JPS6178201A - ノツチフイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えばテレビジョン放送装置において映像信
号搬送波と音声信号搬送波とを合成するために用いられ
る定インピーダンスダイプレクサ（以下、ＣＩＮグイプ
レクサと略記する。）等の構成部品として好適な７ツチ
フイルタに関するものである。

従来の技術 第１５図は、テレビジョン放送装置におい　て映像信号
搬送波と音声信号搬送波とを合成するために、従来用い
られているＣＩＮダイプレクサの一例を示す図で、１２
Ｉ及び１２２はハイブリッド回路、１６１及び１６−は
カラービート周波数、即ち、ｆｖ−３，５８（ＭＨ２）
　（ｆＶは映像信号搬送波の周波数）に共振する共振器
、１７＋及び１７コは音声信号搬送波ｆ＾（ＭＨ２）に
共振する共振器で、ハイプリ・ンド回路１２＋の入力端
子１２＋＋に映像信号搬送波ｆｖと映像信号送信機にお
いて発生したｆｖ　−３，５３のカラービートが加えら
れると、アイソレーション端子１２１コに接続された無
反射終端器１４にカラービー）ｆＶ−３，５８が吸収さ
れる。ハイブリッド回路１２コの入力端子１２コ＋に音
声信号搬送波ｆＡが加えられると、アイソレーション端
子１２ココから映像信号搬送波ｆｖと音声信号搬送波ｆ
＾が送出される。そして第１５図に示したＣＩＮグイプ
レクサにおける共振器１６ｕ　、　”””　ｌ　６コ、
１７＋及び１７コとしては、例えば第１６図に断面概略
を示すような半同軸空胴共振器又は第１７図に断面概略
を示すような矩形導波管空胴共振器が用いられているた
め、４個の空胴共振器を必要とし、共振器間の接続器の
数も比較的多数となり、その結果、全体の構成が複雑大
形で、コスト高となる欠点がある。

本発明者は、ＣＩＮダイプレクサの構成部品として好適
で、第１５図に示したＣＩＮダイプレクサの欠点を除き
得るデュアルモード円形導波管空胴共振器より成るノツ
チフィルタをさきにＩＳ案した。

（特願昭５１−〇１９１２１）第１８図は、その構成を
示す断面図、第１９図は、第１８図のＡ−Ａ断面図で、
両図において、１８は円形導波管空胴共振器、１９は短
絡壁に穿った結合孔、２０は結合＃１１ｉ１路、２１は
主線路で、結合線路２０と共にＴ分岐回路を形成する。

２２及び２３は同軸端子で、各内部導体を主線路２１　
の端部に接続しである。第２０図は、上記ノツチフィル
タを用いて成るＣＩＮグイプレクサを示す図で、２４＋
及び２４コは第１８図及び第１９図に示したノノヂフィ
ルタで、／フチフィルタ２４．の同軸端子２２をハイブ
リッド回路１２−の結合端子１２ノ３に、同軸端子２３
をハイブリッド回路１２コ　の結合端子１２コ３にそれ
ぞれ接続し、／フチフィルタ２４コの同軸端子２２及び
２３にハイブリッド回３８１２＋の結合端子１２＋１１
及びハイブリッド回路１２コの結合端子１２コグにそれ
ぞれ接続しである。

ハイプリシト回路１２１の入力端子１２＋＋にｆＶ波及
びｆｖ　−３，５８−波を加えると、ノツチフィルタ２
４１及び２４コの各結合線路２０及び結合孔１９間の磁
気結合によって、結合線路２０と４５°の角度差を有し
ｆＶ波に対応する電界しと、結合線路２０と４５′の角
度差を有すると共に電界Ｅｖと直交しｆｖ　　３．５８
波に対応する電界Ｍｙ−お、とが空胴共振器内に共存し
て共振し、ｆシー３．５８波は／フチフィルタ２４−及
び２４２で反射≧れてアイソレーション端子１２＋コに
接続された無反射終端器１４に吸収され、ｆＶ波はハイ
ブリッド回路１２コのアイソレーション端子１２５コに
現出する。又、ハイブリッド回＆８＋２：ｔの入力端子
１２コ１に加えられたｆＡ波はノツチフィルタ２４＋及
び２４コで反射されてアイソレーション端子１２ココに
現出し％　ｆＶ波と合成される。

