JPS6272201A - フイルタ装置 - 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、主として誘電体同軸共振器をフィルタ素子と
して使用するフィルタ装置に係り、詳しくはスプリアス
除去機能を有するローパスフィルタを内蔵したフィルタ
装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、フィルタ装置としては、ケース内にフィルタ素
子として複数の誘電体同軸共振器と、結合用基板とを組
み込み、該結合用基板上に形成された複数のコンデンサ
電極に各共振器の内導体を個別的に接続するとともに、
前記ケースの外壁に入出力ポートとして同軸コネクタを
装着してなるものが知られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような構成を有するフィルタ装置の場合、例えばフ
ィルタ素子として組み込まれる共振器が１／４波長形の
ものであれば、基本波の奇数倍波、１７２波長形のもの
であれば、基本波の整数倍波となる高調波のスプリアス
抑圧比が劣るという、性能上検討すべき点がある。

ところで、この種のフィルタ装置は、それ自体、スプリ
アス除去の機能を持たないものが普通であって、そのた
め、このようなフィルタ装置では、スプリアス除去機能
を有する回路部品を外部に接続することによって、スプ
リアスを除去するようにしていた。しかしながら、この
ような方式では、本来のフィルタ装置の構成部品のほか
に回路部品が必要となり、部品点数が増大するという欠
点がある。

これに対しては、スプリアス除去機能を有するローパス
フィルタや、帯域遮断フィルタをスプリアス遮断フィル
タとして組み込んだフィルタ装置がある。それらは、第
１１図（Ａ　）（Ｂ　）（Ｃ）に示すように、スプリア
ス域遮断フィルタ４゜に帯域通過フィルタ５゜を接続し
た構造となっている。

ローパスフィルタは、普通、第１０図（Ａ）らしくは（
Ｂ）に示すように、単一もしくは複数の誘電体Ｉ。、　
２ｏ　、　３ｏを用いた複数のコンデンサＣ２゜、Ｃ４
゜にインダクタＬ１゜、Ｌ３゜、Ｌ５．を接続した構造
のものである。しかしながら、このような構造では、電
磁波が漏洩しやすく、別に何等かの手段でシールド機能
を持たせる必要があり、シールド機能を備えなければ、
高周波特性が悪化する、という問題がある。

また、帯域遮断フィルタは、主として所定長の同軸ケー
ブルを利用して特定周波数でトラップ作用が生じるよう
にしている。ところが、この帯域遮断フィルタ４゜は、
所定の遮断域以外の帯域では、スプリアスを除去するこ
とができない。

このほか、共振器に対し接地ストレー容量を付加し、こ
れによってスプリアスの帯域をずらせる方式があるが、
この方式では、スプリアスそのらのが大幅に減衰するこ
とがなく、したがって効果的なスプリアス除去は望み得
ない。

このように従来のスプリアス除去機能を有するフィルタ
装置は、フィルタ装置全体が大型化するか、あるいは充
分なスプリアス除去効果が得られないという問題を抱え
ている。

本発明はかかる従来の問題点に鑑み、スプリアス除去機
能を有するローパスフィルタを小型化してフィルタ装置
内のデッドスペースに組み込み可能にするとともに、前
記ローパスフィルタ自体の高周波特性を改善し、しかも
、組み込まれるフィルタの通過帯域での特性を悪化させ
ない、小型安価で高性能なフィルタ装置を得ることを目
的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明ではこのような目的を達成するために、ケース内
にフィルタ素子を組み込むとともに、該ケースの外壁に
入出力ポートを装着し、この入出力ポートと前記フィル
タ素子とを電気的に接続してなるフィルタ装置において
、前記フィルタ素子と入出力ポートとの間に袖状のロー
バスフィルタラ介装し、この軸状ローパスフィルタは、
軸状孔を有する外部導体と、該外部導体を外側コンデン
サ電極とし誘電体が断面筒形のコンデンサと、面記外部
導体の中空内部でコンデンサの内側コンデンサ１に極に
接続されるインダクタと、該インダクタらしくはコンデ
ンサの内側コンデンサ電極に接続される中心導体とで構
成したものである。

〈実施例〉 以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。

まず、第１図ないし第３図に基づいて、本発明フィルタ
装置に組み込む軸状のローパスフィルタの構成を説明す
る。

第１図（Ａ）は軸状ローパスフィルタの構成図、同図（
Ｂ）はその等価回路図であって、両図においてはインダ
クタ・インプット・タイプの軸状ローパスフィルタを示
している。しかして、該軸状ローパスフィルタ１は、軸
状孔２を有する外部導体３と、誘電体が断面筒形、たと
えば断面円筒形のコンデンサ４と、インダクタ５と、中
心導体６とからなる。

