JPH0752802B2

JPH0752802B2 - 多空洞マイクロ波フイルタ

Info

Publication number: JPH0752802B2
Application number: JP59218758A
Authority: JP
Inventors: セサーニエンリコ; フオルチアドリアーノ
Original assignee: アルカテルイタリアソシエタペルアチオニ
Priority date: 1984-10-19
Filing date: 1984-10-19
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS6199401A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、最小の寸法、電気的損失、重量および生産コ
ストを示し、さらに構造の簡単さ、再現性、および高い
機械的強度をもつ多空洞マイクロ波フィルムに関する。

周知のように、伝送ブリッジは、Tx送信においては、全
ての不適当な周波数を除去し、残りが１つの有効信号だ
けが通過するのを許容するのに有用な信号を発生するこ
とにより生成され、またRx受信においては、好ましくな
い全ての信号を消去して有用な信号のみを受信するのに
適したマイクロ波フィルムが必要とされる。

２つのフィルタTXとRXとは同じであり、そして一定の通
過体域内で極めて少ない減衰をもち、かつこの帯域の両
端から離れるにしたがって徐々に減少する減衰作用をも
たねばならないという基本的な重要性を有する。

今日まで、マイクロ波フィルタは、１）フランジ付導波
管、２）溶接および機械加工された切断端部、３）中実
塊体、において多数の空洞を設けて製造されている。

このような従来のフィルタは、多数の欠陥を持ち、中で
も、大きい寸法および高いコスト、複雑な製造工程、低
い再現性、数値制御工作機械における困難な自動加工等
を挙げることができる。

本発明の目的は、上記の諸欠陥をもたない多空洞マイク
ロ波フィルムを提供することにある。

本発明の他の目的は、小さい寸法を有するほかに、高い
再現性を有し、かつ極めて簡単で有効な方法によって製
造することができる構造を持つマイクロ波フィルタを提
供することにある。

上記および他の目的は、複数の空洞が設けられたほぼ平
行６面体の金属体を備え、各空洞の中心においてそれぞ
れロッド型共振器および同調ならびに接続ねじが提供さ
れるマイクロ波フィルタにおいて、ｎ個の空洞の中心が
折れ線の各頂点に置かれ、この折れ線の切片がそれらの
間で互いに90°より大きい角度をなすことを特徴とする
マイクロ波フィルタを使用するこにより達成される。

一つの空洞と他の空洞との間の接続は、折れ線の対応す
る切片の軸上に位置するスリットによって行われる。好
ましくは、各空洞の底部は、フィルタ本体底部の外側面
と連通するねじ孔をもつ。

本発明の有利な特徴によれば、２つの縦方向の面の少な
くとも１つが、最初および最後の空洞にそれぞれ連通す
る２つの孔（好ましくは外側で座ぐりされる）をもって
いる。底面と反対側でこれと平行な面に、複数の盲ねじ
孔に加工される。

本発明の有利な特徴によれば、対応する空洞、共振器お
よびねじを有するフィルタ本体は、切断して直方体とし
た後、フライス加工、孔あけ、座ぐり、ねじ立て、ばり
取り、および熱処理による安定化を行った押出しロッド
を使用して実現される。

本発明の好ましい特徴によれば、空洞、共振器および孔
を備えているフィルタ本体は、アルミニウム合金の圧力
ダイカスト法によって作られ、好ましくはその後に、平
行６面体の表面の軽度な平坦化、垂直縦方向および横方
向表面にある孔の座ぐり、および転摩（tumbling）が行
われる。

加圧ダイカスト加工において、共振空洞は、軽度のドラ
フトテーパー（例えば約２％）をつけてつくられ、そし
てフィルタ本体は、中実部分に空の凹部をつくり、そし
て壁の厚さを２ないし4mm以内に調整することで軽量化
される。盲孔は透孔に変更するのが有利である。

本発明の別の目的は、空洞の直径D_cと、対応する共振器
の直径d_rとの間の比率が各空洞について異なるように、
好ましくは中央の空洞に連なる通路で減少するようにな
され、これは、中央の空洞の電気的損失が周辺の空洞の
ものよりも大きくするという点でより重要である。

ダイスの中で高い流動性を有する圧力ダイカスト合金を
使用することが有利であり、その膨張係数は、加圧ダイ
カスト合金とは異なった材料でつくられ、かつ極めて限
られた限界内の周波数変動対温度の範囲を得るために、
異なった係数を有する同調ロッドおよびねじを用いるこ
とで補償される。

