JPH1117406A - フィルタ - Google Patents
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- JPH1117406A JPH1117406A JP9166960A JP16696097A JPH1117406A JP H1117406 A JPH1117406 A JP H1117406A JP 9166960 A JP9166960 A JP 9166960A JP 16696097 A JP16696097 A JP 16696097A JP H1117406 A JPH1117406 A JP H1117406A
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- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
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- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
いられるフィルタにおいて、導波管モードのスプリアス
共振により減衰特性が確保できない場合に、フィルタ手
段の構成および全体の寸法を変化させることなく減衰仕
様を満足したフィルタを提供することを目的とする。 【解決手段】 帯域通過フィルタ101と、側壁部10
2と蓋部103と土台部104から構成され帯域通過フ
ィルタ101を電磁界的にシールドする金属筐体と、帯
域通過フィルタ101を外部回路と接続するコネクタ1
05〜106を具備し、蓋部103または壁側部102
の内側の形状を出っ張らせる等の処理を施して、シール
ドされる空間の形状を変化させて導波管モードのスプリ
アス共振周波数をシフトすることにより、減衰仕様を満
足したフィルタが実現できる。
Description
リ波帯等の高周波領域で用いられるフィルタに関するも
のである。
高周波用フィルタには、低損失であることや外界に影響
を与えないもしくは外界からの影響を受けないことが求
められる。このため誘電体基板上にフィルタ手段を構成
した場合などには、金属ケースによるシールドを施して
損失の低減や特性の安定化が図られる。
使用されるフィルタについて説明する。図6はその一例
を示した構成図である。フィルタ手段は誘電体基板90
1上に形成されたマイクロストリップ線路共振器910
〜912による3段の側結合型帯域通過フィルタであ
り、蓋部903を含む金属筐体902によって電磁界的
にシールドされた構成となっている。金属筐体902に
よりシールドを施すことで、外部からの影響によりフィ
ルタ特性が不安定化するのを防ぐとともに、電磁界エネ
ルギーの放射に伴う共振器無負荷Qの劣化によってフィ
ルタの通過損失が増大するのを防止することができる。
コネクタ904〜905は、金属筐体902の側壁に設
けられ、フィルタ手段と外部回路を接続する役割を担
う。
波帯やミリ波帯などの高周波領域において帯域通過フィ
ルタとして動作する。
示した上記従来のフィルタでは、シールドのための金属
筐体の寸法に応じて導波管モードが発生し、前記導波管
モードを減衰量を確保したい帯域内もしくはその近傍に
共振をもつ場合には、減衰特性の仕様を満足できないこ
とがある。
波管モードのスプリアス共振により減衰特性が確保でき
ない場合に、フィルタ手段の構成および全体の寸法を変
化させることなく減衰仕様を満足したマイクロ波帯及び
ミリ波帯で用いられるフィルタを提供することを目的と
するものである。
に本発明は、マイクロ波帯またはミリ波帯で電磁界的に
共振する共振器からなるフィルタ手段と、前記フィルタ
手段を電磁界的びシールドする箱状の金属筐体と、前記
フィルタ手段を外部回路と接続する接続手段とを具備
し、前記フィルタ手段はマイクロストリップ線路共振器
やディスク型等の平面形共振器もしくは誘電体共振器に
より構成され、前記金属筐体は土台部と側壁部と蓋部か
ら構成され、前記接続手段は前記金属筐体の側壁に接続
され、前記金属筐体の蓋部において前記フィルタ手段と
対面する内側の一部もしくは全体の形状を平面以外の山
