JPH01245702A - 誘電体共振器を有するフィルタ - Google Patents

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】 本発明は誘電体共振器を有するフィルタに係る。

九囲ノと１１− このようなフィルタは次の原理、即ち金属被覆した誘電
体共振器のモードの使用と、特に、電場に作用する調節
ねし及び磁場を使用する結合絞りを利用する従来の励起
方法及び結合モードの援用とに基ついている。

１ｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ”、　ｖ
、ｏｌ、　１Ｂ、　Ｎｏ、　１７゜八ｕ８ｕｓｔ　１４
．１９８０．　ｐｐ、６４６−６４７に所収のＰ、Ｇｕ
ｉｌｌｏｎ。

Ｙ、Ｇａｒａｕｌｔ及びＪ、Ｆａｒｅｎｃの論文１ｌＤ
ｉｅｌｅｃｔｒｉｃｒｅｓｏｎａｔｏｒ　ｄｕａｌ　ｍ
ｏｄｅ　ｆｉｌｔｅｒ”は、同一の固有周波数で複数の
縮退モードが伝播し得る円筒形の金属被覆誘電体共振器
について記載している。これらの縮退モードは構造の幾
何学的形状を撹乱することにより、相互に結合して結合
回路を形成し得る。こうして同調ねし、及び相互に垂直
に分極された共振器の２つのＩＩＥ、、、モードを使用
する２モード誘電フイルタにより、ＴＥｏ、ｐモードの
周波数撹乱することが可能である。

ヨーロッパ特許出願第００６４７９９号は、複合マイク
ロ波共振器を形成するために空洞に配置されたセラミッ
ク共振器エレメントを記載している。相互に直交する軸
に沿って空洞内に配置された２本の同調ねしは、該軸に
沿って配置されたアセンフリを共振器エレメントの基本
共振周波数に近い周波数に同調するように機能する。こ
の型の複数の空洞を相互に結合し、複数の横方向セパレ
ータを使用することにより導波管を形成することができ
る。これらの各空洞の間の結合は、単純な溝、十字形の
１対の溝又は円形絞りにより確保され得る。

各空洞は、直交する軸の各々に沿う共振が他方の軸に沿
う共振に結合されるように、直交する同調ねしに対して
４５°の角度を為す軸に沿って調節ねしが配置されてい
る。

しかしながら、これらの従来技術の文献は、−金属空洞
内の共振器の位置、 一空洞を作成するために使用される材料、調節装置及び
共振器の保持システム、並びに −空洞内に誘電体共振器を保持する原理については明示
していない。

従来技術の他の文献では空洞に使用される材料について
詳細に記載しているものもあり、−アンバー及びカーボ
ンファイバーの使用、又は−使用される膨張係数が相殺
されるような他の材料の使用 が記載されている。

保持誘電体については明確な解決方法はほとんど示され
ていないが、例えば 一カラム又はクツション形の絶縁損失の低い材料（ポリ
スチレン又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）
、発泡体） が挙げられている。

本発明の目的は、誘電体共振器を有するフィルタの応答
曲線を共振に近い帯域で且つ広い帯域にわたって最適に
することが可能でありながら、このようなフィルタの製
造に伴う各種の問題を解決することである。

発明の要約 本発明はこのために、少なくとも１個の円筒形空洞を有
しており、該空洞か該空洞の軸と同一直線上に配置され
た対称軸を有する円筒形誘電体共振器を収容しているよ
うな、誘電体共振器を有するフィルタを提案するもので
あり、共振器は、該共振器の円筒形部分を締着し且つ該
空洞との間に遊びを設けながら該空洞に共振器を固定す
るための少なくとも１本のスポークを備えるマンドレル
システムにより、該空洞の内側の長手方向の非対称位置
に維持されることを特徴とする。

このようなフィルタは多くの利点を有する。即ち、 一寄生モードのない帯域をかなり広い範囲で得られるよ
うに、例えばモードＨＥ、、、、、と他のモードとの間
に十分な周波数偏差を得ることが可能になり、 一結合溝の寸法が小さいままであるので、寄生結合が大
幅に減少し、 ＝２モード構造以外のフィルタを設計することが可能に
なる。

より特定的には本発明は、 一空洞の少なくとも一端が絞りにより閉止され、−共振
器が相互に１２０°の間隔で配置された３つのスポーク
により空洞の内壁に固定されたマンドレルを含むシステ
ムにより保持されており、該スポークの１本は固定点を
構成し、他の２本は膨張差による全半径方向応力を吸収
するための弾性シールにより空洞とマンドレルシステム
との間に遊びを形成する ような、誘電体共振器を有するフィルタに係る。

