JPH03191619A

JPH03191619A - 送信共用装置

Info

Publication number: JPH03191619A
Application number: JP1331611A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nishikawa; 敏夫西川; Yohei Ishikawa; 容平石川; Koichi Takehara; 竹原　耕一
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1991-08-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0828604B2

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】（ａ）産業上の利用分野この発明は、複数の送信信号を合成して共通の出力ライ
ンやアンテナに送信する送信共用装置に関する。

申）発明の背景近年、８００ＭＨｚ帯を用いた自動車電話などの移動体
通信システムにおいてセルラーシステムが広く使用され
るようになった。このようなセルラーシステムにおいて
は、トラヒックに応じてセル（無線ゾーン）の半径およ
びそのセル内の無線チャンネルが設定される。

最近利用者数が急激に増加している上記自動車電話など
の移動体通信システムではセル半径の縮小および基地局
の増設が必要となってきている。

それにともなって、基地局に使用する送信共用装置も小
型化、低損失化、低コスト化が一層要求されてきている
。

（Ｃ）従来の技術前述の基地局に使用される送信共用装置は、主に複数の
チャンネルフィルタと、これらの各チャンネルフィルタ
の出力信号を合成する合成部とから構成されている。

チャンネルフィルタとしては、空胴共振器または半同軸
空胴共振器などＱの高い共振器が従来より用いられてい
る。また、最近では空胴共振器や半同軸空胴共振器など
と同様にＱの高いＴ　Ｅ　ｏ　Ｉａモード誘、電体共振
器が用いられ、全体に小型化されている。

合成部としては、同軸ケーブルや導波管による合成回路
（いわゆるジャンクションユニット）が用いられ、上記
共振器の出力部にこの合成回路を接続することによって
送信共用装置の主要部が構成される。

（ｄ１発明が解決しようとする課題しかし、チャンネルフィルタとして誘電体共振器を用い
たものであっても、合成部を含めた送信共用装置全体と
しては、依然として大型であり、セル半径の小さな基地
局に設ける送信共用装置としては不向きであった。

この発明の目的は、チャンネルフィルタとして用いられ
る共振器をより小型化し、しかも合成部を含めた送信共
用装置全体の小型化、低損失化および低コスト化を図っ
た送信−共用装置を提供することにある。

（ｅ）課題を解決するための手段この発明の送信共用装置は、信号入力結合子用挿入孔と
、信号出力結合子用挿入孔とを備え、それぞれ特定チャ
ンネルの帯域を通過させる複数のＴＭモード誘電体共振
器を少なくとも上記信号出力結合子用挿入孔を同一面と
して並設したチャンネルフィルタユニットと、信号出力結合子を回路基板表面から突出させるとともに
、この信号出力結合子の出力を合成する伝送ラインから
なる分岐線路を上記回路基板に構成したジャンクション
ユニットとからなり、チャンネルフィルタユニットにジ
ャンクションユニットを結合させたことを特徴とする。

（ｆ）作用この発明の送信共用装置は大別してチャンネルフィルタ
ユニットとジャンクションユニットとからなる。チャン
ネルフィルタユニットの各チャンネルフィルタは、信号
入力結合子用挿入孔と信号出力結合子用挿入孔とを備え
、それぞれ特定チャンネルの帯域を通過させる複数のＴ
Ｍモード誘電体共振器からなり、チャンネルフィルタユ
ニットは少なくとも信号出力結合子用挿入孔を同一面と
して上記複数のＴＭモード誘電体共振器が並設されて成
る。一方、ジャンクションユニットは、回路基板表面か
ら信号出力結合子が突出形成されるとともに、この回路
基板に信号出力結合子の出力を合成する伝送ラインから
なる分岐線路が構成されて成る。

このように構成されたチャンネルフィルタユニットにジ
ャンクションユニットが結合されて１つの送信共用装置
が構成される。

本発明の送信共用装置をセルラー基地局用の送信共用装
置として用いる場合には、近年のセル半径の縮小にとも
ない送信電力も比較的低くなっているため、電力容量の
小さな小型の誘電体共振器を用いることができる。一般
にＴ　Ｍ　ｏ　ｌｏやＴ　Ｍ　ｒ　＋。などのＴＭモー
ドの誘電体共振器は、ＴＥ、、ｓモードの誘電体共振器
に比較してＱは若干低いが、上記のように誘電体共振器
を小型化する場合には、ＴＭモードの誘電体共振器はＴ
Ｅモードの誘電体共振器に比較してＱを高く保つことが
できる。したがって、チャンネルフィルタユニットはよ
り小型かつ低挿入損失化される。

また、ジャンクシランユニットにはチャンネルフィルタ
ユニットの各誘電体共振器の出力と結合する信号出力結
合子が一体形成されているため、チャンネルフィルタユ
ニットと一体化することにより、全体により小型化され
た送信共用装置を構成することができる。