前記外部導体３は、通常アルミニウム合金等の金属で構
成されるが、絶縁性の材料で軸状孔２の内周面に電極膜
が形成されたもので構成することもでき、少なくとも軸
状孔２の内周面部が導体で構成されていればよく、この
導体部分がアース接続される。また、該外部導体３は、
要するに軸状孔２を有するものであればよく、その外部
形状はどのような形状であってもよい。前記コンデンサ
・１とインダクタ５とは、この外部導体３の中空内部に
軸方向に沿って交互に挿入される。前記コンデンサ４は
、外部導体３を外側コンデンサ電極とするもので、外部
導体３の中空内部に内接嵌合する円筒状の誘電体７と、
該誘電体７の円筒内部に嵌合する円柱形（もしくは円筒
形）の内側コンデンサ電極８とで構成されている。また
、前記インダクタ５は、外部導体３の中空内部で内側コ
ンデンサ電極８に接続される。中心導体６はこの実施例
では、初段および最後段の各インダクタ５に接続されろ
。

第２図（Ａ）はキャパシタ・インプット・タイプの軸状
ローパスフィルタの構成図、同図（Ｂ）はその等価回路
図である。この実施例における外部導体３とコンデンサ
４とインダクタ５とは、第１図（Ａ）に示したものと同
構造のものでよく、中心導体６は、初段と最後段との両
コンデンサ４．４の内側コンデンサ電極８．８に接続さ
れている。なお、いずれの場合でも、コンデンサとイン
ダクタとは、対称回路配置となるよう接続されているが
、もちろん、これに限らず、非対称回路配置になるよう
接続されていてもよい。

第３図は、軸状ローパスフィルタｌの具体的構造を示す
断面図であって、同図には、キャパシタ・トップ・タイ
プの５段軸状ローパスフィルタを示している。

この実施例においては、複数（この例では３段）のコン
デンサ４．・・・を構成する誘電体７１は、互いに連続
して一体で長寸の円筒体であり、ＰＴＦＥやポリエステ
ル等の熱収縮チューブを用いる。

まｒ二、各コンデンサ４の内側コンデンサ電極８の軸芯
位置には一本の絶縁棒９が挿入されて、この絶縁棒９の
外周にインダクタが巻回形成されている。一方の中心導
体６は、初段のコンデンサ４の内側コンデンサ電極８に
結合され、他方の中心導体６は、最後段のコンデンサ４
の内側コンデンサ電［ｉ８に結合されている。なお、第
１図（Ａ）、第２図（Ａ）におけるのと同一の構成部分
には同一の符号を付して示している。

このように構成すると、軸状ローパスフィルタ１のうち
、外部導体３を除いた部分が１本の軸体にまとまり、組
み立て作業等での扱いが容易になる。

次に、第４図ないし第６図の実施例に基づいて、上記の
軸状ローパスフィルタＩを組み込んだフィルタ装置の構
成を説明する。

フィルタ装置を構成するフィルタ素子である誘電体同軸
共振器が１／４波長のものである場合、軸状ローパスフ
ィルタｌは共振器と同程度の軸長さで構成できるから、
第４図（Ａ）〜（Ｆ）の各概略横断面図に示すように、
該軸状ローパスフィルタｌを共振器１０と平行に、フィ
ルタ装置のケース１１の壁内部もしくはケースｌｌ内の
空間１２に組み込むことができる。

すなわち、第４図（Ａ）ないしくＣ）の各実施例は、従
来、フィルタ装置のデッドスペースとなっていたケース
１１の壁部分、たとえば共振器ｌＯとケース１１外面と
の間の隔壁部分や共振器１０どうしの間の隔壁部分に軸
状孔２を形成し、この軸状孔２部分を軸状ローパスフィ
ルタｌの外部導体３として利用して、該隔壁内に軸状ロ
ーパスフィルタｌを挿入したものである。

また、第４図（Ｄ）ないしくＦ）の各実施例は、従来の
フィルタ装置でデッドスペースとなっていた共振器ＩＯ
とケース１１外壁との間の空間１２、らしくは共振器１
０どうしの間の空間１２を利用し、その空間１２内に、
円筒状の外部導体３１を有する軸状ローパスフィルタｌ
を挿入したものである。

