特許 6508749 帯域幅可変バンドパスフィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6508749

(24)【登録日】2019年4月12日

(45)【発行日】2019年5月8日

(54)【発明の名称】帯域幅可変バンドパスフィルタ

(51)【国際特許分類】

   H01P 1/207 20060101AFI20190422BHJP

【ＦＩ】

   H01P1/207 A

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-7918(P2018-7918)

(22)【出願日】2018年1月22日

【審査請求日】2018年1月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】宮本 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】城山 典久

(72)【発明者】

【氏名】鶴岡 拓真

【審査官】 橘 均憲

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１７／１７０１２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−００９８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１１３６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１８７１３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１２８２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４９８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００１７２７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０２８８２８９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｐ１／００−１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

幅広面中央で上下に２分割された方形導波管によって挟持され、前記方形導波管の長手延長方向に並べられた複数の金属板と、
隣接する前記金属板の段間で、かつ、前記金属板の上部又は下部に配置された誘電体板と、
前記誘電体板と前記金属板との相対的位置関係を外部から変化させるための駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記誘電体板をフラップ運動させることで、前記誘電体板と前記金属板との相対角度を変化させる、
帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【請求項2】

前記駆動部による前記誘電体板のフラップ運動は、メモリ及びプロセッサを備えるコンピュータによって制御され、
前記メモリは、前記相対角度と前記帯域幅可変バンドパスフィルタの通過帯域の帯域幅との対応関係を格納し、
前記プロセッサは、所望の帯域幅に対応する前記相対角度になるように、前記駆動部による前記誘電体板のフラップ運動を制御する、
請求項１に記載の帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【請求項3】

幅広面中央で上下に２分割された方形導波管によって挟持され、前記方形導波管の長手延長方向に並べられた複数の金属板と、
隣接する前記金属板の段間で、かつ、前記金属板の上部又は下部に配置された誘電体板と、
前記誘電体板と前記金属板との相対的位置関係を外部から変化させるための駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記誘電体板を上下運動させることで、前記誘電体板と前記金属板との相対距離を変化させる、
帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【請求項4】

前記駆動部による前記誘電体板の上下運動は、メモリ及びプロセッサを備えるコンピュータによって制御され、
前記メモリは、前記相対距離と前記帯域幅可変バンドパスフィルタの通過帯域の帯域幅との対応関係を格納し、
前記プロセッサは、所望の帯域幅に対応する前記相対距離になるように、前記駆動部による前記誘電体板の上下運動を制御する、
請求項３に記載の帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【請求項5】

複数の前記金属板は、一端が前記方形導波管の内側壁に接続され、他端が開放端である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【請求項6】

複数の前記金属板のうち隣接する前記金属板の一方は、前記一端が前記方形導波管の一方側の内側壁に接続され、隣接する前記金属板の他方は、前記一端が前記方形導波管の他方側の内側壁に接続される、
請求項５に記載の帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【請求項7】

前記帯域幅可変バンドパスフィルタは、複数の前記金属板が１／４波長共振器として動作するインターディジタル型バンドパスフィルタである、
請求項６に記載の帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【請求項8】

複数の前記金属板は、前記一端が前記方形導波管の同じ側の内側壁に接続される、
請求項５に記載の帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【請求項9】

前記帯域幅可変バンドパスフィルタは、複数の前記金属板が１／４波長共振器として動作するコムライン型バンドパスフィルタである、
請求項８に記載の帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【請求項10】

前記駆動部は、ステッピングモーターである、
請求項１から９のいずれか１項に記載の帯域幅可変バンドパスフィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、通過帯域の帯域幅が可変である帯域幅可変バンドパスフィルタに関する。

【背景技術】

【0002】

マイクロ波やミリ波を用いて送受信を行う無線通信システムにおいては、所定の周波数帯域の信号のみを通過させ、不要な周波数成分を除去するためにバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）が用いられる。例えば、特許文献１には、誘電体を用いて、通過帯域の中心周波数を変化（周波数シフト）させることができる高周波用のチューナブル帯域通過フィルタに関する技術が開示されている。

