JPH11312904A - フィルタ、デュプレクサ、通信機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外部からの振動に対する結合用ループの共振の
影響を無くすことにより、結合度の変動を防ぎ、信頼性
の高いフィルタを提供する。 【解決手段】誘電体共振器20と、該誘電体共振器20を収
納するキャビティと、該キャビティに取り付けられる外
部コネクタ13と、該外部コネクタ13に接続され前記誘電
体共振器20と電磁界結合する結合用ループ12とを備える
フィルタ10において、前記結合用ループ12は板状の金属
を略Ｌ字状に折り曲げて形成され、折り曲げ線に対して
平行とならない方向に延びるリブ14を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結合用ループを備
えるフィルタ、デュプレクサ、通信機装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図10に示すように、従来のフィルタ110
は誘電体共振器120と、その開口部を覆い、入出力接続
用手段としての外部コネクタ113を有する金属パネル111
と、結合用ループ112から構成されている。

【０００３】ここで、誘電体共振器120は、セラミック
からなる枠体121と、セラミックからなる誘電体共振子1
22とから形成されている。枠体121は、対向する二面が
開口したロ字形状に形成されており、その表面に導体12
3が形成されている。誘電体共振子122は、直方体形状に
形成されており、誘電体共振子122の対向する二面が枠
体121と一体となるように、枠体121内に配置されてい
る。また、金属パネル111は、良好な導電性を得ること
や誘電体との線膨張係数を合わせることのため、鉄・ニ
ッケル合金などの金属によって形成されている。この金
属パネル111が誘電体共振器120の導体123に接続される
ことにより、全体としてキャビティ130が構成される。

【０００４】結合用ループ112は、導電性や防錆のこと
を考慮して銅によって形成されており、Ｌ字型に加工さ
れている。また、結合用ループ112の一端はあらかじめ
金属パネル111に設けられていた孔に差し込まれて、は
んだ付けなどによって固定される。結合用ループの他端
は、外部コネクタ113に接続されている。また、この結
合用ループ112の他端は波状に加工されているため、例
えば外部コネクタ113側から加わる衝撃を吸収すること
ができる。これによって外部からの応力によって起こる
結合用ループ112の変形や、金属パネル111からの脱離な
どの問題を防いでいた。

【０００５】このようなフィルタ110においては、外部
より送られた電流が、外部コネクタ113を通じて結合用
ループ112に流れる。結合用ループ112に流れた電流は磁
界を発生し、この磁界が誘電体共振子122と結合する。
この時、結合用ループ112と誘電体共振子122との結合の
度合いは、結合用ループ112の長さや、厚み、幅あるい
は誘電体共振子122との距離によって調整されている。
このように結合の度合いを調整することにより、必要と
される電気的特性を満たすフィルタが得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、結合用ルー
プは、それ独自の固有振動数を持っており、従来のフィ
ルタにおける結合用ループの固有振動数は、約260Hzで
あった。一方、前記フィルタが一般に使用される状況に
おいては、外部から受ける振動によってフィルタを組み
込んだ装置自体が振動する。その場合、約5〜200Hzの周
波数が問題となっていた。ここで、外部からの振動に結
合用ループが共振してしまう可能性が考えられる。結合
用ループが共振するのは、外部の振動と結合用ループの
固有振動数のそれぞれの振動数（周波数）が同程度にな
るからである。従来の結合用ループの固有振動数は、外
部から受ける振動の周波数とは一致しないが、従来のよ
うに結合用ループの固有振動数が約260Hzのままでは、
約200Hz付近の減衰量が十分ではなく、フィルタ特性に
無視できない程度の影響を受ける。そして、結合用ルー
プが外部の振動に共振して振動すると、それにより結合
用ループと誘電体共振子との結合度が、それに応じて変
動し、リターンロスなど電気的特性が乱れていた。ひい
てはフィルタの信頼性の低下につながっていた。

