JPH0472803A - Temモード共振器 - Google Patents
Temモード共振器Info
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- JPH0472803A JPH0472803A JP18280790A JP18280790A JPH0472803A JP H0472803 A JPH0472803 A JP H0472803A JP 18280790 A JP18280790 A JP 18280790A JP 18280790 A JP18280790 A JP 18280790A JP H0472803 A JPH0472803 A JP H0472803A
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- JP
- Japan
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- temperature coefficient
- dielectric
- dielectric material
- resonator
- line
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- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 229910002370 SrTiO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020684 PbZr Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
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。
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)
本発明は、TEMモード線路を用いた共振器の小型化に
関するものである。
関するものである。
(従来の技術)
近年、自動車電話や携帯電話等の高周波機器の発展・小
型化に伴い、それらに使用する電子部品にも小型なもの
が要求されている。その−例として、同軸型共振器など
TEMモード線路の片端短絡した174波長共振器や、
両端開放した1/2波長共振器を使用したフィルターも
小型化が要求されている。
型化に伴い、それらに使用する電子部品にも小型なもの
が要求されている。その−例として、同軸型共振器など
TEMモード線路の片端短絡した174波長共振器や、
両端開放した1/2波長共振器を使用したフィルターも
小型化が要求されている。
小型化の方法の一例として、TEMモード共振器では使
用する誘電体の誘電率が大きいほど短くできるため、誘
電体の誘電率を大きくする方法が知られている。
用する誘電体の誘電率が大きいほど短くできるため、誘
電体の誘電率を大きくする方法が知られている。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、現在使用されているフィルター用の誘電
材料は、誘電率が最も大きいもので90程度であり、そ
の小型化に限界があった。誘電率のみならばこれ以上の
材料もあるが、誘電率が100を越えると共振器の共振
周波数の温度係数が大きくなり、フィルターの温度係数
の許容範囲を越えてしまうため、使用することができな
かった。
材料は、誘電率が最も大きいもので90程度であり、そ
の小型化に限界があった。誘電率のみならばこれ以上の
材料もあるが、誘電率が100を越えると共振器の共振
周波数の温度係数が大きくなり、フィルターの温度係数
の許容範囲を越えてしまうため、使用することができな
かった。
TEMモード共振器としては、前述の同軸線路の他にス
トリップ線路やマイクロストリップ線路を使用したもの
があるが、誘電体材料の誘電率によって小型化の制約を
受けていたことには変わりがなく、同様に小型化に限界
があった。
トリップ線路やマイクロストリップ線路を使用したもの
があるが、誘電体材料の誘電率によって小型化の制約を
受けていたことには変わりがなく、同様に小型化に限界
があった。
本発明の目的は上述した課題を解消して、小型化が可能
なTEMモード共振器の構造を提供しようとするもので
ある。
なTEMモード共振器の構造を提供しようとするもので
ある。
(課題を解決するための手段)
本発明のTEMモード共振器は、誘電体を挟んで共振電
極と接地導体とを設けてなるTEMモード共振器におい
て、誘電体材料の共振周波数の温度係数がプラスの第一
の誘電体と、誘電体材料の共振周波数の温度係数がマイ
ナスの第二の誘電体とからそれぞれなるTEM線路を接
続したことを特徴とするものである。
