JPH0430202B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0430202B2 JPH0430202B2 JP57116125A JP11612582A JPH0430202B2 JP H0430202 B2 JPH0430202 B2 JP H0430202B2 JP 57116125 A JP57116125 A JP 57116125A JP 11612582 A JP11612582 A JP 11612582A JP H0430202 B2 JPH0430202 B2 JP H0430202B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- harmonic
- resonant window
- band
- waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/207—Hollow waveguide filters
- H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は高調波抑圧フイルタに係り、例えばマ
イクロ波半導体素子を使用した導波管形の発振
器、増幅器の高調波出力を抑圧するための高調波
抑圧フイルタに関するものである。
イクロ波半導体素子を使用した導波管形の発振
器、増幅器の高調波出力を抑圧するための高調波
抑圧フイルタに関するものである。
ガンダイオード、インパツトダイオードあるい
はFETなどのマイクロ波半導体素子を使用した
導波管形のマイクロ波発振器、増幅器（以下単に
発振器と云う）では非線形動作などにより、動作
中心周波数0以外の不要波、例えばn0（ｎ＝２、
３…ｎ）の高調波を発生する。これら発振器等の
出力線路として導波管を使用する場合には、導波
管の遮断周波数以上の動作周波数やその高調波成
分が出力されることになる。
はFETなどのマイクロ波半導体素子を使用した
導波管形のマイクロ波発振器、増幅器（以下単に
発振器と云う）では非線形動作などにより、動作
中心周波数0以外の不要波、例えばn0（ｎ＝２、
３…ｎ）の高調波を発生する。これら発振器等の
出力線路として導波管を使用する場合には、導波
管の遮断周波数以上の動作周波数やその高調波成
分が出力されることになる。
このため、特に通信システム等に用いる発振器
等では、その出力端に高調波抑圧フイルタを挿入
することが多い。そしてこの高調波抑圧フイルタ
としては、第１に2030…n0などの高調波周波
数付近のみの伝ぱんを阻止する帯域阻止フイル
タ、第２に動作周波数帯域以下を通過させる低域
通過フイルタ、第３に動作周波数帯域を通過域と
する帯域通過フイルタなどがある。
等では、その出力端に高調波抑圧フイルタを挿入
することが多い。そしてこの高調波抑圧フイルタ
としては、第１に2030…n0などの高調波周波
数付近のみの伝ぱんを阻止する帯域阻止フイル
タ、第２に動作周波数帯域以下を通過させる低域
通過フイルタ、第３に動作周波数帯域を通過域と
する帯域通過フイルタなどがある。
このうち導波管回路において、高調波抑圧用と
して最も多く用いられるものは第２の低域通過フ
イルタであり、その代表例としてはコルゲート形
フイルタ、ワツフルアイアン形フイルタがある。
しかし、これらは第１に構造が複雑であり、外形
寸法が大きい、第２に挿入損が１〜2dBと比較的
大きい、第３に高価であるなどの問題点がある。
して最も多く用いられるものは第２の低域通過フ
イルタであり、その代表例としてはコルゲート形
フイルタ、ワツフルアイアン形フイルタがある。
しかし、これらは第１に構造が複雑であり、外形
寸法が大きい、第２に挿入損が１〜2dBと比較的
大きい、第３に高価であるなどの問題点がある。
また第３の帯域通過形フイルタのうち、20、
30…n0などの高域阻止に有効なものとしては共
振窓板を配設した高調波抑圧フイルタ（以下共振
窓形フイルタという）があり、この共振窓形フイ
ルタは、構造が極めて簡単なうえ、動作周波数帯
における挿入損も非常に小さいが、共振器の負荷
Ｑが低く、高調波に対して充分な減衰量が得られ
ない問題点がある。
30…n0などの高域阻止に有効なものとしては共
振窓板を配設した高調波抑圧フイルタ（以下共振
窓形フイルタという）があり、この共振窓形フイ
ルタは、構造が極めて簡単なうえ、動作周波数帯
における挿入損も非常に小さいが、共振器の負荷
Ｑが低く、高調波に対して充分な減衰量が得られ
ない問題点がある。
次に第１図により従来の共振窓形フイルタの構