【0003】

特許文献１に開示されたチューナブル帯域通過フィルタは、空洞半同軸共振器を利用した導波管フィルタである。特許文献１に開示されたチューナブル帯域通過フィルタは、幅広面中央で上下に２分割された方形導波管によって挟持され、所定の周波数で共振するよう設計された薄い金属板と、金属板の長手延長方向に沿うように金属板の上部又は下部に金属板全体に渡って配置された誘電体板と、誘電体板と金属板との相対位置関係を外部から変化させるための駆動部と、を備える。なお、誘電体板は、方形導波管の外部に突出した連結部にて駆動部と接続される。駆動部は、誘電体板の位置又は角度を変化させることにより、誘電体板と金属板との相対位置関係を変化させる。

【0004】

特許文献１に開示されたチューナブル帯域通過フィルタは、誘電体板と金属板との相対位置関係を外部から変化させることにより、誘電率による波長短縮の効果を利用して、導波管の広面の長さを電気的に変化させ、周波数シフトを実現するものである。特許文献１に開示されたチューナブル帯域通過フィルタは、このような単純な構造で通過帯域の中心周波数を任意かつ連続的に変化させることができるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５１８７７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１に開示されたチューナブル帯域通過フィルタは、通過帯域の中心周波数を変化させることができるものであって、通過帯域の帯域幅を変化させるものではなかった。そのため、特許文献１に開示されたチューナブル帯域通過フィルタにおいて、通過帯域の帯域幅を変化させるには、結合調整ネジを用いて、金属板の段間の結合量を調整する必要があった。しかし、結合調整ネジによる結合量の調整をコンピュータ制御するには、帯域通過フィルタの構造の複雑化が避けられなかった。さらに、金属板の段間の結合量を調整すると、通過帯域の中心周波数も変化してしまうため、中心周波数の変化分は誘電体で調整しなければならず、複雑な制御が必要であった。そのため、特許文献１に開示されたチューナブル帯域通過フィルタは、コンピュータ制御で通過帯域の帯域幅を変化させることが困難であるという問題があった。

【0007】

また、特許文献１に開示されたチューナブル帯域通過フィルタは、１枚の金属板に複数の空洞が空いており、空洞間の金属部分であるフィンラインの中心から、そのフィンラインに隣接するフィンラインの中心までを１／２波長としてＴＥ０１モードという共振モードで動作する導波管フィルタであった。そのため、特許文献１に開示されたチューナブル帯域通過フィルタは、構造的に小型化が難しいという問題があった。

【0008】

本開示の目的は、上述した課題のいずれかを解決する帯域幅可変バンドパスフィルタを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一態様による帯域幅可変バンドパスフィルタは、
幅広面中央で上下に２分割された方形導波管によって挟持され、前記方形導波管の長手延長方向に並べられた複数の金属板と、
隣接する前記金属板の段間で、かつ、前記金属板の上部又は下部に配置された誘電体板と、
前記誘電体板と前記金属板との相対的位置関係を外部から変化させるための駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記誘電体板をフラップ運動させることで、前記誘電体板と前記金属板との相対角度を変化させる。

【0010】

他の態様による帯域幅可変バンドパスフィルタは、
幅広面中央で上下に２分割された方形導波管によって挟持され、前記方形導波管の長手延長方向に並べられた複数の金属板と、
隣接する前記金属板の段間で、かつ、前記金属板の上部又は下部に配置された誘電体板と、
前記誘電体板と前記金属板との相対的位置関係を外部から変化させるための駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記誘電体板を上下運動させることで、前記誘電体板と前記金属板との相対距離を変化させる。

【発明の効果】

【0011】

上述の態様によれば、コンピュータ制御で通過帯域の帯域幅を変化させることができる帯域幅可変バンドパスフィルタを提供できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの一例を示す分解斜視図である。

【図2】図１に示した帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ａから見た側面図である。

【図3】図１に示した帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ｂから見た上面図である。

【図4】実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの他の例を示す上面図である。

【図5】図１に示した帯域幅可変バンドパスフィルタにおける誘電体板のフラップ運動の一例を示す側面図である。

【図6】図１に示した帯域幅可変バンドパスフィルタにおける通過特性の測定結果の一例を示すグラフである。

【図7】実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの一例を示す分解斜視図である。

【図8】図７に示した帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ｃから見た側面図である。

【図9】図７に示した帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ｄから見た上面図である。

【図10】実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの他の例を示す上面図である。

【図11】図７に示した帯域幅可変バンドパスフィルタにおける誘電体板の上下運動の一例を示す側面図である。

【図12】図７に示した帯域幅可変バンドパスフィルタにおける通過特性の測定結果の一例を示すグラフである。

【図13】実施の形態１，２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタのコンピュータ制御に係る機能ブロックの一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、以下で示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、これに限定されるものではない。

