JPS6199401A - 多空洞マイクロ波フイルタ - 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】 本発明は、最少の寸法、電気的損失、重量および生産コ
スト、さらに構造の簡単さと中継性と機械的な高強度と
をもつ多空洞マイクロ波フィルタに関する。

公知のように、伝送ブリッジは、Ｔ工送信において、総
ての不適白な周波数および可動信号の発生によって発生
される残留周波数を消去し、そのため可動信号のみを通
過てせるよりにし互だ、ＲＸ受信に２いて、好ましくな
い総ての信号を消去して有効信号のみを入力させるのに
適したマイクロ波フィルタを必要とする。

２つのフィルタＴｘとＲ工とは同じで’ｏｈかつ一安の
通：Ａ帯域内で極めて／し方い淀有作用を本もかつこの
帯域の両端から離れる際には徐々に減少する減衰作用を
もたねばならない基本的な重要さがある。

今日までマイクロ°波フィルタは、−１）フシンジ付導
波管、−２）溶接および機械加工された切断端部、−３
）中実塊体において多数の空洞を設けて製造される゛。

このようにしてつくられる従来のフィルタは、多数の欠
陥を持ち、それらのうち大きい寸法、高い値段、複雑な
製造方法、低い再現性、数値制御工作機械における困難
な機械加工法等を列挙することができる。

本発明の目的は、上記の諸欠陥をもたない多空洞マイク
ロ波フィルタを提供することにおる。

本発明の他の目的は、縮少した寸法を備えているほか、
高い再現性を有しかつ極めて簡単で有効な方法によって
製造できる構造を持つマイクロ波フィルタを提供するこ
とにろる。

上記および他の目的は、多数の空洞がつくられ、これら
の空洞の中心においてそれぞれ棒状共振器お工び同調な
らびに接続ねじを備えるほぼ平行６面体状金属体から成
シ、ｎ＃個の空洞の中心が折れ線の頂点に置かれ、折れ
線の切片がそれらの間で互いに９０°よυ犬さい角度を
成すことを特徴とするマイクロ波フィルタを使用して達
成される、後続空洞との間の接続は、折れ線の適当な切
片の軸に置かれたスリットによって行われる。各空洞の
底部は、フィルタ本体底部の外側面と連通するねじ立て
透孔をもつのが好ましい。

本発明の有利な特徴によれば、２つの縦方向の面のうち
少なくとも１つが最初および最後の空洞にそｉｌぞれ連
通する２つの孔（外側において座ぐシすることが望まし
い。）をもっている。多数のねじ立て盲孔が対向面にお
いてまた底部に平行に機械加工される。

本発明の有利な特徴によれば、多数の適当な空洞、共振
器およびねじを有するフィルタ本体が押出し中央棒を使
用し、この棒を切断して正方形にした後、７ライス加工
、孔明け、座ぐ９、ねじ立て、かえシ除去および熱処理
によυ安定化でせてつくられる。

本発明の好ましい特徴によれは、フィルタ本体がアルミ
ニウム合金の圧力ダイカスト法、好１しくは平行６面体
の表面の＠度の平坦化、垂直縦方向および横方向表面（
Ｉこある多数孔の座ぐ）および転摩によってつくられる
多数の適当な空洞、共振器および孔を備えている。

圧力ダイカスト加工の間、多数の共振を洞が軽度の抜き
勾配（例えば約２％）をつけてつくられかつ総てのフィ
ルタ本体は、中実部分に空の凹部をつくって軽量にされ
かつ壁の厚さを２ないし４霞以内に調整する。複数の盲
孔は透孔に変更ぢせるが有利でおる。

本発明の別の目的は、個々の空洞の直径Ｄｃと適当な共
振器の直径ｄｒとの間の比率が可変で、ｌ、好ましくは
中央の空洞からの通路で減少し、電気的損失に関して周
辺比率よシも階層的により大きいものを提供することに
りる。

