專利名稱：濾波器、天線共享裝置和通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在例如微帶中工作的濾波器、天線共享裝置和通信裝置。
圖9示出了一種帶阻濾波器的電路配置的例子。帶阻濾波器1包含兩個耦合在一起的諧振電路級，還包含分別與陷波電容器C1和C2電氣串聯(lián)的諧振器2和3。電氣并聯(lián)到諧振器2和3的電容器C3和C4分別控制諧振器2和3的諧振頻率。
包含諧振器2、陷波電容器C1和頻率控制電容器C3的諧振頻率通過耦合線圈L1電氣連接到包含諧振器3、陷波電容器C2和頻率控制電容器C4的諧振電路。并且，分別將電容器C5和C6電氣并聯(lián)到這兩個諧振電路。在圖9中，標號5和6分別表示輸入和輸出端5和6。
圖10示出一種傳統(tǒng)的例子，其中在電路基片20上實現(xiàn)圖9的電路配置。將λ／4同軸介質(zhì)諧振器分別用作諧振器2和3。將繞組線圈用作耦合線圈L1。將獨石片電容器分別用作電容器C5和C6。
如圖11所示，將一個耦合板11用作陷波電容器C1和C2，和頻率控制電容器C3和C4。耦合板11包含介質(zhì)基片12和形成在介質(zhì)基片的前表面和后表面上的電容器電極13到18。電容器電極13和16形成陷波電容器C1。電容器電極14和17形成陷波電容器C2。電容器電極13和15形成頻率控制電容器C3。電容器電極14和18形成頻率控制電容器C4。
在某些情況下，將各個單片電容器用作陷波電容器C1和C2，以及頻率控制電容器C3和C4。這樣產(chǎn)生一個問題，即，和耦合板11中的電容變化相比，電容器C1到C4之間的電容的變化大，使濾波器1的特性改變大。
通過導體10，分別將介質(zhì)諧振器2和3的開口端面連接到耦合板11的電容器電極13和14。即，將諧振器2和3電氣連接到電容器C1和C3以及電容器C2和C4。
當濾波器1的使用頻率變高時，電容器C1到C4所需的電容減小。例如，對于要用于800MHz頻帶中的濾波器1，將電容器C1到C4的電容設(shè)置在1．5到3．0pF。另一方面，對于要用于準微波頻帶的1．5GHz頻帶中的濾波器1，將電容器C1到C4的電容設(shè)置為1．0pF或更低。
由一個耦合板11構(gòu)成電容器C1到C4的情況下，在電容器電極13和16，與電容器電極14與17之間產(chǎn)生不必要的電容Cs。當在800MHz頻帶中使用濾波器1時，不必要的電容Cs與電容器C1到C4的電容相比非常小，并且對濾波器特性不產(chǎn)生影響。
但是，當濾波器1的使用頻率變高時，電容器C1到C4所需要的電容減小。由此，不必要的電容Cs大大影響了濾波器特性。在帶阻濾波器1的情況下，在諧振電路之間產(chǎn)生不必要的耦合。由此，產(chǎn)生一個問題，即頻率特性中的衰減惡化了。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個目的是提供一種濾波器、天線共享裝置和通信裝置，其中諧振電路之間的不必要的電容的產(chǎn)生得到抑制。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種濾波器，它包含多個諧振電路，每一個諧振電路具有一個諧振器、一個陷波電容器、一個頻率控制電容器，它們分別連接到諧振器，陷波電容器和頻率控制電容器由為各個諧振電路提供的電容器板構(gòu)成。較好地，諸如PIN二極管、場效應(yīng)晶體管、可變電容二極管之類的可壓控電抗元件等電氣連接在每一個頻率控制電容器和地之間。
陷波電容器和頻率控制電容器由分別為各個諧振電路提供的一個電容器板構(gòu)成。由此，在諧振電路之間可以抑制不必要的電容，這防止了諧振電路耦合。
