專利名稱：介質(zhì)濾波器、雙工器和包含它們的通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用其上或其中形成有諧振線的介質(zhì)部件的介質(zhì)濾波器，雙工器和包含它們的通信設(shè)備。
傳統(tǒng)地，將包含多個(gè)形成在介質(zhì)基片上或介質(zhì)塊內(nèi)的諧振線的介質(zhì)濾波器用作諸如移動(dòng)電話等通信設(shè)備中的帶通濾波器。
第11-340706號(hào)日本未審查公告中提供了一種介質(zhì)濾波器，它能夠自由設(shè)置濾波器的衰減極點(diǎn)頻率，并能夠通過簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)得到較好的特性。
在這種介質(zhì)濾波器中，通過將輸入/輸出端連接到從諧振器中心朝端面方向偏離的位置，即通過所謂的分流耦合，產(chǎn)生衰減極點(diǎn)。
在這種通過分流耦合得到輸入/輸出的介質(zhì)濾波器中，根據(jù)與諧振器的分流耦合位置，可在相對(duì)寬的范圍內(nèi)設(shè)置所產(chǎn)生的衰減極點(diǎn)的位置。由此，有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即可以更加自由地設(shè)置較好的通帶特性和衰減特性。但是，所使用的諧振器的形式?jīng)Q定了通帶與衰減極點(diǎn)之間的位置關(guān)系，例如，衰減極點(diǎn)是否產(chǎn)生在高頻側(cè)或低頻側(cè)，或它是否產(chǎn)生在兩個(gè)頻率側(cè)。結(jié)果，在高頻側(cè)和低頻側(cè)上產(chǎn)生衰減特性的自由度有限制。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種介質(zhì)濾波器、雙工器和通信設(shè)備。該介質(zhì)濾波器通過除了由分流耦合產(chǎn)生的衰減極點(diǎn)以外產(chǎn)生更多衰減極點(diǎn)，能夠得到任意的通帶特性和衰減特性。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種介質(zhì)濾波器，所述介質(zhì)濾波器，包含介質(zhì)部件；接地電極和形成在所述介質(zhì)部件上的多個(gè)諧振線；和與所述諧振線分流耦合的輸入/輸出裝置。在這種濾波器中，預(yù)定的諧振線相鄰，以允許分布常數(shù)諧振器耦合，從而在通帶的高頻側(cè)和低頻側(cè)之一產(chǎn)生第一衰減極點(diǎn)，并且分流耦合允許在通帶高頻側(cè)和低頻側(cè)之一產(chǎn)生第二衰減極點(diǎn)。
如上所述，可通過將由分布常數(shù)諧振器耦合產(chǎn)生的第一衰減極點(diǎn)，與由分流耦合產(chǎn)生的第二衰減極點(diǎn)置于高頻側(cè)或低頻側(cè)之一或兩側(cè)上，任意決定高頻側(cè)和低頻側(cè)上得到的衰減特性。
另外，除了由上述分流耦合產(chǎn)生的第二衰減極點(diǎn)以外，本發(fā)明允許通過容性耦合和感性耦合，在高頻側(cè)和低頻側(cè)產(chǎn)生衰減極點(diǎn)。在這個(gè)濾波器中，每一個(gè)諧振線一端可以是開路端，其另一端可以是短路端。另外，諧振線可以具有臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)，其中，開路端諧振線寬度不同于短路端諧振線寬度。在這種情況下，由于不需要專門電極耦合諧振器，可自由決定通帶的高頻側(cè)和低頻側(cè)上的衰減特性。
另外，在這種濾波器中，可以在低頻側(cè)上產(chǎn)生由分布常數(shù)諧振器得到的第一衰減極點(diǎn)，而且可在高頻側(cè)產(chǎn)生由分流耦合得到的至少兩個(gè)第二衰減極點(diǎn)。通過這種安排，例如，可抑制通帶高頻側(cè)出現(xiàn)的寄生模式的響應(yīng)。
另外，在這個(gè)濾波器中，可在高頻側(cè)和低頻側(cè)相鄰的位置產(chǎn)生由分布常數(shù)諧振器耦合得到的第一衰減極點(diǎn)，以及由分流耦合得到的第二衰減極點(diǎn)。該安排可提供兩個(gè)衰減極點(diǎn)之間的大衰減。