ダイスの中で高い流動性を有する圧力ダイカスト合金を
使用することが有利であり、従ってその膨張係数は、上
記圧力ダイカスト合金とは異なった材料でつくられかつ
極めて拘束された限界以内で周波数変動対温度の範囲を
得るため異なった係数ヲ有する同調棒およびねじを用い
て適宜補償される。

本発明の種々の特徴は、添付図面に示される各雅の実施
の態様の限定しない説明において一層明瞭に理解される
だろう。

第１図は上面人と下面Ｂ、２つの縦方向の面ＦとＥおよ
び２つの横方向の面ＣとＤによって画定されたフィルタ
の概略的形状を示す。

本発明の第１特徴によ１ば、このフィルタは“ｎ′個の
空洞Ｃ１、Ｃ２・−・ＣＬ・・・Ｃｎから成シ、それら
の中心０１　、０２　、−０１　・＝Ｏｎ’ｄ；ｎ−１
個の切片ＬＳＩ。

ＬＳ２・・・ＬＳｉ・・・ＬＳｎ−１から成る折れ線Ｌ
Ｓに沿って整列される。各切片ＬＳＩは、長さＬｉ（ｉ
たは２つの続く中心０ｉ−１と０１との間の距離）およ
び続く切片ＬＳｉ＋１とで形成される角度によって画定
てれる。

各空洞Ｃｉｉ”：、スリットによって続く空洞Ｃ１＋１
と連通し、スリットが年１図で明瞭に示すことができな
いで、第３図のＰ−ＰＬ、Ｎ−Ｎ１、Ｍ−Ｍｌで示され
る。

各スリットは折れ線の各切片の中心直交軸に置かれ・ま
た空洞の深さ全体から成る（第４及び第４Ｄ図のＨ）。

第１図の横方向の面ＣとＤとは第１および第２孔・・・
２ｌ−２２ｔもち、それらがそれぞれ最初の空洞（Ｃ１
）及び最後の空洞（Ｃｎ　）へ貫通し、各側面につくら
れたこれらの孔の１つが外側へ向いた段階をつけて座ぐ
９される。

前面Ｅは第１及び第２の空洞Ｃ１とＣ２とに連通する二
つの孔Ｅ１とＥ２　（外側に向って座ぐシしたもの）を
もっている。

第２図は棒状共振器のだめの孔ＡＳと接続ねじのだめの
孔７人を示す。上面Ａはｎ個のねじ立て孔Ａ１・−・ｋ
ｏ　ｆもち、それらが適正なカバー（図示せず）によっ
て空洞を閉鎖てせるため概して空洞の側面に位置する。

好ましい特徴によれば、このフィルタに、折れ線に沿っ
て分布される空洞をもち、それらの切片が中央の空洞に
対して対称的に等しい長さを有する。例えばＬＳＩ　＝
　ＬＳｎ　、　ＬＳ２　”　ＬＳｎ−１，ＬＳ３　＝Ｌ
Ｓｎ−２等である。

第１図および第２図によるフィルタは、等しい寸法、す
なわち、ａ＝ｂ　＋　ｃｚｄ　＋　ｅｘｆをもつ対の面
を有する平行６面体状中実棒から出発して容易につくる
ことができ、ここに＆　ｒ　ｂ　ｒ　ｅ　ｒ　ｄ　ｒｓ
＋ｆが適当な面Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆの辺であシ、こ
の場合Ａ＝Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆになるはずでおる。

フィルタが中実棒、例えば、。耐食性′の中実押出し棒
からつくられるとき、同じ棒が本体の部分Ａ　Ｘ　ＣＸ
　Ｅに切断され、それから本体部分が正方形に加工され
かつ後続する機械加工がフライヌ加工（空洞つくり）、
ねじ立ておよびまくれ取シのような切粉除去の工作機械
を使用して行なわれた。この工うに機械加工された棒は
、炉の中で材質の安定化を行わせることが好ましい。