本發(fā)明的天線共享裝置和通信裝置包含具有上述特性的濾波器。由此，可以在諧振電路之間抑制耦合，這提供了極好的頻率特性。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例獨立的濾波器的安裝結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2是電容器板的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的天線共享裝置的電路圖；圖4是圖3的天線共享裝置的安裝結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖5是諧振器的一個例子的截面圖；圖6是示出當將正電壓提供給圖3的天線共享裝置中的控制端CONT1和CONT2時得到的發(fā)送側(cè)電路的通過和反射特性的曲線圖；圖7是示出當將0V提供給圖3的天線共享裝置中的電壓控制端CONT1和CONT2時得到的發(fā)送側(cè)電路的通過和反射特性的曲線圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的通信裝置的方框圖9是濾波器的一個例子的電路圖；圖10示出圖9的濾波器的傳統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)的剖面圖；及圖11是圖10中所示的耦合板的正視圖。
下面，將參照附圖，描述本發(fā)明的濾波器、天線共享裝置和通信裝置的第一實施例第一實施例是帶通濾波器，它具有本發(fā)明所應(yīng)用的如圖9中所示的相同電路圖。圖1是帶阻濾波器21的平面圖，它使每一個元件安裝在電路基片30上。
將λ／4同軸介質(zhì)諧振器用作諧振器2和3。將繞組線圈用作耦合線圈L1。將單片電容器24分別用作電容器C5和C6。
將一個電容器板24用作陷波電容器C1和頻率控制電容器C3。如圖2所示，電容器板24包含形成在介質(zhì)基片29的前表面和后表面上的電容器電極26到28。電容器電極26和28形成陷波電容器C1。電容器電極26和27形成頻率控制電容器C3。將另一個電容器板25用作陷波電容器C2和頻率控制電容器C4。電容器板25具有和圖2的電容器板24相同的配置。
將介質(zhì)諧振器2的開口側(cè)端面通過導體10連接到電容器板24的電容器電極26，即，電氣連接到電容器C1和C3。另外，將介質(zhì)諧振器3的開口側(cè)端面電氣連接到電容器板25的電容器電極26，即連接到電容器C2和C4。
在如上所述的帶阻濾波器21的配置中，各自提供給各個諧振電路的電容器板24和25形成陷波電容器C1和C2，以及頻率控制電容器C3和C4。相應(yīng)地，可以抑制諧振電路之間不必要的電容。結(jié)果，可以提供帶阻濾波器21，基中在諧振電路之間抑制了耦合。
第二實施例圖3示出天線共享裝置40的電路配置。圖4是天線共享裝置40的剖面圖，其中其元件安裝在電路基片60上。在天線共享裝置40中，將發(fā)送側(cè)電路47電氣連接到在發(fā)送端Tx和天線端ANT之間，而將接收側(cè)電路48電氣連接到接收端Rx和天線端ANT。
發(fā)送側(cè)電路47構(gòu)成頻率可變帶阻濾波器，其中三級諧振電路相互耦合。將陷波電容器C41與諧振器41電氣串聯(lián)，將頻率控制電容器C44電氣并聯(lián)到諧振器41。將陷波電容器C42電氣串聯(lián)到諧振器42，將頻率控制電容器C45電氣并聯(lián)到諧振器42。陷波電容器C43與諧振器43電氣串聯(lián)，將頻率控制電容器C46電氣連接到諧振器43。
包含諧振器41、和電容器C41和C44的諧振電路，包含諧振器42和電容器C42和C45的諧振電路，和包含諧振器43和電容器C43和C46的諧振電路通過耦合線圈L41和L42相互電氣連接。電容C47、C48和C49分別電氣上并聯(lián)到這三個并聯(lián)到這三個諧振電路。通過包含耦合線圈L43和電容器C50的L型LC電路將天線端ANT電氣連接到包含諧振器43、電容器C43和C46的諧振電路。陷波電容器C41到C43分別確定了阻帶中衰減的程度。