（酌実施例この発明の第１の実施例に係る送信共用装置の構造を第
１図〜第６図に示す。

第１図はチャンネルフィルタユニットとジャンクション
ユニットとを分離した状態の斜視図、第２図は両者を一
体化した送信共用装置全体の斜視図である。第１図にお
いて１００はチャンネルフィルタユニット、１０１はジ
ャンクションユニットである。チャンネルフィルタユニ
ット１００は図において上部に開口部を有する箱状の金
属ケース１と、その内部に収納された８個のＴＭモード
誘電体共振器Ｆ１〜Ｆ８から成る。これらの誘電体共振
器Ｆ１〜Ｆ８は後述するようにメタライズされた六面体
形状のセラミックキャビティと、その内部に設けられた
角柱状内部誘電体とから構成されている。各誘電体共振
器Ｆ１〜Ｆ８の図における上面にはそれぞれＨｉおよび
ＨＯで示す信号入力結合子用挿入孔および信号出力結合
子用挿入孔が設けられている。また、ケース１の開口部
周囲にはジャンクションユニット１０１取付用のネジ穴
２〜１３が設けられている。

同図に示すジャンクションユニット１０１は主として２
枚のセラミック基板と、この２枚のセラミック基板間に
形成された分岐線路、信号入力結合子、信号出力結合子
および入出力コネクタなどから構成されている。同図に
おいて１５．１６はそれぞれセラミック基板であり、図
における上面にＩＮＩ〜ＩＮＢで示す８個の信号入力コ
ネクタとＯＵＴで示す１つの信号出力コネクタが取り付
けられている。また、周辺部分にはチャンネルフィルタ
ユニット１００にネジ止めするための孔、２２〜３３が
形成されている。

上記チャンネルフィルタユニット１００とジャンクショ
ンユニット１０１とは第２図に示すように結合されて８
チヤンネルの送信共用装置が構成される。

次にチャンネルフィルタユニットに用いられる１つの誘
電体共振器の構成を第３図および第４図に示す。

第３図はその分解斜視図である。同図において５０は外
側面にメタライズが施され、内部に角柱状内部誘電体５
１が一体成形されたセラミック体、５３．５５は内面が
メタライズされたセラミック板であり、セラミック体５
０とともに一体化することによりセラミックキャビティ
を構成する。

なお、セラミック体５０の上面には信号入力結合子およ
び信号出力結合子を挿入する丸孔ＨｉおよびＨＯが形成
されている。

第４図は組立後の１つの誘電体共振器の中央断面図であ
る。同図に示すように、セラミック体５０の外側面に形
成された電極５２とセラミック板５３．５５の内面に形
成された電極５４．５６とによってシールドされたキャ
ビティが構成され、このキャビティと内部誘電体５１の
作用によりＴＭ、。モードの誘電体共振器として作動す
る。

次にジャンクションユニットの構成を第５図および第６
図（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

第５図はセラミック板１５の上面に形成されている、特
に伝送ラインからなる分岐線路について表している０図
中４５で示す部分はいわゆるトリプレート型の伝送ライ
ンである。

第６図（Ａ）〜（Ｃ）は第５図に示したＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ
およびＣ−Ｃ部分におけるジャンクションユニット全体
の部分断面図である。同図（Ａ）は伝送ライン部分（第
５図中Ａ−Ａ部分等）の断面図である。セラミック基板
１５はセラミック板４０の表裏面に電極４１．４１を形
成してなり、他方のセラミック基板１６もセラミック板
４２の表裏面に電極４３．４３を形成してなる。セラミ
ック基板１５の所定の箇所には溝が形成され、その溝に
そって誘電体４４およびその上面に電極４５が形成され
ている。この電極４５はセラミック基板１５の電極４１
とセラミック基板１６の電極４３とともにトリプレート
型の伝送ラインを構成する。

第６図（Ｂ）は信号出力結合子の設けられている部分（
第５図中Ｂ−Ｂ部分）の断面図である。

図に示すようにセラミック基板１５の所定箇所に貫通孔
が形成され、誘電体４４および電極４５にカップリング
プローブ（信号出力結合子）１７が取り付けられ、その
先端部がセラミック基板１５の下部に突出している。

第６図（Ｃ）は出力コネクタ部分（第５図中Ｃ−Ｃ部分
）の断面図である。この部分にはセラミック基板１６に
開口部が形成され、出力コネクタＯＵＴがセラミック基
板１６の上面に取り付けられているとともに、その中心
導体１８が電極４５に接続されている。

また、各入力コネクタの取り付は箇所には、セラミック
基板１５．１６に貫通孔が形成されていて、各人力コネ
クタの中心導体がカップリングプローブやカップリング
ループ等の信号入力結合子として基板１５の下部へ突出
している。