另外，在這個(gè)濾波器中，每一個(gè)諧振線的一端可以是開路端，其另一端可以是短路端，以形成1/4波長(zhǎng)諧振器?；蛘?，每一個(gè)諧振線的兩端可以是短路端，以形成1/2波長(zhǎng)諧振器。通過這種安排，在通帶高頻側(cè)至少可以得到兩個(gè)由分流耦合產(chǎn)生的衰減極點(diǎn)。
另外，在本發(fā)明的介質(zhì)濾波器中，每一個(gè)諧振線的兩端可以是開路端，以形成1/2波長(zhǎng)諧振器。這種安排允許在高頻側(cè)和低頻側(cè)上都產(chǎn)生衰減極點(diǎn)。
另外，介質(zhì)部件可以是基本上為長(zhǎng)方體介質(zhì)塊。在介質(zhì)塊內(nèi)側(cè)可形成通孔，在通孔的內(nèi)部表面上設(shè)置有內(nèi)部導(dǎo)體，以構(gòu)成諧振線。通過這種安排，由于可以增加諧振器的Q0，可以防止諧振線與外部之間不必要的耦合。
另外，在這種濾波器中，輸入/輸出裝置可包含設(shè)置在介質(zhì)塊的外部表面上的輸入/輸出端電極，以及設(shè)置在從輸入/輸出端電極連續(xù)到通孔的預(yù)定位置的側(cè)孔上設(shè)置的導(dǎo)電薄膜。通過這種安排，通過形成通孔相同的方法，并加上通孔內(nèi)部表面上的內(nèi)部導(dǎo)體，可形成側(cè)孔，并將導(dǎo)電薄膜設(shè)置在側(cè)孔的內(nèi)部表面上。這種安排有助于分流耦合。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種雙工器，包括兩個(gè)上述的用作接收濾波器和發(fā)送濾波器的介質(zhì)濾波器，，以及用于通信天線，并設(shè)置在兩個(gè)介質(zhì)濾波器之間的輸入/輸出終端。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種通信設(shè)備，它包括用作選擇性通過/阻塞信號(hào)的電路的介質(zhì)濾波器或介質(zhì)雙工器。


圖1A、1B和1C示出根據(jù)諧振器和分流耦合類型的衰減極點(diǎn)頻率和諧振頻率之間的關(guān)系；圖2示出一等效電路圖，用于說明兩個(gè)諧振器之間的耦合的分布常數(shù)；圖3A和3B示出曲線圖，說明分布常數(shù)耦合方式與衰減極點(diǎn)產(chǎn)生方式之間的關(guān)系；圖4A到4B示出由分布常數(shù)耦合與分流耦合產(chǎn)生的衰減極點(diǎn)的例子；圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的介質(zhì)濾波器的透視圖，圖5B示出介質(zhì)濾波器的截面圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的介質(zhì)濾波器的透視圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的介質(zhì)濾波器的透視圖；圖8示出說明根據(jù)本發(fā)明的雙工器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖9A到9D示出投影圖，說明使用介質(zhì)基片的介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu)；和圖10示出方框圖，說明根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
首先，將參照?qǐng)D1A、1B和1C到4A、4B、4C和4D描述本發(fā)明的介質(zhì)濾波器基本結(jié)構(gòu)與濾波器特性之間的關(guān)系。
圖1A到1C示出通過與諧振器的分流耦合的輸入/輸出。圖1A示出1/4波長(zhǎng)諧振器的例子，它的一端是短路的，而另一端是開路的。當(dāng)諧振器的諧振線的導(dǎo)納是Y0，相位常數(shù)是β時(shí)，諧振器的電納B表示為B=Y0cotβL(L=L1+L2)諧振器在B=0時(shí)諧振。由此，當(dāng)βL=π/2，諧振器在頻率f0諧振，該頻率f0由下面決定L=λ0/4λ0=4L(λ0諧振頻率波長(zhǎng))另一方面，將從分流位置得到的電納B表示為B=Y0tanβL1+Y0cotβL2結(jié)果，在B=∞產(chǎn)生衰減極點(diǎn)，作為反諧振的狀態(tài)。
