JPS6016121B2 - ダイプレクサー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、分波素子やフィルター等に用いられる準光学
ダィプレクサーに関し、特にマイクロ波やミリ波用に用
いて好適のダィプレクサーに関する。

従来より、この種のダィプレクサーとしては、第１図ａ
に示すごとくすだれ状に金属薄膜１を配設して成るすだ
れ状ダィプレクサー、第１図ｂに示すごとく格子状金属
薄膜２を配設して成る格子状ダィプレクサ−、第１図ｃ
に示すごとく格子状金属薄膜２内にエルサレムクロス状
金属体３を配設して成るエルサレムクロス型ダィプレク
サーや、第１図ｄに示すごとく格子状金属薄膜２に十字
型金属体４を支持させて成るセルフサポート型ダィプレ
クサー等が提案されている。

しかしながら、これらの従来のダィプレクサーでは、次
のような問題点ある。

‘１’第１図ａ，ｂに示すダィプレクサ−では、構造が
簡単で理論的解析が比較的簡単であるため、所望の特性
を有するダィプレクサーを設計できるという利点はある
が、その周波数特性が緩慢で、分波能力やフィルター能
力に劣るという問題点がある。

【２｝ 第１図ｃ，ｄ，に示すダィプレクサーでは、そ
の周波数特性が第１図ａ，ｂに示すダィプレクサ‐より
急峻で分波能力やフィルター能力に優れているが、構造
が複雑で、理論的解析が難しいため、所望の特性を有す
るダィプレクサーを設計することが難しいという問題点
がある。

そこで、次のようなダィプレクサーの提案もなされてい
る。すなわち、このダィプレクサーでは、第２図に示す
ごとく紙フェノール材製のサポート１１上に、内形も外
形も正方形の金属製薄膜状枠体１２が配設される。

なお、この枠体１２には、図示されていないが上下左右
に同形の枠体が連続して接続されることにより、これら
の枠体全体で格子状金属薄膜を形成している。

さらに、この枠体１２および他の同形の枠体内における
サポート１１上には、それぞれ枠体の正方形としての内
形にほぼ相似の縮少した形状で四隅に連続した方形の角
部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄをそなえている形状
、即ち上記枠体の内形よりも小さい正方形状を有する薄
膜状金属体１３が配設されている。

したがって、サポート１１上には、枠体１２をその構成
単位とする格子状金属薄膜と、この金属薄膜の各枠体内
に設けられる薄膜状金属体１３とが配設されていること
になる。

なお、これらの金属薄膜や金属体１３をサポート１ １
上に設ける手段としては、フオトェツチング手法が用い
られる。

また、一例として、サポート１１として使用される紙フ
ェノール材はその厚さが１．６側のものが用いられ、こ
のサポート１１上に設けられる金属部１２，１３として
は、厚さ０．０５伽のものが用いられる。

このように譲導性枠体１２内に正方形の容量性金属体１
３を配設した場合、実験的に次のことがわかっている。

すなわちその共振波長入。が２つのパラメータだけで表
現できる次式を満足するということである。入。

＝ａ／［○・６７○・ｅＸｐ ｛−１．３９１（Ｃ／ａ
）｝］ここで、ａおよびｃは、第２図に示すように「そ
れぞれ枠体１２の幅および正方形の金属体１３の一辺の
長さをそれぞれ示している。

このように枠体１２内に正方形の金属体１３を配設する
と、共振波長入。

をａ，ｃという２つのパラメータだけで所望の値に設定
することができ、ダィプレクサ−の設計が容易となる。
ところで、第２図に示す枠体１２の寸法ａ，ｂを、１４
．仇岬，２．仇舷とし、正方形の金属体１ ３の一辺の
長さｃを表１に示すごとく変化させた場合のパターン比
（ｃ／ａ）に対する比帯域幅（粕Ｂの周波数幅△ｆと共
振周波数らとの比）特性を示すと、第３図のようになり
、更にその透過損失量特性を示すと、第４図のようにな
る。

表１ 試 料 寸 法 ａ一−１ ４，０力物 ，ｂニ２，ＯＺ物なお、その測
定手段としては、定在波直接測定法が用いられた。

また、第４図中、符号Ｂ−１，Ｂ−２，……Ｂ−８は、
いずれも表１において試料番号を付された試料の特性を
示している。

第３図から、比帯城幅が第１図ａ〜ｄに示すものに比べ
比較的速やかに変化していることがわかり、第４図から
明らかなように特性の立上りが同じく第１図ａ〜ｄに示
すものに比べて鋭くなっているので、このダィプレクサ
ー（以下「正方形型ダイプレクサー」という。