本発明の種々の特徴は、添付図面に示される実施の態様
の説明から一層明瞭に理解されよう。

第１図は、上面Ａと下面Ｂ、２つの縦方向の面ＦとＥ、
および２つの横方向の面ＣとＤによって画定されたフィ
ルタを概略的に示す。

本発明の第１特徴によれば、このフィルタは、ｎ個の空
洞C₁，C₂〜C₁〜C_nから成り、それらの中心0₁，0₂〜0_i〜
0_nが、ｎ−１個の切片LS₁，LS₂〜LS_i〜LS_n-1から成る折
れ線LSに沿って整列されている。各切片LS_iは、長さL_i
（すなわち２つの隣合った中心0_i-1と0_iとの間の距離）
と、隣接する切片LS_i+1との間で形成される角度によっ
て定められる。

各空洞C_iは、スリットによって、隣接する空洞C_i+1と連
通している。このスリットは第１図では明瞭に示すこと
ができないが、第３図にＰ−P₁,N−N₁,M−M₁で示され
る。

各スリットは、折れ線の各切片の直交軸に沿って配置さ
れ、また空洞の深さとほぼ等しい深さを有する（第4A図
及び第4D図のＨ）。

第１図の両側の面ＣおよびＤは、それぞれ第１および第
２の孔21,22をもち、これらは、それぞれ最初の空洞C₁
及び最後の空洞C_n内を貫通し、各側面につくられた孔の
１つは、外側へ向いたステップを有するように座ぐりさ
れている。

面Ｅは、第１及び第２の空洞C₁及びC₂に連通する２つの
孔E₁及びE₂（外側に向って座ぐりしたもの）をもってい
る。

第２図は、第１図に示したロッド型共振器の背面側を示
している。この面Ｂは、ｎ個のねじ孔AS₁〜AS_nをもち、
各ねじ孔の開口面は、それらを適当なカバー（図示せ
ず）によって閉じることができるようにするために、空
洞と同一平面におかれている。

好ましい特徴によれば、このフィルタは、折れ線に沿っ
て分布される空洞をもち、それらの切片が中央の空洞に
対して対称的に等しい長さを有する。例えば、LS₁＝L
S_n，LS₂＝LS_n-1，LS₃＝LS_n-2等である。

第１図および第２図に示したフィルタは、等しい寸法、
すなわち、ａ＝b,c＝d,e＝ｆをもつ対になった面を有す
る平行６面体の中実ロッドから出発して容易につくるこ
とができる。ここでa,b,c,d,e,fは、対応する面A,B,C,
D,E,Fの辺であり、この場合、Ａ＝B,C＝D,E＝Ｆになる
はずである。

フィルタが中実ロッド、例えば、“耐食性（ANTICORROD
AL）”の中実押出しバーからつくられるとき、このバー
はＡ×Ｃ×Ｅのピースに切断され、ついで各ピースが直
方体に加工され、後続する機械加工が、チップ除去、フ
ライス加工（空洞形成）、ねじ立ておよびトリミングの
ための工作機械を使用して行なわれる。このように機械
加工されたロッドは、炉の中で材質の安定化を行わせる
ことが好ましい。

本発明の他の目的によれば、本体Ａ×Ｃ×Ｅは、圧力ダ
イカストによって驚くほど有利につくられることが判明
した。この解決法は、下記の項目を最適化するため理想
的であると判明した。すなわち、 −寸法 −電気的損失 −重量 −構成機能 −機械的強度 −生産コスト −前述のように、寸法の最適化は、折れ線に沿ってフィ
ルタを形成する空洞の配置、臨界的には折れ線が90°よ
り大きい内角を有している複数の空洞の分布によって得
られる。実際に、90°の内角をもつ折れ線（雷紋）に沿
った分布は使用されなかった。なぜならば、この解決法
は、フィルタの全長を最適化するが、しかし大きい幅を
必要とするからである。

最終的に、直角の折れ線に沿って配列された空洞に関し
て、同じ空洞の寸法の1.5倍に等しい幅を維持しなが
ら、約15％の短縮ができた。

−電気的損失：重要な損失は、周辺のものではなく、理
論値に対する損失の比である比率Dc/dr（Dc＝空洞の直
径、dr＝共振器直径）＝3.33の中央の空洞によりもたら
される。事実、中央の空洞は、好ましくは直線流（line
ar flow）を使用して、最初と最後の空洞が比率Dc/dr＝
2.67となるような比を得ることが重要である。

好ましくは、ロッドの直径drは一定に保たれ、上記の比
率に関連させるために、空洞の直径Dcが変更される。

もしDc/dr＝一定＝3.33をもつ空洞を設けるという解決
法が選択されるならば、上記損失に関してわずかな利点
しか得られず、フィルタの長さを約10ないし15％に増加
することが必要となるであろう。

これに対して、比率Dc/drは常に一定に維持するが、空
洞を予測される長さ以内に抑えたならば、上記損失に関
して比率Dc/drは不利なものとなるであろう。

−重量：用いられた材料が少なくとも痕跡量のSi及び他
の元素を含有するアルミニウム合金（シルミン）である
場合には、単体フィルタで重量＝335g、コネクタ、共振
ロッド、接続のための調整ねじおよびカバーをもつ完全
なフィルタで重量＝740gに制限できる。（反対に中実ロ
ッドから機械加工された同じフィルターでは935g、従来
のフィルタでは1.9kgであった）。