B=∞的條件是下列情況之一。
Y0tanβL1=∞(1)Y0cotβL2=∞(2)在條件(1)中，βL=π/2。
∴L1=λ1/4λ1=4L1(λ1衰減極點(diǎn)頻率A的波長(zhǎng))類似地，在條件(2)中，βL2=π。
∴L2=λ2/2λ2=2L2(λ2衰減極點(diǎn)頻率B的波長(zhǎng))結(jié)果，將諧振頻率f0和衰減極點(diǎn)頻率f1和f2之間的關(guān)系表示為
λ0＞λ1＞λ2f0＜f1＜f2由此，通過在高諧振頻率分流耦合產(chǎn)生兩個(gè)衰減極點(diǎn)，作為第二衰減極點(diǎn)。
圖1B所示的諧振器是半波長(zhǎng)諧振器，其兩端都是短路的。當(dāng)諧振器的諧振線的導(dǎo)納為Y0，并且相位常數(shù)為β，則將諧振器的電納表示為B=Y0tanβL(L=L1+L2)諧振器在B=0諧振。由此，當(dāng)βL=π，諧振器在頻率f0諧振，該頻率由下面決定L=λ0/2λ0=2L(λ0諧振頻率波長(zhǎng))另一方面，由于將從分流位置得到的電納B表示為B=Y0cotβL1+Y0cotβL2結(jié)果，在B=∞產(chǎn)生衰減極點(diǎn)，作為反諧振狀態(tài)。
B=∞的條件是下面情況之一。
Y0cotβL1=∞(1)Y0cotβL2=∞(2)在條件(1)中，βL1=π∴L1=λ1/2λ1=2L1(λ1衰減極點(diǎn)頻率A的波長(zhǎng))類似地，在條件(2)中，βL2=π。
∴L2=λ2/2λ2=2L2(λ2衰減極點(diǎn)頻率B的波長(zhǎng))由此，諧振頻率f0與衰減極點(diǎn)頻率f1和f2之間的關(guān)系表示為λ0＞λ1＞λ2f0＜f1＜f2結(jié)果，由高頻處的分流耦合產(chǎn)生兩個(gè)衰減極點(diǎn)。
圖1C所示的諧振器是半波長(zhǎng)諧振器，其兩端開路。該諧振器的電納B表示為B=Y0tanβL(L=L1+L2)諧振器在B=0諧振。即，當(dāng)βL=π，諧振器在f0諧振，該諧振頻率f0由下面決定
L=λ0/2λ0=2L(λ0諧振頻率波長(zhǎng))另一方面，由于將從分流位置得到的電納B表示為B=Y0tanβL1+Y0tanβL2由此，在B=∞產(chǎn)生衰減極點(diǎn)，作為反諧振狀態(tài)。
B=∞的條件為下面情況之一。
Y0tanβL1=∞(1)Y0tanβL2=∞(2)在(1)的條件下，βL1=π/2。
∴L1=λ1/4λ1=4L1(λ1衰減極點(diǎn)頻率A的波長(zhǎng))類似地，在(2)的條件下，βL2=π/2。
∴L2=λ2/4λ2=4L2(λ2衰減極點(diǎn)頻率B的波長(zhǎng))由此，將諧振頻率f0和衰減極點(diǎn)頻率f1和f2之間的關(guān)系表示為λ1＞λ0＞λ2f1＜f0＜f2結(jié)果，在高諧振頻率和低諧振頻率處由分離耦合產(chǎn)生衰減極點(diǎn)。
圖2示出電路的等效電路圖，其中示出兩個(gè)諧振器之間的分布常數(shù)耦合。在這種情況下，耦合部分的導(dǎo)納B表示為B=Yacotθ，并在圖3A和3B中由導(dǎo)納曲線圖示出。
在圖3A和3B中，在B=0處的頻率fp為由分布常數(shù)諧振器耦合產(chǎn)生的衰減極點(diǎn)的頻率。當(dāng)將兩個(gè)諧振器相互感性耦合時(shí)，與圖3A的下部所示的通帶特性相同，通帶的中心頻率f0位于低于衰減極點(diǎn)頻率fp的頻率側(cè)上。結(jié)果，在通帶的高頻側(cè)產(chǎn)生衰減極點(diǎn)。
另外，當(dāng)兩個(gè)諧振器相互容性耦合時(shí)，和圖3B下部所示的通帶特性相同，通帶的中心頻率f0位于高于衰減極點(diǎn)頻率fp的頻帶側(cè)。結(jié)果，由分布常數(shù)諧振器耦合在通帶低頻側(cè)產(chǎn)生衰減極點(diǎn)。