通過頻率控制電容器C44，將作為電抗元件的PIN二極管D41通過頻率控制電容器C44電氣連接到諧振器41和陷波電容器C41之間的中間節(jié)點，并且陰極接地。通過頻率控制電容C45，將作為電抗元件的PIN二極管D42通過頻率控制電容器C45電氣連接到諧振器42和陷波電容器C42之間的中間節(jié)點，并且陰極接地。另外，將作為電抗元件的PIN二極管D43通過頻率控制電容器C46電氣連接到諧振器43和陷波電容器C43的中間節(jié)點，其中陰極接地。頻率控制電容器C44到C46將兩個衰減極點頻率改為發(fā)送側(cè)電路47的衰減特性。電容器C64并聯(lián)到頻率控制電容器C46。
接收側(cè)電路48構(gòu)成變頻帶通濾波器，其中三級諧振電路相互耦合。
諧振電容器C55與諧振器44電氣串聯(lián)，頻率控制電容器C57電氣并聯(lián)到諧振器44。頻率控制電容器C58和59電氣并聯(lián)到諧振器45。諧振電容器C56與諧振器46電氣串聯(lián)，并且頻率控制電容器C60電氣連接到諧振器46。
包含諧振器44和電容器C55和C57的諧振電路、包含諧振器45，和電容器C58和C59的諧振電路，以及包含諧振器46，和電容器C56和C60的諧振電路通過耦合電容器C52和C53相互電氣連接。包含諧振器44和電容器C55和C57的諧振電路通過耦合電容器C51電氣連接到天線端ANT。包含諧振器46和電容器C56和C60的諧振電路通過耦合電容器C54電氣連接到接收端Rx。
將包含頻率控制C57和PIN二極管D44的串聯(lián)電路連接到諧振器44和諧振電容器C55之間的中間節(jié)點，以便并聯(lián)到諧振器44。將包含頻率控制電容器C58和C59，以及PIN二極管D45的串聯(lián)電路電氣連接到諧振器45、頻率控制電容器C52和C53之間的中間節(jié)點，以便并聯(lián)到諧振器45。將包含頻率控制電容器C60和PIN二極管D46的串聯(lián)電路電氣連接到諧振器46和諧振電容器C56之間的中間節(jié)點，以便并聯(lián)到諧振器46。
通過控制電壓供給電電阻R41將電壓控制端CONT1電氣連接到PIN二極管D41的陽極和頻率控制電容器C44之間的中間節(jié)點，將電容器C62、扼流圈L44通過控制電壓供給電阻R41電氣連接到PIN二極管D42的陽極和頻率控制電容器C45之間的中間節(jié)點，將電容器C62和扼流線圈L45通過控制電壓供給電阻R41、電容器C62和扼流線圈L46，連接到PIN二極管D43和頻率控制電容器C46之間的節(jié)點。
通過控制電壓供給電阻R42將電壓控制端CONT2電氣連接到PIN二極管D44的陽極和頻率控制電容器C57之間的中間節(jié)點，通過控制電壓供給電阻R42將電容器C63和扼流線圈L47電氣連接到PIN二極管D45的陽極和頻率控制電容器C59之間的中間節(jié)點，電容器C63和扼流線圈L48還通過控制電壓供給電阻R42、電容器C63和截流線圈L49將電容器C63和截流線圈L48電氣連接到PIN二極管D46的陽極和頻率控制電容器C60之間的節(jié)點。
如圖5所示，將介質(zhì)諧振器用作諧振器41到46。在圖5中，示出諧振器41作為典型的例子。介質(zhì)諧振器41到46的每一個都包含一圓柱形電介質(zhì)71(它由諸如TiO2型陶瓷等具有高介電常數(shù)的材料制成)、形成在圓柱形電介質(zhì)71的外部周圍表面上的外部導體72、形成在圓柱形電介質(zhì)71的內(nèi)部周圍表面上的內(nèi)部導體73。外部導體72與內(nèi)部導體73在電介質(zhì)71的一個開口端面71a處(下面稱為開口側(cè)端面71a)電氣開路(絕緣)，并在另一個開口端面71b(下面稱為短路端面71b)處電氣短路(導電)。
將繞組型線圈用作耦合線圈L41到L43。將獨石片電容器用作扼流線圈L44到L49。將獨石片電容器用作電容器C47到C50和耦合電容器C51和C54。另外，分別將片形電阻器和獨石片電容器用作壓控制電壓供給電阻器R41和R42，以及電容器C62和C63。