型や凸型や凹型等の形状に変えることで、前記フィルタ
手段の導波管モードによるスプリアス特性を調整したこ
とを特徴とするフィルタを構成するものである。
の寸法を変化させることなく減衰仕様を満足したフィル
タを得ることができる。
は、マイクロ波帯またはミリ波帯で電磁界的に共振する
共振器からなるフィルタ手段と、前記フィルタ手段を電
磁界的にシールドする箱状の金属筐体と、前記フィルタ
手段を外部回路と接続する接続手段とを具備し、前記金
属筐体は土台部と側壁部と蓋部から構成され、前記接続
手段は前記金属筐体の側壁に接続され、前記金属筐体の
蓋部において前記フィルタ手段と対面する内側の一部も
しくは全体の平面以外の形状とすることで、前記フィル
タ手段の導波管モードによるスプリアス特性を調整した
ことを特徴とするフィルタであり、前記金属筐体の外形
寸法を変えることなく金属筐体内に発生する導波管モー
ドの共振周波数を変化させることができるため、導波管
モードのスプリアス共振が原因で減衰仕様が満足できな
い場合に、前記金属筐体の蓋部の形状を変えることでス
プリアス共振周波数を減衰仕様規定帯域もしくはその近
傍より遠ざけることにより、減衰特性を満足できるとい
う作用を有する。
属筐体の蓋部においてフィルタ手段と対面する内側の一
部もしくは全体の形状を、山型形状としても、同様の作
用を有する。
の蓋部においてフィルタ手段と対面する内側の一部もし
くは全体の形状を、凸型または凹型形状としても、同様
の作用を有する。
たはミリ波帯で電磁界的に共振する共振器からなるフィ
ルタ手段と、前記フィルタ手段を電磁界的にシールドす
る箱状の金属筐体と、前記フィルタ手段を外部回路と接
続する接続手段とを具備し、前記金属筐体は土台部と側
壁部と蓋部から構成され、前記接続手段は前記金属筐体
の側壁に接続され、前記金属筐体の側壁部内側に出っ張
り部を設けてシールド内部の空間の形状を変化させるこ
とで、前記フィルタ手段の導波管モードによるスプリア
ス特性を調整したことを特徴とするフィルタであり、前
記金属筐体の外形寸法を変えることなく金属筐体内に発
生する導波管モードの共振周波数を変化させることがで
きるため、導波管モードのスプリアス共振が原因で減衰
仕様が満足できない場合に、前記金属筐体の蓋部の形状
を変えることでスプリアス共振周波数を減衰仕様規定帯
域もしくはその近傍より遠ざけることにより、減衰特性
を満足できるという作用を有する。
はミリ波帯で電磁界的に共振する共振器からなるフィル
タ手段と、前記フィルタ手段を電磁界的にシールドする
箱状の金属筐体と、前記フィルタ手段を外部回路と接続
する接続手段とを具備し、前記金属筐体は土台部と側壁
部と蓋部から構成され、前記接続手段は前記金属筐体の
側壁に接続され、前記金属筐体の蓋部もしくは側壁部の
内側の一部もしくは全体に板状の誘電体材を設けること
で、前記フィルタ手段の導波管モードによるスプリアス
特性を調整したことを特徴とするフィルタであり、前記
金属筐体の外形寸法を変えることなく金属筐体内に発生
する導波管モードの共振周波数を変化させることができ
るため、導波管モードのスプリアス共振が原因で減衰仕
様が満足できない場合に、前記金属筐体の蓋部の形状を
変えることでスプリアス共振周波数を減衰仕様規定帯域
もしくはその近傍より遠ざけることにより、減衰特性を
満足できるという作用を有する。
手段を、マイクロストリップ線路共振器で構成すること
が好適である。
手段を、誘電体基板上に形成したディスク形状またはパ
ッチ形状の平面形共振器で構成しても、同様の作用を有
する。
手段を、誘電体共振器を用いて構成しても、同様の作用
を有する。
の土台部と側壁ぶを一体成形することが好適である。
体の側壁部と蓋部を一体成形しても、同様の作用を有す
る。
段をコネクタとすることが好適である。
段を同軸線路としても、同様の作用を有する。
段をストリップ線路としても、より好適である。
から図4を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の第1の実施の形態に
おけるフィルタの概観図を示す。図1(a)において、
101はフィルタ手段である帯域通過フィルタであり、