圖4A到4D示出如何由分流耦合和分布常數(shù)諧振器耦合產(chǎn)生衰減極點(diǎn)。
在這些附圖中，示出四個(gè)例子的通帶特性。
在如圖4A所示，每一個(gè)諧振器的兩端都是開路的兩個(gè)半波長(zhǎng)諧振器之間感性耦合的情況下，在通帶的高頻側(cè)產(chǎn)生由感性耦合得到的衰減極點(diǎn)?；蛘?，在通帶高頻側(cè)和低頻側(cè)上產(chǎn)生通過分流耦合到半波長(zhǎng)諧振器(每一個(gè)諧振器的兩端都是開路的)得到的兩個(gè)衰減極點(diǎn)(下面稱為分流極點(diǎn))。在通帶的高頻側(cè)，在從衰減極點(diǎn)頻率fp到分流極點(diǎn)頻率f2的范圍內(nèi)，可以在預(yù)定頻帶上得到足夠的衰減。由此，可以改善通帶的高頻側(cè)上得到的衰減特性。
在半波長(zhǎng)諧振器(每一個(gè)諧振器兩端短路)或1/4波長(zhǎng)諧振器(每一個(gè)諧振器一端短路，另一端開路)之間的容性耦合的情況下，在通帶低頻側(cè)產(chǎn)生由容性耦合得到的耦合極點(diǎn)，在高頻側(cè)產(chǎn)生由分流耦合得到的兩個(gè)衰減極點(diǎn)。根據(jù)特性，例如，當(dāng)分流極點(diǎn)頻率f2與諸如介質(zhì)塊濾波器的情況產(chǎn)生的TE模式等寄生模式相符時(shí)，可以有效抑制寄生模式。
在每一個(gè)諧振器的兩端都是短路的半波長(zhǎng)諧振器或每一個(gè)諧振器的一端短路，另一端開路的1/4波長(zhǎng)諧振器之間的感性耦合情況下，如圖4C所示，在通帶高頻側(cè)產(chǎn)生由感性耦合產(chǎn)生的衰減極點(diǎn)，并在通帶高頻側(cè)產(chǎn)生由分流耦合產(chǎn)生的兩個(gè)衰減極點(diǎn)。根據(jù)特性，例如，可以改進(jìn)高頻側(cè)獲得的衰減特性，并同時(shí)可抑制寄生模式。
此外在每一個(gè)諧振器的兩端都是開路的半波長(zhǎng)諧振器之間容性耦合的情況下，如圖4D所示，在通帶低頻側(cè)產(chǎn)生由容性耦合得到的衰減極點(diǎn)，并在通帶低頻側(cè)或高頻側(cè)上產(chǎn)生由分流耦合得到的兩個(gè)衰減極點(diǎn)。如這里所示的，當(dāng)耦合極點(diǎn)和分流極點(diǎn)排列在通帶的低頻側(cè)上，能夠改善低頻側(cè)上得到的衰減特性。在如圖4A到4D所示的例子中，提供了由一個(gè)分流耦合產(chǎn)生的分流極點(diǎn)的位置。但是，當(dāng)形成帶通濾波器時(shí)，在輸入單元中分流耦合，和輸出單元中分流耦合的情況下，輸出單元中的分流耦合產(chǎn)生兩個(gè)分流極點(diǎn)，而輸出單元中的分流耦合產(chǎn)生另外的兩個(gè)分流極點(diǎn)。結(jié)果，總共由分流耦合分流耦合得到四個(gè)衰減極點(diǎn)。，由此，通過分別設(shè)置輸入階段諧振器的分流耦合位置和輸出階段諧振器的分流耦合位置，可以決定四個(gè)分流極點(diǎn)頻率。通過這種安排，可決定通帶低頻側(cè)和高頻側(cè)上得到的衰減特性。
下面，將根據(jù)圖5A和5B詳細(xì)描述介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu)。
圖5A示出介質(zhì)濾波器的透視圖，圖5B示出其截面圖。在每一個(gè)附圖中，標(biāo)號(hào)1表示長(zhǎng)方體介質(zhì)塊。在介質(zhì)塊內(nèi)，形成有通孔2a和2b，以及側(cè)孔5a和5b。在通孔2a和2b內(nèi)部表面上形成有內(nèi)部導(dǎo)體4a和4b。在側(cè)孔5a和5b的內(nèi)部表面上形成導(dǎo)電薄膜6a和6b。介質(zhì)塊1的外部表面中，外部導(dǎo)體3形成在其四個(gè)表面上，其中通孔2a和2b兩端開口的表面除外。通過這種設(shè)置，內(nèi)部導(dǎo)體4a和4b，介質(zhì)塊1，以及外部導(dǎo)體3形成兩個(gè)諧振器，其中每一個(gè)諧振器的兩端是開路的。通孔2a和2b是臺(tái)階形的孔，其中孔兩端附近的內(nèi)徑大于中心部分的內(nèi)徑，它基本上是短路端的內(nèi)徑。通過這種結(jié)構(gòu)，諧振器具有大電場(chǎng)能量的部件相鄰，以允許諧振器之間的容性耦合。
