタの特性を呈することになる。 Therefore, the microwave bandpass filter in this reference example is expressed by the block diagram of FIG. 5 used in the description of the second embodiment, and similarly to the second and fourth embodiments, it is a multiband filter. It exhibits the characteristics of a microwave bandpass filter.

以上のように、参考例によれば、M=3に相当するトリプルモード導波管共振器からなる単位共振器群を構成単位として、単位共振器群をN段接続することでマイクロ波帯域通過フィルタを構成することにより、3個の異なる通過域を有する帯域通過フィルタを得ることができる。 As described above, according to the reference example , the unit resonator group composed of triple mode waveguide resonators corresponding to M = 3 is used as a constituent unit, and the unit resonator groups are connected in N stages to pass through the microwave band. By configuring the filter, a bandpass filter having three different passbands can be obtained.

この結果、互いに異なる共振周波数の共振器が必要とされる従来のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタに比べて、必要な部品の種類を削減し、回路の大幅な小型化を図ることができる。   As a result, compared to a conventional multiband microwave bandpass filter that requires resonators having different resonance frequencies, the number of necessary components can be reduced and the circuit can be greatly reduced in size.

なお、デュアルモードの導波管共振器を用いた場合には、2個の異なる通過域を有するマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタを構成することができる。   When a dual mode waveguide resonator is used, a multiband microwave bandpass filter having two different passbands can be formed.

本発明の実施の形態1におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。It is a block diagram of the microwave bandpass filter in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるマイクロ波帯域通過フィルタの動作を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating operation | movement of the microwave band pass filter in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるマイクロ波帯域通過フィルタの回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the microwave bandpass filter in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。It is a block diagram of the microwave band pass filter in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるマイクロ波帯域通過フィルタの回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the microwave bandpass filter in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。It is a block diagram of the microwave bandpass filter in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。It is a block diagram of the microwave bandpass filter in Embodiment 4 of this invention. 本発明の参考例におけるマイクロ波帯域通過フィルタの構成図である。It is a block diagram of the microwave bandpass filter in the reference example of this invention. 従来のマルチバンドのマイクロ波帯域通過フィルタの回路図である。It is a circuit diagram of the conventional multiband microwave bandpass filter.

符号の説明Explanation of symbols

1 同軸線路共振器、2、32、42 金属筐体、3、33、46、53a、53b 結合窓、4a〜4c、34a〜34c、44a、44b 単位共振器群、5a、5c、35a、35c 同軸線路プローブ、20 誘電体基板、21、23a、23b、24 マイクロストリップ線路、22 スルーホール、31 誘電体共振器、36 支持台、41a、41b 矩形導波管共振器、43 金属ポスト、45a、45b、55a、55b 矩形導波管、51 導波管共振器、52a、52b 切り欠き。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coaxial line resonator 2, 32, 42 Metal housing 3, 33, 46, 53a, 53b Coupling window, 4a-4c, 34a-34c, 44a, 44b Unit resonator group, 5a, 5c, 35a, 35c Coaxial line probe, 20 Dielectric substrate, 21, 23a, 23b, 24 Microstrip line, 22 Through hole, 31 Dielectric resonator, 36 Support base, 41a, 41b Rectangular waveguide resonator, 43 Metal post, 45a, 45b, 55a, 55b Rectangular waveguide, 51 Waveguide resonator, 52a, 52b Notch.

Claims (7)

近接時に生じる電磁効果あるいは伝送線路を用いた直接接続により、互いに結合した複数個の共振器で構成されるマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、
隣接するM個(Mは2以上の整数)の同一形状からなる共振器が互いに結合してなる単位共振器群をN個(Nは2以上の整数)配置し、各単位共振器群に含まれる1つの共振器を結合用共振器と定め、隣接する単位共振器群の各結合用共振器同士を結合させることによりN個の前記単位共振器群を結合させ、1段目の単位共振器群に含まれる結合用共振器を入力端子とし、N段目の単位共振器群に含まれる結合用共振器を出力端子とすることを特徴とするマイクロ波帯域通過フィルタ。
In a microwave bandpass filter composed of a plurality of resonators coupled to each other by direct connection using electromagnetic effects or transmission lines generated in the vicinity,
N unit resonator groups (N is an integer of 2 or more) are formed by connecting adjacent M resonators (M is an integer of 2 or more) having the same shape, and are included in each unit resonator group. One resonator is defined as a coupling resonator, and the coupling resonators of adjacent unit resonator groups are coupled to each other so that N unit resonator groups are coupled to each other. A microwave band-pass filter comprising: a coupling resonator included in a group as an input terminal; and a coupling resonator included in an N-th unit resonator group as an output terminal.
請求項1に記載のマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、
前記N個の単位共振器群のそれぞれは、一端が短絡された同軸線路からなるM個の共振器を、インターデジタル状あるいはコムライン状に配置して互いに結合させた構成を有することを特徴とするマイクロ波帯域通過フィルタ。
The microwave bandpass filter according to claim 1,
Each of the N unit resonator groups has a configuration in which M resonators including coaxial lines whose one ends are short-circuited are arranged in an interdigital form or a comb line form and coupled to each other. Microwave bandpass filter.
請求項1に記載のマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、
前記N個の単位共振器群のそれぞれは、一端が短絡されたマイクロストリップ線路からなるM個の共振器を、インターデジタル状あるいはコムライン状に配置して互いに結合させた構成を有することを特徴とするマイクロ波帯域通過フィルタ。
The microwave bandpass filter according to claim 1,
Each of the N unit resonator groups has a configuration in which M resonators composed of microstrip lines whose one ends are short-circuited are arranged in an interdigital form or a comb line form and coupled to each other. A microwave bandpass filter.
請求項1に記載のマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、
前記N個の単位共振器群のそれぞれは、カットオフ状態の金属キャビティ内に収納されたM個の誘電体共振器を並べて配置し、各金属キャビティに結合用窓を設けて互いに結合させた構成を有することを特徴とするマイクロ波帯域通過フィルタ。
The microwave bandpass filter according to claim 1,
Each of the N unit resonator groups has a configuration in which M dielectric resonators housed in a cut-off metal cavity are arranged side by side, and a coupling window is provided in each metal cavity to be coupled to each other. A microwave bandpass filter characterized by comprising:
請求項1に記載のマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、
前記N個の単位共振器群のそれぞれは、M個の導波管キャビティ共振器を並べて配置し、各キャビティ壁面に結合用窓を設けて互いに結合させた構成を有することを特徴とするマイクロ波帯域通過フィルタ。
The microwave bandpass filter according to claim 1,
Each of the N unit resonator groups has a configuration in which M waveguide cavity resonators are arranged side by side, and a coupling window is provided on each cavity wall surface to be coupled to each other. Bandpass filter.
請求項4または5に記載のマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、
前記N個の単位共振器群のそれぞれは、M=2の場合に各共振器としてデュアルモード共振器を用いたことを特徴とするマイクロ波帯域通過フィルタ。
The microwave bandpass filter according to claim 4 or 5,
Each of the N unit resonator groups uses a dual mode resonator as each resonator when M = 2.
請求項4または5に記載のマイクロ波帯域通過フィルタにおいて、
前記N個の単位共振器群のそれぞれは、M=3の場合に各共振器としてトリプルモード共振器を用いたことを特徴とするマイクロ波帯域通過フィルタ。
The microwave bandpass filter according to claim 4 or 5,
Each of the N unit resonator groups uses a triple mode resonator as each resonator when M = 3.
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