このＣＩＮグイプレクサにおいては、空胴共振器の数が
２個で足りるから、それたけ全体の構成を簡潔小形なら
しめ得ると共に、空胴共振器に共存共振する互に周波数
の異なる２波の各々における負荷Ｑが互に等しいという
利点を有するが、空胴共振器における結合部分の構成が
複雑で、結合孔及び結合線路等のように調整を要する個
所が比較的多いため、ノツチフィルタの製作が比較的困
難で、コスト高となる欠点を免れることが出来ない。

本発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記従来の欠点、即ち、ダイプレクサ等を構
成する場合、一般に比較的多数の７ツチフイルタを必要
とし、比較的少数で足りるように構成したノツチフィル
タにおいても、構成が複雑で製作が困難なために、コス
ト高となる欠点を除き、構成及び製作調整が簡潔容易で
、コストを但廉ならしめ、グイプレクサ等の構成部品と
して好適なノ・ンヂフィルタを実現することを目的とす
る。

問題点を解決するための生膜（実施例１）第１図は、本
発明の一実施例を示す断面図、第２図は、第１図のＡ−
Ａ断面図、第３図は正面図で、各図において、１は円形
導波管空胴共振器の円筒状側壁で、その軸長、即ち、共
振長を管内波長勺のは〈６） ぼＺに形成しである。２は短絡壁、３は結合ループで、
何れか一方の短絡壁に設けである。４は同軸端子、５は
Ｈモードの共振周波数微調整素子で、円筒状側壁１から
管内に挿入した棒状導体より成り、その管内挿入長を微
細に変化せしめ得ると共に、その挿入方向が、結合ルー
プ３の中心と短絡壁２の中心を結ぶ半径方向と４５°及
び１３５°（又はほぼ４５°及びほぼ１３５°）の角度
差を有するように形成しである。６は■モードの共振周
波数微調整素子で、その管内挿入方向が素子５と直角（
又はほぼ直角）をなすように形成する他は素子５と同様
の構成である。７はモート結合微Ｖ＠整素子で、その管
内挿入方向が素子５及び６とそれぞれ４５°（又はほぼ
４５°）の角度差をもつように形成する他は、素子５及
び６と同様の構成の である。尚、円筒状側壁１の軸長のほぼ％ｔ、４固所に
素子５ないし７を設けた場合に、調整効果を最も大なら
しめ得るが、上記個所から軸方向に適宜離れた個所に設
けるようにしてもよい。又、図には素子５を中心軸に対
称の側壁個所に２本設けた場合を例示したが、何れか一
方を省いてもよく、素子６も同様に何れか一方を省いて
も差支えない。更に、素子７も図示のように４本を設け
る代りに、４本の素子の中、管内挿入方向が互に直交し
、素子５及び６と４５″′又は＋３５°の角度差を有す
る２本の素子を以てモード結合微調整素子を形成しても
よい。

作用及び効果 同軸端子４及び結合ループ３を介して互に周波数の異な
る２波により円形導波管空胴共振器を励振すると、第２
図に電界方向を示すように、電界Ｅｓ及び白、が央互に
直交し、磁界もまた互に直交するＨモードとＶモードが
同時に共振すること第１８図及び第１９図に示したノツ
チフィルタと同様であるが、本発明ノツチフィルタは第
１図ないし第３図から明らかなように、結合部分の構造
が第１８図及び第１９図に示シたノツチフィルタにおけ
る結合部分に比し】五かに構造が簡潔で製作が容易であ
るから、コストを低廉ならしめ得ると共に、次のような
特長を有する。