在介質(zhì)塊1的外部表面上形成輸入/輸出終端7a和7b，它們與外部導(dǎo)體3絕緣。通過設(shè)置在側(cè)孔5a和5b的內(nèi)部表面上的導(dǎo)電薄膜6a和6b，將內(nèi)部導(dǎo)體的預(yù)定位置電氣連接到輸入/輸出終端7a和7b。通過這種安排，基本地，可以得到如圖4D所示的特性。但是，如上所述，由輸入單元和輸出單元中的分流耦合產(chǎn)生兩個(gè)分流極點(diǎn)。由于側(cè)孔5a的位置相對(duì)相鄰于通孔2a的中心，故而由與側(cè)孔5a的分流耦合產(chǎn)生的兩個(gè)分流極點(diǎn)出現(xiàn)在與通帶相鄰的低頻側(cè)和高頻側(cè)。相反，由于側(cè)孔5b的位置相對(duì)于遠(yuǎn)離通孔2b的中心，故而由與側(cè)孔5b耦合產(chǎn)生的兩個(gè)分流極點(diǎn)出現(xiàn)在相對(duì)遠(yuǎn)離通帶的低頻側(cè)和高頻側(cè)。
圖6示出具有另外一種結(jié)構(gòu)的介質(zhì)濾波器的透視圖。在這個(gè)例子中，在介質(zhì)塊1的內(nèi)側(cè)形成通孔2a和2b，以及側(cè)孔5a和5b。在通孔2a和2b內(nèi)部表面上設(shè)置內(nèi)部導(dǎo)體，在側(cè)孔5a和5b內(nèi)部表面上設(shè)置導(dǎo)電薄膜。另外，除了形成有介質(zhì)塊1中形成的每一個(gè)通孔的一側(cè)開口的表面以外，在介質(zhì)塊的五個(gè)表面上設(shè)置外部導(dǎo)體。通過這種安排，諧振器在1/4波長(zhǎng)諧振。另外，與圖5A和5B所示的介質(zhì)濾波器不同，在每一個(gè)通孔2a和2b所形成的一個(gè)表面上設(shè)置電氣連接到內(nèi)部導(dǎo)體的耦合電極8a和8b。通過耦合電極8a和8b之間產(chǎn)生的電容容性耦合兩個(gè)諧振器。另外，本例子的介質(zhì)濾波器基本上示出如圖4B所示的特性。
圖7還示出具有另一種結(jié)構(gòu)的介質(zhì)濾波器的透視圖。在這個(gè)例子中，在基本上為長(zhǎng)方體的介質(zhì)塊1的內(nèi)側(cè)形成通孔2a和2b。在通孔2a和2b內(nèi)部表面上設(shè)置內(nèi)部導(dǎo)體。在介質(zhì)塊1的外部表面(六個(gè)表面)上設(shè)置外部導(dǎo)體3。另外，在預(yù)定位置上形成與外部導(dǎo)體3絕緣的輸入/輸出終端7a和7b。通過這樣的安排，可以形成用作半波長(zhǎng)諧振器的諧振器，其中每一個(gè)諧振器的兩端都是短路的。當(dāng)在短路端附近的部件(具有大的磁場(chǎng)能量)相互接近時(shí)，諧振器感性耦合。另外，輸入/輸出終端7a和7b通過設(shè)置在通孔2a和2b的內(nèi)部表面上的內(nèi)部導(dǎo)體與輸入/輸出終端7a和7b之間產(chǎn)生的電容，與諧振器分流耦合。通過這種安排，基本上如圖4V所示，在通帶高頻側(cè)產(chǎn)生耦合極點(diǎn)和分流極點(diǎn)。
在如圖7所示的例子中，每一個(gè)通孔開口附近的內(nèi)徑大于其中心的內(nèi)徑。相反，當(dāng)通孔中心的內(nèi)徑大于通孔兩端附近部分內(nèi)徑，以容性耦合諧振器時(shí)，最終可得到如圖4B所示的特性。另外，當(dāng)每一個(gè)通孔的開路表面開口，并且中心部分的直徑大于通孔兩端的直徑，以感性耦合諧振器時(shí)，最終可得到如圖4A所示的特性。
下面，將參照?qǐng)D8描述根據(jù)本發(fā)明的雙工器的結(jié)構(gòu)上的例子。
圖8中，在長(zhǎng)方體介質(zhì)塊內(nèi)側(cè)形成通孔2a到2f，耦合線通孔9，以及側(cè)孔5。在通孔2a到2f內(nèi)部表面上設(shè)置內(nèi)部導(dǎo)體。在通孔2a到2f的一側(cè)開口附近設(shè)置非內(nèi)部導(dǎo)體部分g，以產(chǎn)生寄生電容。在耦合線通孔9和側(cè)孔5的內(nèi)部表面上設(shè)置導(dǎo)電薄膜。在介質(zhì)塊1的外部表面(六個(gè)表面)上形成外部導(dǎo)體3以及與外部導(dǎo)體3絕緣的輸入/輸出終端7a、7b和7c。
