JPH07235803A - 同軸形高電力用低域フィルタ - Google Patents
同軸形高電力用低域フィルタInfo
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- JPH07235803A JPH07235803A JP2765694A JP2765694A JPH07235803A JP H07235803 A JPH07235803 A JP H07235803A JP 2765694 A JP2765694 A JP 2765694A JP 2765694 A JP2765694 A JP 2765694A JP H07235803 A JPH07235803 A JP H07235803A
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基本波の１５倍波迄の帯域に於いて充分な阻
止量を有する事が出来、且つ、１００Ｗ程度の連続波が
印加されても、高周波放電する事なく、また、熱的にも
安定に動作する高電力用低域フィルタを提供する。 【構成】 低インピーダンス線路と高インピーダンス線
路が組み合わされた同軸内導体１と同軸外導体２と該内
導体１及び該外導体２間に挿入された誘電体３からな
る。外導体２は放電を防止する為に段差をも設けない同
一径の直管とし、且つ、内導体１は異なるカットオフ周
波数を有する２つの同軸低域フィルタＡ，Ｂを５０Ω線
路４で直接に接続したものとし、且つ、該誘電体３は窒
化アルミニウム材により形成してある。
止量を有する事が出来、且つ、１００Ｗ程度の連続波が
印加されても、高周波放電する事なく、また、熱的にも
安定に動作する高電力用低域フィルタを提供する。 【構成】 低インピーダンス線路と高インピーダンス線
路が組み合わされた同軸内導体１と同軸外導体２と該内
導体１及び該外導体２間に挿入された誘電体３からな
る。外導体２は放電を防止する為に段差をも設けない同
一径の直管とし、且つ、内導体１は異なるカットオフ周
波数を有する２つの同軸低域フィルタＡ，Ｂを５０Ω線
路４で直接に接続したものとし、且つ、該誘電体３は窒
化アルミニウム材により形成してある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波通信装置に
関し、特にマイクロ波通信装置に於ける最終段高出力増
幅器の出力側に設置される高周波除去用低域フィルタに
関する。
関し、特にマイクロ波通信装置に於ける最終段高出力増
幅器の出力側に設置される高周波除去用低域フィルタに
関する。
【０００２】
【従来の技術】例えは゛、通信衛星に於いては、種々の
ミッションを遂行する為に複数のマイクロ波通信装置が
搭載される。こうしたマイクロ波通信装置は種々の周波
数・電力の信号が共存する中で、比較的低い送信周波数
の機器から出力する高周波成分が、高い受信周波数の機
器に入力し干渉する事がない様に設計されなければな
い。この為、基本波を例えれば２ＧＨｚとすると基本波
の１５倍迄の広帯域（即ち３０ＧＨｚ迄）に於て充分な
阻止量を有する事が出来、且つ１００Ｗピーク程度の基
本波が印加されても、高周波放電する事なく、また熱的
にも安定に動作する高電力用低域フィルタが必要とされ
る。
ミッションを遂行する為に複数のマイクロ波通信装置が
搭載される。こうしたマイクロ波通信装置は種々の周波
数・電力の信号が共存する中で、比較的低い送信周波数
の機器から出力する高周波成分が、高い受信周波数の機
器に入力し干渉する事がない様に設計されなければな
い。この為、基本波を例えれば２ＧＨｚとすると基本波
の１５倍迄の広帯域（即ち３０ＧＨｚ迄）に於て充分な
阻止量を有する事が出来、且つ１００Ｗピーク程度の基
本波が印加されても、高周波放電する事なく、また熱的
にも安定に動作する高電力用低域フィルタが必要とされ
る。
