JPS588761B2 - 導波管帯域通過「ろ」波器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロ波通信装置等に使用される共振器縦続
接続型の導波管帯域通過Ｆ波器に関するものである。

従来使用されてきたこの種の帯域通過沖波器あるいは高
調波阻止帯域通過Ｐ波器はそれぞれ第１図、第２図に見
られるごとく、導波管１、阻止板又は阻止棒２、共振器
３、高調波阻止共振器５等によって構成されていた。

一般に、第１図の帯域通過ろ波器は前後に結合される標
準規格の導波管回路部品との接続上、この濾波器自体の
導波管はＪＩＳしなわち、ｂ／ａ＝１／２（ａ：導波管
広幅面の寸法、ｂ：導波管狭幅面の寸法）なる値のもの
を用いるのが普通である。

しかし、たとえば第３図に示すようなインライン型周波
数変換回路などに適用した場合は、ダイオード７とのマ
ッチングを良好にして変換周波数帯域を広くするために
結合口における導波管の特性インピーダンスを低くし、
更に帯域通過ろ波器の等価短絡面をダイオードに接近さ
せる必要がある。

このためにｂ／ａ ＝ １／２なる導波管の帯域通過沖
波器を用いたのでは、導波管の特性インピーダンスが高
いため広帯域な整合がとりにくい。

又、第４図の周波数変換回路のようにテーパ導波管又は
ステップ導波管等のインピーダンス変換器４を用いて低
インピーダンスにしたのち、ダイオード７に電磁波を結
合させようとすると、帯域通過ろ波器の等価短絡面がダ
イオード７より遠くなるので、変換周波数帯域を狭くす
るという欠点があった。

まだ、このような帯域通過ろ波器においては、その通過
域が基本波に対してλｇｏ／２（λｇｏ／：中心周波数
における管内波長）で共振する様に、共振器の長さが決
められる。

従って、高調波では、導波管管内波長が短縮するため、
導波管自体の広幅面寸法ａ，狭幅面寸法ｂおよび共振器
の長さで共振するモードは通過してしまう。

この高調波における種々のモードのうち、主として導波
管の狭幅面の寸法ｂで共振するモードを抑圧するため、
従来は、第２図に示すように導波管の狭幅面ｂを一様に
ｂ′と狭くすることにより実現していた。

前述したように一般の導波管においてはｂ／ａ ＝１／
２であるが、高調波阻止帯域通過ろ波器の場合において
、２倍波才で阻止するにはｂ／ａく１／４、更に高次の
高調波を阻止するにはｂ／ａをより小さくする必要があ
り、いつれにしてもｂ／ａの値は要求される性能により
決定される。

しかし、高調波阻止帯域通過ろ波器を除く他の導波管回
路部品は前述したようにＪＩＳその他によって規格化さ
れた導波管を用いるのが一般的であり、高調波阻止帯域
通過ろ波器自体の導波管内径とは異なるのが通例である
。

即ち高調波阻止帯域通過ろ波器は、通常使用される導波
管の特性インピーダンスとは異った特性インピーダンス
が要求されるので、第５図に示すように入力部あるいは
出力部はテーパ導波管又はステップ導波管等を用いたイ
ンピーダンス変換器４を介して周辺の外部の導波管回路
に接続されている。

さらに、周波数変換回路、逓倍回路、発振回路または増
幅回路などのように非線形素子を使用する回路において
は殆んど高調波の発生を否めない。

この高調波は伝送信号に悪影響を及ぼすので、従来の帯
域阻止ろ波器や、第６図に示すような高調波阻止低域通
過ろ波器６を縦続的に接続して、この高調波の外部への
流出を阻止していた。

上述のように、従来の導波管ろ波器はそれぞれが独立し
た複数の共振器を単に縦続接続するように構成されてい
るので、構造が大型になり、他の回路との結合の場合に
生ずる上記の欠点を考えると通信機器設計上の不利は云
うまでもない。

性能的には、一般に導波管の狭幅面ｂを狭くすると導波
管自体のＱ０が低下するため、通過損失の増加を招くと
いう欠点がある。

たとえば、第２高調波まで阻止する高調波阻止帯域通過
ろ波器においては、この導波管の狭幅面ｂ’を一般の導
波管の１／２以下にしなければならないが、この場合、
通過損失は２倍以上に増加する。

本発明の目的は従来のものがもつ欠点を除去して、構造
的には小型軽量、かつ外部回路との結合が容易で、電気
的には損失の少ない導波管帯域通過ろ波器を提供するに
ある。

本発明によれば、縦続に接続された複数段の共振器から
なる導波管帯域通過波器において、前記複数の共振器が
含まれる導波管のＥ面、Ｈ面、ＥＨ両面のうちのいづれ
かを少なくとも部分的にステップ状、またはテーパ状に
して特性インピーダンス変換手段を設け、該特性インピ
ーダンス変換手段により外部に接続される回路のインピ
ーダンスに整合させることを持徴とする導波管帯域通過
沖波器が得られる。