極と接地導体とを設けてなるTEMモード共振器におい
て、誘電体材料の共振周波数の温度係数がプラスの第一
の誘電体と、誘電体材料の共振周波数の温度係数がマイ
ナスの第二の誘電体とからそれぞれなるTEM線路を接
続したことを特徴とするものである。
(作 用)
上述した構成において、TEMモード共振器を構成する
誘電体として2種類の誘電体を使用し、その一方を誘電
体材料の温度係数がプラスの第一の誘電材料から構成し
、他方を誘電材料の温度係数がマイナスの第二の誘電材
料から構成することにより、それぞれの誘電率を高くし
て温度係数が大きくなっても、全体として温度係数を小
さくできるため、小型化を達成することかできる。
誘電体として2種類の誘電体を使用し、その一方を誘電
体材料の温度係数がプラスの第一の誘電材料から構成し
、他方を誘電材料の温度係数がマイナスの第二の誘電材
料から構成することにより、それぞれの誘電率を高くし
て温度係数が大きくなっても、全体として温度係数を小
さくできるため、小型化を達成することかできる。
共振器全体としての温度係数を小さくするためには、上
記2種類の誘電体材料を使ったTEM線路の内、第一の
TEM線路の接合面から見たりアクタンスの大きさが、
温度変化させても、第二のTEM線路の接合面から見た
りアクタンスの大きさの0.5倍以上1.5倍以下の状
態を保つように、各TEM線路の特性インピーダンスと
電気長を設定すると好ましい。
記2種類の誘電体材料を使ったTEM線路の内、第一の
TEM線路の接合面から見たりアクタンスの大きさが、
温度変化させても、第二のTEM線路の接合面から見た
りアクタンスの大きさの0.5倍以上1.5倍以下の状
態を保つように、各TEM線路の特性インピーダンスと
電気長を設定すると好ましい。
(実施例)
第1図は本発明のTEMモード共振器の一例として同軸
線路を例にとった構造を示す斜視図及び断面図である。
線路を例にとった構造を示す斜視図及び断面図である。
第1図に示す実施例では、誘電体を挟んで共振電極1と
接地導体2からなるTEMモード共振器3において、誘
電体を共振周波数の温度係数がプラスの勾配を有する第
一の誘電体4と、共振周波数の温度係数がマイナスの勾
配を有する第二の誘電体5とから構成することにより、
共振器3全体の温度係数を小さくしている。
接地導体2からなるTEMモード共振器3において、誘
電体を共振周波数の温度係数がプラスの勾配を有する第
一の誘電体4と、共振周波数の温度係数がマイナスの勾
配を有する第二の誘電体5とから構成することにより、
共振器3全体の温度係数を小さくしている。
前述したように、誘電率の限界は、温度係数が大きくな
り過ぎるために生ずる。温度係数が太きくても良ければ
誘電率はもっと大きくできる。本発明のフィルターの温
度係数は、使用する誘電体の温度係数が大きくても、温
度係数の符号が異なるものを同時に同じフィルターの構
造のなかで使用するので、互いに打ち消しあって小さく
できる。
り過ぎるために生ずる。温度係数が太きくても良ければ
誘電率はもっと大きくできる。本発明のフィルターの温
度係数は、使用する誘電体の温度係数が大きくても、温
度係数の符号が異なるものを同時に同じフィルターの構
造のなかで使用するので、互いに打ち消しあって小さく
できる。
従って、フィルターの実用上の温度係数はより小さくて
、誘電率の大きな誘電体を使用できる。
、誘電率の大きな誘電体を使用できる。
上述したように、2種類の温度係数の符号の異なる誘電
体材料を使用して温度係数をOppm/’C付近にする
には、TEMモード線路の特性インピーダンスおよび誘
電体基板の共振周波数の温度係数を考慮して設計する必
要がある。
体材料を使用して温度係数をOppm/’C付近にする
には、TEMモード線路の特性インピーダンスおよび誘
電体基板の共振周波数の温度係数を考慮して設計する必
要がある。
第2図は本発明を片端短絡の174波長共振器に応用し
た等節回路を示している。第2図において、ZOi、τ
fi、θi(i・1,2)は各誘電体材料を使用したT
EM線路の特性インピーダンス、共振周波数の温度係数
、電気長である。また、X i(i・1,2)は接合面
からみた各TEM線路のりアクタンスである。共振条件
はXlとX2のリアクタンスが互いに相殺することであ
る。単一のTEM線路の場合の共振周波数の温度係数は
、温度による電気長の変化のみに起因するが、本発明の
様な構造の場合は接合面からみた各線路のりアクタンス
の変化を考慮しなければならない。
た等節回路を示している。第2図において、ZOi、τ
fi、θi(i・1,2)は各誘電体材料を使用したT
EM線路の特性インピーダンス、共振周波数の温度係数
、電気長である。また、X i(i・1,2)は接合面
からみた各TEM線路のりアクタンスである。共振条件