−構造の容易さ：圧力ダイカストにより作ることを許容
するアルミニウム合金が選択されたならば、フィルタ構
造体の複雑性にも拘わらず、その設計が簡単になる。

−さらに中実部分の若干の軽量化が導入され、フィルタ
壁の厚さを２ないし4mmの範囲内に設計し、フィルタの
外側の形状が加工機械における位置決めを一層容易にさ
せるような規則的形状をもつように注意を払えば、適当
に強固な構造が得られる。

−本発明による解決は、カバーによりフィルタの閉鎖に
用いられるものを含めて、ねじ孔を透孔の形にすること
を可能にする。しかし従来の構造を用いて透孔形式につ
くることは、多額の機械加工費を投入しない限り、実際
上不可能である。

盲孔の存在は、仕上浴の酸を保持し、ひていは最終処理
で腐蝕を生じるので、メッキ処理（この場合は銀メッ
キ）を施さなければならない構成部品に対して大きな問
題であることに注意することが重要である。

−選択された材料（アルミニウム合金、特に「シルミ
ン」）に関して、アルミニウム合金は、コストと重量の
観点から最も有利であるものの一つであることが判明し
た。さらに、極めて高い流動指数（flowability inde
x）をもつので、圧力ダイカストで使用される材料のう
ちで優秀な材料である。この材料の使用は、その高い膨
張係数（dilatation co−efficient）のために大いに検
討された。

驚くべきことに、この困難は、特に周波数変位対温度
を、例えば10p.p.m./℃以下に押えるために、鉄と銅と
の合金という異なった膨張係数をもつ材料を使用するロ
ッド、同調および接続ねじをつくることによって克服さ
れた。第２図は、圧力ダイカストフィルタの底面Ｂを示
し、この面Ｂに、軽量化部AL₁〜AL_n，ねじ孔AS₁〜AS_nと
調節ねじのための孔VA₁〜VA_nをもち、孔21および22はコ
ネクタのために用いられる孔である。本発明の最も代表
的な態様を示した。好ましくは、第３図に示すように、
中央の空洞C₀を有し、Ｘ−Ｘ軸に関して対称な対をなす
空洞C₁−C₁′、C₂−C₂′、C₃−C₃′が設けられる。

対称な空洞C₁−C₁′の直径は互いに等しいが、対称な空
洞対C₂−C₂′の直径とは異なっており、また空洞C₂−
C₂′の直径は互いに等しいが、対称的空洞C₃−C₃′の直
径とも異なる。また空洞C₃−C₃′の直径は互いに等しい
が、中央の空洞C₀の直径とは異なっており、空洞C₀の直
径は、上述の対称な空洞の直径とは異なっているのが好
ましい。

空洞C₀の直径は、次の対C₃−C₃′の直径よりも大きく、
順にC₃−C₃′の直径は対C₂−C₂′の直径よりも大きく、
順に対C₂−C₂′の直径は対C₁−C₁′の直径より大きいこ
とが好ましい。

これらの直径は、中央から周辺に向って一次的法則で減
少することが好ましい。

隣接する空洞の中心を結ぶ切片LS_iの長さも一次的法則
によって減少する場合には、同様なことが空洞間のスリ
ットに対しても当てはまる。

第３図（ねじ立てされていない孔をもったダイカストフ
ィルタの上面図）、第４図（同じフィルタの上面図であ
るが、端面にねじ孔のあるもの）、および第５図（第４
図に示した仕上げられたフィルタの底面図）で示される
ように、本発明の好ましい特徴は、同調ロッド対を構成
するねじ孔AS₇−AS₆，AS₅−AS₄，AS₃−AS₂の孔の直径が
すべて等しく、さらに対をなす接続ねじVA₆−VA₅，VA₄
−VA₃，VA₂−VA₁の直径がそれぞれ等しい。

圧力ダイカストフィルタの他の利点は、上面（第３図お
よび第４図）の軽量化のための凹部、AL₁，AL₂，AL₃，A
L₄〜AL₆、および底面（第５図）の軽量化のための凹部A
L₁′〜AL_n′により、その重量を最小値まで減少させる
ことが可能になったことである。

第４図のＡ−Ａ断面を示す第4A図は、下部の軽量化部が
空洞の全高Ｈとほぼ等しい高さで伸びている一方、頂部
の計量化部は極めて短かい高さｈで伸びていることを示
す。また第4A図は、外部壁PA.E、空洞壁PA.Cおよび底部
壁PA.Fの厚さを示しており、それらはすべて、小さい厚
さ、例えば2mmないし4mm以内からなり、その結果、この
フィルタが最小の重量とともに優れた強度をもつ。

