JPS6359001A

JPS6359001A - 導波管直結ｎｒｄガイドフイルタ

Info

Publication number: JPS6359001A
Application number: JP20040086A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Miyashita; 宮下　忠義; Tsutomu Yoneyama; 務米山
Original assignee: SEKI AND CO Ltd
Current assignee: SEKI AND CO Ltd
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1988-03-14
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0779201B2

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、ＮＲＤガイド共振器と導波管とを直結させた
型の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタに関するものであ
る。

従来の技術初段及び終段の誘電体共振器を導波管と直接結合させた
誘電体装荷導波管フィルタ又は導波管直結ＮＲＤガイド
フィルタが提案され使用されてきており、その低損失性
が示されている。この種の導波管直結ＮＲＤガイドフィ
ルタの従来例としては、添付図面の第１３図（Ａ）　及
び（Ｂ）　　の概略断面図および正面図に示すような構
成をとるものがあった。この従来の導波管直結ＮＲＤガ
イドフィルタは、導波管フランジ１１を有したＮＲＤガ
イド金属ハウジング１０の空胴内に誘電体共振器である
共振器構成誘電体部２０を配設してなっている。

この種のフィルタの設計のための重要なファクタとして
は、外部Ｑと、結合係数と、共振周波数とがある。そし
て、ＮＲＤガイドの誘電体の高さ、即ち、第１３図（Ａ
）　　に右いて寸法ａ及び同誘電体の幅、即ち、第１３
図（Ｂ）　　において寸法すを適切に設計したＮＲＤガ
イドフィルタ共振器の外部Ｑは、導波管接続面と誘電体
共振器との間の長さ、即ち、第１３図（Ａ）　　におい
て、寸法１．．１．により主として決定され、結合係数
は、共振器間の長さ、すなわち、第１３図（Ａ）　　に
おいて、寸法１□１、により主として決定され、共振周
波数は、誘電体の長さ、即ち第１３図（Ａ）　　におい
て寸法ｄ１　、ｄ２、ｄ３によって主として決定される
ものである。

発明が解決しようとする問題点前述した従来の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの構成
では、外部Ｑと共振周波数とをそれぞれ独立に調整する
ことが困難であった。すなわち、前述の寸法１．　、１
．の長さを調整することにより外部Ｑの調整を行う場合
、これと同時に共振周波数が変化してしまうため誘電体
共振器の寸法も調整しなければならなかった。従って、
所望のファクタを有した導波管直結ＮＲＤガイドフィル
タを設計するには、多大の労力と時間を要する試行錯誤
的設計作業を要していた。

本発明の目的は、このような従来の問題点を解消しろる
導波管直結ＮＲＤガイドフィルタを提供することである
。

問題点を解決するための手段本発明によれば、ＮＲＤガイド共振器と導波管とを直結
させた型の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタにおいて、
前記ＮＲＤガイド共振器の共振器構成誘電体部に続いて
前記ＮＲＤガイド共振器と前記導波管との接続部に、緩
衝用誘電体部が配置される。

実施例次に、添付図面の第１図から第１２図に基づいて本発明
の実施例について本発明をより詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例としての導波管直結ＮＲＤ
ガイドフィルタを示す上半部破断斜視図である。この導
波管直結ＮＲＤガイド３段フィルタは、円形導波管フラ
ンジ３１を有したほぼ方形０ＮＲＤガイド金属ハウジン
グ３０と、該ハウジング３０の空胴３２内に配置された
初段誘電体共振器４１、中間誘電体共振器４２及び終段
誘電体共振器４３と、導波管と誘電体共振器との接続部
に配置された緩衝用誘電体部材５０とを備えている。こ
の実施例のものでは、誘電体共振器は、角柱共振器であ
り、初段誘電体共振器４１と、中間誘電体共振器４２と
、終段誘電体共振器４３と、緩衝用誘電体部材５０とは
接続誘電体部４４にて互いに接続され、一体的に形成さ
れている。

この第１図の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタにおける
緩衝用誘電体部材５０と導波管接続部との間係をより分
かり易くするため、第２図にその部分を上から見た図を
示し、第３図にその部分を横から見た図を示している。

これら第２図及び第３図によく示されるように、緩衝用
誘電体部材５０は、全体として角柱型で、寸法ＳＩ　だ
け導波管３１Ａ側に突出する第１部分５１と、寸法Ｓ２
だけＮＲＤガイド３０Ａ側に突出する第２部分５２とを
有している。