）によれば、その周波数特性をある程度急峻にできるこ
とがわかる。しかしながら、優れた分波能力やフィルタ
ー館力を得るため、第２図に示すダィプレクサーによっ
て得られる周波数特性よりも更に急峻で対称性に優れた
周波数特性をもつダィプレクサーを得たいとの要請があ
る。本発明は、このような要請に答えたもので、所望の
特性を容易に設定でき、しかもその周波数特性を急峻に
して分波能力やフィル夕‐能力を改善できるようにした
ダィプレクサーを提供することを目的とする。

このため、本発明のダーィプレクサーは、四角形の金属
製薄膜状枠体と、同枠体内においてこれとほぼ同一面上
に配談される薄膜状で且つ枠状の金属体とをそなえ、同
枠状金属体の外形が上記枠体の四角形としての内形にほ
ぼ相似の縮少した形状を有し、且つ、上記枠状金属体の
四隅に連続した方形の角部をそなえていることを特徴と
している。

以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第５〜７図は本発明の第１実施例としてのダーィプレク
サ−を示すもので、第５図はそのユニットパターン図、
第６，７図はいずれもその作用を説明するためのグラフ
であり、第５〜７図中、第２〜４図と同じ符号はほぼ同
様の部分を示しといる。

この第１実施例は、前述の正方形型ダィプレクサ−にお
ける正方形の金属体１３を枠状の金属体１４とした正方
形枠型ダィプレクサーである。

ここで、この枠状金属体１４は、金属体１３（これは容
量性である）と金属穴（これは誘導性である）とを合成
したものとして観念できる。なお、第５図中、符号１４
ａ〜１４ｄは金属体１４の四隅に形成された連続した方
形の角部を示している。また、その製作方法や各構成部
材の厚さ等は、第２図に示したダイブレクサーとほぼ同
じである。 １１・第５図に示す枠体１
２の寸法ａ，ｂを、前述の第１実施例と同様に、それぞ
れ１４．仇舷，２．仇舷とし、枠状金属体１４の寸法ｃ
を９．３３肌（これらａ，ｂ，ｃの寸法は前述の第１実
施例における試料番号Ｂ−５を付された試料と同じであ
る。

）として、枠状金属体１４の内形の寸法ｄを表２に示す
ごとく変化させた場合のパターン比（ｄ／ｃ）に対する
比帯城幅特性を示すと、第６図のようになり、更にその
透過損失量特性を示すと、第７図のようになる。表２
試料寸法 ａ＝＝１ ４．０＃脇，ｂ＝＝２，０脇勿，Ｃ＝＝９．
３３Ｚ燭なお、この測定手段にも定在波直接定法が用い
られた。

また、第７図中、符号Ｃ−１，Ｃ−２，．・…・Ｃ−５
は、いずれも表２において試料番号を付された試料の特
性を示している。

第６，７図から次のようなことがわかる。

‘１１ 第７図から共振周波数は基準とした試料Ｂ−５
のａ／入＝０．２６２とほぼ同じであることがわかり、
これにより第１共振点は枠体１２と枠状金属体１４の外
形との差によってほぼ決定される。

【２）第７図から、比帯域幅は枠状金属体１４の内形部
分が大きくなるにつれて、狭くなっていることがわかり
、更に第６図からその特性が第３図の特性に比べ滑らか
になっていることがわかり、これにより比帯域幅を狭め
るためには、枠状金属体１４の内形を調整すればよく、
この第１実施例の正方形枠型ダィプレクサーによれば、
前述の正方形型ダイブレクサーに比べ、その周波数特性
をより急峻にできることがわかる。

‘３’ また、各寸法ａ，ｂ，ｃの大きさは非常に近い
ので、互いの共振，反共振特性への寄与が大きく、これ
により対称性がよく且つ急峻な周波数特性を得ることが
できる。

第８，９図は本発明の第２実施例としてのダィプレクサ
ーを示すもので、第８図はそのユニットパターン図、第
９図はその作用を説明するためのグラフであり、第８，
９図中、第２〜７図と同じ符号はほぼ同様の部分を示し
ている。

この第２実施例は、前述の第１実施例としての正方形枠
型ダィプレクサーにおける枠状金属体１４の内部で更に
サポート１１上に支持される枠状金属体１５を設けた正
方形２重枠型ダーィプレクサ−である。

なお、その製作方法や各構成部材の厚さ等は、前述の第
１実施例とほぼ同じである。

第８図に示す枠体１２の寸法ａ，ｂを、前述の第１実施
例と同様に、それぞれ１４．仇舷，２．仇帆とし、枠状
金属体１４の寸法ｃ，ｄを、同じく前述の第１実施例の
試料Ｃ−５と同様に、それぞれ９．３３肋，７．３３側
とし、枠状金属体１５の内形寸法ｆを４．０仇帆とした
場合のその透過損失量特性を示すと、第９図に示すよう
になる。