第4B図（第５図のＦ−Ｆ断面）、第4C図（第５図のＧ−
Ｇ断面）は、カバーに関連する孔が透孔FPC₀およびFP
C₀′（盲孔でない）であることの有利な実例を示してい
る。

第4D図（第４図のＣ−Ｃ断面）の断面に示すように、中
央の空洞C₀の構造は、軽量化部（AL′４）および（AL
4）を上部および下部にそれぞれ有するという点で特に
注目するべきものである。

空洞の全高Ｈはほぼ一定に保たれるが、その直径は、例
えば空洞C₀の約30mmから、空洞C₁−C₁′の約25mmまで変
化する。隣接する対称の空洞対の直径は、２つの限界値
の間で一次的法則に従って減少する。

前述のように、第３図および第４図の上面図の間の相異
は、第３図のフィルタが、仕上げられていない圧力ダイ
カストフィルタで、共振器のための孔AS₇ないしAS₁およ
び接続ねじのための孔VA₆ないしVA₁がいづれもねじ立て
されていないのに対し、第４図に示したフィルタは、ね
じ立てされ、さらにカバーのための孔A₁₄−A₁をもって
いるでとにある。

第4E図は、第４図の仕上げられたフィルタの側面Ｃを示
し、これはコネクタのための段付座ぐりをした孔21を備
えている。

第５図は第４図のフィルタの底面図であり、下面Ｂにお
いて軽量化のための凹部AL′₁,AL′₂,AL′₃,AL′₄，
〜AL′₇を有する構造および形状を示しており、これら
凹部が最小重量と最大強度とを得るために、頂面Ａの軽
量化部AL₁ないしAL₇の形状および深さに対して異なった
形状と深さとを有する。

本発明の他の有利な特徴は、横方向の面ＣおよびＤにそ
れぞれにあるコネクタのための孔21および22が同軸上で
なく、それらが２つの異なった軸上に置かれていること
であり、このため片方の孔、例えば入力用孔21の位置を
一定に保ち、この孔21の中心を通る軸を中心として、他
方の孔22に接続したフィルタを回転させることが可能で
あり、このため極めて軽快な分岐を可能にする。

この利点は、特に複数のフィルタを相互にほぼ平行配置
で設ける場合に有利であり、フィルタの各々は、固定位
置あるいは拘束位置に一方の孔をもつが、拘束位置の孔
の中心を通る縦方向軸のまわりでこのフィルタを回転さ
せて得られる種々の位置のうちで比較的便利な位置に他
方の孔をもつことができる。

添付図面に示された好ましい実施の態様を参照して例示
の目的で本発明を説明したが、当業者が想到できる本発
明のすべての変形例、改変および置換も本発明の範囲お
よび精神に含まれることは自明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるマイクロ波フィルタの
第１の側面から見た概略的斜視である。第２図は、第１図に示したマイクロ波フィルタの、第１
の側面とは対向する第２の側面から見た概略的斜視であ
る。第３図は加圧ダイカストにより構成された、仕上げ前の
フィルタの平面図である。第４図は、第３図のフィルタを仕上げた状態のフィルタ
の平面図である。第５図は第４図に示された仕上げ済フィルタの底面図で
ある。第4A図は第４図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。第4B図は第５図のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。第4C図は第５図のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。第4D図は第４図のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。第4E図は第４図に示されたフィルタの側面図である。 C₁，C₂〜C_i〜C_n……空洞、0₁，0₂〜0_i〜0_n……中心、LS
₁，LS₂〜LS_i〜LS_n……切片、Ｐ−P₁,N−N₁,M−M₁……ス
リット、21,22……孔、E₁，E₂……孔、AS₁〜AS_n……ね
じ孔、AL₁〜AL_n……軽量化部、AL′₁〜AL′₇……凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の共振空洞がつくられ、この空洞の中
心にロッド型共振器、同調器および接続ねじを備えた、
ほぼ平行６面体の金属体より成るマイクロ波フィルタで
あって、ｎ個の空洞の中心が折れ線の頂点に置かれており、この
折れ線の各切片が互いに90°より大きい角度をなし、相互に隣接する２つの空洞間が、前記折れ線の対応する
切片の横方向中心軸に設けられた、前記空洞の深さにほ
ぼ等しい深さをもつスリットによって接続され、前記空洞の直径とこれに対応する共振器の直径との間の
比率が、中央の空洞から周辺の空洞に行くにしたがって
減少していることを特徴とするマイクロ波フィルタ。
【請求項２】前記空洞の直径および前記折れ線の切片
が、中央部の空洞に対して対称的に設けられた空洞対に
ついて等しいことを特徴とする、特許請求の範囲第１項
に記載のフィルタ。