造例を説明する。
造例を説明する。
先ずａ図は共振窓の構造を示す図であり、共振
窓板３は導波管の横幅ａ、高さｂの寸法をもつ金
属板に共振窓３ａが穿設されている。この共振窓
３ａは通常図示のような長方形であり、横幅ｗと
高さｈにより共振周波数が決定される。また共振
器のQL（負荷Ｑ）は共振窓３ａの大きさから決定
されるが、通常QL10程度である。ｂ図及びｃ
図は共振窓板を導波管に取りつけて構成したそれ
ぞれ１段形、２段形共振窓形フイルタ１の構造を
示すものであり、ｂ図は入出力間に１枚の共振窓
板３を設けたもの、ｃ図は入出力間に２枚の共振
窓板３1，３2を設けたものを示す。この２枚の共
振窓板３1，３2を設けた２段形の場合、共振窓板
３1，３2の間隔ｌは動作周波数帯での通過特性が
共振周波数0に対し、ほぼ対称となるような長さ
に選ばれ、いわゆるMaximally flat形特性とな
る。
窓板３は導波管の横幅ａ、高さｂの寸法をもつ金
属板に共振窓３ａが穿設されている。この共振窓
３ａは通常図示のような長方形であり、横幅ｗと
高さｈにより共振周波数が決定される。また共振
器のQL（負荷Ｑ）は共振窓３ａの大きさから決定
されるが、通常QL10程度である。ｂ図及びｃ
図は共振窓板を導波管に取りつけて構成したそれ
ぞれ１段形、２段形共振窓形フイルタ１の構造を
示すものであり、ｂ図は入出力間に１枚の共振窓
板３を設けたもの、ｃ図は入出力間に２枚の共振
窓板３1，３2を設けたものを示す。この２枚の共
振窓板３1，３2を設けた２段形の場合、共振窓板
３1，３2の間隔ｌは動作周波数帯での通過特性が
共振周波数0に対し、ほぼ対称となるような長さ
に選ばれ、いわゆるMaximally flat形特性とな
る。
即ち共振周波数0における空間波長をλ0、導波
管内波長をλgとすれば、ｌの最適値は ｌ＝１／２（λg0／４＋λ0／４）〜λg0／４） となる。この方法は文献lnt.J.Electronics 1966、
Vol21、No.５、PP401−424“Waveguide
Resonantiris Filters with very Wide
Passband and stopbands”に記載されている。
管内波長をλgとすれば、ｌの最適値は ｌ＝１／２（λg0／４＋λ0／４）〜λg0／４） となる。この方法は文献lnt.J.Electronics 1966、
Vol21、No.５、PP401−424“Waveguide
Resonantiris Filters with very Wide
Passband and stopbands”に記載されている。
第２図は、従来の共振窓形フイルタの特性の一
実測例であり、減衰量の周波数特性を示す。即
ち、曲線１１は第１図ｂに示した１段形フイルタ
の場合でありQL＝2.5（但しQLは共振器の負荷
Ｑ）、20帯域での減衰量は約15dBである。また
曲線１２は第１図ｃに示した２段形フイルタであ
り、ｌは前述した最適値（動作周波数帯域で
Maximally flat特性となる）に選んである。即
ち0近傍では良好なフイルタ特性をもつが、20
の帯域ではほゞ通過特性となる。このように従来
の共振窓形フイルタは１段構成では20帯域で充
分な減衰量が得られず、２段構成の場合には20
付近が通過帯域となつて高調波抑圧フイルタとし
ての充分な性能が得られない問題点があつた。
実測例であり、減衰量の周波数特性を示す。即
ち、曲線１１は第１図ｂに示した１段形フイルタ
の場合でありQL＝2.5（但しQLは共振器の負荷
Ｑ）、20帯域での減衰量は約15dBである。また
曲線１２は第１図ｃに示した２段形フイルタであ
り、ｌは前述した最適値（動作周波数帯域で
Maximally flat特性となる）に選んである。即
ち0近傍では良好なフイルタ特性をもつが、20
の帯域ではほゞ通過特性となる。このように従来
の共振窓形フイルタは１段構成では20帯域で充
分な減衰量が得られず、２段構成の場合には20
付近が通過帯域となつて高調波抑圧フイルタとし
ての充分な性能が得られない問題点があつた。
本発明は前述した従来の諸問題点に鑑みなされ
たものであり、共振窓板間隔を適切に設定するこ
とにより、２倍波、３倍波帯域などの高調波成分
を有効に抑圧し得る高調波抑圧フイルタを提供す
ることを目的としている。
たものであり、共振窓板間隔を適切に設定するこ
とにより、２倍波、３倍波帯域などの高調波成分
を有効に抑圧し得る高調波抑圧フイルタを提供す
ることを目的としている。
即ち、本発明の高調波抑圧フイルタは導波管内
に複数個の共振窓板を配設した高調波抑圧フイル