第４図は、本発明の別の実施例としての導波管直結ＮＲ
Ｄガイドフィルタを示す第１図と同様の図である。この
実施例の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタは、第１図の
ものと同様に誘電体共振器が角柱型であるが、初段誘電
体共振器４１Ａと、中間誘電体共振器４２Ａと、終段誘
電体共振器４３Ａと、緩衝用誘電体部材５０Ａとが互い
に別々に形成されている。

第５図は、本発明の更に別の実施例としての導波管直結
ＮＲＤガイドフィルタを示す第１図と同様の図である。

この実施例の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタは、初段
誘電体共振器４１Ｂと、中間誘電体共振器４２Ｂと、終
段誘電体共振器４３Ｂと、緩衝用誘電体部材５０Ｂとが
互いに別々に形成されている点は、第４図のものと同様
であるが、初段誘電体共振器４１Ｂと、中間誘電体共振
器４２Ｂと、終段誘電体共振器４３Ｂとが円柱共振器と
されている。

次に、本発明の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの構成
によって、外部Ｑを、共振周波数とは無関係に調整しう
る点を、確認するために行った実験結果について説明す
る。

先ず、本発明の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの特性
と比較するため、第６図（Ａ）　　に示すような従来の
フィルタ構造について共振器の外部Ｑと共振周波数との
関係について調べてみた。この第６図（＾）の構造では
、ＮＲＤガイド共振器１０Ａと、導波管１１Ａとは、終
段誘電体共振器２ＯＡと導波管接続部との間に緩衝用誘
電体部材を介さずに結合されている。一方、本発明の導
波管直結ＮＲＤガイドフィルタの構造としては、第６図
（Ｂ）に示すように、第１図の構造の如く、ＮＲＤガイ
ド共振器３０Ａと、導波管３１Ａとは、終段誘電体共振
器４３に続いて導波管との接続部に配冒した緩衝用誘電
体部材５０を介して結合されているものについて調べて
みた。寸法Ｓ、（第２図参照）を１．２ｎ＋ｍ、寸法Ｓ
２　　（第２図参照）を１．５ｍｍとし、第６図（＾）
の従来構造のものでは、導波管接続面と終段誘電体共振
器２ＯＡとの間の長さを変えることによって外部Ｑを変
化させたときの共振周波数の変化を測定し、第６図（Ｂ
）　の本発明の構造のものでは、緩衝用誘電体部材５０
と終段誘電体共振器４３との間の長さを変えることによ
って外部Ｑを変化させときの共振周波数の変化を測定し
た。

なお、これら実験において、誘電体としてはテフロン（
ε、　＝２．０４、ｔａｎ　δ＝１．４　Ｘ　１０−’
）を用い、誘電体ストリップの高さを　２．７市、幅を
３．５ｍｍ、遮断域の誘電体幅を１．１ｍｍとした。

このような実験の結果、第６図（Ａ）　の従来の構造で
は、外部Ｑと共振周波数の変化割合（ｆｏ’　／ｆｏ）
との関係は、第７図の曲線Ａに示すように、外部Ｑの変
化につれて共振周波数が太きく変化してしまうことが分
かった。一方、第６図（Ｂ）　　の本発明による構造で
は、前述の諸寸法においては、第７図の曲線Ｂに示すよ
うに、外部Ｑを変えても共振周波数はそれほど変化しな
いことが確認された。

また、参考のため、共振器間の結合係数及び内部Ｑは解
析的に求め、また初段、終段共振器の外部Ｑは測定から
求め中心周波数４９．５　　ＧＨ２゜帯域幅ＩＧＨ，の
チェビシエフ型３段帯域通過フィルタの設計、試作を行
ったところ、第８図に示すような特性のものが得られた
。ここで、フィルタケースは黄銅に銀メッキしたものを
用い、各部の寸法は、第１図および第２図において、寸
法ｄ＝２．００ｍｍ、寸法Ｉｔ　　＝　１４　＝１．２
５ｍｍ、寸法１２＝　１３　＝４．９５ｍｍ、寸法Ｓ、
　＝１．２０　！Ｄｍ、寸法３２　＝　　１．５０ｍｍ
とした。第８図において、実線で示す曲線Ｃは、周波数
と挿入損失との関係を示し、点線で示す曲線りは、周波
数とリターンロスとの関係を示し、○印は、各実測値を
示している。