即ち、結合ループ３の中心（同軸端子４の内部導体の位
置）と短絡壁２の中心九との距離をｒ１短絡壁２の中・
、Ｈｒ＋と結合ループ３の中心とを結ぶ半径方向とルー
プ面とのなす角をθＬとすると、θＬ　を変えることに
よってＨモードにおける共振器の負荷Ｑ（ＱＬＨ）とＶ
モードにおける負荷Ｑ　（ＱＬＶ　）との比を任意に変
えることが出来る。結合ループ３の面積をＡｅとすると
、共振器の負荷ＱはＡｅに反比例し、九十ｒコ （−−）（ｒ＝Ｏを含む。）に比例するから、ｒ・ ｒ＝ｏにおいて、Ｈモードの磁界と交鎖する結合ループ
の等側面積ＡｅＨは近似的に（１）式で表ねされ、■モ
ードの磁界と交鎖する結合ループの等側面積Ａｅｖは近
似的に（２）式で表わぎれ、Ｈモードにおける負荷Ｑ（
ＱＬＮ）はＡｅ）Ｉに反比例し、■モードにおける負荷
Ｑ（ＱＬＶ）はＡｅＶに反比例すると共に、　（１）式
及び（２）式の右辺における＋３１を変化せしめること
により、Ａｅｓ及びＡｅｖが関連して変化するからθＬ
を変えることによってＱｉｎとＱｔｖの比を変え得るこ
ととなる。

Ａｅ＋＋　王Ａｅ　ｓｉｎ　（４５°±θＬ）　　　　
・・・・・・　（１）Ａｅｖ　＃Ａｅ　Ｂｉｎ　（４５
°手Ｃ１ｔ）　　　　・・・・・・（２）又、短絡壁２
の中心ｒ、から結合ループ３の中心までの距離ｒが零以
外の任意の大きさの場合に（工Ｈモード及びＶモードに
おける各負荷Ｑ　（ＱＬＨ及びＱＬＶ　）は、近似的に
（３）式及び（４）式で表ねされる結合ループ３の等側
面積ＡｅＮｒ及びＡｃｖｔに反比例する。

一般に、Ｈ１＋モードにおける円形導波管空胴共振器の
無負荷Ｑ（Ｑｕ）は次式で求められる。

Ｄ：円形導波管空胴共振器の直径（ａｍ）ｆ：任意の周
波数（ＧＨｚ　） ｆ（：遮断周波数（ＧＨ２） 又、減衰ボールにおける減衰量Ｌｏは、負荷Ｑ（ＱＬ）
と無負荷Ｑ（Ｑｕ）の比によって定まり、次式で理論値
を求めることが出来る。

本発明ノツチフィルタのＨモードの減衰ボールにおける
減衰量Ｌ（ＩＮ及びＶモードの減衰ボールにおける減衰
量Ｌ６Ｖは、（７）式及び（８）式によって理論的に求
めることが出来る。

又、本発明ノツチフィルタは第４図に等何回路を示すよ
うに、Ｈモード及びＶモードに対してそれぞれ独立の共
振回路として動作し、Ｈモードに対するアドミッタンス
ＹＨ及び■モードに対するアドミ・ノクンス’ｆｖは（
９）式及び（１０）式で求められる。

（９）式において、 ｆｏＨ：Ｈモードにおける共振周波数 ＢｗＨ：　ＨモードにおけるへｄＢ減衰周波数帯域幅（
１０）式において、 ｆａｖ：Ｖモードにおける共振周波数 Ｂｗｙ　：　ＶモードにおけるＡｄＢ減衰周波数帯域幅
第４図に示した等何回路の基本マトリックス・・・・　
（１１） （９）式、（１０）式及び（１１）式から伝送特性ＬＨ
ｖは、 本発明者が試作品について求めた実測値は（１２）式か
ら得られる理論値と極めで良く一致し、その伝送特性的
綿は、第５図（横軸は周波数ｆＭＨｚ　、縦軸は減衰Ｉ
ＡＴＴｄＢ）に示す通りである。