マイクロストリップ線路共振器110、111、112
で構成された側結合型帯域通過フィルタである。102
は帯域通過フィルタ101を電磁界的にシールドする金
属筐体の側壁部、103は同じく金属筐体の蓋部、10
4は同じく金属筐体の土台部である。105、106は
接続手段であるコネクタであり、金属筐体の側壁部10
2にとりつけられて帯域通過フィルタ101と外部回路
を接続する。
て、以下その動作を図1を用いて説明する。コネクタ1
06からマイクロ波帯もしくはミリ波帯の信号が入力す
ると、前記信号は帯域通過フィルタ101によりマイク
ロストリップ線路共振器110〜112の共振周波数及
びその近傍成分のみが選択透過され、コネクタ105に
至る。ここで帯域通過フィルタ101は、共振器段数や
段間及び入出力の結合度が適切に設計され、与えられた
減衰仕様が満足されているとする。
タでは、従来の技術で示したように金属筐体等を用いて
フィルタにシールドを施すことがよく行われるが、これ
は主として2つの理由による。第1の理由は、外界への
電磁界エネルギー放射で共振器の無負荷Qが低下し、フ
ィルタの通過損失が大きくなると同時に通過特性にダレ
が生じるのを防ぐためである。第2の理由は、外界の電
磁界が共振器間の結合等に影響を及ぼし、フィルタ特性
を乱すのを防ぐためである。以上の理由により、本実施
の形態においても金属筐体側壁部102、蓋部103、
土台部104によって構成されたシールド構造を施して
いる。
属筐体内に導波管モードが励起され、その共振周波数の
信号成分も、スプリアスとしてコネクタ105〜106
間を伝搬してしまうという問題が生じる。前記導波管モ
ードによるスプリアス共振周波数が、フィルタで減衰量
を確保したい帯域内もしくはその近傍に存在する場合に
は、帯域通過フィルタ101自体の減衰特性が仕様を満
足していても、フィルタ全体では仕様を満足できなくな
ってしまう。
の内壁に電波吸収体を設ける方法があるが、共振器より
放射された電磁界エネルギーが前記電波吸収体で吸収さ
れてしまう分だけ損失が大きくなり、シールドを施す前
記第1の理由の効果が薄れてしまう。また、導波管モー
ドを抑圧する手法としてシールド筐体にスリットを設け
る方法があるが、少なからずスリットから電磁界漏れが
生じるため、同じくシールドによる効果が薄れてしま
う。
ため減衰仕様が満足されなくなった場合、前記導波管モ
ードのスプリアス共振周波数を、減衰仕様が規定された
帯域からずらすことができれば、減衰仕様を満足するこ
とが可能となる。導波管モードの共振周波数を変化させ
るには筐体の寸法を変えればよいが、金属筐体は通常帯
域通過フィルタ101の大きさに合わせてなるべく小さ
く作成するため、導波管共振モードを変化させるには、
筐体を不必要に大きくすることになってしまう。
は、図1(b)のように、金属筐体の蓋部103におい
て、帯域通過フィルタ101と対面するシールド内部の
形状を、平面からテーパ状の山型とすることでシールド
内の形状を変化させ、導波管モードを、減衰仕様が規定
された帯域からずらすことを可能としたものである。
状が分かりやすいように蓋部の内側部分を上に向けて図
示している。本実施の形態では、前記金属筐体の寸法を
不必要に大きくしなくてもよく、スプリアス共振周波数
を、筐体の蓋部103の形状の変化のみで調整可能であ
るため、調整のために金属筐体全体を作り直さなくても
よい。さらに、電波吸収体を用いないため通過損失も劣
化しない。
衰仕様規定帯域内もしくはその近傍に、シールド構造に
よる導波管モードのスプリアス共振が発生し、減衰仕様
を満足できなくなった場合に、シールドとなる金属筐体
の蓋部の内側形状を山型もしくは凸型形状とすること
で、スプリアス共振周波数を前記規定帯域より遠ざけ
て、減衰特性を満足するマイクロ波帯及びミリ波帯用の
フィルタが構成できる。
状の山型形状とした例を示したが、凸型形状としても同
様の効果が得られる。また、図1では金属筐体の側壁
部、蓋部、土台部をねじ止めにより組み立てる構造を示
したが、接着や一体成形して組み立ててもよいことは言
うまでもない。マイクロ波帯やミリ波帯といった高周波
領域では、接地が十分でないことにより損失が増加する
