半同轴谐振器.pdf

本发明提供一种半同轴谐振器，所述半同轴谐振器能抑制通带的插入损耗，实现小型轻量化及低成本化。由圆柱状的第1元件（103）和紧固于第1元件（103）的开口端（一端）的正方形板状的第2元件（104）构成谐振体（102）。多个谐振体（102）被配置成，彼此使正方形的一条边靠近，第1元件（103）的另一端固定于箱状的壳体（101）内的底面。收纳有多个谐振体（102）的壳体（101）的开口的一面被盖（105）封闭。

1.  一种半同轴谐振器，其特征在于，
具备谐振体和箱状的壳体，
所述谐振体具有圆柱状的第1元件和紧固于所述第1元件的一端的正方形板状的第2元件，
多个所述谐振体以彼此使正方形的一条边靠近的方式配置于所述壳体内。

2.  如权利要求1所述的半同轴谐振器，其特征在于，
所述第2元件在正方形的一条边上形成有螺纹孔的纵向一半。

3.  如权利要求1所述的半同轴谐振器，其特征在于，
所述第2元件在正方形的相对的两条边上分别形成有螺纹孔的纵向一半。

半同轴谐振器
技术领域
本发明涉及具有阶跃阻抗谐振器（SIR）（SteppedImpedanceResonator）结构的半同轴谐振器。
背景技术
对于移动通信系统中的基站的小型轻量化、低成本化的要求较高。基站在进行无线信号的收发时，为了抑制期望波以外的无用波，在发信时使用发信滤波器，在收信时使用收信滤波器。发信滤波器及收信滤波器是带通滤波器，在以下的说明中有将其统称为滤波器的情况。
当各滤波器中的通带的插入损耗较高时，发信滤波器中主要引起功率利用系数恶化，收信滤波器中主要引起噪声系数（NF：NoiseFigure）恶化。因此，需要将滤波器中的通带的插入损耗抑制到较低程度。为了抑制通带的插入损耗，谐振器需要较高的空载Q。
此外，滤波器的重量占基站整体重量的约30%，对装置的重量有很大影响。
在使用一般的横电磁波（TEM）（TransverseElectroMagnetic）模式的气穴滤波器（air-cavityfilter）的情况下，为了提高空载Q，需要增大滤波器的结构，结果与小型轻量化相悖。此外，在使用电介质滤波器的情况下，虽然能够实现小型轻量化但成本增加。因此，在专利文献1中公开了被用于实现小型轻量化及低成本化的滤波器的半同轴谐振器。这里，半同轴是指同轴线路的一端短路。
在专利文献1公开的谐振器（λ/4气体半同轴谐振器）中，将壳体（外导体）设为箱形，将收纳于壳体的谐振体（内导体）的开口端设为圆盘形，由此实现低阻抗化，进行波长缩短。由此，实现了谐振体及壳体的低高度化（容积减小）。
通常使用多个谐振体，所以在图1中示出在专利文献1公开的谐振器中使用2个谐振体的情况。如图1所示，为使2个谐振体的电磁场耦合减少，在2个谐振体之间设置从壳体侧面向内侧突出的壁。
专利文献1：日本特开昭58-172003号公报。
但是，在使上述专利文献1中公开的使用了多个谐振体的谐振器小型化的情况下，只有缩小壳体或增大谐振体开口端的圆盘形状的方法，由于这两种方法都使得壁和谐振体之间的距离缩短，所以电流的流动被阻碍，空载Q恶化。因此，存在不能将通带的插入损耗抑制到较低程度的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种半同轴谐振器，所述半同轴谐振器能抑制通带的插入损耗，实现小型轻量化及低成本化。
本发明的半同轴谐振器采用下述方案：具备谐振体和箱状的壳体，所述谐振体具有圆柱状的第1元件和紧固于所述第1元件的一端的正方形板状的第2元件，多个所述谐振体以彼此使正方形的一条边靠近的方式配置于所述壳体内。
根据本发明，能够抑制通带的插入损耗，实现小型轻量化及低成本化。
附图说明
图1是表示在专利文献1公开的谐振器中使用2个谐振体的情况的图。
图2是表示涉及本发明一实施方式的半同轴谐振器的结构的立体图。
图3中，（a）是构成半同轴谐振器的谐振体的俯视图、（b）是谐振体的主视图（及后视图）、（c）是谐振体的仰视图。
图4是表示拧入调整谐振体间的耦合程度的螺纹件的螺纹孔形成于低阻抗部的一条边的情况的图。
图5是表示拧入调整谐振体间的耦合程度的螺纹件的螺纹孔形成于低阻抗部的相对的两条边的情况的图。
图6是表示不调整谐振体间的耦合程度的情况下的谐振体的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。
（一实施方式）
图2是表示涉及本发明一实施方式的半同轴谐振器100的结构的立体图。此外，图3中，（a）是构成半同轴谐振器100的谐振体102的俯视图、（b）是谐振体102的主视图（及后视图）、（c）是谐振体102的仰视图。以下，使用图2及图3对半同轴谐振器100的结构进行说明。