有利には、このマンドレルシステムは３つの円筒形部分
、即ち 一第１の長平方向端部に円錐形内側支持表面を有してお
り、第２の端部にねじ切り内側支持表面を有する第１の
部分、 −該第１の部分の内側に配置されており、円錐形支持表
面に対して摺動可能な外側傾斜支持表面を有する第２の
可動部分、 一第１の部分のねし切り支持表面に係合するねじ切り部
分 を含み得る。

有利にはマンドレルシステム及びねじは誘電材料から作
成されており、空洞は絞りの各々と同様に銀めっきした
アルミニウムから作成されている。

これらの特徴により、 −Ｑファクターを最適にすることができく臨界ゾーンに
減衰性材料が不在）、 一約４ｐｐｍ／℃の温度安定係数を得ることができ、こ
れは−４ｐｐｍ／℃の特徴を有する誘電体共振器を使用
することにより相殺することができる。

更に、このようなフィルタては共振器を特別に加工せず
に円筒形共振器を使用することができ、このマンドレル
システムは空洞及び共振器の長さに関係なく同一である
という利点があり、従って、例えば多数の通路を使用す
る場合（マルチプレクサ）に大きな工業上の利点をもた
らす。

以下、添付図面を参考に本発明の詳細な説明する。

羨獣鰻 第１図に示すように、本発明の共振フィルタは円筒形空
洞１０により形成されており、該空洞の内側には該空洞
１０の対称軸と同一直線上の対称軸Δを有する円筒形誘
電体共振器１１が配置されている。

この場合、共振器１１は空洞１ｏの内側に長手方向に非
対称に配置されている。

空洞１０は例えば２つの絞り１４及び１５により閉止さ
れる。

共振器１１は該共振器の円筒形部分を包囲するマンドレ
ルシステム１６により空洞１ｏ内で保持されている。

第２図に示すように、このマンドレルシステムは相互に
１２０°の間隔て配置された３本のスポーク１８．１９
及び２０を介して空洞の内壁１７に固定されており、ス
ポークの１本１８は該壁１７に固定され、他の２本のス
ポークは膨張差により生じ得る全半径方向応力を吸収す
るように機能する弾性シール２２及び２３を介して壁１
７とマンドレルシステム１６との間に遊びを形成する。

有利にはこれらの３本のスポーク１８．１９及び２０は
同一の型てあり得る。

第３図に部分的に示した具体例ではマンドレルシステム
１６は３つの円筒形部分、即ち一第１の長手方向端部に
内側円錐形支持表面２６を有しており、第２の端部にね
じ切り内側支持表面２７を有する第１の部分２５、 一該第１の部分２５の内側を移動し且つ前記円錐形支持
表面２６に対して摺動し得る傾斜外側支持表面２９を有
する第２の部分２８、 一第１の部分２５のねし切り支持表面に係合されるねじ
切り部分３０ により構成され得る。

第１の部分は相互に１２０°の間隔て配置され且つ３本
のねし３１．３３及び３７を受容するための雌ねじを［
有］ 有する３つの外側端部適合部材を含んでおり、各ねじは
金属ワッシャ３８．３９又は４０に支承され、該ワッシ
ャはフィルタの構成材料の熱膨張を相殺するように機能
する弾性材料から作成されたシール２１．２２又は２３
に支承される。第３図はこれらの３本のねし３１，３３
．３７のうちで端部適合部材３２に受容されてワッシャ
３８に支承されるねじ３１のみを示す。

ねじ切り部分３０を第１の部分２５のねじ切り部分に螺
合（３４）すると、第２の部分２８の傾斜支持表面２９
は第１の部分２５の円錐形支持表面２６に沿って移動（
３５）　Ｌ、こうして共振器の円筒形部分３６に対して
垂直な締着を確保する。

本発明の装置では使用される空洞及び調節装置は銀めっ
きアルミニウムから作成されると仮定される。

特定の具体例では本発明のフィルタは次の特徴を有する
。

一共振器１１は３０ｇまでの加速度及びかなりの熱応力
に耐えるように決定された締着トルクを有するマンドレ
ルシステムにより保持される。

−マンドレルシステムは誘電材料から作成され且つ相互
に１２０°の間隔て配置された３本のねしによりアルミ
ニウム空洞の内側に保持される。これらのねじの１本は
固定点を構成しく空洞とマンドレルシステムとの間の接
触を確保する）、他の２本のねじは空洞とマンドレルシ
ステムとの間に遊びを形成する。これらの点における締
着は、膨張差により得られる半径方向応力を吸収するよ
うに機能する３つの同一のシールにより得られる。これ
らの応力を最小にしないならば、空洞の端部の一方に向
かって共振器を接近させるがさ効果（ｕｍｂｒｅｌｌａ
ｅｆｆｅｃｔ）を生じ、このため共振周波数が変化する
。