タにおいて、動作中心周波数での導波管内の波長
の1/4をl0としたとき、複数個の共振窓間の間隔
ｌが0.2≦ｌ／l0≦0.8または1.1≦ｌ／l0≦1.6を満
足するようになされていることを特徴とし、例え
ばマイクロ波半導体素子を使用した導波管形の発
振器、増幅器の高調波出力を効果的に抑圧するこ
とが可能な高調波抑圧フイルタである。
に複数個の共振窓板を配設した高調波抑圧フイル
タにおいて、動作中心周波数での導波管内の波長
の1/4をl0としたとき、複数個の共振窓間の間隔
ｌが0.2≦ｌ／l0≦0.8または1.1≦ｌ／l0≦1.6を満
足するようになされていることを特徴とし、例え
ばマイクロ波半導体素子を使用した導波管形の発
振器、増幅器の高調波出力を効果的に抑圧するこ
とが可能な高調波抑圧フイルタである。
次に本発明の高調波抑圧フイルタの一実施例を
第３図及び第４図により説明する。
第３図及び第４図により説明する。
即ち、高調波抑圧フイルタ３１は導波管３２に
共振窓板３３1，３３2を間隔ｌ離して取付けた２
段形フイルタの構成を示す。そしてこの間隔ｌは
動作中心周波数での導波管３２内の波長λg0の1/
４をl0としたとき、２倍波帯域20を抑圧するため
には、0.2≦ｌ／l0≦0.8、または1.1≦ｌ／l0≦1.6
に設定し、また２倍波帯域20および３倍波帯域
30を抑圧するためには0.2≦ｌ／l0≦0.5または0.6
≦ｌ／l0≦0.8、または1.15≦ｌ／l0≦1.6に選ぶこ
とを特徴としている。
共振窓板３３1，３３2を間隔ｌ離して取付けた２
段形フイルタの構成を示す。そしてこの間隔ｌは
動作中心周波数での導波管３２内の波長λg0の1/
４をl0としたとき、２倍波帯域20を抑圧するため
には、0.2≦ｌ／l0≦0.8、または1.1≦ｌ／l0≦1.6
に設定し、また２倍波帯域20および３倍波帯域
30を抑圧するためには0.2≦ｌ／l0≦0.5または0.6
≦ｌ／l0≦0.8、または1.15≦ｌ／l0≦1.6に選ぶこ
とを特徴としている。
第４図は本実施例の一実験例であり、２段共振
窓形フイルタの通過減衰量の周波数特性を示す。
即ち、曲線４１はｌ／l0＝0.525、曲線４２はｌ／
l0＝1.4にそれぞれ設定した場合である。この場合
単一共振窓板のQLは従来例である第２図の時と
同じくQL2.5である。この第４図の曲線からも
わかるようにｌ／l0＝0.525、ｌ／l0＝1.4両者とも
0近傍では低損失の通過特性をもち20帯域では
減衰量が25dB以上となり、この帯域の高調波を
良好に抑圧していることがわかる。
窓形フイルタの通過減衰量の周波数特性を示す。
即ち、曲線４１はｌ／l0＝0.525、曲線４２はｌ／
l0＝1.4にそれぞれ設定した場合である。この場合
単一共振窓板のQLは従来例である第２図の時と
同じくQL2.5である。この第４図の曲線からも
わかるようにｌ／l0＝0.525、ｌ／l0＝1.4両者とも
0近傍では低損失の通過特性をもち20帯域では
減衰量が25dB以上となり、この帯域の高調波を
良好に抑圧していることがわかる。
第５図は前述した実施例の２段共振窓形フイル
タの特性の計算結果を示す図である。たゞしQL
＝3.0としている。
タの特性の計算結果を示す図である。たゞしQL
＝3.0としている。
即ち、曲線５１，５２はそれぞれ20、30にお
ける減衰量をｌ／l0の変化に対して計算したもの
であり、また斜線部５３は動作周波数0帯域での
通過減衰量が0.2dB以下になる帯域を示し、上限
周波数の曲線５３ａと下限周波数の曲線５３ｂ間
の差の変化を示している。即ち、比帯域は通常要
求される５％（／0＝１±0.025）以上はいず
れのｌ／l0でも得られており、曲線５１，５２か
ら、20帯域で有効な減衰量（25dB）を得るた
めにはｌ／l0を図中のA2-1またA2-2範囲、20、
30の帯域で有効な減衰量を得るためにはA3-1，
A3-2，A3-3範囲に選べばよい。なお図中のＡ（0.9
≦ｌ／l0≦1.0）は従来の抑圧フイルタであり、
20付近が通過域となつていることが判る。また
ｌ／l0≧1.8でも特性曲線５１，５２は同様の減衰
特性をくりかえすが、１＜／0＜２、２＜／
0＜３帯域に通過域が複数個発生し実用的ではな
い。
ける減衰量をｌ／l0の変化に対して計算したもの
であり、また斜線部５３は動作周波数0帯域での
通過減衰量が0.2dB以下になる帯域を示し、上限
周波数の曲線５３ａと下限周波数の曲線５３ｂ間
の差の変化を示している。即ち、比帯域は通常要
求される５％（／0＝１±0.025）以上はいず
れのｌ／l0でも得られており、曲線５１，５２か