【０００３】従来の同軸型低減フィルタは、図３に示す
様に、太径円柱部１１と細径部１２とを交互に組み合わ
せた同軸内導体１、同軸外導体２、太径円柱部１１と同
軸外導体２との間に配置されたテフロン製の誘電体１３
並びに外部回路との接続を為す５０Ω線路４から構成さ
れていた。図３の従来の同軸型低域フィルタは、技術
書”ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＦＩＬＴＥＲＳ，ＩＭＰＥＤ
ＡＮＣＥ−ＭＡＴＣＨＩＮＧ ＮＥＴＷＯＲＫＳ，ＡＮ
Ｄ ＣＯＵＰＬＩＮＧ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ”Ｇｅｏ
ｒｇｅ Ｌ．Ｍａｔｔｈａｅｌ ｅｔ ａｌ，ＭｃＧＲ
ＡＷ−ＨＩＬＬＢＯＯＫ ＣＯＭＰＡＮＹ，ＰＰ３７１
に記載のものの要部である。この同軸型低域フィルタで
は、太径円柱部１１は同軸外導体２及びその間に配置さ
れた誘電体１３と相俟って低特性インピーダンス部を形
成する。この低特性インピーダンス部が等価的な容量性
素子となる。一方、細径部１２は同軸外導体２と相俟っ
て高インピーダンス部を形成する。この高インピーダン
ス部が等価的な誘導性素子となる。この様にして図３の
回路の等価回路は、容量性素子と誘導性素子とが交互に
接続されている梯子型回路となり、低域フィルタ特性を
具現するものである。各太径円柱部１１の長さ及び各細
径部１２の長さは、与えられた低／高特性インピーダン
ス条件の下で、フィルタの遮断周波数から一義的に決定
される。
様に、太径円柱部１１と細径部１２とを交互に組み合わ
せた同軸内導体１、同軸外導体２、太径円柱部１１と同
軸外導体２との間に配置されたテフロン製の誘電体１３
並びに外部回路との接続を為す５０Ω線路４から構成さ
れていた。図３の従来の同軸型低域フィルタは、技術
書”ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＦＩＬＴＥＲＳ，ＩＭＰＥＤ
ＡＮＣＥ−ＭＡＴＣＨＩＮＧ ＮＥＴＷＯＲＫＳ，ＡＮ
Ｄ ＣＯＵＰＬＩＮＧ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ”Ｇｅｏ
ｒｇｅ Ｌ．Ｍａｔｔｈａｅｌ ｅｔ ａｌ，ＭｃＧＲ
ＡＷ−ＨＩＬＬＢＯＯＫ ＣＯＭＰＡＮＹ，ＰＰ３７１
に記載のものの要部である。この同軸型低域フィルタで
は、太径円柱部１１は同軸外導体２及びその間に配置さ
れた誘電体１３と相俟って低特性インピーダンス部を形
成する。この低特性インピーダンス部が等価的な容量性
素子となる。一方、細径部１２は同軸外導体２と相俟っ
て高インピーダンス部を形成する。この高インピーダン
ス部が等価的な誘導性素子となる。この様にして図３の
回路の等価回路は、容量性素子と誘導性素子とが交互に
接続されている梯子型回路となり、低域フィルタ特性を
具現するものである。各太径円柱部１１の長さ及び各細
径部１２の長さは、与えられた低／高特性インピーダン
ス条件の下で、フィルタの遮断周波数から一義的に決定
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来の同軸型低域
フィルタでは、図４に示される細径部１２の長さＬLi，
ｉ＝１〜３の各々に於いて、その長さが大体、λ0／２
の整数倍となる周波数（茲でλ0は自由空間波長であ
る）に於いて共振する為に、図５に示される様に、遮断
周波数の約４倍以上の周波数領域では減衰量が確保でき
なくなる。即ち、従来の同軸型低域フィルタを用いたの
では、広範囲に互って減衰量を確保することが不可能で
あるから、同じ通信衛星に搭載される高い周波数を取扱
う他の機器への干渉を防止できなかった。
フィルタでは、図４に示される細径部１２の長さＬLi，
ｉ＝１〜３の各々に於いて、その長さが大体、λ0／２
の整数倍となる周波数（茲でλ0は自由空間波長であ