輸入/輸出終端7a通過在通孔2a的預(yù)定位置電容與內(nèi)部導(dǎo)體分流耦合。輸入/輸出終端7b與通孔2f的預(yù)定位置的內(nèi)部導(dǎo)體通過設(shè)置在側(cè)孔5的內(nèi)部表面上的導(dǎo)電薄膜分流耦合。另外，輸入/輸出終端7c電氣連接到耦合線通孔9的內(nèi)部表面上的導(dǎo)電薄膜(在其一端)。耦合線通孔9的內(nèi)部表面上的導(dǎo)電薄膜電氣連接到與設(shè)置輸入/輸出終端7c的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上的外部導(dǎo)體3。按照這種方式，通過將非導(dǎo)體部分g設(shè)置在通孔的一側(cè)端部附近，在諧振線端部與地端之間產(chǎn)生寄生電容。結(jié)果，相連的諧振器相互感性耦合。另外，將由通孔2c和2d構(gòu)成的諧振器交叉地與耦合線通孔9的內(nèi)部表面上的導(dǎo)電薄膜耦合。同時(shí)，如此安排，從而由通孔2c和2d構(gòu)成的諧振器不直接相互耦合。
圖8中，由通孔2a到2c構(gòu)成的三個(gè)諧振器用作接收濾波器，由通孔2d到2f構(gòu)成的三個(gè)諧振器用作發(fā)送濾波器。作為接收濾波器的特性。通過輸入/輸出終端7a與通孔2a構(gòu)成的諧振器之間的分流耦合，基本上，如圖4C所示，在通帶高頻側(cè)產(chǎn)生兩個(gè)分流極點(diǎn)。另外，通過諧振器之間的感性耦合，在通帶的高頻側(cè)產(chǎn)生耦合極點(diǎn)。類似地，作為發(fā)送濾波器的特性，通過輸入/輸出終端7b與由通孔2f構(gòu)成的諧振器之間的分流耦合，如圖4C所示，在通帶高頻側(cè)產(chǎn)生兩個(gè)分流極點(diǎn)，并且，通過諧振器之間的感性耦合，在通帶的高頻側(cè)產(chǎn)生耦合極點(diǎn)。
在所使用的頻帶低頻側(cè)上有發(fā)送頻率頻帶，在其高頻側(cè)有接收頻率頻帶的系統(tǒng)中，例如，作為如圖4C所示的接收濾波器的特性，為了在通帶陡坡的高頻側(cè)上產(chǎn)生衰減特性，而且，作為如圖4D所示的接收濾波器的特性，為了在低頻側(cè)陡坡上產(chǎn)生衰減特性，發(fā)送濾波器中所包含的每一個(gè)諧振器的兩端都可以是短路的，以允許諧振器之間的感性耦合，并且接收濾波器中所包含的每一個(gè)諧振器的兩端可以是開路的，以允許諧振器之間的容性耦合。
在上述例子中，通過在介質(zhì)塊中形成通孔設(shè)置諧振器。結(jié)果，可增加諧振器的Q0，因此減小了介入損耗。另外，可防止與外部不必要的耦合。
下面，將揭示一種使用介質(zhì)基片的介質(zhì)濾波器。圖9A和9D各示出該介質(zhì)濾波器的投影圖。圖9A示出濾波器的左邊側(cè)視圖，圖9B示出其正視圖，圖9C示出其右邊側(cè)視圖，圖9D示出其后視圖。在介質(zhì)基片10的一個(gè)主表面上形成兩個(gè)諧振電極14a和14b，分流連接電極16a和16b，它們將被連接到諧振電極14a和14b的預(yù)定位置。從介質(zhì)基片10的側(cè)表面到其后表面，形成有輸入/輸出終端17a和17b，它們電氣連接到分流連接電極14a和14b。與輸入/輸出終端17a和17b絕緣的接地電極13形成在介質(zhì)基片1的另一個(gè)表面上。
諧振電極14a和14b用作半波長(zhǎng)諧振器，其中，每一個(gè)諧振器的兩端都是開路的。在每一個(gè)諧振器中，電極的開口端附近的寬度比中心的寬度更寬，以容性耦合諧振器。因此，類似于如圖5A和5B所示的介質(zhì)濾波器，將得到如圖4D所示的特性。
類似地，對(duì)于如圖6到8所示的介質(zhì)濾波器和雙工器，通過在介質(zhì)基片上形成諧振線，可得到這種介質(zhì)基片類型的介質(zhì)濾波器和雙工器。
