JPH01173902A - 誘電体フィルタ - Google Patents

誘電体フィルタ

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JPH01173902A
JPH01173902A JP22880187A JP22880187A JPH01173902A JP H01173902 A JPH01173902 A JP H01173902A JP 22880187 A JP22880187 A JP 22880187A JP 22880187 A JP22880187 A JP 22880187A JP H01173902 A JPH01173902 A JP H01173902A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、vHF帯、UHF帯、およびマイクロ波帯
で多く用いられる誘電体フィルタに関するものである。
〔従来の技術〕
第7図は例えば特開昭55−143801号公報に示さ
れた従来の誘電体フィルタを示す縦断面図、第8図はそ
の外導体蓋体および周波数調整ネジを除いた平面図であ
り、図において、Iはケースを兼ねた外導体本体、2は
外導体本体lの開口面を覆う外導体蓋体、3は外導体本
体!内に複数個配置され、それぞれがその一端で外導体
本体1の底部に取り付けられ、他端が開放端となってい
る内導体、4は各内導体3対応に外導体蓋体2に調整可
能に螺着され、その端部が対応する内導体3の開放端に
対向する周波r&R整ネジ、5は内導体3の周囲に密接
配置された誘電体、6は両端に配された内導体3に近接
配置されてそれと結合している入出力ループ、7.8は
入出カル−プロに接続された同軸端子である。
次に動作について説明する。一端が外導体本体lに接地
され、開放端である他端には周波数調整ネジによって容
量負荷が設けられている内導体3は、;司記容用負荷の
効果でその長さが1/4波長より短くなって、主として
磁界結合によって相互に結合しており、その結合量は隣
接する内導体3間の距離によって定まる。また、両端の
内導体3と入出カル−プロも、平行に近接されている区
間の長さが1/4波長以下であるので、主として磁界に
よって結合している。今、内導体3の長さと周波数調整
ネノ4を調整することで、全ての内導体3が同一の周波
数、例えばf。で共振しているものとすれば、その周波
数f。では、共振状態にある内導体3は内導体3相互、
および入出カル−プロと強く結合しており、同軸端子7
への入射波は同軸端子8へ導かれる。しかしながら、f
o以外の周波数では、内導体3…互の結合および内導体
3と人出カル−プロとの結合は非常に弱く、同軸端子7
あるいは8への入射波はその電力のほとんどが反射され
る。このように、第7図および第8図に示した誘電体フ
ィルタは帯域通過フィルタとしての機能を有する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の誘電体フィルタは以上のように構成されているの
で、外導体本体lおよび外導体蓋体2は、内導体31周
周波数調整ネジを取り付け、機械的に安定した構造のケ
ースとしての機能を満足させるため、ある程度の肉厚が
要求され、小形化、軽量化の妨げとなり、外導体本体1
.外導体蓋体2゜内導体31周波@調整ネジ4.誘電体
5等が全て個別部品であるため、部品点数が多く、製造
組立が複雑になるばかりか、外導体本体1.外導体流体
2および内導体3と誘電体5との線膨張係数の差によっ
て、温度変化があると共振周波数が変化してしまい、さ
らに内導体3と外導体本体1の接続部分において、間隙
あるいは接触不良による接触抵抗の増大が起きやすく、
そのような場合、この部分で電流が最大となるためフィ
ルタの損失が大きくなるなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、部品点数が少なく製造組立が容易で、小形化
、軽量化も可能であり、さらに温度変化に対しても安定
で、低損失な誘電体フィルタを得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る誘電体フィルタは、概略1/2波長の内
導体を誘電体ブロックにあけられた複数の貫通孔の内周
面に密着した導体膜で、また外導体を誘電体ブロックの
貫通孔の開口面以外の外周面に密着した導体膜で形成し
、誘電体ブロックの平面および底面の少なくとも一方に
内導体結合手段を設けたものである。
〔作用〕
この発明における誘電体フィルタは、内導体および外導
体を誘電体ブロックに密着した導体膜で形成し、誘電体
ブロックの平面および底面の少なくとも一方に設けられ
た内導体結合手段の作用によってフィルタ機能を実現し
、内導体、外導体と誘電体ブロックの一体化により部品
点数を削減して製造組立を容易化し、外導体にケースの
機能をもたせる必要性をなくして小形化、軽量化をはか
るとともに、その温度特性が誘電体の温度特性で決定さ
れるようにして安定化をはかり、さらに、内導体の両端
を開放端とすることで外導体との接続部の間隙、接触抵
抗等の問題をなくし、フィルタのttt失増大を防止す
る。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、9は誘電率の高い誘電体よりなる誘電体ブ
ロック、10はこの誘電体ブロック9の一つの側面、例
えば正面よりその対向面である背面へ、その平面および
底面に平行してあけられ、前記平面および底面に平行に
配列された複数個の貫通孔、11は誘電体ブロック9の
前記貫通孔lOが開口している正面および背面を除いた
平面、底面、左側面、および右側面に密着して配置され
た導体膜よりなる外導体、12は前記各貫通孔10の内
周面に密着して配置された導体膜よりなり、その長さが
概略1/2波長に設定されて、前記外導体11とともに
両端開放の1/2波長共振器を構成する内導体、13.