第５図は、単体フィルタに軸状ロ−パスフィルタ１を組
み込んだ例を示す。ケース１１内には、フィルタ素子と
しての誘電体同軸共振器ＩＯと、結合用基板１３とが組
み込まれ、該結合用基板１３上に形成された複数のコン
デンサ電極に各共振器ｔＯの内導体が個別的に接続され
、前記ケース１１の外壁に入出力ポートとして同軸コネ
クタ１４、Ｉ４が装着されており、一方の同軸コネクタ
１４と結合用基板１３の入出力電極との間に軸状ローパ
スフィルタｌが介装されている。

この第５図の実施例により、動作状態の一例を説明する
。

入力用（図において右上の）同軸コネクタ１４からの信
号は、結合用基板１３上の入力用電極と初段のコンデン
サ用電極との間の静電容量を介して、初段の共振器ＩＯ
に伝播された後、順次、結合用基板１３上の各コンデン
サ用電極間の静電容量を介して次段、次々段の共振器ｌ
Ｏ２・・・に伝播され、結合用基板１３上の出力用電極
から軸状ローパスフィルタｌに入力し、この袖状ローパ
スフィルタｌで入力信号に含まれる基本波の奇数倍波ス
プリアスが取り除かれ、こののち、該出力用（図におい
て左下の）同軸コネクタ１４から外部に出力される。

この場合、軸状ローパスフィルタｌは、外周部である外
部導体３が接地されているから、ＩＸ磁波の漏洩が少な
く、高周波特性に優れ、広い帯域にわたってスプリアス
を除去する。

なお、入・出力方向は上述の逆方向であってし動作は同
様である。

第６図は、共用器に軸状ローパスフィルタｌを組み込ん
だ例を示す。ケースｌｌ内には、複数の誘電体同軸共振
器１０．・・・と、結合用基板１３とが組み込まれ、該
結合用基板１３上に形成された複数のコンデンサ１を極
に各共振器１０の内導体か個別的に接続され、前記ケー
スＩＩの外壁にアンテナ入出力用、入力専用または出力
専用の各同軸コネクタ１４．・・・とが装着されており
、アンテナ用の同軸コネクタ１４と結合用基板１３の入
出力電極との間に軸状ローパスフィルタｌが介装されて
いる。この場合は第１ｆ図（Ｂ）に示すように２個のフ
ィルタの共用部に１個のＬＰＦ’を使用することで、両
フィルタのスプリアスを抑圧し外形を小さくしているこ
とを特徴とする構造である。

上記の第５図および第６図の実施例に示すように、同軸
コネクタ１４に軸状ローパスフィルタ１を直接的に接続
する場合、以下の第７図ないし第９図の各実施例に示す
ように、同軸コネクタ１４と軸状ローパスフィルタ１と
を一体化する。この場合、同軸コネクタ１４の中心導体
と軸状ローパスフィルタ１の中心導体６の一方とを一体
形成しておくと好ましい。

ケース１１の外壁部分の厚みが軸状ローパスフィルタｌ
の軸方向長さと同等である場合、たとえばダイカストケ
ースに組み込む場合は、第７図に示すように、ケース１
１の外壁に軸状孔２を形成し、この軸状孔２の部分を軸
状ローパスフィルタ１の外部導体３として利用する。該
軸状孔２の内部には、軸状ローパスフィルタｌのうち外
部導体３を除いた部分を挿入する。

ケース１１の外壁部分の厚みが軸状ローパスフィルタ１
の軸方向長さに比べ薄い場合、たとえば板金ケースに組
み込む場合は、第８図に示すように、導体パイプのよう
な円筒状の外部導体３１を外嵌して構成する。

第９図は、軸状ローパスフィルタ１に同軸ケーブル１５
を接続したものである。この例においても、軸状ローパ
スフィルタｌとしては、円筒状の外部導体３１（この図
では、内周面に導電膜を形成した絶縁チューブ等からな
る）を有するしのを用いろ。

なお、第７図〜第９図では、軸状ローパスフィルタｌの
内部素子については図を簡単にするｆこめ省略した。

〈発明の効果〉 以上のように本発明によれば、スプリアス除去用のロー
パスフィルタを軸形状にまとめたことにより小型となり
、従来のフィルタ装置でデッドスペースであった個所を
利用して該部分に組み込むことができ、従来のフィルタ
装置全体の大きさを変えることなく、スプリアス除去機
能を備えることができる。