下面，將參照?qǐng)D10說明本發(fā)明的通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子。圖10中，標(biāo)號(hào)ANT表示發(fā)送/接收天線，標(biāo)號(hào)DPX表示雙工器，標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)BPFa和PBFb表示帶通濾波器，標(biāo)號(hào)AMPa和AMPb表示放大電路，標(biāo)號(hào)MIXa和MIXb表示混頻器，標(biāo)號(hào)OSC和SYN表示振蕩器和頻率合成器。
MIXa混合調(diào)制信號(hào)與從SYN輸出的信號(hào)。BPFa僅僅使從MIXa輸出的混合信號(hào)中發(fā)送頻帶的信號(hào)通過，AMPa將這些信號(hào)放大，以通過DPX從ANT發(fā)送。AMPb將從DPX傳送的接收信號(hào)放大。BPFb僅僅使從AMPb接收的信號(hào)輸出中接收頻帶的信號(hào)通過。MIXb將從SYN輸出的頻率信號(hào)與接收的信號(hào)混合，以輸出中頻信號(hào)IF。
在上面使用的組成元件中，將如圖5A和5B和9A到9D所示的介質(zhì)濾波器和雙工器用作帶通濾波器BPFa和BPFb，以及雙工器DPX。
如上所述，由分布常數(shù)諧振器耦合產(chǎn)生的第一衰減極點(diǎn)，以及由分流耦合產(chǎn)生的第二衰減極點(diǎn)都出現(xiàn)在通帶的高頻側(cè)或低頻側(cè)，或通帶兩側(cè)上。結(jié)果，可以容易的形成介質(zhì)濾波器和雙工器，它們能夠在高頻側(cè)或低頻側(cè)能夠具有任意衰減特性。因此，這允許容易地形成具有良好通信性能的通信設(shè)備。
另外，在本發(fā)明中，由分流耦合形成第二衰減極點(diǎn)，并提供了一種諧振線寬度為臺(tái)階狀的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，不需要為諧振器之間的耦合設(shè)置專門的電極，就可在通帶的高頻側(cè)或低頻側(cè)上選擇性地產(chǎn)生衰減極點(diǎn)，由此容易得到衰減具有高自由度的介質(zhì)濾波器和雙工器。
另外，在本發(fā)明中，作為介質(zhì)部件，可以使用長(zhǎng)方體介質(zhì)塊。然后，當(dāng)由設(shè)置在介質(zhì)塊中所形成的通孔的內(nèi)部表面上的內(nèi)部導(dǎo)體形成諧振線時(shí)，可增加諧振器的Q0。結(jié)果，可防止諧振線與外部之間不必要的耦合。
另外，在本發(fā)明中，作為輸入/輸出端口，輸入/輸出端電極形成在介質(zhì)塊的外部表面上。另外，形成從輸入/輸出端電極連續(xù)到通孔的預(yù)定位置的側(cè)孔。內(nèi)部導(dǎo)體的預(yù)定位置通過側(cè)孔內(nèi)部表面上所設(shè)置的導(dǎo)電薄膜電氣連接到輸入/輸出端電極。通過這種安排，通過與形成通孔和在通孔內(nèi)部表面上增加內(nèi)部導(dǎo)體的相同方式，可形成側(cè)孔，并可將導(dǎo)電薄膜增加到側(cè)孔的內(nèi)部表面上。結(jié)果，可容易地構(gòu)成分流耦合結(jié)構(gòu)。
雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但是，在本發(fā)明的概念的范圍內(nèi)，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可進(jìn)行各種修改，而本發(fā)明的范圍由下面的權(quán)利要求設(shè)定。
權(quán)利要求
1．一種介質(zhì)濾波器，包含介質(zhì)部件；接地電極和形成在所述介質(zhì)部件上的多個(gè)諧振線；和與所述諧振線分流耦合的輸入/輸出裝置；其中，預(yù)定的諧振線相鄰，以允許分布常數(shù)諧振器耦合，從而在通帶的高頻側(cè)和低頻側(cè)之一產(chǎn)生第一衰減極點(diǎn)，并且分流耦合允許在通帶高頻側(cè)和低頻側(cè)之一產(chǎn)生第二衰減極點(diǎn)。
