JPH0630401B2 - 帯域通過フイルタ - Google Patents
帯域通過フイルタInfo
- Publication number
- JPH0630401B2 JPH0630401B2 JP30257786A JP30257786A JPH0630401B2 JP H0630401 B2 JPH0630401 B2 JP H0630401B2 JP 30257786 A JP30257786 A JP 30257786A JP 30257786 A JP30257786 A JP 30257786A JP H0630401 B2 JPH0630401 B2 JP H0630401B2
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- JP
- Japan
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- cavity resonator
- cross
- input
- output
- coupling hole
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は主としてマイクロ波帯及びミリ波帯で使用さ
れる導波管形空胴共振器を用いた帯域通過フィルタに関
するものである。
れる導波管形空胴共振器を用いた帯域通過フィルタに関
するものである。
［従来の技術］ 第５図は例えばＩＥＥＥ TRANSACTIONS ON MICROWAVE
THEORY AND TECHNIQUES vol.MTT-18,No.12,pp 1109-111
3(DECEMBER,1970)に示された従来の帯域通過フィルタを
示す概略構成図であり、図において(1a)(1b)はTE111モ
ードで共振する円筒形空胴共振器、(2a)(2b)に入出力方
形導波管、(3a)(3b)は入出力結合孔、(4)は十字形結合
孔、(5a)(5b)は直交するモード間の結合量調整ネジ、
(6)は周波数調整ネジである。入出力結合孔(3a)(3b)及
び十字形結合孔(4)はそれぞれ円筒形空胴共振器(1a)(1
b)の両端面に設けられている。周波数調整ネジ(6)は円
筒形空胴共振器(1a)(1b)内の直交する２つのモードの電
界に平行に設けられ、結合量調整ネジ(5a)(5b)は直交す
る２つのモードの電界と45度の角度をなすように設けら
れている。また、図中、矢印は円筒形空胴共振器(1a)(1
b)及び入出力方形導波管(2a)(2b)内の直交する２つのモ
ードの電界の方向を示している。
THEORY AND TECHNIQUES vol.MTT-18,No.12,pp 1109-111
3(DECEMBER,1970)に示された従来の帯域通過フィルタを
示す概略構成図であり、図において(1a)(1b)はTE111モ
ードで共振する円筒形空胴共振器、(2a)(2b)に入出力方
形導波管、(3a)(3b)は入出力結合孔、(4)は十字形結合
孔、(5a)(5b)は直交するモード間の結合量調整ネジ、
(6)は周波数調整ネジである。入出力結合孔(3a)(3b)及
び十字形結合孔(4)はそれぞれ円筒形空胴共振器(1a)(1
b)の両端面に設けられている。周波数調整ネジ(6)は円
筒形空胴共振器(1a)(1b)内の直交する２つのモードの電
界に平行に設けられ、結合量調整ネジ(5a)(5b)は直交す
る２つのモードの電界と45度の角度をなすように設けら
れている。また、図中、矢印は円筒形空胴共振器(1a)(1
b)及び入出力方形導波管(2a)(2b)内の直交する２つのモ
ードの電界の方向を示している。
次に動作について説明する。入出力方形導波管(2a)から
入射した幅の広い面に垂直な電界ＥをもつTE10モード波
は、入出力結合孔(3a)を介して円筒形空胴共振器(1a)内
に電界Ａを有するTE11モード波と結合し、TE111モード
で共振する。この電界Ａを有するTE11モード波は45度の
角度をなして設けられた結合量調整ネジ(5a)の効果によ
り、直交する電界Ｂを有するTE11モード波と結合する。
さらに、十字形結合孔(4)を介して直交する電界A,Bを有