【０００７】よって、上述の問題を解決するためには、
外部の振動との共振を無視できる程度に結合用ループの
固有振動数をさらに高くすることが考えられる。ここ
で、結合用ループは梁構造と見ることができ、一般に梁
の固有振動数は下記の式で表される。

【０００８】

【数１】

【０００９】上記の式において、結合用ループの固有振
動数を高くするには、梁の長さを短くすることなども考
えられるが、梁の長さは誘電体共振子との結合の度合い
などに影響を与えるので、容易に変更できない。よっ
て、実際的には梁の曲げ剛性について変更を加えるのが
良い。ここで、梁の曲げ剛性は、材料のヤング率と断面
2次モーメントの積で与えられる。したがって、材料の
ヤング率あるいは断面2次モーメントを大きくすること
によって、梁の曲げ剛性を大きくすることができる。ヤ
ング率が高い材料として鉄などが考えられるが、結合用
ループに鉄などを使用すると完全に防錆を行わねばなら
なくなるという問題が新たに生じる。というのは、一般
に鉄を結合用ループに用いる場合、ＩＭ（相互変調）が
生じ易いことから銀メッキなどを施して使用するのであ
るが、錆びると表面に鉄が現れて、ＩＭが生じ易くなる
からである。また、断面2次モーメントを大きくする場
合、結合用ループの厚みを厚くすることが考えられる
が、材料コストが高くなるという問題が生じる。

【００１０】また、結合用ループは構造上、板状の金属
をＬ字状に折り曲げて形成されている。しかしながら、
Ｌ字状に折り曲げた折曲部の強度が弱くなり、結合用ル
ープと誘電体共振子との位置関係が変動してしまう恐れ
があった。

【００１１】さらに従来においては、外部コネクタから
の衝撃を吸収する目的で、結合用ループの外部コネクタ
側の一端を波状に形成していた。しかしながら、結合用
ループの一端を波状に形成するのは、それ程容易ではな
く、コストもかかるという問題があった。

【００１２】本発明は上述の問題点を鑑みてなされたも
のであり、これらの問題を解決し、外部からの振動の影
響をほとんど受けないことによって、信頼性の高いフィ
ルタ、デュプレクサ、通信機装置を提供することを目的
としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1に係るフィルタでは、キャビティと、該キャビ
ティに取り付けられる入出力接続用手段と、該入出力接
続用手段に接続され前記キャビティ内における電磁界と
結合する結合用ループとを備えるフィルタにおいて、前
記結合用ループに、該結合用ループの固有振動数を上昇
させる固有振動数上昇手段を設けた。

【００１４】また、請求項2に係るフィルタでは、キャ
ビティと、該キャビティに取り付けられる入出力接続用
手段と、該入出力接続用手段に接続され前記キャビティ
内における電磁界と結合する結合用ループとを備えるフ
ィルタにおいて、前記結合用ループは板状の金属を折り
曲げて形成され、折り曲げ線に対して平行とならない方
向に延びるリブを設けた。

【００１５】さらに、請求項3に係るフィルタでは、キ
ャビティと、該キャビティに取り付けられる入出力接続
用手段と、該入出力接続用手段に接続され前記キャビテ
ィ内における電磁界と結合する結合用ループとを備える
フィルタにおいて、前記結合用ループが、剛性の高い部
分と、湾曲した剛性の低い部分から形成されており、前
記剛性の高い部分の一端が前記キャビティに接続され、
前記剛性の高い部分の他端に前記湾曲した剛性の低い部
分の一端が接続され、さらに前記湾曲した剛性の低い部
分の他端が前記入出力接続用手段に接続されている。

【００１６】さらにまた、請求項4に係るフィルタで
は、前記キャビティ内に誘電体共振子を配置した。さら
にまた、請求項5に係るフィルタでは、結合用ループの
折曲部にリブを設けた。