という問題がしばしば生じるが、筐体側壁部102と筐
体土台部104を一体成形することにより、帯域通過フ
ィルタ101とコネクタ105〜106間の接地をより
強化することができ、前記問題を解決することができ
る。
実施の形態におけるフィルタの金属筐体の蓋部103の
概観図を示す。本実施の形態におけるその他の構成は、
前記第1の実施の形態と同様である。
に示した筐体蓋部103とは、帯域通過フィルタ101
と対面するシールド内部の形状を、図2(a)または
(b)のように、凹型形状または凸凹形状とした点が異
なっている。
て、以下その動作を図2を用いて説明する。基本動作
は、前記第1の実施の形態と同じである。本実施の形態
では、金属筐体の蓋部103において、シールド内側と
なる面の形状を、平面から凹型形状または凸凹形状に変
えることでシールド内空間の形状を変化させ、導波管モ
ードを、減衰仕様が規定された帯域からずらすことを可
能としたものである。
りやすいように、蓋部の内側部分を上に向けて図示して
いる。図1(a)に示す筐体蓋部103を、図2(a)
または(b)に取り替えることで、本実施の形態におけ
るフィルタを構成することができる。筐体蓋部103の
形状によって導波管モードのスプリアス共振周波数が異
なることから、減衰仕様が規定された周波数に応じて適
当な形状を選択することで、減衰特性を満足するフィル
タが実現できる。
衰仕様規定帯域内もしくはその近傍に、シールド構造に
よる導波管モードのスプリアス共振が発生して減衰仕様
を満足できなくなった場合に、シールドとなる金属筐体
の蓋部の内側形状を凹型形状または凸凹形状とすること
で、スプリアス共振周波数を前記規定帯域より遠ざけ
て、減衰特性を満足するマイクロ波帯及びミリ波帯用の
フィルタが構成できる。
実施の形態におけるフィルタの概観図を示す。図3にお
いて、図1と同じ符号を付したものは、図1と同じ働き
を行う。図3においては、筐体蓋部103の形状を平板
とし、筐体側壁部102の内側の形状を変化させた点
が、図1とは異なる。
て、以下その動作を図3を用いて説明する。基本動作
は、前記第1の実施の形態と同じである。本実施の形態
では、金属筐体の側壁部102の内側角部分を出っ張ら
せ、シールド内空間を狭くすることにより、導波管モー
ドの共振周波数を変化させ、減衰仕様が規定された帯域
からスプリアス共振周波数をずらすことを可能としたも
のである。
衰仕様規定帯域内もしくはその近傍に、シールド構造に
よる導波管モードのスプリアス共振が発生して減衰仕様
を満足できなくなった場合に、シールドとなる金属筐体
の側壁部の内側形状を変化させ、スプリアス共振周波数
を前記規定帯域より遠ざけることにより、減衰特性を満
足するマイクロ波帯及びミリ波帯用のフィルタが構成で
きる。
2の内側の角部分の形状を変化させたが、帯域通過フィ
ルタ101の共振器に接触しないように、他の内側部分
も形状を変化させても同様の効果が得られる。
実施の形態におけるフィルタの概観図を示す。図3にお
いて、図1と同じ符号を付したものは、図1と同じ働き
を行う。図4においては、板状の誘電体材107を筐体
蓋部103の内側に張り付けた点が、図1と異なる。
て、以下その動作を図4を用いて説明する。基本動作
は、前記第1の実施の形態と同じである。本実施の形態
では、誘電体材107を筐体蓋部103の内側に設ける
ことにより、シールド内部の空間の誘電率を一部変化さ
せ、シールド内に発生する導波管モードのスプリアス共
振周波数を変化させることができ、減衰仕様が規定され
た帯域からスプリアス共振周波数をずらすことを可能と
したものである。
衰仕様規定帯域内もしくはその近傍に、シールド構造に
よる導波管モードのスプリアス共振が発生して減衰仕様
を満足できなくなった場合に、シールドとなる金属筐体
の蓋部もしくは側壁部の内側の一部もしくは全体に板状
の誘電体材を設けることにより、シールド内部の空間の
誘電率を一部変化させ、スプリアス共振周波数を前記規
定帯域より遠ざけることができるため、減衰特性を満足
するマイクロ波帯及びミリ波帯用のフィルタが構成でき
る。
に誘電体材107を設けた例を示したが、誘電体材は、
帯域通過フィルタ101に大きな影響を与えない範囲