由铝或铁等金属材料构成的壳体101是箱形的形状，收纳同样由铝或铁等金属材料构成的谐振体102。图2中收纳有2个谐振体102-1、102-2（以下，当区别各谐振体时，附加副编号，当不区别时，不附加副编号）。壳体101收纳谐振体102-1、102-2，开口的一面（图中的上表面）被由金属材料构成的盖105封闭。
谐振体102-1具有圆柱状的第1元件（以下称作“高阻抗部”）103-1和被紧固于高阻抗部的开口端的正方形板状的第2元件（以下称作“低阻抗部”）104-1。同样，谐振体102-2也具有高阻抗部103-2和低阻抗部104-2（以下，当区别各高阻抗部及各低阻抗部时，附加副编号，当不区别时，不附加副编号）。
在高阻抗部103-1、103-2的两端分别设有螺纹孔，高阻抗部103-1、103-2的一端经由设置于壳体101的底面的螺纹孔（图中未示出）借助螺纹件与壳体101的底面紧固和短路。另一方面，高阻抗部103-1、103-2的另一端（开口端）经由设置于低阻抗部104-1、104-2的中央的螺纹孔（图中未示出）借助螺纹件与低阻抗部104-1、104-2紧固。
2个谐振体102-1、102-2被配置成，低阻抗部104-1、104-2的正方形的一条边彼此相对。在这样配置的2个谐振体间，高阻抗部彼此磁场耦合，低阻抗部彼此电场耦合。
具有这样的结构的半同轴谐振器100在谐振体102的低阻抗部104的上表面和壳体101的盖105之间形成电容（先头电容（先頭容量）），借助谐振体102的电抗成分和先头电容，以既定的中心频率进行谐振。
在此对低阻抗部104的性质进行说明。在涉及本实施方式的半同轴谐振器100中，低阻抗部间的距离越近，另外，相对的一条边的长度越长，则由电场耦合产生的耦合系数越增加。
一般来说，根据下式（1）算出由2个谐振体间的电磁场耦合产生的耦合系数k。
【式1】
。
其中，k_m表示由磁场耦合产生的耦合系数，k_e表示由电场耦合产生的耦合系数。在此，当k_mk_e<<1时，下式（2）所示的近似式成立。
【式2】
。
根据式（2）可知，由电场耦合产生的耦合系数越高，则由电磁场耦合产生的耦合系数越小。在半同轴谐振器100中，通过使低阻抗部间的距离靠近，或使低阻抗部104的正方形的一条边增长，可增加由电场耦合产生的耦合系数，减小由电磁场耦合产生的耦合系数。由此，不需要在2个谐振体间设置壁，电流的流动不再受壁的阻碍，所以能够得到高空载Q。其结果是，使用半同轴谐振器100的滤波器能够抑制通带的插入损耗至较低程度。
此外，低阻抗部104的正方形的面积越大，波长缩短效果越好，能够缩短高阻抗部103，所以有利于半同轴谐振器100整体的低高度化。即，通过增长低阻抗部104的正方形的一条边，能够得到高空载Q，另一方面，由于正方形的面积自然地增大，能够将半同轴谐振器100低高度化。
这样，根据本实施方式，将多个谐振体以彼此使正方形的一条边靠近的方式配置于箱状的金属框体内，所述谐振体具有圆柱状的第1元件和紧固在第1元件的开口端的正方形板状的第2元件，由此，使多个谐振体间的电场耦合增加，其结果是，能够使电磁场耦合减小。由此，不需要在多个谐振体间设置壁，电流的流动不再受阻碍，所以能够得到良好的空载Q，能够抑制通带的插入损耗。此外，由于不需要设置壁，所以能够增大第2元件的正方形的面积，借助由此带来的波长缩短效果，能够实现谐振体及谐振器的低高度化，能够实现小型轻量化及低成本化。
另外，也可以由低阻抗部的相对的一条边彼此形成螺纹孔，在该螺纹孔中拧入调整谐振体间的耦合程度的螺纹件（参照图4）。即，在一个低阻抗部的一条边上形成螺纹孔的纵向一半，在另一个低阻抗部的一条边上也形成螺纹孔的纵向一半。通过将它们相对，形成螺纹孔。
同样地，在排列3个以上的谐振体来进行配置的情况下，在被2个谐振体夹着的低阻抗部上，如图5所示，在相对的两条边上分别形成螺纹孔的纵向一半。由形成的螺纹孔的纵向一半和在位于该低阻抗部两侧的其他低阻抗部上分别形成的螺纹孔的纵向一半形成螺纹孔。另外，图6表示不调整谐振体间的耦合程度的情况下的谐振体，仅供参考。这与在图2及图3中表示的谐振体相同。
2012年9月26日提交的申请号特愿2012-212630的日本专利申请中所含的说明书、附图及摘要的公开内容都被本申请引用。
产业上的可利用性
涉及本发明的半同轴谐振器能够应用于移动通信系统中的基站的滤波器等。
附图标记说明
100半同轴谐振器；101壳体；102-1、102-2谐振体；103-1、103-2高阻抗部；104-1、104-2低阻抗部；105盖。