はXlとX2のリアクタンスが互いに相殺することであ
る。単一のTEM線路の場合の共振周波数の温度係数は
、温度による電気長の変化のみに起因するが、本発明の
様な構造の場合は接合面からみた各線路のりアクタンス
の変化を考慮しなければならない。
第2図を例にとると、短絡端側のTEM線路の誘電体材
料の温度係数をプラス、開放端側の温度係数をマイナス
に設計すると、温度が上昇するに従って各TEM線路の
りアクタンスの絶対値は小さくなり、しかも符号は異な
るため、温度による変化を相殺し共振器の温度係数を小
さくすることができる。また逆に、開放端側の温度係数
をマイナスにし、短絡端側の温度係数をプラスにした場
合は、温度が上がるに従って各TEM線路のりアクタン
スの絶対値は大きくなり、そのリアクタンスの変化分が
お互いに相殺され、この場合も共振器の温度係数は改善
される。
料の温度係数をプラス、開放端側の温度係数をマイナス
に設計すると、温度が上昇するに従って各TEM線路の
りアクタンスの絶対値は小さくなり、しかも符号は異な
るため、温度による変化を相殺し共振器の温度係数を小
さくすることができる。また逆に、開放端側の温度係数
をマイナスにし、短絡端側の温度係数をプラスにした場
合は、温度が上がるに従って各TEM線路のりアクタン
スの絶対値は大きくなり、そのリアクタンスの変化分が
お互いに相殺され、この場合も共振器の温度係数は改善
される。
温度による各TEM線路の接合面からみたりアクタンス
の変化は、誘電体材料の熱膨張と誘電率の温度による変
化によって生じるが、共振周波数の温度係数の大きい誘
電体材料は特に誘電率の温変度化に大きく影響されてい
る。TEM線路の特性インピーダンスは使用する誘電体
材料の誘電率の平方根に反比例するため、Oppm/’
Cを得るには、誘電率の変化に伴う特性インピーダンス
の変化も考慮する必要がある。
の変化は、誘電体材料の熱膨張と誘電率の温度による変
化によって生じるが、共振周波数の温度係数の大きい誘
電体材料は特に誘電率の温変度化に大きく影響されてい
る。TEM線路の特性インピーダンスは使用する誘電体
材料の誘電率の平方根に反比例するため、Oppm/’
Cを得るには、誘電率の変化に伴う特性インピーダンス
の変化も考慮する必要がある。
第2図において線路が無損失とすると、短絡側のりアク
タンスはZO1tanθlとなり、開放端側のリアクタ
ンスは−ZO2cotθ2で、共振周波数においてZO
1ta’nθ1 =ZO2cotθ2の関係が満たされ
る。また、温度変化させても共振周波数を変化させない
ためには、温度を変化させた時の特性インピーダンスを
ZO1′、電気長をθi′として、Z01’ tan
θ1 ’ −ZO2’ cot θ2′とする必要があ
る。
タンスはZO1tanθlとなり、開放端側のリアクタ
ンスは−ZO2cotθ2で、共振周波数においてZO
1ta’nθ1 =ZO2cotθ2の関係が満たされ
る。また、温度変化させても共振周波数を変化させない
ためには、温度を変化させた時の特性インピーダンスを
ZO1′、電気長をθi′として、Z01’ tan
θ1 ’ −ZO2’ cot θ2′とする必要があ
る。
この条件は共振器の温度特性をOppm/’Cにするた
めのものであるが、温度係数を効果的に改善するために
は、Z01’ tanθ1 ’ −aZO2’ cot
θ2′とした時に、0.5≦α≦1.5を満たすように
、各線路の特性インピーダンスと電気長とを、各TEM
線路に使用した誘電材料の温度係数を使って設計すると
、より温度係数改善の効果が発揮できるため好ましい。
めのものであるが、温度係数を効果的に改善するために
は、Z01’ tanθ1 ’ −aZO2’ cot
θ2′とした時に、0.5≦α≦1.5を満たすように
、各線路の特性インピーダンスと電気長とを、各TEM
線路に使用した誘電材料の温度係数を使って設計すると
、より温度係数改善の効果が発揮できるため好ましい。
第3図(a)、(b) 、第4図及び第5図(a)、
(b)はそれぞれ本発明の共振器の他の例の構成を示す
図である。第3図(a)、(b)は本発明を対称型スト
リップラインに応用した構造を示す斜視図及びそのA−
A’線に沿った断面図である。この実施例では、第1図
に示した例と同様に、第一の誘電体4と第二の誘電体5
とは、共振周波数の温度係数の符号が異なる材料を使用
している。第1図に示した実施例と異なる点は、前述の
温度係数を小さくするための条件から特性インピーダン
スを積極的にコントロールするための手段として、第二
の誘電体5の基板の厚みを第一の誘電体4の厚みより厚
くした点である。
(b)はそれぞれ本発明の共振器の他の例の構成を示す
図である。第3図(a)、(b)は本発明を対称型スト
リップラインに応用した構造を示す斜視図及びそのA−
A’線に沿った断面図である。この実施例では、第1図