る）に於いて共振する為に、図５に示される様に、遮断
周波数の約４倍以上の周波数領域では減衰量が確保でき
なくなる。即ち、従来の同軸型低域フィルタを用いたの
では、広範囲に互って減衰量を確保することが不可能で
あるから、同じ通信衛星に搭載される高い周波数を取扱
う他の機器への干渉を防止できなかった。
【０００５】また、この従来の同軸形低域フィルタに１
００Ｗピーク程度の高電力を印加すると、図６に示され
る様に太径円柱部１１の端縁に於いて電界が集中しマイ
クロ波放電を引き起こしてしまう。更に、一般にマイク
ロ波回路の材料として用いられるテフロン材を誘電体１
３の材料として使用していたが、テフロンは熱抵抗が高
いので、高い熱抵抗の誘電体１３が内、外導体間に介在
する図３の従来構造では、同軸内導体１の温度が外導体
２に比べて著しく高温となり、誘電体１３が熱変形し、
減衰特性が変動することがあった。
００Ｗピーク程度の高電力を印加すると、図６に示され
る様に太径円柱部１１の端縁に於いて電界が集中しマイ
クロ波放電を引き起こしてしまう。更に、一般にマイク
ロ波回路の材料として用いられるテフロン材を誘電体１
３の材料として使用していたが、テフロンは熱抵抗が高
いので、高い熱抵抗の誘電体１３が内、外導体間に介在
する図３の従来構造では、同軸内導体１の温度が外導体
２に比べて著しく高温となり、誘電体１３が熱変形し、
減衰特性が変動することがあった。
【０００６】このように、従来の同軸形低域フィルタに
は、周波数帯域、通過電力および特性の安定性に関し解
決すべき課題があった。
は、周波数帯域、通過電力および特性の安定性に関し解
決すべき課題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明は次の手段を提供する。
めに本発明は次の手段を提供する。
【０００８】低特性インピーダンス線路と高特性イン
ピーダンス線路が組み合わされた同軸内導体と、同軸外
導体と、該同軸内導体と該同軸外導体との間に延在して
挿入された円筒直管誘電体とからなり、該同軸外導体は
段差のない同一径の直管とし、該同軸内導体は互いに異
なる遮断周波数を有する２つの同軸低域フィルタ用同軸
内導体を５０Ω線路で直接に接続したものとし、該円筒
直管誘電体が窒化アルミニウムでなることを特徴とする
同軸形高電力低域フィルタ。
ピーダンス線路が組み合わされた同軸内導体と、同軸外
導体と、該同軸内導体と該同軸外導体との間に延在して
挿入された円筒直管誘電体とからなり、該同軸外導体は
段差のない同一径の直管とし、該同軸内導体は互いに異
なる遮断周波数を有する２つの同軸低域フィルタ用同軸
内導体を５０Ω線路で直接に接続したものとし、該円筒
直管誘電体が窒化アルミニウムでなることを特徴とする
同軸形高電力低域フィルタ。
【０００９】遮断周波数ｆ1の同軸低域フィルタＡ
と、遮断周波数ｆ2（ｆ1＜ｆ2）の同軸低域フィルタＢ
と、前記同軸低域フィルタＡ及びＢを直列に接続する５
０Ω同軸線路とでなり、前記同軸低域フィルタＡ及びＢ
並びに前記５０Ω同軸線路は、該５０Ω同軸線路の両端
を前記同軸低域フィルタＡ及びＢの各端で挟んだ形に配
置されているとともに、１つの円筒形導体をそれぞれの
外導体として共用しており、前記円筒形導体の内壁に密
着して該円筒形導体と同軸の円筒形誘電体が設けられて
おり、前記同軸低域フィルタＡ及びＢの内導体は太径円
柱部と細径部とを軸方向に交互に配置してなることを特
徴とする同軸形高電力用低域フィルタ。
と、遮断周波数ｆ2（ｆ1＜ｆ2）の同軸低域フィルタＢ
と、前記同軸低域フィルタＡ及びＢを直列に接続する５
０Ω同軸線路とでなり、前記同軸低域フィルタＡ及びＢ
並びに前記５０Ω同軸線路は、該５０Ω同軸線路の両端
を前記同軸低域フィルタＡ及びＢの各端で挟んだ形に配
置されているとともに、１つの円筒形導体をそれぞれの
外導体として共用しており、前記円筒形導体の内壁に密