本発明の他の目的によれば、本体ＡＸＣＸＥに、第２図
に示すように、圧力ダイカストによって驚くべさほど有
利につくらすることか判明した。

本解決法は、下記の項目を最適化するため理想的である
と判明した。すなわち、 一寸法 一電気的損失 一重量 一袷成機能 一機械的強度 一生産コスト 一前述のよりに、寸法の最適化は、′３．鼓の空洞の分
布によって得られ、それらの空洞が折れ線に沿ってこの
フィルタを形成するが、しかし折れ法が臨界的に９０°
以上の内角を備えている。実隊上９０’　ｆＺ）内角を
もつ折ＡＭ（２紋）に沿った分布は使用されなかった。

なぜならばこの解決法がフィルタの全長を最適化したが
、しかし大暑い幅を必要としたからでおる。

最終の結果は、直角の折れ線に沿って配列された空洞に
対して同じ空洞の寸法の１．５倍に等しい幅に押えて、
約１５チの短縮ができた。

−電気的損失について：　それらの損失に対して最適の
比ａＥ　Ｄｃ／ｄｒ　ＣＤｅ＝　！２洞の直径、ｄｒ　
＝共振器直径）−３，３３を得ることによって一層大き
い損失が周辺空洞によってではなく、中央空洞によって
引き起され、事実上、ｉ！Ｆｆましくは線墓流を使用し
て、最初と最後との空洞に対して比率ＤＪａ、＝２．６
７を得るため中央空洞が階層的に重要であるという事情
が決定的に用いられた。

棒の直径ｄｒが一定に保たれる一方、上述の比率に関し
て空洞の直径Ｄｃｔ変化することが好ましい。

もしｐｃ／ａｔ　＝一定−３，３３をもつ空洞を有する
解決法が選択されるならば、上記損失に関してわづかな
利点しか得られないで、フィルタの長さを約１０ないし
１５％増加することが必要となるだろう。

それどころか比率Ｄｃ／ｄ４に常に一定に維持させろよ
うに設定されるが、しかし所定の長さ以内に空洞の展開
を押えるために一定比率が選択されるならば、上記損失
に関して不利な比率ＤＪａｒとな一重量に関しては、構
成に用いられた材料が少なくとも８３及び他の元素の若
干の痕跡を有するアルミニウム合金（シルミン）であシ
、単体に対するフィルタ重量−３３５９および＝ネクタ
、共振棒、接続の調整ねじとカバーとをもつ完全フィル
タに対し重量＝７４０９に制限でき（反対に中実棒から
機械加工された同じフィルタに対し９３５Ｉおよび従来
のフィルタに対し１．９ユであった）。

−構成機能に関しては、アルミニウム合金の選択が圧力
ダイカストによυこのフィルタをつくらせ、フィルタ構
造体の複雑性にも拘わらず、その設計を簡単にした。

−さらに中実部分の若干の軽公化が導入され、フィルタ
壁の厚さを２ないし４闇の範囲内に設計し、フィルタの
外側の形状が加エラ械における位置ぎめを一層容易に？
せるよ少な規則的形状をもつように注意を払い、同時に
適当に強固な構造を得た。

一本発明による解決法は、カバーによるフィルｈ　ハｍ
Ｒｂ冑１ｚ　ｌ：ｌ：ｌ　＋−シーＬ　Ｔｈ　１−ＴＪ
　（−４／　ｆ　　Ｔｈ　１−ＴＪ　−ｅ−透孔形式に
してつくることができたが、しかし従来’Ｄｋ造を用い
て透孔形式につくることは、多額の機械加工費上投入し
ない限シ、実際上不可能でめる。

盲孔の存在が仕上浴の酸を保持し、引続いて最終処理を
腐蝕するから、メッキ処理（この場合銀メッキ）を施さ
なければならない構成部品に対して大きな問題であるこ
とを憶い出すことが重要でらる〇 一退択された材料（アルミニウム合金、特に“シルミン
′）に関して、アルミニウム合金は、コストと重量の観
点から最も有利であるものの一つでろ少ことが判明しか
つさらに極めて高い流動性指をもつので、圧力ダイカス
トで使用される材料のうちで優秀な材料である。この材
料の使用は、その高い膨張係数のために大いに検討され
た。