將一個電容器板51用作發(fā)送側(cè)電路47的陷波電容器C41和頻率控制電容器C44。類似的，將電容器板52用作陷波電容器C42和頻率控制電容器C45。將電容器板53用作陷波電容器C43和頻率控制電容器C46。這些電容器板51到53都具有和圖2所示的電容器板24相同的配置。
將一個耦合板54用作接收側(cè)電路48的諧振電容器C55和C56，耦合電容器C52和C53，頻率控制電容器C57、C58和C60。耦合板54是已知的類型的。在板54的前表面和后表面上，分別形成多個電容器電極。
通過導體50，將介質(zhì)諧振器41的開口側(cè)端面71a電氣連接到形成在電容器板51上的電容器C41和C44。通過導體50，將介質(zhì)諧振器42的開口側(cè)端面71a電氣連接到形成在電容器板52上的電容器C42和C45。另外，通過導體50將介質(zhì)諧振器43的開口側(cè)端面71a電氣連接到形成在電容器板53上的電容器C43和C46。
通過導體50，分別將介質(zhì)諧振器44到46的開口側(cè)端面71a電氣連接到電容器C55和C57，電容器C52、C53和C58，以及電容器C56和C60。
下面，將描述如上述地配置的天線共享裝置的工作。在天線共享裝置40中，通過發(fā)送端Tx輸入的來自發(fā)送電路系統(tǒng)的發(fā)送信號通過天線端ANT從發(fā)送側(cè)電路47輸出。通過天線端ANT輸入到接收側(cè)電路48的接收信號通過接收端Rx輸出到接收電路系統(tǒng)。
發(fā)送側(cè)電路47的陷波頻率由包含諧振器41、電容器C41和C44的諧振電路、包含諧振器42，和電容器C42和C45的諧振電路，以及包含諧振器43，以及電容器C43和C46的諧振電路確定。當將正電壓作為控制電壓提供給控制端CONT1時，PIN二極管D41到D43導通。相應(yīng)地，頻率控制電容器C44到C46通過PIN二極管D41到D43接地，從而兩個衰減極點頻率減小，并且發(fā)送側(cè)電路47的通帶成為低頻道。
當沒有電壓提供給電壓控制端CONT1，即，各個控制電壓成為零時，PIN二極管D41到D43斷開。通過將負電壓提供給電壓控制端CONT1，而不是使控制電壓為0V，可以使PIN二極管D41到D43斷開。由此，頻率控制電容器C44到C46開路，從而兩個衰減極點頻率都增加，并且發(fā)送側(cè)電路47的通帶成為高頻道。如上所述，通過控制電壓，以便使頻率控制電容器C44到C46接地或開路，可以為發(fā)送側(cè)電路47提供2個不同的通頻帶特性。
接收側(cè)電路48的通過頻率由包含諧振器44、電容器C55和C57的諧振電路、包含諧振器45和電容器C58和C59的諧振電路、和包含諧振器46以及電容器C56和C60的諧振電路的諧振頻率確定。當將正電壓作為控制電壓提供給電壓控制端CONT2時，PIN二極管D44到D46導通。相應(yīng)地，頻率控制電容器C57到C60通過PIN二極管D44到D46接地，從而通帶頻率降低，并且接收側(cè)電路48的通帶成為低頻道。
相反，當沒有將電壓提供給電壓控制端CONT2時，即，控制電壓為0V時，PIN二極管D44到D46截止。由此，頻率控制電容器C57到C60斷開，從而通帶頻率增加，并且接收側(cè)電路48的通帶成為高頻道。如上所述，通過控制電壓，以便使頻率控制電容器C57到C60接地或斷開，可以為接收側(cè)電路48提供兩個不同的通頻帶特性。
天線共享裝置40受到如下的電壓控制。當發(fā)送側(cè)電路47的高低兩個通帶相互轉(zhuǎn)換時，例如將低頻率通帶選擇為發(fā)送頻帶時，接收側(cè)電路48的通過頻率減??；而當將高頻帶選擇為發(fā)送頻帶時，接收側(cè)電路48的通過頻率減小。由此，發(fā)送側(cè)電路47和接收側(cè)電路48的相位組合可以理想地進行。