するTE11モード波は、それぞれ隣接する円筒形空胴共振
器(1b)内の直交する電界D,Cを有するTE11モード波と結
合し、電界Ｄを有するTE11モード波は入出力結合孔(3b)
を介して入出力方形導波管(2b)の電界ＦをもつTE10モー
ド波と結合し、出力として取り出される。円筒形空胴共
振器(1a)(1b)内の直交するモードが周波数調整ネジ(6)
によって全て同一周波数０で共振するように調整され
ていると前述のように入出力方形導波管(2a)への入射波
は入出力方形導波管(2b)に取り出される。しかし０以
外の周波数では共振器が共振しないため入出力方形導波
管(2a)への入射波はほとんど反射され、入出力方形導波
管(2b)へは出力されない。このように、第５図に示す従
来のフィルタは帯域通過フィルタとして動作し、かつ隣
接する円筒形空胴共振器(1a)(1b)内の電界ＡとＤが逆の
極性を有しているため、第６図に示すような通過域近傍
に減衰極をもつ急峻な減衰特性を示す。また、１つの空
胴共振内の直交する２つのモードを使用しているため物
理的には２個の空胴共振器で４段フィルタとして動作す
るため小形である。
入射した幅の広い面に垂直な電界ＥをもつTE10モード波
は、入出力結合孔(3a)を介して円筒形空胴共振器(1a)内
に電界Ａを有するTE11モード波と結合し、TE111モード
で共振する。この電界Ａを有するTE11モード波は45度の
角度をなして設けられた結合量調整ネジ(5a)の効果によ
り、直交する電界Ｂを有するTE11モード波と結合する。
さらに、十字形結合孔(4)を介して直交する電界A,Bを有
するTE11モード波は、それぞれ隣接する円筒形空胴共振
器(1b)内の直交する電界D,Cを有するTE11モード波と結
合し、電界Ｄを有するTE11モード波は入出力結合孔(3b)
を介して入出力方形導波管(2b)の電界ＦをもつTE10モー
ド波と結合し、出力として取り出される。円筒形空胴共
振器(1a)(1b)内の直交するモードが周波数調整ネジ(6)
によって全て同一周波数０で共振するように調整され
ていると前述のように入出力方形導波管(2a)への入射波
は入出力方形導波管(2b)に取り出される。しかし０以
外の周波数では共振器が共振しないため入出力方形導波
管(2a)への入射波はほとんど反射され、入出力方形導波
管(2b)へは出力されない。このように、第５図に示す従
来のフィルタは帯域通過フィルタとして動作し、かつ隣
接する円筒形空胴共振器(1a)(1b)内の電界ＡとＤが逆の
極性を有しているため、第６図に示すような通過域近傍
に減衰極をもつ急峻な減衰特性を示す。また、１つの空
胴共振内の直交する２つのモードを使用しているため物
理的には２個の空胴共振器で４段フィルタとして動作す
るため小形である。
このフィルタにおいて、結合孔による入出力方形導波管
(2a)(2b)と円筒形空胴共振器(1a)(1b)の結合Ｑｅ（外部
Ｑ）及び円筒空胴共振器(1a)(1b)間の結合ｋ（段間結合
量）は次式で表わされる。
(2a)(2b)と円筒形空胴共振器(1a)(1b)の結合Ｑｅ（外部
Ｑ）及び円筒空胴共振器(1a)(1b)間の結合ｋ（段間結合
量）は次式で表わされる。
ただし、ｈは入出力方形導波管(2a)(2b)の横断面内の磁
界成分、Ｈは円筒形空胴(1a)(1b)の横断面内の共振磁界
成分、λｇは入出力方形導波管(2a)(2b)にの管内波長、
μは透磁率、Ｍｔは結合孔の周波数特性を考慮した磁気
偏極率である。Ｍｔは結合孔の厚さを無視した場合次式
で表わされる。
界成分、Ｈは円筒形空胴(1a)(1b)の横断面内の共振磁界
成分、λｇは入出力方形導波管(2a)(2b)にの管内波長、
μは透磁率、Ｍｔは結合孔の周波数特性を考慮した磁気
偏極率である。Ｍｔは結合孔の厚さを無視した場合次式
で表わされる。
ここで、Ｍ0は結合孔の周波数特性を考慮しない磁気偏
極率、は結合孔の長さ、λは自由空間中の波長であ
る。は通常λ／２より小さな寸法とする。また、空胴
共振器内の共振電磁界は、この空胴共振器内のエネルギ
ーの時間平均値が１となるように規格化されたものであ
る。