着して該円筒形導体と同軸の円筒形誘電体が設けられて
おり、前記同軸低域フィルタＡ及びＢの内導体は太径円
柱部と細径部とを軸方向に交互に配置してなることを特
徴とする同軸形高電力用低域フィルタ。
【００１０】前記同軸低域フィルタＡにおける前記太
径円柱部および細径部の軸方向長さは前記同軸低域フィ
ルタＢにおける太径円柱部および細径部の軸方向長さよ
りそれぞれ長いことを特徴とする上記に記載の同軸形
高電力用低域フィルタ。
径円柱部および細径部の軸方向長さは前記同軸低域フィ
ルタＢにおける太径円柱部および細径部の軸方向長さよ
りそれぞれ長いことを特徴とする上記に記載の同軸形
高電力用低域フィルタ。
【００１１】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の２ＧＨｚを送信周波数と
するミションに使用する同軸高電力用低域フィルタの断
面図である。図１に於いて１は同軸内導体であり、２は
同軸外導体、３は同軸内導体１と同軸外導体２との間に
延在する円筒直管誘電体であり、窒化アルミニウム材で
なっている。同軸外導体２は段差をもたない同一径の直
管である。同軸内導体１は、遮断周波数３ＧＨｚの低域
フィルタＡ用内導体と遮断周波数９ＧＨｚの低域フィル
タＢ用内導体とから成っている。低域フィルタＡ及びＢ
は５０Ω線路４にて直接に接続されている。
る。図１は本発明の一実施例の２ＧＨｚを送信周波数と
するミションに使用する同軸高電力用低域フィルタの断
面図である。図１に於いて１は同軸内導体であり、２は
同軸外導体、３は同軸内導体１と同軸外導体２との間に
延在する円筒直管誘電体であり、窒化アルミニウム材で
なっている。同軸外導体２は段差をもたない同一径の直
管である。同軸内導体１は、遮断周波数３ＧＨｚの低域
フィルタＡ用内導体と遮断周波数９ＧＨｚの低域フィル
タＢ用内導体とから成っている。低域フィルタＡ及びＢ
は５０Ω線路４にて直接に接続されている。
【００１２】各低域フィルタ用内導体は、太径円柱部１
１による低特性インピーダンス線路及び細径部１２よる
高特性インピーダンス線路を交互に組み合わせてなり、
容量性素子と誘導性素子との梯子形回路を形成し、各遮
断周波数の低域フィルタを具現している。遮断周波数３
ＧＨｚの低域フィルタＡの減衰量特性は図５に示され
る。この低域フィルタＡの遮断周波数が低域フィルタＢ
の遮断周波数に比べて低い。そこで、低域フィルタＡに
おける太径円柱部１１および細径部１２の長手方向の各
寸法が比較的長い。従って、低域フィルタＡの共振点は
低い所にある。
１による低特性インピーダンス線路及び細径部１２よる
高特性インピーダンス線路を交互に組み合わせてなり、
容量性素子と誘導性素子との梯子形回路を形成し、各遮
断周波数の低域フィルタを具現している。遮断周波数３
ＧＨｚの低域フィルタＡの減衰量特性は図５に示され
る。この低域フィルタＡの遮断周波数が低域フィルタＢ
の遮断周波数に比べて低い。そこで、低域フィルタＡに
おける太径円柱部１１および細径部１２の長手方向の各
寸法が比較的長い。従って、低域フィルタＡの共振点は
低い所にある。
【００１３】低域フィルタＡの減衰特性は、図５に示さ
れる様に、１３ＧＨｚ近辺から悪化している。一方、遮
断周波数９ＧＨｚの低域フィルタＢの減衰特性は、図２
に示される。低域フィルタＢの遮断周波数が高いから、
低域フィルタＢの内導体１における太径円柱部１１およ
び細径部１２の長手方向の各寸法が比較的短かい。それ
故、低域フィルタＢにおける共振点は３８ＧＨｚ以上の
所にあり、１３〜３０ＧＨｚの領域で減衰量を確保でき
る。但し３〜１０ＧＨｚの範囲内の減衰量は期待できな
い。この様な減衰特性の低域フィルタＡ及びＢを５０Ω
同軸線路４で直接に接続すると、減衰量はほぼ両フィル
タの和になる。３〜１２ＧＨｚは低域フィルタＡによ
り、１２〜３０ＧＨｚは低域フィルタＢにより減衰量が