に示した例と同様に、第一の誘電体4と第二の誘電体5
とは、共振周波数の温度係数の符号が異なる材料を使用
している。第1図に示した実施例と異なる点は、前述の
温度係数を小さくするための条件から特性インピーダン
スを積極的にコントロールするための手段として、第二
の誘電体5の基板の厚みを第一の誘電体4の厚みより厚
くした点である。
第4図はマイクロストリップ線路を成す共振用導体11
、入力用コンデンサ12及び出力用コンデンサ13を表
面上に設けた共振器の一例の構造を示す斜視図である。
、入力用コンデンサ12及び出力用コンデンサ13を表
面上に設けた共振器の一例の構造を示す斜視図である。
この実施例でも、第1図に示した例と同様、第一の誘電
体4と第二の誘電体5とは、共振周波数の温度係数の符
号の異なる材料を使用している。第1図に示した実施例
と異なる点は、特性インピーダンスを積極的にコントロ
ールするための手段として、第二の誘電体5上の共振用
導体11の幅を第一の誘電体4上の共振用導体11の幅
より広くした点である。
体4と第二の誘電体5とは、共振周波数の温度係数の符
号の異なる材料を使用している。第1図に示した実施例
と異なる点は、特性インピーダンスを積極的にコントロ
ールするための手段として、第二の誘電体5上の共振用
導体11の幅を第一の誘電体4上の共振用導体11の幅
より広くした点である。
第5図(a)、(b)は、第一の誘電体4でマイクロス
トリップ線路を、第二の誘電体5で対称型ストリップ線
路を形成した例の構成を示す斜視図及びそのA−A’線
に沿った断面図である。本発明は、本実施例のように異
なる線路構造を組み合わせても構成することができる。
トリップ線路を、第二の誘電体5で対称型ストリップ線
路を形成した例の構成を示す斜視図及びそのA−A’線
に沿った断面図である。本発明は、本実施例のように異
なる線路構造を組み合わせても構成することができる。
以下、実際の例について説明する。
実施例
誘電率が250で共振周波数の温度係数が1200pp
m10CのSrTiO3にMnOを添加した組成の材料
を第一の誘電体材料とし、また、誘電率が140で共振
周波数の温度係数が一1000ppm/’CのPbZr
O3に稀土類金属の酸化物を添加した組成の材料を第二
の誘電体材料として、75°Cでの第一のTEM線路の
リアクタンスが第二のTEM線路のりアクタンスと等し
くなるように、1/4波長型同軸型共振器を作製した。
m10CのSrTiO3にMnOを添加した組成の材料
を第一の誘電体材料とし、また、誘電率が140で共振
周波数の温度係数が一1000ppm/’CのPbZr
O3に稀土類金属の酸化物を添加した組成の材料を第二
の誘電体材料として、75°Cでの第一のTEM線路の
リアクタンスが第二のTEM線路のりアクタンスと等し
くなるように、1/4波長型同軸型共振器を作製した。
各TEM線路を設計の値にするためには、第1図におけ
る共振電極lの径を一定にし、接地導体2の径を変える
ことにより行った。
る共振電極lの径を一定にし、接地導体2の径を変える
ことにより行った。
第一の誘電体材料によるTEM線路は、短絡端側として
特性インピーダンスを5.9オーム、電気長を65°と
し、第二の誘電材料によるTEM線路の特性インピーダ
ンスを5オーム、電気長を22゜にしたとき、共振器の
温度係数4ppm/’Cが得られた。
特性インピーダンスを5.9オーム、電気長を65°と
し、第二の誘電材料によるTEM線路の特性インピーダ
ンスを5オーム、電気長を22゜にしたとき、共振器の
温度係数4ppm/’Cが得られた。
比較例
誘電率が250で共振周波数の温度係数が1200pp
m10CのSrTiO3にMnOを添加した組成の材料
を第一の誘電体材料とし、また、誘電率が140で共振
周波数の温度係数が一1000ppm/℃のPbZr0
.、に稀土類金属の酸化物を添加した組成の材料を第二
の誘電体材料として、75°Cでの第一のTEM線路の
りアクタンスの2倍になるように、同軸型共振器を作製
した結果、共振器の温度係数は410ppm/℃であっ
た。
m10CのSrTiO3にMnOを添加した組成の材料
を第一の誘電体材料とし、また、誘電率が140で共振
周波数の温度係数が一1000ppm/℃のPbZr0
.、に稀土類金属の酸化物を添加した組成の材料を第二
の誘電体材料として、75°Cでの第一のTEM線路の
りアクタンスの2倍になるように、同軸型共振器を作製
した結果、共振器の温度係数は410ppm/℃であっ
た。
(発明の効果)
以上のことから明らかなように、本発明によれば、TE
Mモード共振器を構成する誘電体として2種類の誘電体
を使用し、その一方を誘電体材料の温度係数がプラスの
第一の誘電材料から構成し、他方を誘電材料の温度係数
がマイナスの第二の誘電材料から構成することにより、