間萌点を解決するだめの手段（実施例２）第６図は、本
発明の他の実施例を示す図で、８は第１図ないし第３図
に示した本発明ノ・ノチフイル長を有する短絡形四軸ス
タブより成り、同軸線路より成る十字形分岐回路１０を
介して同軸端子４に接続しである。

作用及び効果 第７図は、その等価回路図で、９Ｌは補償回路９のアド
ミッタンスである。この等何回路の基本マトリ伝送特性
は、 第５図と同じ。）に示す通りで、同図から明らかなよう
に、誘導性の補償回路を付加することにより、ＮＴＳＣ
テレビジョン方式のように映像信号搬送波ｆｖと音声信
号搬送波ｆ＾の間に　ｆｖ（ｆ＾　なる関係のある場合
に好適なノツチフィルタを形成することが出来る。即ち
、はぼｆｖ　　３．５８ＭＨｚないしはＩｆ　ｆｖ＋４
．１８ＭＨ２（カラー副搬送波ｆｓ　：　ｆｖ　＋　３
−５８ＭＨｚを含む。）の伝送特性及びグループ遅延時
間特性の良好なノツチフィルタを形成せしめ得る。

問題点を解決するだめの手段（実施例３）第９図もまた
本発明の他の実施を示す図で、１１放形同軸スタブより
成る。他の符号は第６図と同様である。

作用及び効果 第１０図は、その等価回路図で、Ｙｃは容量性補償回路
のアドミッタンスである。この等価回路の基本となり、
伝送特性は、 となる。

第１１図（横軸及び縦軸は第５図と同じ。）は、第９図
に示した本発明ノツチフィルタの伝送時１１を示す曲線
図で、同図から明らかなように容１１ｊ＋補償回路を付
加することにより　ｆｖ＞　ｆ＾　なる周波数関係を有
するテレビジョン方式等に好適なノツチフィルタを形成
することが出来る。

第１２図は、誘導性又は容量性補償回路を付加した本発
明ノツチフィルタの伝送特性と周波数ｆにおける電圧反
射係数ｒ　（ｆ）との関係を説明する図で、ノツチフィ
ルタ８の入力電力（周波数ｒ）　ｔＰｍ　（ｒ）、出力
電力をＰ。ＬＩＴ　（ｆ）　、周波数ｆにおける共振回
路及び補償回路のアドミッタンスｆ！−ＹＨ（ｆ）　、
Ｙｖ　（ｆ）、ＹＬ（ｆ）、及びＹｃ（ｆ）とすると、
補償回路が誘導性の場合には、 したがって、 ・・・・（１７） 周波数ｆにおける反射減衰量ｂｒ（ｒ）は、・・・・　
（１８） 補償回路が容量性の場合は、 ・・・・（１９） ・・・・（２０） 本発明ノツチフィルタをハイブリッド回路ヌはサーキュ
レータ等と組合せることによってグイプレクサを構成し
得るが、第１３図は、本発明ノツチフィルタをハイブリ
ッド回路と組合せて構成したＣＩＮグイプレクサを示す
図で、８１及び８−は第１図ないし第′　３図について
説明した本発明ノツチフイルり、１２Ｉ及び１２、はハ
イブリッド回８８．１２ｕ及び１２３．は入力端子、１
２ノコ及び１２＝はアイソレーション端子、１２ｒｓ、
１２＋ＩＩ＋、１２コｊ及び１２コｑは結合端子、＋３
１及び１３コはへ分岐回路で、例えば同軸線路より成り
、各分岐端子をハイプリ・ンド回路＋２．及び１２コの
結合端子＋２１３　、＋２コ３及び＋２１１．１２二Ｖ
並に７ツチフイルタ８Ｉ及び８コの同軸端子４１及び４
２（第１図及び第３図の４）に接続しである。