ら、20帯域で有効な減衰量（25dB）を得るた
めにはｌ／l0を図中のA2-1またA2-2範囲、20、
30の帯域で有効な減衰量を得るためにはA3-1，
A3-2，A3-3範囲に選べばよい。なお図中のＡ（0.9
≦ｌ／l0≦1.0）は従来の抑圧フイルタであり、
20付近が通過域となつていることが判る。また
ｌ／l0≧1.8でも特性曲線５１，５２は同様の減衰
特性をくりかえすが、１＜／0＜２、２＜／
0＜３帯域に通過域が複数個発生し実用的ではな
い。
以上の説明では２段の共振窓板を使用した抑圧
フイルタについて説明したが、減衰量が不充分の
場合には、さらに多段にし、それぞれの共振窓板
間隔を請求の範囲に設定することにより減衰量を
さらに増大させることができることは勿論であ
る。
フイルタについて説明したが、減衰量が不充分の
場合には、さらに多段にし、それぞれの共振窓板
間隔を請求の範囲に設定することにより減衰量を
さらに増大させることができることは勿論であ
る。
次に第６図により本発明の高調波抑圧フイルタ
の一応用例を説明する。
の一応用例を説明する。
即ち、マイクロ波発振素子を用いた発振器等
（注入同期形または負性抵抗形）６１にサーキユ
レータ６２，６３を接続し、サーキユレータ６２
より入力し、サーキユレータ６３には図示のよう
に整合負荷６４を接続してアイソレータとして作
用させる。６５は前述した本発明の一実施例の２
段共振窓形抑圧フイルタであり、サーキユレータ
６３と出力導波管６６にはさまれた構成をなして
いる。抑圧フイルタ６５は共振窓板６５ａ、スペ
ーサ導波管６５ｂ共振窓板６５ｃとからなりスペ
ーサ導波管６５ｂの長さｌは前述したｌ／l0の範
囲即ちA2-1，A2-2またはA3-1，A3-2，A3-3のい
ずれかになるように設定する。
（注入同期形または負性抵抗形）６１にサーキユ
レータ６２，６３を接続し、サーキユレータ６２
より入力し、サーキユレータ６３には図示のよう
に整合負荷６４を接続してアイソレータとして作
用させる。６５は前述した本発明の一実施例の２
段共振窓形抑圧フイルタであり、サーキユレータ
６３と出力導波管６６にはさまれた構成をなして
いる。抑圧フイルタ６５は共振窓板６５ａ、スペ
ーサ導波管６５ｂ共振窓板６５ｃとからなりスペ
ーサ導波管６５ｂの長さｌは前述したｌ／l0の範
囲即ちA2-1，A2-2またはA3-1，A3-2，A3-3のい
ずれかになるように設定する。
このような回路構成で通常発振器等６１での
20、30成分の発生量は−20dB以下と考えられ
るから、共振窓フイルタ６５での高調波抑圧量が
20dB以上あれば出力端での高調波リーク量は通
常要求される−40dBc以下の値を容易に得ること
が可能である。
20、30成分の発生量は−20dB以下と考えられ
るから、共振窓フイルタ６５での高調波抑圧量が
20dB以上あれば出力端での高調波リーク量は通
常要求される−40dBc以下の値を容易に得ること
が可能である。
上述のように多段構成の共振窓板からなる高調
波抑圧フイルタにおいて、共振窓板間の間隔ｌを
l0＝λg0／４とした時２倍波抑圧に対しては0.2≦
ｌ／l0≦0.8または1.1≦ｌ／l0≦1.6、２倍波およ
び３倍波抑圧に対しては0.2≦ｌ／l0≦0.5、また
は0.6≦ｌ／l0＝0.8、または1.15≦ｌ／l0≦1.6に設
定することにより、２倍波帯域あるいは２倍波、
３倍波帯域の高調波成分を充分に抑圧することが
でき、しかも動作周波数帯域においては低損失で
実用上充分な通過帯域をもつ小形、低価格の高調
波抑圧フイルタを提供することが可能でありその
工業的価値は極めて大である。
波抑圧フイルタにおいて、共振窓板間の間隔ｌを
l0＝λg0／４とした時２倍波抑圧に対しては0.2≦
ｌ／l0≦0.8または1.1≦ｌ／l0≦1.6、２倍波およ
び３倍波抑圧に対しては0.2≦ｌ／l0≦0.5、また
は0.6≦ｌ／l0＝0.8、または1.15≦ｌ／l0≦1.6に設
定することにより、２倍波帯域あるいは２倍波、
３倍波帯域の高調波成分を充分に抑圧することが
でき、しかも動作周波数帯域においては低損失で
実用上充分な通過帯域をもつ小形、低価格の高調
波抑圧フイルタを提供することが可能でありその
工業的価値は極めて大である。
第１図は従来の共振窓板を使用した高調波抑圧
フイルタを示す図であり、ａ図は共振窓板の構造
を示す平面図、ｂ図は１段の共振窓板を使用した
高調波抑圧フイルタを示す簡略断面図、ｃ図は２
段の共振窓板を使用した高調波抑圧フイルタを示
す簡略断面図、第２図は従来の高調波抑圧フイル
タの減衰量特性を示す曲線図、第３図及び第５図