另外，在構(gòu)成變頻型帶阻濾波器的發(fā)送側(cè)電路47中，陷波電容器C41到C43以及頻率控制電容器C44到C46由電容器板51到53制成，它們各自地設(shè)置給各個諧振電路，在諧振電路之間可以抑制不必要的電容。結(jié)果，可以提供天線共享裝置40，其中防止了諧振電路的耦合。圖6是曲線圖，示出發(fā)送側(cè)電路47的通過特性S21和反射特性S11，這是在將正電壓提供給天線共享裝置40的電壓控制端CONT1和CONT2時得到的測量結(jié)果。圖7是曲線圖，示出發(fā)送側(cè)電路47的通帶特性S21和反射特性S11，這是當將0V提供給天線共享裝置40的電壓控制端CONT1和CONT2時得到的測量結(jié)果。為了比較，在其發(fā)送側(cè)電路中包含耦合板的傳統(tǒng)的天線共享裝置的通過特性S21′和反射特性S11′也在圖中示出。如圖6和7所示，發(fā)送側(cè)電路47的衰減特性得到改進。
第三實施例下面將通過將一便攜式電話作為一個例子描述根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的天線裝置。
圖8是便攜式電話120的RF部分的電路方框圖，它包含天線元件122、雙工器123、發(fā)送側(cè)絕緣體131、發(fā)送側(cè)放大器132、發(fā)送側(cè)級間帶通濾波器133、發(fā)送側(cè)混合器134、接收側(cè)放大器135、接收側(cè)級間帶通濾波器136、接收側(cè)混合器137、壓控振蕩器(VCO)138，以及本地帶通濾波器139。
第二實施例的天線共享裝置40可以用作RF部分中的雙工器123。其發(fā)送側(cè)電路具有改進的衰減的便攜式電話可以通過將天線共享裝置40安裝到那里而實現(xiàn)。
其它實施例本發(fā)明的濾波器、天線共享裝置和通信裝置不限于上述實施例。在不背離本發(fā)明的主旨和范圍的條件下可以在本發(fā)明中進行各種變化和修改。特別地，除了PIN二極管以外，各種電容二極管、場效應(yīng)晶體管等也可以用作電抗元件。帶狀線諧振器等可以用作諧振器。
在上述實施例中，本發(fā)明所應(yīng)用到的帶阻濾波器被描述為一個例子。不需要說明，本發(fā)明可以應(yīng)用于設(shè)置有具有陷波電容器和頻率控制電容器的諧振電路的帶通濾波器中。
如在上述描述中可以知道的，根據(jù)本發(fā)明，陷波電容器和頻率控制電容器由分別提供給各個諧振電路的電容器板制成，由此在諧振電路之間能夠抑制不必要的電容的產(chǎn)生。結(jié)果，可以提供各具有極好的頻率特性的濾波器、天線共享裝置和通信裝置。
權(quán)利要求
1．一種濾波器，其特征在于包含多個諧振電路，其中每一個所述諧振電路具有諧振器、分別電氣連接到所述諧振器的陷波電容器和頻率控制電容器，所述陷波電容器和所述頻率控制電容器由分別地提供給各個諧振電路的電容器板構(gòu)成。
2．如權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于可壓控電抗元件電氣連接在所述頻率控制電容器和地之間。
3．如權(quán)利要求2所述的濾波器，其特征在于所述電抗元件是PIN二極管。
4．一種天線共享裝置，其特征在于包含根據(jù)如權(quán)利要求1到3中的任一條所述的濾波器。
5．一種通信裝置，其特征在于包含如權(quán)利要求1到3任一條所述的濾波器和如權(quán)利要求4所述的天線共享裝置中的一個。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種陷波電容器和頻率控制電容器,由一個電容器板制成。另一個陷波電容器和另一個頻率控制電容器由另一個電容器板制成。即,在帶阻濾波器中,陷波電容器和頻率控制電容器由分別提供給各個諧振器的兩個電容器板制成。
文檔編號H01P1/20GK1290051SQ0012903
公開日2001年4月4日 申請日期2000年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月24日
發(fā)明者后川祐之 申請人:株式會社村田制作所