【0014】

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの一例を示す分解斜視図である。図２は、図１に示した帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ａから見た側面図である。図３は、図１に示した帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ｂから見た上面図である。なお、図２及び図３においては、方形導波管１１，１２を透過的に表している。

【0015】

図１〜図３に示されるように、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、方形導波管１１，１２と、金属板１３−１〜１３−３と、誘電体板１４−１〜１４−２と、駆動部１５と、同軸コネクタ１６−１〜１６−２と、竿１７と、を備えている。以下、金属板１３−１〜１３−３を特に区別することなく言及する場合には、単に「金属板１３」と呼称することがある。同様に、誘電体板１４−１〜１４−２は、単に「誘電体板１４」と呼称することがある。

【0016】

方形導波管１１，１２は、方形導波管が幅広面（Ｈ面。図１では垂直面）中央で上下に２分割されて形成されたものである。元の方形導波管の上半分が方形導波管１１となり、元の方形導波管の下半分が方形導波管１２となる。

【0017】

本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、３つの金属板１３−１〜１３−３を共振器として備えた３段構成のフィルタとなっている。ただし、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの段数は、３段に限定されず、２段以上であれば良い。

【0018】

金属板１３−１〜１３−３は、方形導波管１１，１２によって幅狭面（Ｅ面。図１では水平面）に平行に挟持され、所定の周波数で共振するように設計された、方形の薄い金属板である。金属板１３−１〜１３−３は、一端が方形導波管１１又は１２の内側壁に接続され、他端が開放端（つまり、他の部材と接していない）となる、半同軸型共振器である。また、金属板１３−１〜１３−３は、金属板１３の側面同士が対向するように、方形導波管１１，１２の長手延長方向（ｘ方向）に並べられている。また、初段の金属板１３−１は、同軸コネクタ１６−１に接続され、終段の金属板１３−３は、同軸コネクタ１６−２に接続されている。

【0019】

図１〜図３においては、金属板１３−１〜１３−３のうち隣接する２つの金属板１３の一方は、一端が方形導波管１１又は１２の一方側の内側壁に接続され、隣接する２つの金属板１３の他方は、一端が方形導波管１１又は１２の他方側の内側壁に接続されている。このタイプのフィルタは、インターディジタル型バンドパスフィルタと呼称される。

【0020】

ただし、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、インターディジタル型バンドパスフィルタに限定されない。本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、図４に示されるように、金属板１３Ａ−１〜１３Ａ−３の一端が、方形導波管１１又は１２の同じ側の内側壁に接続されても良い。このタイプのフィルタは、コムライン型バンドパスフィルタと呼称される。なお、図４は、図３に相当する上面図である。

【0021】

インターディジタル型バンドパスフィルタ又はコムライン型バンドパスフィルタにおいては、金属板１３又は１３Ａは、方形導波管１１，１２の短手延長方向（ｙ方向）の長さが１／４波長である１／４波長共振器として動作する。そのため、インターディジタル型バンドパスフィルタ又はコムライン型バンドパスフィルタは、導波管フィルタと比較して、小型化が容易であるという利点がある。

【0022】

なお、以下では、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタが、図１〜図３に示されるインターディジタル型バンドパスフィルタであるものとして説明を行う。

【0023】

同軸コネクタ１６−１〜１６−２は、金属板１３−１〜１３−３に電力を供給するためのコネクタである。

【0024】

誘電体板１４−１〜１４−２は、方形導波管１１又は１２の内側壁から内側の短手延長方向に離れた位置で、かつ、金属板１３の段間の下側の位置に、方形導波管１１，１２の長手延長方向に並べられている。すなわち、金属板１３−１，１３−２の段間には誘電体板１４−１が配置され、金属板１３−２，１３−３の段間には誘電体板１４−２が配置されている。なお、誘電体板１４−１〜１４−２は、金属板１３の段間の下側に配置されることには限定されず、金属板１３の段間の上側に配置されても良い。