14は両端に配置された内導体12に接続され、当該内
導体12に流れる電流の一部を分流して取り出す入出力
結合手段としての入出力内導体、15.16は誘電体ブ
ロック9の平面および底面に前記内導体12の軸方向と
直角方向に連続して刻まれ、外導体11に継ぎ目なく接
続された導体膜が密着配置されて、内導体結合手段とし
て作用する溝で、内導体12の開放端がある誘電体ブロ
ック9の正面および背面から約1/4波長、あるいは約
1/6波長の位置にそれぞれ設けられている。
次に動作について説明する。内導体12と外導体11で
形成される1/2波長共振器に溝15を設けた場合、1
/2波長共振器内部の電界は、第2図(a)に示すよう
に溝15の部分に集中した分布となる。この電界分布は
第2図(b)に示すようなTEMモードと、第2図(c
)に示すような局所的なTMモードとが合成されたもの
である。このことは溝!6についても同様である。第2
図(b)のTEMモードでは、内導体12の長さが1/
2波長の共振器を第1図のように配置した場合には、電
界結合と磁界結合とが打ち消しあうため内導体12相互
の結合は無くなるが、第2図(c)の局所的TMモード
によって内導体12相互間の結合が得られる。この局所
的TMモードは、その発生量が溝15の深さによって変
化し、発生点から離れるほど減衰するモードであるため
、その結合量は溝15の深さおよび内導体12の相互間
隔によって調整することができる。第1図の実施例では
必要なフィルタ特性を得るために、内導体12相互の間
隔を不等間隔としている。
今、内導体12の長さを調整することにより全ての内導
体12が同一の周波数f。で共振するものとすれば、そ
の周波数f0では、共振状態にある各内導体12は隣接
する内導体I2あるいは入出力内導体13.14と強く
結合しており、入出力内導体13に接続される図示を省
略した入出力端子への入射波は入出力内導体14に接続
される図示を省略した入出力端子へ導かれる。しかしな
がら、f0以外の周波数では、内導体12相互の結合お
よび内導体12と入出力内導体13.14との結合は非
常に弱く、入出力内導体13あるいは14に接続された
入出力端子への入射波はその電力のほとんどが反射され
る。このように、この発明の誘電体フィルタは帯域通過
フィルタとしての機能を有する。
ここで、この実施例では、第3図(a)に示すように、
>N l 5は開放端から内導体12の軸長の約1/4
の位置、即ち、第3図(b)に示される内導体12に沿
った電位分布で、2次の共振モードの電位がゼロ(@界
は最大)となる位置に刻まれている。そのため、この溝
15は基本モードの共振周波数を低くし、2次の共振モ
ードの共振周波数を高くする。従って、基本モード波と
2次の共振モード波の周波数間隔が広がり、基本モード
の共振周波数を所定の周波数にした場合基本波の2倍の
周波数においても減衰量を得ることができる。また、溝
16も同様に3次の共振モードの電位がゼロとなる、開
放端から内導体12の軸長の約l/6の位置に刻まれて
いる。そのため、この溝16によって基本モードの共振
周波数が低くなり、3次の共振モードの共振周波数が高
くなって、基本モード波と3次の共振モード波の周波数
間隔が広がり、基本波の3倍の周波数においても減衰量
が得られる。
なお、上記の実施例では内導体12の一方の開放端から
約1/4波長の位置に溝15を、他方の開放端から約1
/6波長の位置に溝16を設けた場合について示したが
、第4図に示すように、内導体12の両方の開放端から
約1/4波長の位置と約1/6波長の位置に、溝15と
溝16をそれぞれ設けるようにしてもよく、その場合、
第1図の実施例より62次および3次の高調波成分の減
衰特性は良好となる。
また、上記実施例では内導体結合手段として溝を用いた
ものを示したが、これをステップに代替してもよい。第
5図はそのような実施例を示す斜視図であり、図におい
て、17は第1図に15゜16で示される溝に代えて設
けられたステップで、導体膜が密着配置され、内導体1
2の軸方向と直角方向に連続して設けられている。また
、18は高インピーダンス部であり、他は第1図に同一
符号を付したものと同等の部分である。この場合も第1
図に示した実施例の場合と同様、ステップ17の部分に
おいて電磁界中に局所的なTMモードが発生して内導体
12相互の結合が得られ、結合tはステップ17の高さ
および内導体12間の距離によって調整できる。また、
電磁界分布の違いにより、基本波と2次、3次の共振モ
ード波に対するステップ17の効果が異なるので、第1
図の実施例と同様に2次および3次の高調波成分に対す
る減衰量を得ることができる。さらに、この実施例によ
れば、このステップ17の作用によって、基本波の所定
の共振周波数を得るための内導体12の軸長を短縮する
ことらできる。
さらに、第6図はこの発明のさらに他の実施例を示す斜
視図であり、内導体結合手段として内導体12の軸に直
角な方向の溝15.16とステップ17とを同時に設け
たものである。この場合、溝15.16とステップ17
の相乗効果によって基本波の2倍、3倍の周波数におい
て大きな減衰Mを得ることができる。また、ステップ1
7の大きさを大きくしなくてもすむため、無負荷Qの低
下はわずかであり、誘電体フィルタの損失増加もわずか
なものとなる。
なお、上記実施例では、内導体結合手段を誘電体ブロッ