で、シールドされた空間内のどこにあっても同様の効果
が得られることから、筐体側壁分102に設けられてい
てもよいことは言うまでもない。
ィルタと外部回路をコネクタを用いて接続する例を示し
たが、同軸線路やストリップ線路などを用いた接続手段
でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
しながら説明する。図5(a)は、本実施例におけるフ
ィルタの概観図である。図5(b)は、帯域通過フィル
タ101をシールドする2種類の筐体蓋部1031〜1
032である。図5(c)は、本実施例におけるフィル
タの通過特性を示したものである。
筐体の側壁部と土台部は、一体成形されている。帯域通
過フィルタ101は、比誘電率2.2、基板厚10mi
l(約0.254mm)のテフロン基板上に形成され
た、マイクロストリップ線路共振器による4段側結合型
のフィルタである。通過帯域は25GHz帯であり、帯
域通過フィルタ101の寸法は概ね12mm×8mmで
ある。金属筐体102によりシールドされる空間の寸法
は、帯域通過フィルタ101の寸法にあわせて12mm
×8mm×3mmとした。
板の筐体蓋部1031を用いてシールドを施すと、図5
(c)の破線で示した通過特性となる。ここで、22G
Hz近傍のスプリアスは、シールドにより発生するTE
101モードであり、帯域通過フィルタ101の寸法に依
存したモードである。ここで、フィルタの減衰仕様とし
て、23.5GHzで30dB以上の減衰量が要求され
た場合、帯域通過フィルタ101自体は仕様を満足する
ものの、シールドによって生じた導波管モードが減衰仕
様規定帯域近傍に存在するため、通過帯域の低域側の減
衰特性が持ち上げられ、フィルタ全体としては仕様を満
足できていない。
る面の形状を、平面からテーパ状の山型に変えた金属筐
体の蓋部1032を用いると、図5(c)の実線で示し
た通過特性のように、導波管モードであるTE101モー
ドが1.4GHz程度低くなり、減衰仕様規定周波数で
ある23.5GHzより遠ざけることができるため、減
衰仕様を満足することが可能となった。ここで、金属筐
体の蓋部1032の山型部分の高さは、帯域通過フィル
タ101に接触しないよう2mm程度としている。
蓋部において、シールド内部における面の形状を、平面
からテーパ状の山型に変えたものを用いることにより、
スプリアス共振周波数を、減衰仕様を規定した帯域より
遠ざけることができるため、減衰特性を満足するマイク
ロ波帯及びミリ波帯用のフィルタが構成できる。
波帯及びミリ波帯で利用するフィルタにおいて、通過損
失の低減、特性安定化のための施したシールド構造によ
り、減衰仕様規定帯域内もしくはその近傍に導波管モー
ドのスプリアス共振が発生して減衰仕様を満足できなく
なった場合に、シールドとなる金属筐体の蓋部の内側形
状を、山型、凸型、凹型もしくは凸凹形状等にすること
で、金属筐体の寸法を不必要に大きくしなくても、スプ
リアス共振周波数を前記規定帯域より遠ざけることが可
能となり、減衰特性を満足するマイクロ波帯及びミリ波
帯用のフィルタを実現することができる。また、電波吸
収体を用いず、金属筐体にスリットを設けない構成であ
ることから、低損失で安定な特性を有するマイクロ波帯
及びミリ波帯用のフィルタを実現することができる。
図
筐体の蓋部の概観図
図
図
図及び特性図
器
Claims (13)
- 【請求項1】 マイクロ波帯またはミリ波帯で電磁界的
に共振する共振器からなるフィルタ手段と、前記フィル
タ手段を電磁界的にシールドする箱状の金属筐体と、前
記フィルタ手段を外部回路と接続する接続手段とを具備
し、前記金属筐体は土台部と側壁部と蓋部から構成さ
れ、前記接続手段は前記金属筐体の側壁に接続され、前
記金属筐体の蓋部において前記フィルタ手段と対面する
内側の一部もしくは全体を平面以外の形状とすること
で、前記フィルタ手段の導波管モードによるスプリアス
特性を調整したことを特徴とするフィルタ。 - 【請求項2】 金属筐体の蓋部においてフィルタ手段と
対面する内側の一部もしくは全体の形状を、山型形状と
したことを特徴とする請求項1記載のフィルタ。 - 【請求項3】 金属筐体の蓋部においてフィルタ手段と