【0025】

竿１７は、誘電体板１４−１〜１４−２をフラップ運動させるための竿状の棒であり、方形導波管１１，１２の長手延長方向に延びている。竿１７は、方形導波管１１，１２の内部において、誘電体板１４−１〜１４−２の側面から貫通して、誘電体板１４−１〜１４−２に接続される。また、竿１７は、一端が方形導波管１１，１２の外部（ｘ方向プラス側）に突出し、駆動部１５と接続される。

【0026】

駆動部１５は、誘電体板１４と金属板１３との相対的位置関係を外部から変化させるためのものである。本実施の形態１においては、駆動部１５は、誘電体板１４−１〜１４−２に竿１７を軸としたフラップ運動を加える。駆動部１５には、例えば、ステッピングモーターを用いることができる。

【0027】

誘電体板１４−１〜１４−２は、誘電率が１以上であり、金属板１３−１〜１３−３と共にバンドパスフィルタを構成する。誘電体板１４−１〜１４−２は、金属板１３間の電磁界分布に影響を与える。

【0028】

本実施の形態１においては、駆動部１５を用いて誘電体板１４をフラップ運動させて、誘電体板１４と金属板１３との相対角度を変化させることによって、通過帯域の帯域幅を変化させる。

【0029】

図５は、本実施の形態１における誘電体板１４−１〜１４−２のフラップ運動の一例を示す図である。なお、図５の各図は、図２と同様に、図１に示される帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ａから見た側面図である。

【0030】

図５に示されるように、誘電体板１４と金属板１３との相対角度は、例えば、０°から１８０°まで変化させることができる。図５は、誘電体板１４と金属板１３との相対角度が、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°の時のそれぞれの状態を示している。

【0031】

以下、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの通過帯域の帯域幅の具体的な事例について説明する。ここでは、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタが、中心周波数が８ＧＨｚであり、図１〜図３に示されるインターディジタル型バンドパスフィルタであるものとする。

【0032】

図６は、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの通過特性の測定結果の一例を示すグラフである。図６においては、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸はＳ２１［ｄＢ］である。Ｓ２１は、周波数に対する通過損失を示している。また、図６においては、図５に示されるように、誘電体板１４と金属板１３との相対角度を０°から１８０°まで変化させた時の、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°のそれぞれの状態での通過特性を示している。また、図６においては、誘電体板１４−１〜１４−２の比誘電率は１０として計算している。

【0033】

図６に示されるように、相対角度が０°の時の通過帯域の帯域幅は、相対角度が９０°の時の通過帯域の帯域幅の約１．４６倍であることが分かる。また、相対角度０°と１８０°、及び、相対角度４５°と１３５°は、方形導波管１１，１２の短手延長方向において、誘電体板１４が竿１７を中心に線対称の位置関係にある。相対角度が０°と１８０°の時、及び、相対角度が４５°と１３５°の時は、互いに近い通過特性を示すことが分かる。また、通過帯域の帯域幅が変化しても、通過帯域の中心周波数は変化しないことが分かる。

【0034】

このように、駆動部１５を用いて、誘電体板１４をフラップ運動させることによって、インターディジタル型バンドパスフィルタの通過帯域の帯域幅を調整できることが分かる。図示していないが、コムライン型バンドパスフィルタも同様である。ただし、コムライン型バンドパスフィルタと比較すると、インターディジタル型バンドパスフィルタの方が、帯域幅が広帯域になる。

【0035】

上述したように本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタによれば、隣接する金属板１３の段間で金属板１３の上部又は下部に誘電体板１４を配置し、駆動部１５を用いて、誘電体板１４をフラップ運動させて、誘電体板１４と金属板１３との相対角度を変化させることによって、通過帯域の帯域幅を変化させている。

【0036】

このように、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、駆動部１５のみで、通過帯域の帯域幅を任意かつ連続的に変化させることができる。そのため、コンピュータ制御で通過帯域の帯域幅を変化させるためには、駆動部１５を設けるという簡素な構造を採用すれば良く、特許文献１のように、結合調整ネジによる結合量の調整するための複雑な構造は必要としない。従って、コンピュータ制御で通過帯域の帯域幅を変化させることができるという効果が得られる。

【0037】

また、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタによれば、通過帯域の帯域幅が変化しても、通過帯域の中心周波数は変化しない。そのため、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、通過帯域の帯域幅を変化させた時に、通過帯域の中心周波数も調整するという複雑な制御は必要としない。このことも、コンピュータ制御で通過帯域の帯域幅を変化させることの実現に寄与する。