【００１７】これらによって、結合用ループの固有振動
数を上げることが可能となり、外部からの振動に結合用
ループが共振してしまうことを防ぐことができる。さら
には、結合用ループの折曲部の機械的補強を行うことが
できる。そして、結合度の変動を押さえて、信頼性の高
いフィルタを提供することができる。

【００１８】また、外部コネクタに接続された結合用ル
ープに対する、外部コネクタ部分からの衝撃を吸収する
結合用ループを容易かつ安価に製造することができる。
そして、結合度の変動を押さえて、信頼性の高いフィル
タ提供することができる。

【００１９】また、請求項6に係るデュプレクサは、少
なくとも二つのフィルタと、該フィルタのそれぞれに接
続される入出力接続用手段と、前記フィルタに共通的に
接続されるアンテナ接続用手段とを含んでなるデュプレ
クサであって、前記フィルタの少なくとも一つが前記請
求項1ないし5記載のフィルタである。

【００２０】また、請求項7に係る通信機装置は、前記
請求項6記載のデュプレクサと、該デュプレクサの少な
くとも一つの入出力接続用手段に接続される送信用回路
と、該送信用回路に接続される前記入出力接続用手段と
異なる少なくとも一つの入出力接続用手段に接続される
受信用回路と、前記デュプレクサのアンテナ接続用手段
に接続されるアンテナとを含んでなる。これらにより、
特性の安定した信頼性の高いデュプレクサおよび通信機
装置が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例であるフィ
ルタについて説明する。なお、本実施例においては枠体
内に誘電体共振子を配置したタイプの誘電体共振器を用
いて説明する。

【００２２】図1は、本発明のフィルタの概略斜視図で
ある。この図1においては、フィルタ10の内部の様子が
よく見えるように誘電体共振器20の開口面に垂直な面で
切断した図を用いている。また、結合用ループ12、入出
力接続用手段としての外部コネクタ13は、入力用・出力
用があるが、同一構造であるため、片方のみを図示して
説明する。

【００２３】一般にＴＭモード誘電体共振器20を用いた
フィルタ10は、ＴＭモード誘電体共振器20、該誘電体共
振器20の開口部を覆うように取り付けられた金属パネル
11から構成されている。

【００２４】ＴＭモード誘電体共振器20は、セラミック
よりなる枠体21の内部に、セラミックよりなる一本の柱
状の誘電体共振子22を配置し、枠体21に銀ぺーストを塗
布・焼成して形成された導体23を有している。

【００２５】誘電体共振器20の開口部に取り付けられる
金属パネル11は、鉄・ニッケル合金などの金属板をプレ
ス、打ち抜きなどにより加工して形成される。さらに結
合用ループ12および外部コネクタ13が備え付けられてい
る。その後金属パネル11は、誘電体共振器20の開口部を
覆うようにはんだ付けされる。この金属パネル11が誘電
体共振器20の導体23に接続されることにより、全体とし
てキャビティ30が構成される。

【００２６】なお、設置する時の安定性を保つため、外
部からの衝撃を内部に伝えないため、さらには外部コネ
クタ13部分の機械的補強を行うため等の理由から、フィ
ルタ10にさらに金属製のカバーが取り付けられるが、本
図では図示していない。

【００２７】結合用ループ12は、剛性の高い部分12aと
剛性の低い部分12bとから構成されている。剛性の高い
部分12aは、銅などからなる金属板をＬ字状に折り曲げ
て形成されている。剛性の低い部分12bは、剛性の高い
部分12aの厚さよりも薄い燐青銅などからなる金属板を
湾曲させて形成することにより、柔軟性をもたせてい
る。