クの平面および底面の両方に設けた場合について説明し
たが、そのいずれか−面だけに設けるようにしてもよく
、また、内導体の数についても、3本の場合について説
明したがそれ以外の本数のものに適用することも可能で
あり、さらに、人出力結合手段としても、両端に配置さ
れた内導体の電流を分流する入出力内導体ばかりでなく
、両端の内導体に静電結合あるいは磁気結合によって結
合する形式のものを用いてもよく、そのいずれの場合に
おいても上記実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば外導体と、両・瑞が開
放端で長さが約1/2波長の内導体とを誘電体ブロック
に密着した導体膜で形成し、内導体の軸に直角な方向に
設けられて導体膜が密着配置されている溝あるいはステ
ップよりなる内導体結合手段によって内導体相互を結合
させる構成としたので、外導体にケースの機能をもたせ
る必要性がなくなって小形化、軽量化が可能となり、温
度特性も金属より線膨張係数の小さな誘電体の温度特性
で定まるようになって安定なものとなるばかりか、周波
数調整ネジ等が不要となり、個別部品が内導体と外導体
とが密着配置された誘電体ブロックにまとめられて製造
組立が容易になり、さらに、内導体の両端を開放端とな
っているため外導体との接続部の間隙、接触抵抗等の問
題がなくなり、フィルタの損失の増加を防止することが
できるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による誘電体フィルタを示
す斜視図、第2図はその要部の電界分布を示ケ説明図、
第3図はその内導体に沿った電位分布を示す説明図、第
4図はこの発明の他の実施例を示す縦断面図、第5図お
よび第6図はそれぞれこの発明のさらに他の実施例を示
す斜視図、第7図は従来の誘電体フィルタを示す縦断面
図、第8図はその外導体蓋体および周波数調整ネジを除
いた状態の平面図である。 9は誘電体ブロック、10は貫通孔、IIは外導体、+
2は内導体、13.14は人出力結合手段(入出力内導
体)、15.16は内導体結合手段(溝)、17は内導
体結合手段(ステップ)。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 11 ; 外V鰺A                
      1s、16 :  シワ114本差古冶ト
+段(溝)12:丙県棟 第2図 第 3 図 T:、4 図 16 15II   1)  16 17:内導林砧1合、8段(ステ・7ブ)第7図 第8図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一側面より平面および底面に平行にあけられた複
    数の貫通孔が、前記平面および底面に平行に配列された
    誘電体ブロックと、前記各貫通孔の内周面に密着して配
    置された導体膜よりなり、その長さが概略1/2波長に
    設定された内導体と、前記誘電体ブロックの前記貫通孔
    が開口している面を除いた外周面に密着して配置された
    導体膜よりなる外導体と、所定の前記内導体に結合した
    入出力結合手段と、前記誘電体ブロックの前記平面およ
    び底面の少なくとも一方に設けられた内導体結合手段と
    を備えた誘電体フィルタ。
  2. (2)前記内導体結合手段として、前記外導体に継ぎ目
    なく接続された導体膜が密着配置され、前記内導体の軸
    方向と直角方向に連続して設けられた溝を用いたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の誘電体フィルタ
  3. (3)前記内導体結合手段として、前記外導体に継ぎ目
    なく接続された導体膜が密着配置され、前記内導体の軸
    方向と直角方向に連続して設けられたステップを用いた
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の誘電体フ
    ィルタ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2675638A1 (fr) * 1991-04-17 1992-10-23 Tekelec Airtronic Sa Dispositif resonateur dielectrique.
JPH04302502A (ja) * 1991-03-29 1992-10-26 Taiyo Yuden Co Ltd 誘電体フィルタ
JPH0711002U (ja) * 1993-07-23 1995-02-14 日本特殊陶業株式会社 誘電体フィルタ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04302502A (ja) * 1991-03-29 1992-10-26 Taiyo Yuden Co Ltd 誘電体フィルタ
FR2675638A1 (fr) * 1991-04-17 1992-10-23 Tekelec Airtronic Sa Dispositif resonateur dielectrique.
JPH0711002U (ja) * 1993-07-23 1995-02-14 日本特殊陶業株式会社 誘電体フィルタ

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