【0038】

また、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタによれば、インターディジタル型バンドパスフィルタ又はコムライン型バンドパスフィルタで実現される。インターディジタル型バンドパスフィルタ又はコムライン型バンドパスフィルタは、金属板１３又は１３Ａが、方形導波管１１，１２の短手延長方向の長さが１／４波長である１／４波長共振器として動作する。

【0039】

そのため、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、特許文献１のような導波管フィルタと比較して、方形導波管１１，１２の長手延長方向のサイズを小さくすることができるため、小型化が容易であるという効果が得られる。

【0040】

また、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタによれば、インターディジタル型バンドパスフィルタ又はコムライン型バンドパスフィルタで実現されるため、電界結合と磁界結合とが足し合わせの関係となる。そのため、本実施の形態１に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、比較的大きな段間結合を得ることができ、広帯域バンドパスフィルタの設計に適しているという効果が得られる。

【0041】

＜実施の形態２＞
図７は、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの一例を示す分解斜視図である。図８は、図７に示した帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ｃから見た側面図である。図９は、図７に示した帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ｄから見た上面図である。なお、図８及び図９においては、方形導波管２１，２２を透過的に表している。

【0042】

図７〜図９に示されるように、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、方形導波管２１，２２と、金属板２３−１〜２３−３と、誘電体板２４−１〜２４−２と、駆動部２５と、同軸コネクタ２６−１〜２６−２と、竿２７と、連結部材２８と、を備えている。以下、金属板２３−１〜２３−３を特に区別することなく言及する場合には、単に「金属板２３」と呼称することがある。同様に、誘電体板２４−１〜２４−２は、単に「誘電体板２４」と呼称することがある。

【0043】

方形導波管２１，２２は、方形導波管が幅広面（Ｈ面。図７では垂直面）中央で上下に２分割されて形成されたものである。元の方形導波管の上半分が方形導波管２１となり、元の方形導波管の下半分が方形導波管２２となる。

【0044】

本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、３つの金属板２３−１〜２３−３を共振器として備えた３段構成のフィルタとなっている。ただし、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの段数は、３段に限定されず、２段以上であれば良い。

【0045】

金属板２３−１〜２３−３は、方形導波管２１，２２によって幅狭面（Ｅ面。図７では水平面）に平行に挟持され、所定の周波数で共振するように設計された、方形の薄い金属板である。金属板２３−１〜２３−３は、一端が方形導波管２１又は２２の内側壁に接続され、他端が開放端となる、半同軸型共振器である。また、金属板２３−１〜２３−３は、金属板２３の側面同士が対向するように、方形導波管２１，２２の長手延長方向（ｘ方向）に並べられている。また、初段の金属板２３−１は、同軸コネクタ２６−１に接続され、終段の金属板２３−３は、同軸コネクタ２６−２に接続されている。

【0046】

図７〜図９においては、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、インターディジタル型バンドパスフィルタとなっている。すなわち、金属板２３−１〜２３−３のうち隣接する２つの金属板２３の一方は、一端が方形導波管２１又は２２の一方側の内側壁に接続され、隣接する２つの金属板２３の他方は、一端が方形導波管２１又は２２の他方側の内側壁に接続されている。

【0047】

ただし、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、インターディジタル型バンドパスフィルタに限定されず、コムライン型バンドパスフィルタとしても良い。すなわち、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、図１０に示されるように、金属板２３Ａ−１〜２３Ａ−３の一端が、方形導波管２１又は２２の同じ側の内側壁に接続されても良い。なお、図１０は、図９に相当する上面図である。

【0048】

なお、以下では、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタが、図７〜図９に示されるインターディジタル型バンドパスフィルタであるものとして説明を行う。

【0049】

同軸コネクタ２６−１〜２６−２は、金属板２３−１〜２３−３に電力を供給するためのコネクタである。

【0050】

誘電体板２４−１〜２４−２は、方形導波管２１又は２２の内側壁から内側の短手延長方向に離れた位置で、かつ、金属板２３の段間の下側の位置に、方形導波管２１，２２の長手延長方向に並べられている。すなわち、金属板２３−１，２３−２の段間には誘電体板２４−１が配置され、金属板２３−２，２３−３の段間には誘電体板２４−２が配置されている。なお、誘電体板２４−１〜２４−２は、金属板２３の段間の下側に配置されることには限定されず、金属板２３の段間の上側に配置されても良い。