それぞれの誘電率を高(して温度係数が大きくなっても
、全体として温度係数を低くすることができるため、誘
電率の高い誘電材料を使用することができ、共振器とし
て小型化を達成できる。
Mモード共振器を構成する誘電体として2種類の誘電体
を使用し、その一方を誘電体材料の温度係数がプラスの
第一の誘電材料から構成し、他方を誘電材料の温度係数
がマイナスの第二の誘電材料から構成することにより、
それぞれの誘電率を高(して温度係数が大きくなっても
、全体として温度係数を低くすることができるため、誘
電率の高い誘電材料を使用することができ、共振器とし
て小型化を達成できる。
第1図は本発明のTEMモード共振器の一例として同軸
線路を例にとった構成を示す斜視図及び縦断面図、 第2図は本発明を片端短絡の1/4波長共振器に応用し
た等価回路を示す図、 第3図(a)、 (b)は本発明を対称型ストリップラ
インに応用した構造を示す斜視図及びA−A’線に沿っ
た断面図、 第4図は本発明をマイクロストリップ線路に応用した例
を示す斜視図、 第5図(a)、 (b)は本発明を対称型ス) IJツ
ブ線路に応用した構造を示す斜視図及びA−A’線に沿
った断面図である。 ■・・・共振電極 2・・・接地導体3・・・
TEMモード共振器 4・・・第一の誘電体 5・・・第二の誘電体 11・・・共振用導体 12・・・入力用コンデンサ 13・・・出力用コンデンサ 第3図 (a) (b)
線路を例にとった構成を示す斜視図及び縦断面図、 第2図は本発明を片端短絡の1/4波長共振器に応用し
た等価回路を示す図、 第3図(a)、 (b)は本発明を対称型ストリップラ
インに応用した構造を示す斜視図及びA−A’線に沿っ
た断面図、 第4図は本発明をマイクロストリップ線路に応用した例
を示す斜視図、 第5図(a)、 (b)は本発明を対称型ス) IJツ
ブ線路に応用した構造を示す斜視図及びA−A’線に沿
った断面図である。 ■・・・共振電極 2・・・接地導体3・・・
TEMモード共振器 4・・・第一の誘電体 5・・・第二の誘電体 11・・・共振用導体 12・・・入力用コンデンサ 13・・・出力用コンデンサ 第3図 (a) (b)
Claims (1)
- 1.誘電体を挟んで共振電極と接地導体とを設けてなる
TEMモード共振器において、誘電体材料の共振周波数
の温度係数がプラスの第一の誘電体と、誘電体材料の共
振周波数の温度係数がマイナスの第二の誘電体とからそ
れぞれなるTEM線路を接続したことを特徴とするTE
Mモード共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18280790A JPH0472803A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Temモード共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18280790A JPH0472803A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Temモード共振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0472803A true JPH0472803A (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=16124781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18280790A Pending JPH0472803A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Temモード共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0472803A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018006878A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 日本ゼオン株式会社 | 信号伝送体、及び電子機器 |
-
1990
- 1990-07-12 JP JP18280790A patent/JPH0472803A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018006878A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 日本ゼオン株式会社 | 信号伝送体、及び電子機器 |
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