極率、は結合孔の長さ、λは自由空間中の波長であ
る。は通常λ／２より小さな寸法とする。また、空胴
共振器内の共振電磁界は、この空胴共振器内のエネルギ
ーの時間平均値が１となるように規格化されたものであ
る。
［発明が解決しようとする問題点］ 以上のように構成された従来の帯域通過フィルタは、広
帯域な特性を得るためには結合孔の長さを長くする必要
があった。結合孔の長さを長くすると２と共振周波数
０における自由空間波長λ０に近づくため磁気偏極率
の周波数に対する変化率が大きくなる。第７図はMt/M0
とλ／λ０の関係を示し２／λ０をパラメータとして
示したもので、例えば、λ／λ０＝１においてが大き
くなる程Mt/M0のλ／λ０に対する傾きが大きくなって
いることがわかる。このため、周波数変化によって結合
量が大きく変化するようになる。この結果、従来の帯域
通過フィルタは広帯域な通過帯域において良好なVSWR特
性が得られないという問題点があった。
帯域な特性を得るためには結合孔の長さを長くする必要
があった。結合孔の長さを長くすると２と共振周波数
０における自由空間波長λ０に近づくため磁気偏極率
の周波数に対する変化率が大きくなる。第７図はMt/M0
とλ／λ０の関係を示し２／λ０をパラメータとして
示したもので、例えば、λ／λ０＝１においてが大き
くなる程Mt/M0のλ／λ０に対する傾きが大きくなって
いることがわかる。このため、周波数変化によって結合
量が大きく変化するようになる。この結果、従来の帯域
通過フィルタは広帯域な通過帯域において良好なVSWR特
性が得られないという問題点があった。
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、小形で広帯域な帯域通過フィルタを得ること
を目的とする。
たもので、小形で広帯域な帯域通過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］ この発明に係る帯域通過フィルタは、直交する２つのモ
ードが共振する空胴共振器として十字形断面を有する空
胴共振器を用いたものである。
ードが共振する空胴共振器として十字形断面を有する空
胴共振器を用いたものである。
［作用］ この発明においては、円筒形空胴共振器、あるいは正方
形空胴共振器よりも十字形空胴共振器の方が結合孔を設
ける空胴共振器の端面の中央部での電磁界が大きいた
め、結合孔を大きくしなくても円筒形空胴共振器あるい
は正方形空胴共振器よりも大きな結合量が得られ、広帯
域な帯域通過フィルタが得られる。
形空胴共振器よりも十字形空胴共振器の方が結合孔を設
ける空胴共振器の端面の中央部での電磁界が大きいた
め、結合孔を大きくしなくても円筒形空胴共振器あるい
は正方形空胴共振器よりも大きな結合量が得られ、広帯
域な帯域通過フィルタが得られる。
［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
図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は十
字形導波管内の磁界分布を示す図である。
図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は十
字形導波管内の磁界分布を示す図である。
第１図において、(2a)(2b)は入出力方形導波管、(3a)(3
b)は入出力結合孔、(4)は十字形結合孔、(5a)(5b)は直
交するモード間の結合量調整ネジ、(6)は周波数調整ネ
ジであり、以上は第５図と同様のものである。(7a)(7b)
はTE101モードで共振する十字形空胴共振器であり、矢
印は十字形空胴共振器(7a)(7b)内及び入出力方形導波管
(2a)(2b)内の電界の方向を示している。十字形空胴共振
器(7a)(7b)には結合量調整ネジ(5a)(5b)及び周波数調整
ネジ(6)が設けられ、結合量調整ネジ(5a)(5b)は十字形
空胴共振器(7a)(7b)の電界と45度の角度をなしている。
この十字形空胴共振器(7a)(7b)は直交する２つのモード
で共振が可能であり、複モード空胴共振器として使用で
きる。