【0051】

竿２７は、誘電体板２４−１〜２４−２を上下運動させるための竿状の棒であり、上下方向（ｚ方向）に延びている。竿２７は、方形導波管２１，２２の内部において、誘電体板２４−１〜２４−２に接続される。図７〜図９においては、方形導波管１１，１２の長手延長方向に延びる棒状の連結部材２８で誘電体板２４−１〜２４−２を連結し、この連結部材２８に竿２７が接続されている。ただし、竿２７は、誘電体板２４−１〜２４−２の下面に直接接続されても良い。また、竿２７は、一端が方形導波管２１，２２の外部（ｚ方向マイナス側）に突出し、駆動部２５と接続される。

【0052】

駆動部２５は、誘電体板２４と金属板２３との相対的位置関係を外部から変化させるためのものである。本実施の形態２においては、駆動部２５は、誘電体板２４−１〜２４−２に接続された竿２７を介して、誘電体板２４−１〜２４−２に上下運動を加える。駆動部２５には、例えば、ステッピングモーターを用いることができる。

【0053】

誘電体板２４−１〜２４−２は、誘電率が１以上であり、金属板２３−１〜２３−３と共にバンドパスフィルタを構成する。誘電体板２４−１〜２４−２は、金属板２３間の電磁界分布に影響を与える。

【0054】

本実施の形態２においては、駆動部２５を用いて誘電体板２４を上下運動させて、誘電体板２４と金属板２３との相対距離を変化させることによって、通過帯域の帯域幅を変化させる。

【0055】

図１１は、本実施の形態２における誘電体板２４−１〜２４−２の上下運動の一例を示す図である。なお、図１１の各図は、図８と同様に、図７に示される帯域幅可変バンドパスフィルタを矢視Ｃから見た側面図である。

【0056】

図１１に示されるように、誘電体板２４と金属板２３との相対距離は、例えば、０．３５ｍｍから１．８５ｍｍまで変化させることができる。図１１は、誘電体板２４と金属板２３との相対距離が、０．３５ｍｍ、０．８５ｍｍ、１．８５ｍｍの時のそれぞれの状態を示している。

【0057】

以下、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの通過帯域の帯域幅の具体的な事例について説明する。ここでは、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタが、中心周波数が８ＧＨｚであり、図７〜図９に示されるインターディジタル型バンドパスフィルタであるものとする。

【0058】

図１２は、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタの通過特性の測定結果の一例を示すグラフである。図１２においては、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸はＳ２１［ｄＢ］である。また、図１２においては、図１１に示されるように、誘電体板２４と金属板２３との相対距離を０．３５ｍｍから１．８５ｍｍまで変化させた時の、０．３５ｍｍ、０．８５ｍｍ、１．８５ｍｍのそれぞれの状態での通過特性を示している。また、図１２においては、誘電体板２４−１〜２４−２の比誘電率は１０として計算している。

【0059】

図１２に示されるように、相対距離が０．３５ｍｍの時の通過帯域の帯域幅は、相対距離が１．８５ｍｍの時の通過帯域の帯域幅の約１．３３倍であることが分かる。

【0060】

このように、駆動部２５を用いて、誘電体板２４を上下運動させることによって、インターディジタル型バンドパスフィルタの通過帯域の帯域幅を調整できることが分かる。図示していないが、コムライン型バンドパスフィルタも同様である。ただし、コムライン型バンドパスフィルタと比較すると、インターディジタル型バンドパスフィルタの方が、帯域幅が広帯域になる。

【0061】

上述したように本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタによれば、隣接する金属板２３の段間で金属板２３の上部又は下部に誘電体板２４を配置し、駆動部２５を用いて、誘電体板２４を上下運動させて、誘電体板２４と金属板２３との相対距離を変化させることによって、通過帯域の帯域幅を変化させている。

【0062】

このように、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、駆動部２５のみで、通過帯域の帯域幅を任意かつ連続的に変化させることができる。そのため、コンピュータ制御で通過帯域の帯域幅を変化させるためには、駆動部２５を設けるという簡素な構造を採用すれば良く、特許文献１のように、結合調整ネジによる結合量の調整するための複雑な構造は必要としない。従って、コンピュータ制御で通過帯域の帯域幅を変化させることができるという効果が得られる。