【００２８】剛性の高い部分12aの金属パネル11と平行
な部分にはリブ14が形成されている。このリブ14によっ
て断面2次モーメントを大きくすることができる。

【００２９】そして、剛性の高い部分12aの一端には、
図2のように切り欠き部16を設け、その切り欠き部16の
幅方向から力に対して弾力が働くようにしている。ま
た、切り欠き部16を挟むように2つの突起部15が形成さ
れている。金属パネル11には、あらかじめ2つの突起部1
5の幅より小さめの孔が形成されている。この金属パネ
ル11に形成された孔に突起部15を挿入することにより、
剛性の高い部分12aの突起部15は、両側より挟まれた状
態となる。そして、突起部15が広がろうとする弾力を利
用して仮止めされ、はんだ付けによって固定される。ま
た、剛性の高い部分12aの他端には孔が施され、剛性の
低い部分12bの一端の先端部分が挿入された後、先端部
分が折り曲げられ、はんだ付けによって固定される。剛
性の低い部分１２ｂの他端にも孔があけられ、外部コネ
クタ１３の中心導体の先端が挿入され固定される。

【００３０】また、剛性の高い部分12aの金属パネル11
に接続される側の一端は、図3のようにさらにＬ字状に
折り曲げられ、金属パネル11に接着される面に孔17を設
けるようにしてもよい。そして、金属パネル11側に、金
属パネル11の内側方向に打ち抜きや切り起こしによって
突起を形成する。この金属パネル11の突起を孔17に挿入
し、突起が折り曲げられ、はんだ付けによって固定す
る。こうすることで、作業が簡略化され、接着部の安定
性が向上する。

【００３１】さらに、図4〜図7はリブ14の変形例であ
り、Ｌ字状に加工されて金属パネル11側に固定される、
結合用ループ12の剛性の高い部分12aのみを示した図で
ある。

【００３２】図4に示すように、結合用ループ12の剛性
の高い部分12aの金属パネル11と略垂直になる部分に、
金属パネル11と略垂直となる方向のリブ14を設けること
で、さらに固有振動数を上げることができる。

【００３３】また図5に示すようにリブ14は複数本でも
よく、この場合さらに結合用ループ12の固有振動数を上
げることができる。

【００３４】さらに、図6に示すようにリブ14が交差す
るように形成されると、別方向の振動に対しても強度を
上げることができる。

【００３５】そして図7に示すように、結合用ループ12
の剛性の高い部分12aの折曲部にリブ19を設ける。これ
により、折曲部の機械的強度が増し、結合用ループ12の
折曲角度の変動を防ぎ、ひいては結合用ループ12と誘電
体共振子22との結合度の変動を防ぐことができる。よっ
て、信頼性の高いフィルタを提供することができる。

【００３６】なお、本実施例においてはセラミックの枠
体内に柱状の一本の誘電体共振子を配置したタイプの誘
電体共振器を用いたフィルタで説明したが、本発明はこ
れに限るものではなく、例えば十字状の誘電体共振子を
配置した二重モードあるいは多重モード誘電体共振器を
用いたフィルタにも適用できる。

【００３７】また、金属製のキャビティに結合用ループ
を取り付けたタイプの導波管フィルタなど、結合用ルー
プを使用した、あらゆるものに適用できる。

【００３８】次に、本発明の実施例であるデュプレクサ
を、図8に基づいて説明する。なお、図8は本実施例のデ
ュプレクサの等価回路図である。図8に示すように本実
施例のデュプレクサ35は、二つの二重モード誘電体共振
器20a、20bから構成される四段の送信用フィルタ40a
と、三つの二重モード誘電体共振器20c、20d、20eから
構成される六段の受信用フィルタ40bとからなる。送信
用フィルタ40aおよび受信用フィルタ40bに用いられてい
る誘電体共振器20a〜20eは、外表面に導体が形成された
枠体内に十字状の誘電体共振子を配置したもので、誘電
体共振子の十字交差部に結合用の切り欠きを設けること
などにより、それぞれ二つのモードを結合させている。