驚くべきことに、この困難は、特に周波数変位対ｉＲＬ
　ｋ例えば１０　ｐ、ｐ−ｒｎ、　７℃以下に押えるた
め鉄と銅との合金という異なった膨張係数をもつ材料を
疫用する棒、同調および接萩ねじをりくることによって
克服された。

第２図は圧力ダイカストフィルタの底面図であシ、その
面Ｂが＠全化部ＡＬＬ・・・ＡＬｎ　＋棒ＡＳに対する
孔と調節ねじに対する孔ＶＡｉもち、２１と２２とがコ
ネクタに対して用いられる孔である。本発明の最も重要
な面を既に開示したが、第３図が好ましい実施を示唆し
て図示し、本図では中心空洞ＣＯおよびＸ−Ｘ軸に関す
る対称的空洞対ＣＩ　−Ｃ１’、Ｃ２−Ｃ２’、Ｃ３−
Ｃ３’が示されている。

対称的対Ｃ１−Ｃ１’の直径が互いに等しいが、しかし
対称的対Ｃ２−０２’の直径とは異なりておシ、対Ｃ２
−Ｃ２’の直径が互いに等しいが、しかし対称的対Ｃ３
−Ｃ３’の直径とは異なってお９、対Ｃ３−０３’の直
径が互いに等しいが、しかし中央の空洞ＣＯの直径とは
異なってお夕、ＣＯの直径が上述の対称対の直径とは異
なりているのが好ましい。

ＣＯの直径は次の対Ｃ３−Ｃ３’の直径よりも大きく、
ｊ＠にＣ３−Ｃ３’の直径は対Ｃ２−Ｃ２’の直径よυ
も大きく、順に対Ｃ２−０２’の直径は対Ｃ１−ＣＩ’
　、の直径より大きいことが好ましい。

これらの直径は、中央から周辺に向って一次的法則で減
少することが好ましい。

続いている両空洞の中心の間の切片ＬＳｉの長さも一次
的法則によって減少する。同様なことが臣洞内のスリッ
トに対して当てはまる。

第３図（ねじ立てされない孔をもったダイカストフィル
タの頂面図）、第４図（同一フィルタの頂面図であるが
、しかし端面にねじ孔のあるもの）および第５図（第４
図に示した仕上フィルタの底面図）で示されるように本
発明の好ましい特徴は、同調棒対ＡＳ７−ＡＳ６　、　
ＡＳ５−ＡＳ４　、　ＡＳ３−ＡＳ２の孔の直径が総て
等しく、またさらに接続ねじＶＡ６−ＶＡ５　。

ＶＡ４−ＶＡ３　、　ＶＡ２−ＶＡＩの直径が等しい◎
圧力タイカストフィルタの他の利点は、頂面ＡＬＩ　、
　ＡＬ２　、　ＡＬ３　、　ＡＬ４・・・ＡＬ６　（第
３図と第４図）の多数の軽量化の凹部および下面（縞５
図）の多数の軽量化の凹部のためにその重量全最少値に
減少することが可能になったことにおる。

第４図のＡ−Ａ断面図、すなわち第４人図は、下部の軽
量化部が空洞のほとんど全高Ｈで伸びている一方、頂部
の軽量化部が極めて短かい断面高りで伸びていることを
示す。同一の第４Ａ図は外部壁ＰＡ・Ｅ、空洞壁ＰＡ　
−Ｃおよび底部壁ＰＡ　−Ｆの厚さｔ示しておシ、それ
らが総て狭い空間、例えば２瓢ないし４協内から成ｐ、
その結果このフィルタが最小の重量と結合された秀れた
強度をもっている。