１４は無反射終端器である。

ハイブリッド回路１２＋の結合係数を０１結合線路の電
気角をθ、特性インピーダンスをＺｏ１結合端子＋２１
３及び１２＋Ｑに接続だれる負荷インピーダンスをＺｔ
とし、ｚＬ＝Ｚｏ−１とした場合、入力端子１２１１に
入力電圧Ｅｍを加えると、結合端子１２ｒｒ　、１２＋
ｖ及びアイソレーション端子＋２．コの各出力電圧Ｅｎ
　、Ｅｔ＊及びＥｌコは、 屹ミ０　　　　　　　　　　　　　・・・・・・（２３
）結合端子１２．３及び１２Ｊ９に電圧反射係数卜なる
負荷を接続した場合における端子１２＋３．１２＋９及
び１２．コの各出力電圧篩、Ｅ：＠及びＦ、ｒａは、・
・・・　（２６） 入力端子１２ＩＩへの反射電圧Ｅｌｌｒ及び入力端子１
２Ｉ。

における電圧反射係数Ｓ＋ｓは、 ・・・・（２７） で表わされる。

第１４図は、第７図に示した本発明ノツチフィルタをハ
イブリッド回路と組合せて構成したグイプレクサを示す
図で、８′１及び８′）は第７図に示した本発明ノツチ
フィルタ、１５Ｉ及び１５コは十字形分岐回路で、他の
符号は第１３図と同じである。

ハイブリッド回路１２１における入力端子１２ｓ１の周
波数でなる入力電圧及び電力をＥ＋＋ＩＩ（ｆ　）及び
ｐｕｙ　（ｒ　）、ハイブリッド回路１２２における入
力端子ｌ　２）ｌの入力電圧及び入力電力をＥｖＩ＋／
（ｆ　）及びＰ２Ｉｓ　（ｆ）　、ハイブリッド回路１
２コにおけるアイソレーション端子１２２コの出力電圧
及び出力電力をＥ＋ｏｕｙ　（ｆ）　、Ｅｚａｕｙ　（
ｆ）及びＰ１６１１Ｔ　（ｆ）　％　Ｐ２ｏｕ丁（ｆ）
とすると、ハイブリッド回Ｓ名１２１の入力端子１２ｕ
とハイブリッド回路１２２のアイソレーション端子１２
２２との間の電圧伝送特性及び電力伝送特性は、 ・・・・（２９） ・・・・（３０） ハイブリッド回路１２２の入力端子１２２１とハイブリ
ッド回ｆｆ８１２＋のアイソレーション端子１２２コと
の間の電圧伝送特性及び電力伝送特性は、 （２９）式及び（３１）式において、 θｊ　：周波数ｆにおけるハイブリッド回路の結合線路
の電気角 ハイプリント回路１２．及び１２．における入力端子１
２１１．１２ｐ＋−アイソレーション端子１２／コ、１
２ココの各反射電圧をＥｒ（ｆ）　、各端子の入力電圧
をＭ、（ｒ）とすると、各端子における反射電圧比は次
式で求めることが出来る。

・・・・　（３３） 上記各端子の電圧反射係数Ｓには、 １＋陵ｒ　（ｆ　］ （３３）式及び（３４）式において、ｋは各端子！２ｕ
−１２２＋　％　１２１２及び１２２２の添字に対応す
る１１　、２１　、＋２及び２２である。