b)は入出力結合孔、(4)は十字形結合孔、(5a)(5b)は直
交するモード間の結合量調整ネジ、(6)は周波数調整ネ
ジであり、以上は第５図と同様のものである。(7a)(7b)
はTE101モードで共振する十字形空胴共振器であり、矢
印は十字形空胴共振器(7a)(7b)内及び入出力方形導波管
(2a)(2b)内の電界の方向を示している。十字形空胴共振
器(7a)(7b)には結合量調整ネジ(5a)(5b)及び周波数調整
ネジ(6)が設けられ、結合量調整ネジ(5a)(5b)は十字形
空胴共振器(7a)(7b)の電界と45度の角度をなしている。
この十字形空胴共振器(7a)(7b)は直交する２つのモード
で共振が可能であり、複モード空胴共振器として使用で
きる。
次にその動作について説明する。入出力導波管(2a)から
入射した電界ＥをもつTE10モード波は入出力結合孔(3a)
を介して十字形空胴共振器(7a)内に電界ＡをもつTE10モ
ード波と結合し、TE101モードで共振する。このTE10モ
ード波は結合量調整ネジ(5a)の効果により直交する電界
ＢをもつTE10モード波と結合し、さらに十字形結合孔
(4)を介して十字形空胴共振器(7a)内のTE10モード波は
十字形空胴共振器(7b)内の電界C,DをもつTE10モード波
と結合する。電界ＤをもつTE10モード波は入出力結合孔
(3b)を介して入出力導波管(2b)のTE10モード波と結合
し、出力として取り出される。十字形空胴共振器(7a)(7
b)内の直交するTE10モード波が全て同一周波数０で共
振するように調整されていると前述のように入出力方形
導波管(2a)への入射波は入出力方形導波管(2b)に取り出
される。しかし、０以外の周波数では共振器が共振し
ないため、入出力方形導波管(2a)への入射波はほとんど
反射され、入出力方形導波管(2b)へは出力されない。こ
のように、この実施例のフィルタは従来の帯域通過フィ
ルタと同様に小形で、通過域近傍に減衰極をもち急峻な
減衰特性を有する帯域通過フィルタとして動作する。
入射した電界ＥをもつTE10モード波は入出力結合孔(3a)
を介して十字形空胴共振器(7a)内に電界ＡをもつTE10モ
ード波と結合し、TE101モードで共振する。このTE10モ
ード波は結合量調整ネジ(5a)の効果により直交する電界
ＢをもつTE10モード波と結合し、さらに十字形結合孔
(4)を介して十字形空胴共振器(7a)内のTE10モード波は
十字形空胴共振器(7b)内の電界C,DをもつTE10モード波
と結合する。電界ＤをもつTE10モード波は入出力結合孔
(3b)を介して入出力導波管(2b)のTE10モード波と結合
し、出力として取り出される。十字形空胴共振器(7a)(7
b)内の直交するTE10モード波が全て同一周波数０で共
振するように調整されていると前述のように入出力方形
導波管(2a)への入射波は入出力方形導波管(2b)に取り出
される。しかし、０以外の周波数では共振器が共振し
ないため、入出力方形導波管(2a)への入射波はほとんど
反射され、入出力方形導波管(2b)へは出力されない。こ
のように、この実施例のフィルタは従来の帯域通過フィ
ルタと同様に小形で、通過域近傍に減衰極をもち急峻な
減衰特性を有する帯域通過フィルタとして動作する。
次に第２図に示す十字形導波管内の電磁界について説明
する。図において矢印は磁界の分布を示しており、断面
内ではそのほとんどが方形断面部ａｂｃｄに集中してい
る。また、十字形空胴共振器(7a)(7b)では円筒形空胴共
振器(1a)(1b)より小さい容積内で共振するため、共振器
内のエネルギーで規格化された磁界Ｈは十字形空胴共振
器(7a)(7b)の方が大きくなる。従って、結合孔(3a)(3b)
及び(4)を十字形空胴共振器(7a)(7b)の両端隔壁中央部
に設ければ、大きな磁界Ｈが得られるため、従来の帯域
通過フィルタと同じ大きさの結合孔を用いてもより大き
な結合量が得られ、広帯域にわたり良好なVSWR特性をも
つ帯域通過フィルタが得られる。
する。図において矢印は磁界の分布を示しており、断面
内ではそのほとんどが方形断面部ａｂｃｄに集中してい