第４Ｂ図（第４図のＦ−Ｆ断面）と第４ｃ図（第４図の
Ｇ−Ｃ断面）はカバーＦＰＣＯとＦＰＣＯ’に関連した
孔の透孔（および盲孔でない）の有利な実施を示してい
る。

第４Ｄ図（第４図のＣ−Ｃ断面）は、断面に示すように
、適轟な下部（ＡＬ’　４　）　＊よび頂部（ＡＬ４）
の軽量化部とねじ立て孔ＦＰＣＯとを有する中央の対称
形空洞ＣＯの構造が特に興味がおる。

空洞の総ての高さＨがはｔミ一定に保たれる一方、その
直径は例えばＣＯに対して約３０郷から対Ｃ１−Ｃ１’
に対して約２５０まで変化する。続く対称対の直径は２
・つの極限値の間で一次的法則に従って減少する。

前述のように、第３図および第４図の頂面図の間の相異
は、第３図のフィルタが仕上げられない圧力ダイカスト
フィルタであわ、すなわちこのフィルタが共振器のため
の孔ＡＳ７ないしＡＳＩ＞よび接続ねじのだめの孔ＶＡ
６ないし７人１（いづれもねじ立てせず）を備える一方
、第４図に示したフィルタが上記ねじ立て孔およびさら
にカバーＡＩ４ないしＡ１に対するねじ立て透孔をもっ
ことにある。

嬉４Ｅ図は第４図の仕上法フィルタの側面Ｃを正面図で
示し、コネクタのための段付座０１した頭部孔２１を備
えている。

第５図は鵠４図のフィルタの底面図であり、また下面Ｂ
において軽量化用凹部ＡＬＬ’　、　ＡＬ２’　、　Ａ
Ｌ３’。

ＡＬ４’・・・ＡＬ７”ｉ有する構造および形状を示し
てお尻これら凹部が最小重量と最大強度とを結合てせる
必要性のために頂面Ａの凹部人Ｌ１ないしＡＬ７の形状
および深さに対して異なった形状と深さとを有Ｊ　ゐＯ ′本発明の他の有利な特徴は、横方向の面ＣおよびＤ上
の七ｎそれにあるコネクタ２１と２２のための孔が同軸
でなく、それらが２つの異なった縦方向の軸上に置かれ
ていることにあｐ、このため両孔の片方の孔、例えば入
力孔２１の位置を一定に保ち、固定位置におる孔２１の
上記第１コ坏クタの中心を通過する縦方向軸のまわりに
このフィルタを回転して第２コネクタをもつ他方の孔２
２が異なる位置を占めることができるから極めて゛活動
的′な分岐を可能にする。

この利点は、特に多数のフィルタを設ける場合（はぼ平
行装置で）有利でお９、それらフィルタの各々は、固定
位Ｒｈるいは拘束位置に一方の孔をもつが、しかし拘束
位置の孔の中心を通る縦方向軸のまわ９に同じフィルタ
を回転させて得られる各雅の位置のうちで比較的便利な
位置に他方の孔をもつことができる。