第９図に示したノツチフィルタ、即ち、容量性補償Ｄｏ
　Ｂ　＋　＋　　を付加したノツチフィルタをハイブリ
ッド回路と組合せた場合には、第１４図、（２９）式、
　（３１）式及び（３３）式の各ＹＬ（ｆ）をＹｃ（ｆ
）に置換えることにより、前記と同様にしてハイブリッ
ド回路の入力端子とアイソレーション端子間の電圧及び
電力伝送特性、各端子における反射電圧比及び電圧反射
係数等を求めることが出来る。

本発明者は、グイプレクサの試作品について伝送特性を
求めたが、誘導性補償回路を付加したノ・ノチフィルタ
を組込んだ場合は第８図の特性曲線と、容量性補償回路
を付加したノツチフィルタを組込んｔご場合は第１１図
の特性曲線と、それぞれ極めで良く一致する結果を得る
ことが出来た。

本発明の効果のまとめ 以上の説明から明らかなように、本発明ノツチフィルタ
は構成、製作調整が簡潔容易で、電気的特性が良好なる
と共にデュアルモード形であるから、これをハイブリッ
ド回路又はサーキュレータ等と組合せてグイプレクサを
形成するときは、全体の構成が簡潔小形で、コストが但
廉となり、特に誘導性又は容量性補償回ｉ１８を付加し
たノツチフィルタを用いた場合には、ＮＴＳＧテレビジ
ョン方式における映像及び音声信号搬送波の合成等に好
適なＣ１ＩＮダイプレクサを構成し得るもので、その効
果甚だ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、本発明の一実施例を示す図、第
４図は、その等価回路図、第５図は、その伝送特性曲線
図、第６図及び第９図は、本発明の他の実施例を示す図
、第７図及び第１０図は、その等価回路図、第８図及び
第１１図は、その伝送性１テ［曲線図、第１２図は、そ
の伝送特性と電圧反射係数の関係を説明する図、第１３
図及び第１４図は、本発明ノツチフィルタを用いたグイ
プレクサを示す図、第１５図及び第２０図は、従来のグ
イプレクサを示す図、第１６図ないし第１９図は、従来
の７ツチフイルタを示す図で、ｌ：円筒状側壁、２：短
絡壁、３：結合ループ、４．４Ｉ及び４２：同軸端子、
５及び６：共捗周波数微調整素子、７：モード結合微調
整素子、８．８＋。 ａ＞、ａ：及び８゛コニ発明ノツチフィルタ、９及び１
１：補償回路、１０．１３＋、　１３ス、１５−及び１
５２：分岐回路、１２）及び１２２：ハイブリッド回路
、１２ｕ及び＋２）ｌ　：入力端子、＋２Ｉ）及び１２
ｎ：アイソレーション端子、１２ｚ３・１２ｚ１１，１
２コＪ及び１２２ダ；結合端子、１４：無反射終端器、
ｌ＋！ｕ、１６２．１７．及び１７２：従来の７ツチフ
イルタ、１８二円形導５波管空胴共撮器、１９：結合往
、２０：結合線路、２０主線路、２２及び２３：同軸端
子である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 ｆ（ＭＨｚ） 第６図 第７図 第８図 ｆ（ＭＨｚ）− 第９図 第１０図 第１１図 ｆ（ＭＨｚ） 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図　　第１７図 第１８図　　　第１９図 第２０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）何れか一方の短絡壁に１個の結合ループを設ける
   と共に、円筒状側壁に互に周波数の異なるＨモード及び
   Ｖモードの各共振周波数を各別に調整する素子を設け、
   この素子の管内挿入方向が互に直角で、前記結合ループ
   のループ面との間にそれぞれ４５°又は１３５°の角度
   差を有するように形成した円形導波管空胴共振器より成
   ることを特徴とするノッチフィルタ。
2. （２）結合ループの端子に分岐回路を介して誘導性の補
   償回路を付加した特許請求の範囲第１項記載のノッチフ
   ィルタ。
3. （３）結合ループの端子に分岐回路を介して容量性の補
   償回路を付加した特許請求の範囲第１項記載のノッチフ
   ィルタ。