る。また、十字形空胴共振器(7a)(7b)では円筒形空胴共
振器(1a)(1b)より小さい容積内で共振するため、共振器
内のエネルギーで規格化された磁界Ｈは十字形空胴共振
器(7a)(7b)の方が大きくなる。従って、結合孔(3a)(3b)
及び(4)を十字形空胴共振器(7a)(7b)の両端隔壁中央部
に設ければ、大きな磁界Ｈが得られるため、従来の帯域
通過フィルタと同じ大きさの結合孔を用いてもより大き
な結合量が得られ、広帯域にわたり良好なVSWR特性をも
つ帯域通過フィルタが得られる。
第３図はこの発明の他の実施例を示す概略構成図で、十
字形空胴共振器(7)と円筒形空胴共振器(1)を組み合わせ
た場合である。この場合も第１図に示す実施例と同様に
入出力導波管(2a)と十字形空胴共振器(7)との間に大き
な結合量が得られるため、入力側と出力側で異なる結合
量を必要とする非対称構造の帯域通過フィルタの広帯域
化を実現することができる。
字形空胴共振器(7)と円筒形空胴共振器(1)を組み合わせ
た場合である。この場合も第１図に示す実施例と同様に
入出力導波管(2a)と十字形空胴共振器(7)との間に大き
な結合量が得られるため、入力側と出力側で異なる結合
量を必要とする非対称構造の帯域通過フィルタの広帯域
化を実現することができる。
第４図はこの発明のさらに他の実施例を示す概略構成図
で、(8)は正方形空胴共振器である。この場合も第３図
と同様に入力側と出力側で異なる結合量を必要とする非
対称構造の帯域通過フィルタの広帯域化を実現すること
ができる。
で、(8)は正方形空胴共振器である。この場合も第３図
と同様に入力側と出力側で異なる結合量を必要とする非
対称構造の帯域通過フィルタの広帯域化を実現すること
ができる。
なお、上記実施例では空胴共振器の数が２個の場合につ
いて述べたが、空胴共振器の数が３個以上の場合にも適
用できる。また、十字形空胴共振器がTE101モードで共
振する場合について述べたが、TE10nモード（ｎ＝2,3,
…）で共振する場合にも適用できる。
いて述べたが、空胴共振器の数が３個以上の場合にも適
用できる。また、十字形空胴共振器がTE101モードで共
振する場合について述べたが、TE10nモード（ｎ＝2,3,
…）で共振する場合にも適用できる。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば直交する２つのモード
で共振する複モード空胴共振器として十字形断面を有す
る空胴共振器を用いたので、より広帯域な帯域通過特性
で急峻な減衰特性をもち、しかも小形な帯域通過フィル
タが得られる効果がある。
で共振する複モード空胴共振器として十字形断面を有す
る空胴共振器を用いたので、より広帯域な帯域通過特性
で急峻な減衰特性をもち、しかも小形な帯域通過フィル
タが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
は十字形導波管の磁界分布を示す図、第３図はこの発明
の他の実施例を示す概略構成図、第４図はこの発明のさ
らに他の実施例を示す概略構成図、第５図は従来の帯域
通過フィルタを示す概略構成図、第６図は第５図の帯域
通過フィルタの減衰特性を示す図、第７図は結合孔の磁
気偏極率の周波数特性を示す図である。 図において、(1)(1a)(1b)は円筒形空胴共振器、(2a)(2
b)は入出力方形導波管、(3a)(3b)は入出力結合孔、(4)
は十字形結合孔、(5)は結合量調整用ネジ、(6)は周波数
調整ネジ、(7)(7a)(7b)は十字形空胴共振器、(8)は正方
形空胴共振器である。 なお、図中同一符号は同一或は相当部分を示す。
は十字形導波管の磁界分布を示す図、第３図はこの発明
の他の実施例を示す概略構成図、第４図はこの発明のさ
らに他の実施例を示す概略構成図、第５図は従来の帯域
通過フィルタを示す概略構成図、第６図は第５図の帯域
通過フィルタの減衰特性を示す図、第７図は結合孔の磁
気偏極率の周波数特性を示す図である。 図において、(1)(1a)(1b)は円筒形空胴共振器、(2a)(2
b)は入出力方形導波管、(3a)(3b)は入出力結合孔、(4)
は十字形結合孔、(5)は結合量調整用ネジ、(6)は周波数