添付図面に示された好ましい実施の態様を参照して例示
の目的で本発明を説明したけれども、平均の当業者が想
到でさる不発明の総ての！形例、改変および更新が本発
明の範囲および精神に自動的に含まれることは自明であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は概略透視図および部分透視図、 第３図および第４図は低圧ダイヵヌトフィルタ（第３図
）お二び仕上げ済の同じフィルタ（第４図）の平面図、 第５図は第４図に示された仕上は済フィルタの底面図、 第４人図ないし第４Ｄ図は第４図と第５図に示したフィ
ルタを部分的に断面にした側面囚、第４Ｅ図は第４図に
示されたフィルタの横方向面の正面図である。 Ｃ１、Ｃ２・・・Ｃ１・・・Ｃｎ・・・上側、０１．０
２・・・Ｏｉ・・・Ｏｎ・・・中心、ＬＳ・・・折れ線
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の共振空洞がつくられ、共振空洞の中心におい
   て棒状共振器および同調ならびに接続ねじを備えるほぼ
   平行６面体状金属体より成るマイクロ波フィルタにおい
   て、 “ｎ”個の空洞の中心が折れ線の頂点に置かれており、
   折れ線の切片がそれらの間で互いに９０°以上の角度を
   なすことを特徴とする、フィルタ。 ２、後続する空洞と各空洞との接続が折れ線の適当な切
   片の横方向中心軸に設けられるスリットによって行なわ
   れ、空洞の深さにほぼ等しい深さをもちまた接続の調節
   ねじに対するねじ立て孔に用いるシートをつくることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のフィルタ。 ３、２つの縦方向面の少なくとも１つで最初および最後
   の空洞とそれぞれ連通する２つの孔（なるべく外側面で
   座ぐりされる）を設けることを特徴とする、特許請求の
   範囲第２項に記載のフィルタ。 ４、底面に向かい合って平行な面が閉鎖カバーに対する
   多数のねじ立て盲孔をもつことを特徴とする、特許請求
   の範囲第３項に記載のフィルタ。 ５、複数の適当な空洞、共振器およびねじをもつフィル
   タ体が押出し中実棒を使用してつくられ、中実棒が切断
   および正方形にされた後、フライス加工、座ぐり、ねじ
   立て、かえり取りおよび熱処理により安定化されること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第４項の１
   つに記載のフィルタ。 ６、複数の空洞、共振器および孔をもつフィルタ体がア
   ルミニウム合金の圧力ダイカストによってつくられ、好
   ましくは平行６面体面の軽度の平坦化、垂直縦方向およ
   び横方向面にある孔の座ぐりおよび転摩によって後続さ
   れることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の
   フィルタ。 ７、圧力ダイカスト加工をしている間、複数の共振空洞
   が軽度の抜き勾配を設けてつくられ、さらに総てのフィ
   ルタ体がその内部に空の凹部を成形して軽量にされるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載のフィル
   タ。 ８、初期の盲孔が凹部を軽量にするため透孔へ有利に転
   換させることを特徴とする、特許請求の範囲第７項に記
   載のフィルタ。 ９、個々の空洞の直径Ｄ＿ｃと適当な共振器の直径ｄ＿
   ｒとの間の比率が可変であり、好ましくは中央空洞から
   の通路で減少し、電気的損失に関して、周辺の比率より
   も階層的に大きいことを特徴とする、特許請求の範囲第
   ５項あるいは第６項に記載のフィルタ。 １０、比率Ｄ＿ｃ／ｄ＿ｒが約３．５ないし約２．５に
   減少することを特徴とする、特許請求の範囲第９項に記
   載のフィルタ。 １１、空洞の直径が可変でありかつ共振器の直径が一定
   であることを特徴とする、特許請求の範囲第９項あるい
   は第１０項に記載のフィルタ。 １２、ダイスの中で高い流動性をもつ圧力ダイカスト合
   金が使用されかつ適当な膨張係数が上記圧力ダイカスト
   合金とは異なる材料からつくられかつ極めて拘束された
   限界内に周波数変動対温度の範囲を得るため異なる係数
   をもつ同調棒およびねじを使用して補償させることを特
   徴とする、特許請求の範囲第６項に記載のフィルタ。 １３、複数の空洞がアルミニウムシリコン合金（銅をよ
   り多く、鉄を微量）および棒とねじとが鉄鉛あるいは銅
   亜鉛合金であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   ２項に記載のフィルタ。 １４、空洞の抜き勾配が約２％でありまた中実壁の軽量
   化が２ないし４ｍｍ限界内に壁厚をつくって行なわれる
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第７項に記載のフィ
   ルタ。 １５、空洞直径および折れ線切片が中心空洞に対して対
   称的に設けられる空洞対に対して等しいことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項ないし第１４項の１つに記載
   のフィルタ。 １６、２つの異なる縦方向軸で設けられる入力および出
   力コネクタの孔を備え、２つの孔の第１孔が拘束位置に
   固定される場合、固定孔の軸のまわりにフィルタを回転
   させて第２孔に異なる位置を占めさせるようにすること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第１５項の
   １つに記載のフィルタ。 １７、大体において説明しかつ図示したところの多空洞
   マイクロ波フィルタ。