さらに上記特徴をもった導波管ろ波器において、前記複
数の共振器の少なくとも１つに高調波阻止機能をもたせ
れば、これを高調波阻止用導波管帯域通過ろ波器とする
こともできる。

次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第７図ａ，ｂは本発明による導波管帯域通過ろ波器の実
施例を示す図である。

これらの図において、２は阻止板又は阻止棒、３は共振
器、４′は導波管のＥ面に設けたステップ部、５は高調
波阻止共振器を示す。

このようにＥ面の一部がステップされた導波管内に阻止
板又は阻止棒で区切られた５段の共振器を設けて帯域通
過ろ波器が構成されている。

５段の共振器のうち３段は狭幅面ｂなる標準用導波管を
用いた共振器であり、残りの２段はＥ面ステップにより
導波管の狭幅面をｂ’にしてインピーダンス変換した後
の導波管により構成された共振器である。

又狭幅面ｂ′なる導波管で構成された部分の共振器は、
第７図ｂに示すように容易に高調波阻止用の共振器５に
することができる。

第７図ｂの例は５段の共振器のうち２段のみを高調波阻
止共振器としたもので、従来の高調波阻止帯域通過ろ波
器のように標準導波管の狭幅面ｂを一様にｂ’と狭くす
る構造と違い、Ｅ面ステップによりインピーダンス変換
された後の導波管の一部を利用して高調波阻止共振器を
形成しているので、通過損失においては、第２図に示す
従来の高調波阻止帯域通過ろ波器と比較して、減少する
利点がある。

本発明の他の実施例を第７図ｃ，ｄ，ｅに示す。

第７図ｃ，ｄはインピーダンス変換器４′としてＥ面テ
ーパ導波管を用いた帯域通過沢波器の例であり、導波管
の狭幅面ｂから徐々にｂ′に変えてインピーダンス変換
がなされている。

このうち、第７図ｄの場合は、共振器の一部を高調波阻
止型とした例である。

また、第７図ｅは、２段のＥ面ステップ導波管を用いて
インピーダンス変換を行ない、かつ共振器の一部を高調
波阻止型とした帯域通過ろ波器の例である。

このように導波管帯域通過ろ波器にインピーダンス変換
の機能をもたせるか、インピーダンス変換と共に高調波
阻止の機能をもたせるかして、機構的に一個のろ波器と
しての部品に集約化することによって、従来これらの機
能が第４図〜第６図に示すように機構的にそれぞれ独立
した部品の縦続接続によりなされていたのに比べ、大幅
に小型・軽量にすることができる。

さらに、このろ波器を工場において製作する場合に、従
来それぞれの部品ごとに別個につくられていたものが、
集約化により一時に製作および調整が可能となるので、
製品のコスト低減にも寄与できる。

また、第４図のようにテーパ導波管等による独立したイ
ンピーダンス変換器を用いる必要がないので、帯域通過
ろ波器としての等価短絡面もダイオード等の対象物に接
近させやすい。

従って、第８図〜第１０図に示すように、周波数変換回
路、周波数逓倍回路および発振増幅回路等においては、
その電気的性能が大幅に改善される。

以上の説明においては、Ｅ面ステップを用いた導波管帯
域通過ろ波器を例としたが、Ｈ面、ＥＨ両面ステップ、
あるいはＥ面、Ｈ面、ＥＨ両面テーパを用いた導波管帯
域通過沖波器についても同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の導波管帯域通過ろ波器の正面および側面
図、第２図は従来の導波管高調波阻止帯域通過ろ波器の
正面および側面図、第３図および第４図はそれぞれ従来
の導波管帯域ろ波器をインライン型周波数変換回路に適
用した例を見せる側面図、第５図は従来の導波管帯域戸
波器を外部回路に結合する場合の１つの手段を見せる側
面図、第６図は従来の導波管帯域ろ波器と高調波阻止炉
波器との組合わせを見せる側面図、第７図ａ−ｅは本発
明による導波管帯域ろ波器のそれぞれ実施例を見せる側
面図、第８図〜第１０図は本発明による導波管帯域炉波
器をそれぞれインライン型周波数変換回路、周波数逓倍
回路および発振増幅回路に適用した例を見せる側面図で
ある。 図において、１は導波管、２は阻止板又は阻止棒、３は
共振器、４懺インピーダンス変換部、５は高調波阻止共
振器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 縦続に接続された複数段の共振器からなる導波管帯
   域通過ろ波器において、前記複数の共振器が含まれる導
   波管のＥ面、Ｈ面，ＥＨ両面のうちのいずれかを少なく
   とも部分的にステップ状、またはテーパ状にして特性イ
   ンピーダンス変換手段を設け、該特性インピーダンス変
   換手段により外部に接続される回路のイシピーダンスに
   整合させることを特徴とする導波管帯域通過Ｆ波器。