2．如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)濾波器，其特征在于每一個(gè)諧振線一端是開路端，其另一端是短路端，并且諧振線具有臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)，其中開路端的諧振線寬度與短路端諧振線寬度不同。
3．如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)濾波器，其特征在于在低頻側(cè)產(chǎn)生第一衰減極點(diǎn)，并且在高頻側(cè)產(chǎn)生至少兩個(gè)第二衰減極點(diǎn)。
4．如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)濾波器，其特征在于在高頻側(cè)或低頻側(cè)上相鄰位置產(chǎn)生第一衰減極點(diǎn)和第二衰減極點(diǎn)。
5．如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)濾波器，其特征在于每一個(gè)諧振線一端是開路端，其另一端是短路端，以形成1/4波長(zhǎng)諧振器。
6．如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)濾波器，其特征在于每一個(gè)諧振線的兩端是開路端，以形成1/2波長(zhǎng)諧振器。
7．如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)濾波器，其特征在于每一個(gè)諧振線兩端都是短路端，以形成1/2波長(zhǎng)諧振器。
8．如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)濾波器，其特征在于介質(zhì)部件基本上是長(zhǎng)方體介質(zhì)塊，其內(nèi)側(cè)形成通孔，所述通孔內(nèi)部表面上形成內(nèi)部導(dǎo)體，以構(gòu)成直線。
9．如權(quán)利要求8所述的介質(zhì)濾波器，其特征在于輸入/輸出裝置包含設(shè)置在介質(zhì)塊外部表面上的輸入/輸出端電極，以及設(shè)置在從輸入/輸出端電極連續(xù)到通孔預(yù)定位置的側(cè)孔的內(nèi)部表面上的導(dǎo)電薄膜。
10．一種雙工器，其特征在于包含兩個(gè)如權(quán)利要求1到9任一條所述的介質(zhì)濾波器，以及共用天線的輸入/輸出終端，共用天線置于兩個(gè)介質(zhì)濾波器6之間，其中兩個(gè)濾波器之一用作接收濾波器，另一個(gè)濾波器用作發(fā)送濾波器。
11．一種通信設(shè)備，其特征在于包含如權(quán)利要求1到9任一條所述的介質(zhì)濾波器，以及如權(quán)利要求10所述的雙工器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種介質(zhì)濾波器,可產(chǎn)生更多衰減極點(diǎn)以及由分流耦合產(chǎn)生的衰減極點(diǎn),從而可得到任意的通帶特性以及衰減特性。在本濾波器中,在介質(zhì)塊內(nèi)側(cè)形成具有臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)的通孔,其中內(nèi)部導(dǎo)體設(shè)置在通孔的內(nèi)部表面上,以容性耦合諧振器。還形成側(cè)孔,它具有設(shè)置在側(cè)孔內(nèi)部表面上的導(dǎo)電薄膜。側(cè)孔連接到內(nèi)部導(dǎo)體預(yù)定位置的輸入/輸出終端。通過這種安排,由分布常數(shù)諧振器耦合和分流耦合,在通帶低頻側(cè)和高頻側(cè)上產(chǎn)生衰減極點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01P1/205GK1325149SQ0111976
公開日2001年12月5日 申請(qǐng)日期2001年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月22日
發(fā)明者塚本秀樹, 黑田克人, 石原甚誠(chéng), 加藤英幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所