第８図の各曲線および○印から明らかなように、得られ
た特性は良好で、挿入損失０．５ｄＢ、リターンロス３
　Ｑ　ｄＢ以上であった。なお、挿入損失の理論値は、
０．３５　ｄＢであり、測定値はこれと大差なく本発明
のフィルタの実用性が確認された。

次に、第４図に示したような本発明の導波管直結ＮＲＤ
ガイドフィルタの特性を確認するた給、第９図（＾）及
び（Ｂ）　　に示すような各構造について実験して見た
。第９図（Ａ）　　の構造は、第１３図に示した従来の
導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの（ε、＝２．０４）
とした。′一方、第９図（Ｂ）　　の構造は、第４図の
本発明の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの構成に対応
するもので、共振器構成誘電体部材４３Ａの長さ寸法ｄ
を２．７１　ｎｏｎとし、緩衝用誘電体部材５０・Ａの
第１部分の寸法ｓ０　を１．２７園、第２部分の寸法ｓ
２を１．３５　ｎｕｎとし、その材料をテフロン（ε、
＝２．０４）とした。これら各構造について、第９図（
Ａ）の従来構造のものでは、導波管接続面と終段誘電体
共振器２０Ｂとの間の長さを変えることによって外部Ｑ
を変化させたときの共振周波数の変化を測定し、第９図
（Ｂ）　　の本発明の構造のものでは、緩衝用誘電体部
材５０Ａと終段誘電体共振器４３Ａとの間の長さを変え
ることによって外部Ｑを変化させときの共振周波数の変
化を測定することにより、共振器の外部Ｑと共振周波数
との関係について実験したところ、第９図（Ａ）の従来
構造のものでは、第１０図の曲線Ｅに示されるように、
外部Ｑを変化させると共振周波数が大きく変化すること
が確認され、一方、第９図（Ｂ）　の本発明の構造では
、第１０図の曲線Ｆに示されるように、緩衝用誘電体部
材５０Ａの諸寸法を適切に選定することにより外部Ｑを
変化させても共振周波数はそれほど変化しないことが確
言忍できた。

最後に、第５図に示したような本発明の導波管直結ＮＲ
Ｄガイドフィルタの特性を確認するた袷、第１１図（Ａ
）　及び（Ｂ）　　に示すような各構造について実験し
て見た。第１１図（Ａ）　の構造は、従来の円柱型導波
管直結ＮＲＤガイドフィルタの構成に対応するもので、
円柱型誘電体共振器２０Ｇの直径寸法２ρを３．５ｍｍ
とし、その材料をテフロン（ε、＝２．０４）とした。

一方、第１１図（’Ｂ）　の構造は、第５図の本発明の
導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの構成に対応するもの
で、共振器構成誘電体部材４３Ｂの直径寸法２ρを３．
５ｍｍとし、緩衝用誘電体部材５０Ａの第１部分の寸法
ｓ１　を１．３肚、第２部分の寸法Ｓ２　を１．４ｍ＋
ｎとし、それらの材料をテフロン（ε、＝２．０４）と
した第１具体例と、共振器構成誘電体部材４３Ｂの直径
寸法２ρを３．５ｍｍとし、その材料をテフロン（ε。

＝２．０４　）とし、緩衝用誘電体部材５０Ｂの第１部
分の寸法ＳＩ　を１．１ｍｍ、第２部分の寸法Ｓ２を１
．４ｍｍとし、その材料をＥＰＦＴシート（ε７＝１．
４）とした第２具体例とについて実験して見た。

これら各構造について、第１１図（Ａ）　　の従来構造
のものでは、導波管接続面と終段誘電体共振器２０Ｃと
の間の長さを変えることによって外部Ｑを変化させたと
きの共振周波数の変化を測定し、第１１図（Ｂ）　　の
本発明の構造のものでは、緩衝用誘電体部材５０Ｂと終
段誘電体共振器４３Ｂとの間の長さを変えることによっ
て外部Ｑを変化させたときの共振周波数の変化を測定す
ることにより、共振器の外部Ｑと共振周波数との関係に
ついて実験したところ、第１１図（Ａ）　　の従来構造
のものでは、第１２図の曲線Ｇに示されるように、外部
Ｑを変化させると共振周波数が大きく変化させられてし
まうことが確認され、一方、第１１図（Ｂ）　　の本発
明の構造の第１具体例では、緩衝用誘電体部材５０Ｂの
諸寸法を適切に選定することにより第１２図の曲線Ｈに
示されるように、外部Ｑを変化させても共振周波数はそ
れほど変化しないことが確認でき、また、第１１図（Ｂ
）　　の本発明の構造の第２具体例でも、第１２図の曲
線■に示されるように、外部Ｑを変化させても共振周波
数はそれほど変化しないことが確認できた。