特定の具体例では本発明のフィルタの構成要素は次の寸
法を有する。

一共振器　　　　　直径＝　１６ｍｍ 長さ−８，４箱ｍ −空洞：　　内径−３２ｍｍ 長さ処２１　ｍ　ｍ −空洞内の共振器の位置： ｈ＝１．５ｍｍ（共振器の端部と絞 りとの距離） Ｄ丸１０Ｉ（絞りと固定部材との 間の距離） Ｘ箋２．８ｍｍ（固定部材と共振器 の保持点との間の距離） −絞りの結合溝：　幅〜２ｍｍ 長さゞ６　ｍ　ｍ −使用材料：　　　空洞−アルミニウム絞り−アルミニ
ウム 固定部材＝誘電材料。

従って、共振器をマンドレルに保持する締着トルクは、
約２５ｃｍ・ニュートンにすべきである。

本発明の空洞を複数形成し、端同士を連結して１１極フ
イルタを構成することも可能である。従って、上記特徴
を利用して４つの空洞を端同士連結し、３．７ＧＨｚ７
４．２ＧＨｚの帯域で自動修正する８極フイルタを構成
することが可能になり、このようなフィルタは第４図の
曲線、即ち周波数（キガヘルツ）の関数として利得トラ
ンスファーパラメータ（テシベル）のプロットに示すよ
うな性能を有する。

当然のことながら、以上の説明は単に本発明の好適具体
例てあり、構成部材を同等の部材に代えることも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフィルタの第２図のＩ−Ｉ面における
概略縦断面図、第２図は本発明のフィルタの第１図の■
−■面における横断面図、第３図は本発明のフィルタの
一具体例の詳細図、第４図は本発明の特定の具体例の応
答曲線を示すクラ７である。 １０・・・・・・空洞、１１・・・・・・誘電体共振器
、１４．１５・・・・・・絞り、１６・・・マンドレル
システム、１７・・・・・・内壁、１８．１９．２０・
・・・スポーク、２２．２３・・・・・弾性シール、３
１．３３．３７・・・・・・ねし、３８，３９．４０・
・・・・金属ワッシャ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体共振器を有するフィルタであって、該フィ
   ルタが円筒形誘電体共振器を収容する少なくとも１個の
   円筒形空洞を備えており、該共振器の対称軸は該空洞の
   軸と同一直線上に配置されており、共振器が該共振器の
   円筒形部分を締着し且つ該空洞との間に遊びを設けなが
   ら共振器を該空洞に固定するための少なくとも１本のス
   ポークを備えるマンドレルシステムにより、該空洞の内
   側の長手方向の非対称位置に保持されることを特徴とす
   る前記フィルタ。
2. （２）空洞の端部の少なくとも１つが絞りにより閉止さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
3. （３）マンドレルシステムが相互に１２０゜の間隔で配
   置された３本のスポークにより空洞の内壁に固定されて
   おり、スポークの１本は固定点を構成し、他の２本のス
   ポークは膨張差により生じ得る半径方向の全応力を吸収
   するための弾性シールにより空洞及び該マンドレルシス
   テムの間に遊びを形成することを特徴とする請求項１に
   記載のフィルタ。
4. （４）マンドレルシステムが３つの円筒形部分、即ち第
   １の長手方向端部に円錐形内側支持表面を有しており、
   第２の端部に内側ねじ切り支持表面を有する第１の部分
   と、該第１の部分の内側に配置されており、円錐形支持
   表面に対して摺動するに適した外側傾斜支持表面を有す
   る第２の可動部分と、第１の部分のねじ切り支持表面に
   係合するねじ切り部分とにより構成されていることを特
   徴とする請求項３に記載のフィルタ。
5. （５）３本のスポークが、３本のねじを受容するに適し
   た、内側にねじ切り部を有しており且つ外側に突出する
   端部適合部材により構成されており、該スポークの少な
   くとも２本は夫々のワッシャに支承され、該ワッシャは
   フィルタの構成材料の熱膨張を相殺することが可能な弾
   性材料から作成されたシールに支承されることを特徴と
   する請求項３に記載のフィルタ。
6. （６）マンドレルシステム及びスポークが誘電材料から
   構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィ
   ルタ。
7. （７）空洞が銀めっきした金属から構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
8. （８）各絞りが銀めっきした金属から構成されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
9. （９）複数の空洞から構成されることを特徴とする請求
   項１に記載のフィルタ。