【００３９】誘電体共振器20a〜20eの開口部には、金属
パネルが開口部を覆うように取り付けられており、その
金属パネルにはこれまでの実施例で示したような形状を
有する結合用ループが取り付けられている。送信用フィ
ルタ40aの初段および受信用フィルタ40bの最終段に結合
する結合用ループ12E、12Fは、金属パネルに取り付けら
れた外部コネクタ13a、13bに接続されている。さらに、
送信用フィルタ40aの最終段と受信用フィルタ40bの初段
に結合する結合用ループ12G、12Hは共通に一つの外部コ
ネクタ13cに接続されている。一方、送信用フィルタ40a
の二段目と三段目の間、受信用フィルタ40bの二段目と
三段目の間および四段目と五段目の間、すなわち誘電体
共振器間を結合させるためにもまた結合用ループが取り
付けられている。そして、送信用フィルタ40aの初段に
結合する結合用ループ12Eが接続される外部コネクタ13a
につなげられる同軸線路などの線路は、外部の送信用回
路に接続され、受信用フィルタ40bの最終段に結合する
結合用ループ12Fが接続される外部コネクタ13bにつなげ
られる線路は、外部の受信用回路に接続されている。ま
た、送信用フィルタ40aの最終段と受信用フィルタ40bの
初段に結合する結合用ループ12G、12Hが共通に接続され
ている外部コネクタ13cにつなげられる線路はアンテナ
に接続されている。

【００４０】このような構成を有するデュプレクサ35に
おいては、外部の送信用回路より送信用フィルタ40aに
入力されたもののうち所定の周波数を有するものがアン
テナ側に出力され、アンテナより受信用フィルタ40bに
入力されたもののうち、先の周波数とは異なる所定の周
波数を有するものが受信用回路側に出力される。

【００４１】さらにまた、本発明の実施例である通信機
装置を、図9に基づいて説明する。なお、図9は本実施例
の通信機装置の概略図である。図9に示すように本実施
例の通信機装置50は、デュプレクサ35と、送信用回路51
と、受信用回路52と、アンテナ53から構成される。ここ
でデュプレクサ35は先の実施例で示したものであり、送
信用フィルタ40aの初段に結合する結合用ループ12Eが、
外部コネクタ13aや線路を介して送信用回路51に接続さ
れており、受信用フィルタ40bの最終段に結合する結合
用ループ12Fが、外部コネクタ13bや線路を介して受信用
回路52に接続されている。また、送信用フィルタ40aの
最終段に結合する結合用ループ12Gおよび受信用フィル
タ40bの初段に結合する結合用ループ12Hは、外部コネク
タ13cや線路を介してアンテナ53に接続されている。

【００４２】以上の実施例で示したデュプレクサや通信
機装置においては、結合用ループの固有振動数が問題と
なっていた周波数から離れるので、特性が安定し信頼性
が増す。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、結合用ル
ープにリブを設けることにより、結合用ループの固有振
動数を、例えば図1の一本のリブを設けたものでは、約3
80Hzに上げることができた。これにより200Hz付近の減
衰量が十分となり、従来問題となっていた外部からの振
動による共振についても、全く問題にならない程度にま
で抑えることができ、リターンロスなど電気的特性の乱
れを抑えることができる。その結果、信頼性の高いフィ
ルタを提供することができる。

【００４４】また、請求項5に係る発明によれば、結合
用ループの折曲部にリブを設けることにより、折曲部の
機械的補強を行うことができる。その結果、さらに結合
用ループの安定性が増し、結合用ループとキャビティ内
における電磁界との結合度の変動を防ぐことができる。

【００４５】さらに、請求項3に係る発明によれば、結
合用ループが、Ｌ字状の剛性の高い部分と、湾曲した剛
性の低い部分の二部分から構成されており、前記Ｌ字状
の剛性の高い部分の一端がキャビティに接続され、前記
Ｌ字状の剛性の高い部分の他端に前記湾曲した剛性の低
い部分の一端が接続され、さらに前記湾曲した剛性の低
い部分の他端が外部コネクタ側に接続されている。これ
により、外部コネクタ部分からの衝撃を、結合用ループ
の剛性の低い部分によって吸収することができる。した
がって、さらに安定した特性を持つフィルタを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルタの斜視図である。