発明の効果前述したことから明らかなように、本発明の導波管直結
ＮＲＤガイドフィルタの構成によれば、導波管接続面と
誘電体共振器との間の長さを変えて外部Ｑを変化させる
場合においても、緩衝用誘電体部の寸法を適切に選定す
るだけで、共振周波数の変化を抑制できるので、導波管
直結ＮＲＤガイドフィルタの設計、製造、調整を容易な
ものとすることができる。また、本発明の如く緩衝用誘
電体部を設けると、誘電体共振器を多段に設ける場合に
おいてそれら誘電体共振器の長さを全て等しくできると
いう効果も得られることが分かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例としての導波管直結ＮＲＤ
ガイド３段フィルタを示す上半部破断斜視図、第２図は
、第１図の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの緩衝用誘
電体部材の部分の構造を上から見た図、第３図は、第１
図の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの緩衝用誘電体部
材の部分の構造を横から見た図、第４図は、本発明の別
の実施例としての導波管直結ＮＲＤガイドフィルタを示
す第１図と同様の図、第５図は、本発明の更に別の実施
例としての導波管直結ＮＲＤガイドフィルタを示す第１
図と同様の図、第６図（八）及び（Ｂ）は、第１図の本
発明の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの特性を確認す
るために実験を行った従来構造及び本発明構造をそれぞ
れ示す概略図、第７図は、第６図の各構造について行っ
た実験結果を示す特性曲線図、第８図は、本発明の導波
管直結ＮＲＤガイドフィルタの試作例の特性を示す図、
第９図（Ａ）　　及び（Ｂ）　　は、第４図の本発明の
導波管直結ＮＲＤガイドフィルタの特性を確認するため
に実験を行った従来構造及び本発明構造をそれぞれ示す
概略図、第１０図は、第９図の各構造について行った実
験結果を示す特性曲線図、第１１図（Ａ）　　及び（Ｂ
）　　は、第５図の本発明の導波管直結ＮＲＤガイドフ
ィルタの特性を確認するために実験を行った従来構造及
び本発明構造をそれぞれ示す概略図、第１２図は、第１
１図の各構造について行った実験結果を示す特性曲線図
、第１３図（Ａ）及び（Ｂ）　　は、従来の導波管直結
ＮＲＤガイドフィルタの一例を示す概略断面図および正
面図である。３０・・・・・・ＮＲＤガイド金属ハウジング、３１・
・・・・・導波管フランジ、３２・・・・・・空胴、４
１・・・・・・初段誘電体共振器、４２・・・・・・中間誘電体共振器、４３・・・・・・終段誘電体共振器、５０・・・・・・緩衝用誘電体部材。第４図第５図第６図（Ａ）　　　　　　（Ｂ）第７図第８図べ人４ｏゞ４８４９５０引周波数（ＧＨｚ）外部Ｑ、ＱＥ第９図（Ａ）（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＮＲＤガイド共振器と導波管とを直結させた型の
導波管直結ＮＲＤガイドフィルタにおいて、前記ＮＲＤ
ガイド共振器の共振器構成誘電体部に続いて前記ＮＲＤ
ガイド共振器と前記導波管との接続部に、緩衝用誘電体
部を配置したことを特徴とする導波管直結ＮＲＤガイド
フィルタ。
（２）前記緩衝用誘電体部は、前記共振器構成誘電体部
と一体とされている特許請求の範囲第（１）項記載の導
波管直結ＮＲＤガイドフィルタ。
（３）前記緩衝用誘電体部は、前記共振器構成誘電体部
と別に形成されている特許請求の範囲第（１）項記載の
導波管直結ＮＲＤガイドフィルタ。
（４）前記ＮＲＤガイド共振器は、角柱共振器である特
許請求の範囲第（１）項又は第（２）項又は第（３）項
記載の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタ。
（５）前記ＮＲＤガイド共振器は、円柱共振器である特
許請求の範囲第（１）項又は第（２）項又は第（３）項
記載の導波管直結ＮＲＤガイドフィルタ。