以上のように構成されたジャンクションユニットをチャ
ンネルフィルタユニットに被せて固定することにより、
ジャンクションユニットの下部に突出しているカップリ
ングプローブ１７が各誘電体共振器の信号出力結合子用
挿入孔に挿入され、各信号入力コネクタの中心導体が各
誘電体共振器の信号入力結合子用挿入孔に挿入されるこ
とになる。したがって、信号入力コネクタから入力され
た各チャンネルの信号は各々対応する誘電体共振器に人
力され、信号出力結合子に生じた信号は伝送ラインから
なる分岐線路４５によりパワー合成されて出力コネクタ
ＯＵＴから出力される。

なお、第５図に示した分岐線路は、誘電体共振器の各出
力（共振器の等価短絡面）から最初の分岐点ａまたはｂ
までの電気長はそれぞれ１／４波長の奇数倍となるよう
に設定されている。また、分岐点ａ、ｂから二段目の分
岐点（出力コネクタＯＵＴの中心導体が接続される点）
までの電気長は１／２波長の整数倍となるように設定さ
れている。このように分岐線路を構成したことにより設
計波長の周波数で、各分岐点から他の誘電体共振器をみ
たインピーダンスが非常に大きくなり、自チャンネルの
送信電力がほとんど損失なしに出力コネクタから給電さ
れる。

第２の実施例に係る送信共用装置の構成を第７図（Ａ）
、（Ｂ）〜第９図に示す。

第７図（Ａ）、（Ｂ）は３２チヤンネルの送信共用装置
の外観斜視図であり、（Ａ）は信号入力コネクタ側から
みた図、（Ｂ）は信号出力コネクタ側からみた図である
０両図においてＩＮ１〜ｌＮ３２は信号入力コネクタで
あり、チャンネル数に対応する３２個の入力コネクタが
同一面に配列されている。この複数の入力コネクタの取
付面の対向面側には同図（Ｂ）に示すように１個の出力
コネクタＯＵＴが設けられている。また、信号入力コネ
クタおよび出力コネクタの形成面以外の４側面には６０
．６１，６２．６３．６４などで示す複数の空冷用ファ
ンが取り付けられている。

第８図は送信共用装置内部の主要部の構造を表す概略平
面図、第９図は装置全体を第８図におけるＤ−Ｄから見
た概略断面図である。第８図においてＦ１〜Ｆ３２は、
それぞれ割り当てられたチャンネルの帯域を通過させる
７Ｍモードの誘電体共振器である。また、ＪＵａ−ＪＵ
ｈはそれぞれ伝送ラインからなる分岐線路が基板に形成
されたジャンクションユニットであり、それぞれ４つの
共振器出力を合成する０例えばジャンクションニー’−
７トＪＵａは共振器Ｆｌ、Ｆ３．Ｆ９およびＦｌｌの各
出力をａ点に合成する。また、例えばジャンクションユ
ニットＪＵｈは共振器Ｆ２２．、Ｆ２４、Ｆ３０および
Ｆ３２の各出力をｈ点に合成する。これらの各ジャンク
ションユニットの出力は同軸ケーブルなどからなる分岐
線路ＪＵＩおよびＪＵ２により合成されそれぞれサーキ
ュレータＣ１およびＣ２に供給される。サーキュレータ
Ｃ１、Ｃ２にはそれぞれダミーロードＲ１，Ｒ２が接続
されていて、分岐線路ＪＵＬおよびＪＵ２の出力を合成
して出力コネクタＯＵＴに導く。

なお、ジャンクションユニットＪＵａ−ＪＵｈの分岐線
路は各共振器から分岐点までの電気長がそれぞれ１／４
波長の奇数倍に設定されている。

また、各ジャンクションユニットの出力を合成する分岐
線路ＪＵＩおよびＵ２において、ジャンクションユニッ
トから分岐点’＋　　Ｊまでの電気長が１／２波長の整
数倍となるように設定されている。このように分岐線路
を構成したことにより、設計波長の周波数で、各分岐点
から他の共振器をみたインピーダンスが非常に大きくな
り、自チャンネルの送信電力が殆ど損失無しにサーキュ
レータＣＩ、Ｃ２に給電される。同様に他の送信機（チ
ャンネルフィルタに送信電力を供給する回路）との結合
減衰量も大きくなり、送信機間の干渉が小さくなる。