調整ネジ、(7)(7a)(7b)は十字形空胴共振器、(8)は正方
形空胴共振器である。 なお、図中同一符号は同一或は相当部分を示す。
Claims (5)
- 【請求項１】TE10モード波を伝搬する入出力導波管と、
直交する２つのモードで共振する複モード空胴共振器と
を、それらの隔壁の中央部に設けられ、かつ上記入出力
導波管の幅方向に細長の入出力結合孔を介して結合させ
た帯域通過フィルタにおいて、上記複モード空胴共振器
として互に直交する電界を持つ２つのTE10nモード（ｎ
＝1,2,…）で共振する十字形断面を有する空胴共振器を
用いたことを特徴とする帯域通過フィルタ。 - 【請求項２】上記入出力導波管は方形導波管で、入出力
結合孔はこの方形導波管の幅広方向に細長の入出力結合
孔で、複モード空胴共振器は上記入出力導波管壁面と平
行な壁面を持つ十字形断面を有する空胴共振器であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の帯域通過フ
ィルタ。 - 【請求項３】上記複モード空胴共振器として、十字形結
合孔を介して結合した２個の十字形断面を有する空胴共
振器を用いた特許請求の範囲第１項記載の帯域通過フィ
ルタ。 - 【請求項４】上記複モード空胴共振器として、互いに十
字形結合孔を介して結合した、十字形断面を有する空胴
共振器と円筒形空胴共振器とを用いた特許請求の範囲第
１項記載の帯域通過フィルタ。 - 【請求項５】上記複モード空胴共振器として、互いに十
字形結合孔を介して結合した、十字形断面を有する空胴
共振器と正方形空胴共振器とを用いた特許請求の範囲第
１項記載の帯域通過フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30257786A JPH0630401B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 帯域通過フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30257786A JPH0630401B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 帯域通過フイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63155803A JPS63155803A (ja) | 1988-06-29 |
| JPH0630401B2 true JPH0630401B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=17910653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30257786A Expired - Lifetime JPH0630401B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 帯域通過フイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630401B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPP747098A0 (en) * | 1998-12-04 | 1998-12-24 | Alcatel | Waveguide directional filter |
| CN103326098B (zh) * | 2013-07-06 | 2016-03-30 | 中国科学技术大学 | 一种具有可调耦合孔的双模极化腔 |
-
1986
- 1986-12-18 JP JP30257786A patent/JPH0630401B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63155803A (ja) | 1988-06-29 |
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