【図２】本発明の結合用ループの斜視図である。

【図３】本発明の他の実施の形態の結合用ループの斜視
図である。

【図４】本発明の他の実施の形態の結合用ループの剛性
の高い部分のみの斜視図である。

【図５】本発明の他の実施の形態の結合用ループの剛性
の高い部分のみの斜視図である。

【図６】本発明の他の実施の形態の結合用ループの剛性
の高い部分のみの斜視図である。

【図７】本発明の請求項5に係る結合用ループの剛性の
高い部分のみの斜視図である。

【図８】本発明のデュプレクサの等価回路図である。

【図９】本発明の通信機装置の概略図である。

【図１０】従来のフィルタの斜視図である。

【符号の説明】

10 フィルタ 11 金属パネル 12,12E〜12H 結合用ループ 12a 剛性の高い部分 12b 剛性の低い部分 13,13a〜13c 外部コネクタ 14,19 リブ 15 突起部 16 切り欠き部 17 孔 20,20a〜20e 誘電体共振器 21 枠体 22 誘電体共振子 30 キャビティ 35 デュプレクサ 40a 送信用フィルタ 40b 受信用フィルタ 50 通信機装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 氷見 佳弘 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャビティと、該キャビティに取り付けら
   れる入出力接続用手段と、該入出力接続用手段に接続さ
   れ前記キャビティ内における電磁界と結合する結合用ル
   ープとを備えるフィルタにおいて、 前記結合用ループに、該結合用ループの固有振動数を上
   昇させる固有振動数上昇手段を設けたことを特徴とする
   フィルタ。
2. 【請求項２】キャビティと、該キャビティに取り付けら
   れる入出力接続用手段と、該入出力接続用手段に接続さ
   れ前記キャビティ内における電磁界と結合する結合用ル
   ープとを備えるフィルタにおいて、 前記結合用ループは板状の金属を折り曲げて形成され、
   折り曲げ線に対して平行とならない方向に延びるリブを
   設けたことを特徴とするフィルタ。
3. 【請求項３】キャビティと、該キャビティに取り付けら
   れる入出力接続用手段と、該入出力接続用手段に接続さ
   れ前記キャビティ内における電磁界と結合する結合用ル
   ープとを備えるフィルタにおいて、 前記結合用ループが、剛性の高い部分と、湾曲した剛性
   の低い部分から形成されており、 前記剛性の高い部分の一端が前記キャビティに接続さ
   れ、前記剛性の高い部分の他端に前記湾曲した剛性の低
   い部分の一端が接続され、さらに前記湾曲した剛性の低
   い部分の他端が前記入出力接続用手段に接続されている
   ことを特徴とするフィルタ。
4. 【請求項４】前記キャビティ内に誘電体共振子を配置し
   たことを特徴とする請求項1、2または3記載のフィル
   タ。
5. 【請求項５】前記結合用ループの折曲部にリブを設けた
   ことを特徴とする請求項2または4記載のフィルタ。
6. 【請求項６】少なくとも二つのフィルタと、該フィルタ
   のそれぞれに接続される入出力接続用手段と、前記フィ
   ルタに共通的に接続されるアンテナ接続用手段とを含ん
   でなるデュプレクサであって、 前記フィルタの少なくとも一つが前記請求項1ないし5記
   載のフィルタであることを特徴とするデュプレクサ。
7. 【請求項７】前記請求項6記載のデュプレクサと、該デ
   ュプレクサの少なくとも一つの入出力接続用手段に接続
   される送信用回路と、該送信用回路に接続される前記入
   出力接続用手段と異なる少なくとも一つの入出力接続用
   手段に接続される受信用回路と、前記デュプレクサのア
   ンテナ接続用手段に接続されるアンテナとを含んでなる
   ことを特徴とする通信機装置。