それぞれ保証されるので、３〜３０ＧＨｚという非常な
広範囲に互って減衰量を確保できる。尚、２ＧＨｚの基
本波送信周波数に於いて低域フィルタＡ及びＢ共に整合
しているので、図１の実施例により基本波を良好に伝送
する事が可能である。
れる様に、１３ＧＨｚ近辺から悪化している。一方、遮
断周波数９ＧＨｚの低域フィルタＢの減衰特性は、図２
に示される。低域フィルタＢの遮断周波数が高いから、
低域フィルタＢの内導体１における太径円柱部１１およ
び細径部１２の長手方向の各寸法が比較的短かい。それ
故、低域フィルタＢにおける共振点は３８ＧＨｚ以上の
所にあり、１３〜３０ＧＨｚの領域で減衰量を確保でき
る。但し３〜１０ＧＨｚの範囲内の減衰量は期待できな
い。この様な減衰特性の低域フィルタＡ及びＢを５０Ω
同軸線路４で直接に接続すると、減衰量はほぼ両フィル
タの和になる。３〜１２ＧＨｚは低域フィルタＡによ
り、１２〜３０ＧＨｚは低域フィルタＢにより減衰量が
それぞれ保証されるので、３〜３０ＧＨｚという非常な
広範囲に互って減衰量を確保できる。尚、２ＧＨｚの基
本波送信周波数に於いて低域フィルタＡ及びＢ共に整合
しているので、図１の実施例により基本波を良好に伝送
する事が可能である。
【００１４】１００Ｗピーク程度の高電力を印加する
と、図３の従来例では、図６に示すように、太径円柱部
１１の端縁における電界集中により放電破壊に至った
が、本実施例によれば、図１に示される様に、同軸内導
体１と同軸外導体２との間に、軸方向に延在して円筒直
管誘導電体３が介在しているので太径円柱部１１の端縁
における電界集中はあっても、空間電子は誘電体３に遮
られて同軸外導体２に到達できないので、マイクロ波放
電は起らない。また太径円柱部１１の端縁と同軸外導体
２との間に印加される電圧に対しても窒化アルミニウム
材の誘電体３は、充分な絶縁耐圧を有するので、破壊さ
れない。
と、図３の従来例では、図６に示すように、太径円柱部
１１の端縁における電界集中により放電破壊に至った
が、本実施例によれば、図１に示される様に、同軸内導
体１と同軸外導体２との間に、軸方向に延在して円筒直
管誘導電体３が介在しているので太径円柱部１１の端縁
における電界集中はあっても、空間電子は誘電体３に遮
られて同軸外導体２に到達できないので、マイクロ波放
電は起らない。また太径円柱部１１の端縁と同軸外導体
２との間に印加される電圧に対しても窒化アルミニウム
材の誘電体３は、充分な絶縁耐圧を有するので、破壊さ
れない。
【００１５】同軸内導体１の挿入損失により発生する熱
は、金属アルミニウムに匹敵する良好な熱伝導率を有す
る窒化アルミニウム材で構成された誘電体３を通して熱
伝導にて同軸外導体２、即ちケース側に逃げてしまうの
で、同軸内導体１が高温化して誘電体３等の各部を破壊
することはない。したがって、本実施例の周波数特性
は、使用時間によって変化せず、安定である。
は、金属アルミニウムに匹敵する良好な熱伝導率を有す
る窒化アルミニウム材で構成された誘電体３を通して熱
伝導にて同軸外導体２、即ちケース側に逃げてしまうの
で、同軸内導体１が高温化して誘電体３等の各部を破壊
することはない。したがって、本実施例の周波数特性
は、使用時間によって変化せず、安定である。
【００１６】尚、説明の便宣上、遮断周波数３ＧＨｚと
９ＧＨｚの低域フィルタＡ，Ｂを組み合わせて説明した
が、他の遮断周波数の低域フィルタの組み合わせでも本
願発明が実施できることは自明である。
９ＧＨｚの低域フィルタＡ，Ｂを組み合わせて説明した
が、他の遮断周波数の低域フィルタの組み合わせでも本
願発明が実施できることは自明である。
【００１７】
【発明の効果】以上に述べた如く、本発明によれば、非
常に広い周波数帯域に於いて充分な減衰量を確保でき、
しかも高電力印加に耐えられ、さらに特性の安定な低域
フィルタを提供でき、本発明は実用上益する事、甚々大