は本発明の高調波抑圧フイルタの一実施例を示す
図であり、第３図は簡略断面図、第４図は本実施
例の減衰量特性を示す曲線図、第５図は本発明の
特性を説明するための特性計算曲線図、第６図は
本発明の高調波抑圧フイルタの応用例を示す簡略
説明図である。 １，３１，６５…共振窓フイルタ、３，３1，
３2，３３1，３３2，６５ａ，６５ｃ…共振窓板、
２，３２…導波管、１１，１２，４１，４２，５
１，５２…減衰量特性曲線、５３…通過比帯域、
６１…発振器または増幅器、６２，６３…サーキ
ユレータ、６４…整合負荷、６６…出力導波管。
フイルタを示す図であり、ａ図は共振窓板の構造
を示す平面図、ｂ図は１段の共振窓板を使用した
高調波抑圧フイルタを示す簡略断面図、ｃ図は２
段の共振窓板を使用した高調波抑圧フイルタを示
す簡略断面図、第２図は従来の高調波抑圧フイル
タの減衰量特性を示す曲線図、第３図及び第５図
は本発明の高調波抑圧フイルタの一実施例を示す
図であり、第３図は簡略断面図、第４図は本実施
例の減衰量特性を示す曲線図、第５図は本発明の
特性を説明するための特性計算曲線図、第６図は
本発明の高調波抑圧フイルタの応用例を示す簡略
説明図である。 １，３１，６５…共振窓フイルタ、３，３1，
３2，３３1，３３2，６５ａ，６５ｃ…共振窓板、
２，３２…導波管、１１，１２，４１，４２，５
１，５２…減衰量特性曲線、５３…通過比帯域、
６１…発振器または増幅器、６２，６３…サーキ
ユレータ、６４…整合負荷、６６…出力導波管。
Claims (1)
- １ 導波管内に複数個の共振窓板を配設した高調
波抑圧フイルタにおいて、動作中心周波数での前
記導波管内の波長の1/4をl0としたとき、前記複
数個の共振窓板の間隙ｌが0.2≦ｌ／l0≦0.8、ま
たは1.1≦ｌ／l0≦1.6を満足するようになされて
いることを特徴とする高調波抑圧フイルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11612582A JPS598401A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 高調波抑圧フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11612582A JPS598401A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 高調波抑圧フイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598401A JPS598401A (ja) | 1984-01-17 |
| JPH0430202B2 true JPH0430202B2 (ja) | 1992-05-21 |
Family
ID=14679317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11612582A Granted JPS598401A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 高調波抑圧フイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598401A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH073921B2 (ja) * | 1987-12-10 | 1995-01-18 | 日本電気株式会社 | 導波管帯域通過ろ波器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5769302U (ja) * | 1980-10-16 | 1982-04-26 | ||
| JPS6324565A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-01 | Tokuyama Soda Co Ltd | レドツクスフロ−電池用隔膜 |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP11612582A patent/JPS598401A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS598401A (ja) | 1984-01-17 |
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