対面する内側の一部もしくは全体の形状を、凸型または
凹型形状としたことを特徴とする請求項1記載のフィル
タ。 - 【請求項4】 マイクロ波帯またはミリ波帯で電磁界的
に共振する共振器からなるフィルタ手段と、前記フィル
タ手段を電磁界的にシールドする箱状の金属筐体と、前
記フィルタ手段を外部回路と接続する接続手段とを具備
し、前記金属筐体は土台部と側壁部と蓋部から構成さ
れ、前記接続手段は前記金属筐体の側壁に接続され、前
記金属筐体の側壁部内側に出っ張り部を設けてシールド
内部の空間の形状を変化させることで、前記フィルタ手
段の導波管モードによるスプリアス特性を調整したこと
を特徴とするフィルタ。 - 【請求項5】 マイクロ波帯またはミリ波帯で電磁界的
に共振する共振器からなるフィルタ手段と、前記フィル
タ手段を電磁界的にシールドする箱状の金属筐体と、前
記フィルタ手段を外部回路と接続する接続手段とを具備
し、前記金属筐体は土台部と側壁部と蓋部から構成さ
れ、前記接続手段は前記金属筐体の側壁に接続され、前
記金属筐体の蓋部もしくは側壁部の内側の一部もしくは
全体に板状の誘電体材を設けることで、前記フィルタ手
段の導波管モードによるスプリアス特性を調整したこと
を特徴とするフィルタ。 - 【請求項6】 フィルタ手段を、マイクロストリップ線
路共振器で構成したことを特徴とする請求項1から5の
いずれかに記載のフィルタ。 - 【請求項7】 フィルタ手段を、誘電体基板上に形成し
たディスク形状またはパッチ形状の平面形共振器で構成
したことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載
のフィルタ。 - 【請求項8】 フィルタ手段を、誘電体共振器を用いて
構成したことを特徴とする請求項1から5のいずれかに
記載のフィルタ。 - 【請求項9】 金属筐体の土台部と側壁部が一体成形さ
れていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに
記載のフィルタ。 - 【請求項10】 金属筐体の側壁部と蓋部が一体成形さ
れていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに
記載のフィルタ。 - 【請求項11】 接続手段がコネクタであることを特徴
とする請求項1から10のいずれかに記載のフィルタ。 - 【請求項12】 接続手段が同軸線路であることを特徴
とする請求項1から10のいずれかに記載のフィルタ。 - 【請求項13】 接続手段がストリップ線路であること
を特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のフィ
ルタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16696097A JP3329235B2 (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | フィルタ |
| US09/612,965 US6307449B1 (en) | 1997-06-24 | 2000-07-10 | Filter with spurious characteristic controlled |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16696097A JP3329235B2 (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH1117406A true JPH1117406A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3329235B2 JP3329235B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
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Family Applications (1)
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