第９図において共振器Ｆ４についてはその内部構造を表
している。ここで７０はセラミックキャビティ、７１は
キャビティの底面と天面間に一体成形された柱状内部誘
電体であり、これにより７Ｍモードの誘電体共振器が構
成されている。７２および７３はこの共振器に対する信
号入力用結合ループおよび信号出力用結合ループである
。このような構成のチャンネルフィルタが３２個金属板
（ケース）間に配置収納されている。同図においてＩＮ
２．ＩＮ４．ＩＮ６およびＩＮ８はそれぞれ入力コネク
タ、１２．１４．Ｉ６および■８は各入力コネクタから
の信号を各共振器（チャンネルフィルタ）の結合ループ
へ供給するアイソレータである。また、ＪＵｂは第８図
に示した共振器Ｆ２．Ｒ４，ＦＩＯおよびＲ１２の各出
力を合成するジャンクションユニットである。ＪＵｄは
第３図に示した共振器Ｆ６．Ｆ８．Ｆ１４およびＲ１６
の各出力を合成するジャンクションユニットである。

以上のように構成したことにより、各入力コネクタＩＮ
Ｉ・〜ＩＮ３１で示す奇数番目の信号入力コネクタから
入力された信号は４つのジャンクションユニットおよび
同軸ケーブルなどによりパワー合成されてサーキュレー
タＣ１に供給され、ＩＮ２〜ｌＮ３２で示される偶数番
目の信号入力コネクタから入力された信号は４つのジャ
ンクションユニットおよび同軸ケーブルなどによりパワ
ー合成されサーキュレータＣ２に供給される。サーキュ
レータＣ１およびＣ２の入力パワーの半分はそれぞれダ
ミーロードＲ２およびＲ１により吸収され、合成信号が
出力端子ＯＵＴから出力されるまた、空冷用ファン６０
〜６７は３２個の誘電体共振器のキャビティを直接冷却
することによって、誘電体共振器の温度上昇を抑える。

特に空冷用ファン６３．６４はダミーロードＲ１，Ｒ２
の発熱を抑える。各誘電体共振器は７Ｍモードであって
、内部誘電体がキャビティの２面間に直接接している（
一体成形されている）ため、内部誘電体の熱はキャビテ
ィを通してその表面から効率よくに放熱され、内部誘電
体の温度上昇は少ない。

このため、周波数変動が安定化され、挿入損失が低減さ
れる。

尚、第１・第２の実施例では、チャンネルフィルタとし
て、いずれもシングルモードの誘電体共振器を用いたが
、一つの多重ＴＭモード誘電体共振器を多段のチャンネ
ルフィルタとして、または多チャンネル分のチャンネル
フィルタとして用いてもよい。

（ｈ１発明の効果この発明によれば、チャンネルフィルタとして７Ｍモー
ドの誘電体共振器を用いたことにより、比較的高いＱを
備えながら、小型化することができ、さらに伝送ライン
からなる分岐線路と信号出力結合子とが設けられたジャ
ンクションユニットをチャンネルフィルタユニットと一
体化することにより、全体としてより小型化される。ま
た、各チャンネルフィルタが７Ｍモードの誘電体共振器
であるため、放熱効率が高く、温度上昇が抑えられる。

したがって、周波数変動も少なく、挿入損失も低く抑え
られる。このように小型化、低損失化および低コスト化
された送信共用装置はセル半径の縮小化されたセルラー
システムの基地局用として使用できるようになる。

【図面の簡単な説明】第１図〜第６図はこの発明の第１の実施例に係る送信共
用装置の構成を表す図であり、第１図はチャンネルフィ
ルタユニットとジャンクションユニットとを分離したと
きの斜視図、第２図は両者を組み立てたときの斜視図で
ある。第３図および第４図は１つのチャンネルフィルタ
を構成する誘電体共振器の構成を表す分解斜視図および
断面図である。第５図および第６図はジャンクションユ
ニットの構成を表す概略平面図および部分断面図である
。また、第７図〜第９図はこの発明の第２の実施例に係
る送信共用装置の構成を表す図であり、第７図（Ａ）、
　　（Ｂ）は外観斜視図、第８図および第９図は概略平
面図および概略断面図である。 ■−ケース、１５．１６−セラミック基板、１７−カッ
プリングプロープ（信号出力結合子）、１８−中心導体、４５−電極（伝送ライン）（分岐線路）、５０−セラミ
ック体、５１−内部誘電体、５３．５５−セラミック板、１００−チャンネルフィルタユニット、１０１、ＪＵａ
　〜ＪＵｈ− ジャンクションユニット、ＩＮ−信号入力コネクタ、０ＵＴ−信号出力コネクタ、 ■−アイソレータ、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）信号入力結合子用挿入孔と、信号出力結合子用挿
入孔とを備え、それぞれ特定チャンネルの帯域を通過させる複数のＴＭ
モード誘電体共振器を少なくとも上記信号出力結合子用
挿入孔を同一面として並設したチャンネルフィルタユニ
ットと、信号出力結合子を回路基板表面から突出させるとともに
、この信号出力結合子の出力を合成する伝送ラインから
なる分岐線路を上記回路基板に構成したジャンクション
ユニットとからなり、チャンネルフィルタユニットにジ
ャンクションユニットを結合させたことを特徴とする送
信共用装置。