【0063】

また、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタによれば、インターディジタル型バンドパスフィルタ又はコムライン型バンドパスフィルタで実現される。インターディジタル型バンドパスフィルタ又はコムライン型バンドパスフィルタは、金属板２３又は２３Ａが、方形導波管２１，２２の短手延長方向の長さが１／４波長である１／４波長共振器として動作する。

【0064】

そのため、本実施の形態２に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、特許文献１のような導波管フィルタと比較して、方形導波管２１，２２の長手延長方向のサイズを小さくすることができるため、小型化が容易であるという効果が得られる。
その他の効果は、実施の形態１と同様である。

【0065】

＜実施の形態３＞
上述したように、実施の形態１に係る駆動部１５による誘電体板１４のフラップ運動、及び、実施の形態２に係る駆動部２５による誘電体板２４の上下運動は、コンピュータ制御することが可能である。

【0066】

図１３は、上記のコンピュータ制御に係る機能ブロックの一例を示すブロック図である。
図１３に示されるように、コンピュータ９０は、プロセッサの一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）９１と、メモリの一例であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２と、を備えている。

【0067】

実施の形態１の場合においては、ＲＯＭ９２は、帯域幅と相対角度（誘電体板１４と金属板１３との相対角度）との対応関係を示すデータを格納している。ＲＯＭ９２は、所望の帯域幅を示す周波数データ９３が入力されると、所望の帯域幅に対応する相対角度を示すデータをＣＰＵ９１に出力する。ＣＰＵ９１は、金属板１３と誘電体板１４との相対角度を、所望の帯域幅に対応する相対角度にするための制御信号を、駆動部１５に出力する。駆動部１５は、制御信号に応答して誘電体板１４をフラップ運動させて、金属板１３と誘電体板１４との相対角度を変化させることによって、通過帯域の帯域幅を調整する。

【0068】

実施の形態２の場合においては、ＲＯＭ９２は、帯域幅と相対距離（誘電体板１４と金属板１３との相対距離）との対応関係を示すデータを格納している。ＲＯＭ９２は、所望の帯域幅を示す周波数データ９３が入力されると、所望の帯域幅に対応する相対距離を示すデータをＣＰＵ９１に出力する。ＣＰＵ９１は、金属板１３と誘電体板１４との相対距離を、所望の帯域幅に対応する相対距離にするための制御信号を、駆動部１５に出力する。駆動部１５は、制御信号に応答して誘電体板１４を上下運動させて、金属板１３と誘電体板１４との相対距離を変化させることによって、通過帯域の帯域幅を調整する。

【0069】

なお、ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９２に記憶されたプログラムを読み出し、実行することで、上記の機能を実現しても良い。また、上記のプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータ９０に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ROM）、ＣＤ−Ｒ（CD recordable）、ＣＤ−Ｒ／Ｗ（CD rewritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータ９０に供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバなどの有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータ９０に供給できる。

【0070】

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0071】

１１，１２ 方形導波管
１３−１〜１３−３，１３Ａ−１〜１３Ａ−３ 金属板
１４−１〜１４−２ 誘電体板
１５ 駆動部
１６−１〜１６−２ 同軸コネクタ
１７ 竿
２１，２２ 方形導波管
２３−２〜２３−３，２３Ａ−１〜２３Ａ−３ 金属板
２４−１〜２４−２ 誘電体板
２５ 駆動部
２６−１〜２６−２ 同軸コネクタ
２７ 竿
２８ 連結部材
９０ コンピュータ
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＯＭ
９３ 周波数データ

【要約】

【課題】バンドパスフィルタにおいて、コンピュータ制御で通過帯域の帯域幅を変化させることが困難である。
【解決手段】本開示に係る帯域幅可変バンドパスフィルタは、幅広面中央で上下に２分割された方形導波管１１，１２によって挟持され、方形導波管１１，１２の長手延長方向に並べられた複数の金属板１３と、隣接する金属板１３の段間で、かつ、金属板１３の上部又は下部に配置された誘電体板１４と、誘電体板１４と金属板１３との相対的位置関係を外部から変化させるための駆動部１５と、を備える。駆動部１５は、誘電体板１４をフラップ運動させることで、誘電体板１４と金属板１３との相対角度を変化させる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】