なお、この場合も測定に際しては、定在波直接測定法が
採用されている。

また第９図中、符号○−１はこの第２実施例による特性
を、符号Ｃ−５は前述の第１実施例における試料Ｃ−５
の特性をそれぞれ示している。

この第９図から、共振点は試料Ｃ−５と変わらず、比帯
城幅が狭くなっている（試料Ｃ−５の場合０．４雌，試
料Ｄ−１の場合０．３雌である。）ことがわかり、これ
によりこの第２実施例の正方形２重枠型ダィプレクサー
では、その周波数特性を前述の第１実施例のいずれのダ
ィブレクサーよりも急峻にできることがわかるのである
。第１０図は本発明の第３実施例としてのダィプレクサ
−のユニットパターン図であり、第１０図中、第２〜９
図と同じ符号はほぼ同様の部分を示している。

この第３実施例は、枠体１２の内側の四隅で「その内方
へ向けてそれぞれＹ字形の金属体１６を支持し、これら
４つの金属体１６により枠体１２の正方形としての内形
にほぼ相似の縮少した形状を形成して、四隅で連続した
方形の角部１６２を有するほぼ枠状の金属体１７をそな
えた正方形枠セルフサポート型ダィプレクサーである。

このように、この第３実施例のダィプレクサ−によれば
、前述の第１実施例のダィプレクサーとほぼ同様の作用
効果が得られるほか、紙フェノール製のサポート１１を
必要としないセルフサポート型のため、サポート１１に
よる電波の減衰を大幅に軽減することができる。なお、
第１０図中、符号ｇは金属体１７に形成される隙間の寸
法を示しており、この寸法ｇは０≦ｇ＜ｄを満足してい
る。

前述の各実施例のごとく、枠体１２の内形および枠状金
属体１４，１５，１７の内外形をそれぞれ正方形とする
代わりに、適宜の長方形とすることもでき、この場合は
、電波を斜め方向から受ける場合に有利である。

また、枠体１２や枠状金属体１４，１５，１７を銅で製
作する代わりに、他の導体で製作することもできる。

以上詳述したように、本発明のダィプレクサーによれば
、四角形の金属製薄膜状枠体と、同枠体内においてこれ
とほぼ同一面上に配設される薄膜状で且つ枠状の金属体
とをそなえ、同枠状金属体の外形が上記枠体の四角形と
しての内形にほぼ相似の縮少した形状を有し、且つ、上
記枠状金属体の四隅に連続した方形の角部をそなえてい
るので、次のような効果ないし利点が得られる。

｛１）共振波長を求めるためのパラメータが少ないので
、所望の共振波長をもった特性を有するダィプレクサー
を簡単にしかも正確に設計できる。■ 対称性が良くし
かも急峻な周波数特性を得ることができるので、分波能
力やフィルター能力を大幅に改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄはいずれも従釆のダィプレクサ−を示すパ
ターン図であり、第２〜４図は第１図ａ〜ｄに示すダィ
プレクサーを改良したダイプレクサーを示すもので、第
２図はそのユニットパターン図、第３，４図はいずれも
その作用を説明するためのグラフであり、第５〜７図は
本発明の第１実施例としてのダィブレクサーを示すもの
で、第５図はそのユニットパターン図、第６，７図はい
ずれもその作用を説明するためのグラフであり、第８，
９図は本発明の第２実施例としてのダィプレクサーを示
すもので、第８図はそのユニットパターン図、第９図は
その作用を説明するためのグラフであり、第１０図は本
発明の第３実施例としてのダイプレクサーのユニットパ
ターン図である。 １１・・・…サポート、１２・・・・・・金属製薄膜状
枠体、１４・・・・・・枠状金属体、１４ａ〜１４ｄ・
・・・・・金属体１４の四隅に形成された方形の角部、
１５・・・・・・枠状金属体、１６・…・・Ｙ字形金属
体、１６ａ・・・・・・金属体１６の方形の角部、１７
・・・・・・枠状金属体。 祭ｌ図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第ｌ０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 四角形の金属製薄膜状枠体と、同枠体内においてこ
   れとほぼ同一面上に配設される薄膜状で且つ枠状の金属
   体とをそなえ、同枠状金属体の外形が上記枠体の四角形
   としての内形にほぼ相似の縮少した形状を有し、且つ、
   上記枠状金属体の四隅に連続した方形の角部をそなえて
   いることを特徴とするダイプレクサー。