である。
常に広い周波数帯域に於いて充分な減衰量を確保でき、
しかも高電力印加に耐えられ、さらに特性の安定な低域
フィルタを提供でき、本発明は実用上益する事、甚々大
である。
【図１】本発明の一実施例の縦断面図。
【図２】遮断周波数９ＧＨｚの低域フィルタＢの減衰特
性図。
性図。
【図３】従来の低域フィルタの縦断面図。
【図４】図３に示した従来の低域フィルタの長手方向各
部の寸法を示す図。
部の寸法を示す図。
【図５】遮断周波数３ＧＨｚの低域フィルタＡの減衰特
性図。
性図。
【図６】太径円柱部１１の端縁に於ける電界集中による
放電を示す概念図。
放電を示す概念図。
【符号の説明】 １ 同軸内導体１ ２ 同軸外導体２ ３ 円筒直管誘電体 ４ ５０Ω線路 １１ 太径円柱部 １２ 細径部 １３ 誘電体
Claims (3)
- 【請求項１】 低特性インピーダンス線路と高特性イン
ピーダンス線路が組み合わされた同軸内導体と、同軸外
導体と、該同軸内導体と該同軸外導体との間に延在して
挿入された円筒直管誘電体とからなり、該同軸外導体は
段差のない同一径の直管とし、該同軸内導体は互いに異
なる遮断周波数を有する２つの同軸低域フィルタ用同軸
内導体を５０Ω線路で直接に接続したものとし、該円筒
直管誘電体が窒化アルミニウムでなることを特徴とする
同軸形高電力低域フィルタ。 - 【請求項２】 遮断周波数ｆ1の同軸低域フィルタＡ
と、遮断周波数ｆ2（ｆ1＜ｆ2）の同軸低域フィルタＢ
と、前記同軸低域フィルタＡ及びＢを直列に接続する５
０Ω同軸線路とでなり、 前記同軸低域フィルタＡ及びＢ並びに前記５０Ω同軸線
路は、該５０Ω同軸線路の両端を前記同軸低域フィルタ
Ａ及びＢの各端で挟んだ形に配置されているとともに、
１つの円筒形導体をそれぞれの外導体として共用してお
り、 前記円筒形導体の内壁に密着して該円筒形導体と同軸の
円筒形誘電体が設けられており、 前記同軸低域フィルタＡ及びＢの内導体は太径円柱部と
細径部とを軸方向に交互に配置してなることを特徴とす
る同軸形高電力用低域フィルタ。 - 【請求項３】 前記同軸低域フィルタＡにおける前記太
径円柱部および細径部の軸方向長さは前記同軸低域フィ
ルタＢにおける太径円柱部および細径部の軸方向長さよ
りそれぞれ長いことを特徴とする請求項２に記載の同軸
形高電力用低域フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2765694A JPH07235803A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 同軸形高電力用低域フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2765694A JPH07235803A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 同軸形高電力用低域フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH07235803A true JPH07235803A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12226978
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2765694A Pending JPH07235803A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 同軸形高電力用低域フィルタ |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH07235803A (ja) |
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