また、スプリアス除去用の軸状ローパスフィルタは、外
周部分が遮蔽されているから、電磁波の漏洩がなく、高
周波特性に優れており、広い帯域にイつたってスプリア
スを確実に除去することができる。

さらに軸状ローパスフィルタは同軸コネクタや同軸ケー
ブルと類似した構造であって、同軸コネクタ等と一体的
に接続することができ、特に同軸コネクタとの間では、
該同軸コネクタを含んだ状態でインピーダンス整合をと
ることができる。

このほか、軸状ローパスフィルタが簡単な構造のもので
あるため、製作か容易であって、スプリアス除去吸能を
有するフィルタ装置を安価に製作することができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明フィルタ装置に用いる袖状
ローパスフィルタに係り、第１図（Ａ）は該軸状ローパ
スフィルタの構成図、第１図（Ｂ）はその等価回路図、
第２図（Ａ）は池のクイズの軸状［ｌ−パスフィルタの
構成図、第２図（Ｂ）：ユそ５）専１１ｉ回路図、第３
図は軸状ローパスフィルタの具体的構造例を示す断面図
である。第４図ないし第６図は上記軸状ローパスフィル
タを組み込んｆｌフィルタ装置に係り、第４図（Ａ）〜
（Ｆ）はいずれしその組み込み状態を示す溝断面図、第
５図は単体フィルタ装置の一部破断した平面図、第６図
は共用器の一部破断した平面図である。第７図ないし第
９図は、いずれら実施例を示す断面図、第１０図および
第１１図は従来例に係り、第１０図（４・＼）（Ｂ、′
はスプリアス除去用ローパスフィルタの構成図、第１１
図（Ａ＞（Ｂ）（Ｃ）はスプリアス遮断フィルタを有す
るフィルタ装置のブロック図である。 １・・ａｈ状ローパスフィルタ、２・・軸状孔、３・外
部導体、４・・コンデンサ、５　・インダクタ、６・・
中心導体、７・・誘電体、８・・・内側コンデンザ電極
、１０・誘電体同軸共振器（フィルタ素子）、ＩＩ・・
・ケース。 出　顆　人　　株式会社　村田製作所 代　　理　　人　　　弁　理　士　　岡　　１）　和　
　秀第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図（Ａ） ’：）Ｏ４０ 手　　続　　補　　正　　書 特　　許　　庁　　長　　官　　殿 １、事件の表示 昭和６０年特待許　願第２１１８９１号２、発明の名称 フィルタ装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名称　（
６２３）株式会社　村　１）製　作　所自発 ５、補正により増加する発明の数 ７、補正の内容 （１）明細書第４ページ２行目に、「スプリアスｔｄ遮
断フィルタ」とある次に、ｒ　（ＳＥＦ）Ｊを加入する
。 （２）同第８ページ下から６行目に、「トップ」とある
のを、「インプット」と訂正する。 （３）同第１１ページ最終行目に、「基本波の奇数倍波
」とあるのを削除する。 （４）同第１３ページ１行目に、ｒＬＰＦＪとあるのを
「ローパスフィルタ」と訂正する。 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケース内にフィルタ素子を組み込むとともに、該
   ケースの外壁に入出力ポートを装着し、この入出力ポー
   トと前記フィルタ素子とを電気的に接続してなるフィル
   タ装置において、 前記フィルタ素子と入出力ポートとの間に軸状のローパ
   スフィルタを介装し、この軸状ローパスフィルタは、軸
   状孔を有する外部導体と、該外部導体を外側コンデンサ
   電極とし誘電体が断面筒形のコンデンサと、前記外部導
   体の中空内部でコンデンサの内側コンデンサ電極に接続
   されるインダクタと、該インダクタもしくはコンデンサ
   の内側コンデンサ電極に接続される中心導体とで構成し
   たことを特徴とするフィルタ装置。
2. （２）軸状孔を形成したケースの壁部分が軸状ローパス
   フィルタの外部導体を兼ねている特許請求の範囲第１項
   に記載のフィルタ装置。
3. （３）入出力ポートが同軸コネクタであり、該同軸コネ
   クタと軸状ローパスフィルタとが直結一体化されている
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載のフィルタ装
   置。
4. （４）誘電体が熱収縮チューブであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項、第２項または第３項に記載のフ
   ィルタ装置。