JPS5851441B2 - 低域通過ろ波器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、同軸線路形の低域通過ろ波器の改良に関す
るものである。

まず第１図に示す従来の低域通過ろ波器について簡単に
説明する。

第１図において、１と２はろ波器の内部導体、３はろ波
器の外部導体、４は誘電体リング、５および６はろ波器
の入出力端となる同軸線路の内部導体および外部導体で
ある。

なお内部導体２は同じ長さの誘電体リングを外部導体と
の間にはさみこむことによって固定されている。

また内部導体１と外部導体３とによって形成される同軸
線路および内部導体２と外部導体３とによって形成され
る同軸線路は、内部導体５と外部導体６とによって形成
される同軸線路の特性インピーダンスと比較してそれぞ
れ十分高インピーダンスおよび低インピーダンスの線路
となっている。

第１図に示されるる波器は第２図の低域通過ろ波器の回
路で等価的に表示される。

第２図においてり、〜Ｌ４はインダクタンスであり、第
１図の内部導体１の長さと外部導体３に対する直径の比
によって大きさが決定される。

またＣ１〜Ｃ３はキャパシタンスであり、第１図の内部
導体２の長さと外部導体３に対する直径の比および誘電
体リング４の誘電率によって大きさが決定される。

さて第２図のごとき等価回路は、第１図のる波器中を伝
ばんするＴＥＭモードの波に対して成立するものである
。

ところが第１図のる波器の外部導体３の直径が入出力端
の同軸線路の外部導体６の直径よりもかなり大きいこと
から、低域通過ろ波器の阻止帯域である周波数の高い帯
域において周波数が高くなると同軸導波管の高次モード
が伝ばん可能となる。

高次モードの波に対しては第２図の等価回路が成立しな
いので、ろ波器中のわずかな非対称性によって発生した
高次モードの波はる波器中を伝ばんし、入出力端の同軸
線路でしゃ断となって閉じ込め共振を起こす。

この共振状態においては、基本モードと高次モードは強
く結合するので、入力端近傍で高次モードの波に変換さ
れたＴＥＭモードの波は出力端近傍で再びＴＥＭモード
の波に変換されて出力端に出てくるようになる。

したがって第１図のように構成された従来の低域通過ろ
波器では、高次モードがろ波器内で閉じ込め共振を起こ
す周波数においては、ろ波器の阻止帯域である周波数の
高い帯域であっても十分な減衰量が得られないという欠
点があった。

この発明においては、ろ波器の外部導体に管軸方向に長
い結合孔を同一周上に複数個設は適当な損失係数を持つ
誘電体が充てんされた空胴共振器を各結合孔に接続する
ことによって上記の欠点を除去するようにしたものであ
る。

第３図はこの発明の一実施例であり、３，５および６は
第１図のものと同じものである。

７は結合孔、８は空胴共振器、９は誘電体である。

ろ波器の構造は結合孔７と空胴共振器を追加した点以外
は第１図に示すものと全く同じである。

この結合孔７は外部導体３に設けられており、管軸方向
に細長いスロット状もなしている。

空胴共振器８の共振周波数は、もつとも低い周波数で伝
ばん可能となる同軸導波管のＴＥ１１モードがろ波器中
で閉じ込め共振を起こす周波数に一致させである。

またこの実施例では、空胴共振器８は内部に適当な損失
係数をもつ誘電体９を充てんすることによって空胴共振
器８のＱを下げるとともに小形化を図っている。

このような構成においてまず低域通過ろ波器の通過帯域
である周波数の低い帯域を考える。

この帯域においては同軸導波管の高次モードは発生せず
ＴＥＭモードのみがろ波器中を伝ばんする。

同軸線路をＴＥＭモードが伝ばんするとき同軸線路の外
部導体の内側の面に流れる電流は、第４図に矢印を伴な
う実線で示すような分布となる。

第４図において１は同軸線路の内部導体、３は外部導体
、１０は電流分布を示す線である。

第４図かられかるように外部導体３を流れる電流は管軸
方向の成分のみで周方向の成分をもたない。

したがって、第３図のろ波器中を伝ぼんするＴＥＭモー
ドの波は管軸方向に細長い結合孔７を横切って流れる電
流成分を持たないので、結合孔７によってほとんど空胴
共振器８に結合されない。

さらに空胴共振器８はこの周波数においては非共振状態
にある。

したがってこの発明のる波器は、通過周波数帯域におい
ては従来のる波器とほとんどかわらない特性を有する。

つぎに低域通過ろ波器の阻止帯域において、もつとも低
い周波数で伝ばん可能となる同軸導波管の高次モードで
あるＴＥｌ、モードがろ波器において閉じ込め共振を起
こした場合を考える。

同軸線路をＴＥ１１モードが伝ばんするとき外部導体の
内面を流れる電流は、第５図に矢印を伴なう実線で示す
ような分布となる。

第５図において１，３および１０は第４図のものと同じ
ものである。

第５図かられかるように外部導体３を流れる電流は管軸
方向成分とともに周方向の成分をもつ。

したがって第３図において結合孔７を周方向電流の存在
する位置に設ければ、ろ波器中に閉じ込められたＴＥ１
１モードは４個の空胴共振器８のうち少なくとも２つに
結合される。

したがって、入力端においてＴＥＭモードから変換され
て閉じ込め共振を起こすＴＥ、１モードはＱの低い共振
器８に吸収されるため、出力端においてＴＥＭモードに
再変換される量は著しく減少する。

以上述べたように実施例におけるる波器では、同軸導波
管のＴＥ、１モードの閉じ込め共振に伴なうろ波器の阻
止帯域の減衰量の低下を防止できるという利点を有する
。

なお第３図では空胴共振器８を４個の直方体空胴とした
が、その数は４個に限られるものではない。

また、第３図に示す結合孔の数も４個に限られるもので
はない。

また第３図の誘電体９は空胴共振器８の全体を充てんせ
ず、少なくとも共振器８の中央部に設けるようにしたも
のであってもよい。

以上述べたようにこの発明によれば、ろ液中における同
軸導波管のＴＥ１１モードの閉じ込め共振に伴なうろ波
器の阻止帯域における減衰量の低下を防止できるという
利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の同軸線路形の低域通過ろ波器の概略構成
図、第２図は第１図の等価回路図、第３図はこの発明の
一実施例を示す概略構成図、第４図はＴＥＭモードが伝
ばんする同軸線路の外部導体の電流分布を示す図、第５
図はＴＥ１１モードが伝ばんする同軸線路の外部導体の
電流分布を示す図である。 １．２・・・・・・ろ波器の内部導体、３・・・・・・
ろ波器の外部導体、４・・・・・・誘電体リング、５・
・・・・・入出力端同軸線路の内部導体、６・・・・・
・入出力端同軸線路の外部導体、７・・・・・・結合孔
、８・・・・・・空胴共振器、９・・・・・・誘電体、
１０・・・・・・電流分布を示す線。 なお−一あるいは相当部分には同一符号を付して示しで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外部導体と、直径の異なる２種類の内部導体で構成
   される低域通過ろ波器において上記外部導体に管軸方向
   に細長い結合孔を同一周上に周方向に３側風上等間隔に
   設け、誘電体を中央部に収納し、上記低域ろ波器におけ
   るＴＥ１１モードの閉じ込め共振の周波数に等しい共振
   周波数を有する方形の空胴共振器を上記各結合孔に結合
   したことを特徴とする低域通過ろ波器。