專利名稱：帶除濾波器和雙工器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶除濾波器和雙工器，本發(fā)明尤其涉及一種用于在微波波段和毫米波波段中工作的無(wú)線電通信設(shè)備等中的帶除濾波器和雙工器。
近年來(lái)，作為用于在微波波段和毫米波波段中工作的無(wú)線電通信設(shè)備中的濾波器，已經(jīng)提出了一種帶除濾波器，這種帶除濾波器包括環(huán)形諧振器(見(jiàn)第2516984號(hào)日本已審查專利公告)，以及包括環(huán)形諧振器的帶通濾波器(見(jiàn)《電子信息通信會(huì)工程報(bào)告)》1996年5月)。
傳統(tǒng)的帶通濾波諧振器適合于以組合在一起的兩個(gè)正交模式振動(dòng)，即，以雙模式振動(dòng)。但是，濾波器具有一個(gè)問(wèn)題，由于濾波器是帶通濾波器，它們的插入損耗較高。
用于傳統(tǒng)帶除濾波器中的環(huán)形的諧振器針對(duì)增大帶通濾波器的通帶中的衰減因子。另外，諧振的兩個(gè)正交模式相互依賴。這引起了一個(gè)問(wèn)題，即，除了環(huán)形諧振器外，需要在輸入-輸出端子和環(huán)形諧振器之間插入輸入-輸出耦合電容器，以構(gòu)成帶除濾波器。
提供本發(fā)明的較佳實(shí)施例，以克服上述問(wèn)題，并提供不需要在輸入-輸出終端子和環(huán)形諧振器之間插入輸入-輸出耦合電容器的帶除濾波器和雙工器。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供了一種帶除濾波器，包括適合于以組合在一起的兩個(gè)正交模式振動(dòng)的環(huán)形諧振器；一個(gè)電氣連接到所述環(huán)形諧振器的輸入-輸出端子；以及設(shè)置在所述環(huán)形諧振器中的微擾部分。
在上述帶除濾波器中，所述微擾部分可以設(shè)置在從所述輸入-輸出端子連接到所述環(huán)形諧振器的連接部分算起的電長(zhǎng)度為45度或135度的距離處的部分中的至少一個(gè)部分處。
在上述帶除濾波器中，所述微擾部分可以由集中常數(shù)無(wú)源元件組成。
在上述帶除濾波器中，所述微擾部分可以由所述環(huán)形諧振器的一部分構(gòu)成，該部分的圖案寬度不同于所述環(huán)形諧振器的其它部分的寬度。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例還提供了一種帶除濾波器，這種帶除濾波器包括多個(gè)上述帶除濾波器，它們以90度的相移相互連接，
在上述結(jié)構(gòu)中，環(huán)形諧振器由微擾部分的中心線劃分為兩個(gè)區(qū)域。即，在環(huán)形諧振器的諧振中在連接輸入-輸出端子的區(qū)域中，可以得到寬帶寬的帶通濾波特性。另外，在環(huán)形諧振器的諧振中，在不連接輸入-輸出端子的區(qū)域中，可以得到窄帶寬的帶除濾波(陷波)特性。
結(jié)果，可以得到帶除濾波器，而不需在輸入-輸出端子和環(huán)形諧振器之間插入輸入-輸出耦合電容器。另外，通過(guò)連接具有90度相位差的多個(gè)帶除濾波器可以構(gòu)成多級(jí)濾波器。由此，可以產(chǎn)生具有不同衰減特性的濾波器。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例還提供雙工器，包括發(fā)射濾波器，所述發(fā)射濾波器包括至少一個(gè)適合于以組合在一起的兩個(gè)正交模式諧振的第一環(huán)形諧振器；電氣連接到所述第一環(huán)形諧振器的第一輸入-輸出端子；以及設(shè)置在所述第一環(huán)形諧振器中的第一微擾部分；以及接收濾波器，包括至少一個(gè)適合于以組合在一起的兩個(gè)正交模式諧振的第二環(huán)形諧振器；電氣連接到所述第二環(huán)形諧振器的第二輸入一輸出端；以及設(shè)置在所述第二環(huán)形諧振器中的第二輸入-輸出微擾部分。
通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生具有不同衰減特性的雙工器。另外，由上述結(jié)構(gòu)形成的，包括以組合在一起的兩個(gè)正交模式諧振的環(huán)形諧振器的雙工器形成在介質(zhì)基片上，并可以通過(guò)減小高度使其小型化。
從下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，其中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件，以避免重復(fù)的描述。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的帶除濾波器的部件分解透視圖。
圖2是圖1的帶除濾波器的平面圖。
圖3是示出圖1的帶除濾波器的衰減特性的曲線圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的帶除濾波器的平面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例的帶除濾波器的平面圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第四較佳實(shí)施例的帶除濾波器的平面圖。
圖7是示出圖6的帶除濾波器的衰減特性的曲線圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的雙工器的平面圖。
圖9是示出圖8的雙工器的發(fā)射濾波器的衰減特性的曲線圖。
圖10是示出圖8的雙工器的接收濾波器的衰減特性的曲線圖。
圖11是本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例的平面圖。
圖12是本發(fā)明的再一個(gè)較佳實(shí)施例的平面圖。
圖13是本發(fā)明的又一個(gè)較佳實(shí)施例的平面圖。
圖14是本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例的平面圖。如圖1中所示，帶除濾波器1包括介質(zhì)基片2，在其上表面上設(shè)置有環(huán)形諧振器3和一個(gè)電氣連接到環(huán)形諧振器3的輸入-輸出端子4，并且大致在其整個(gè)下表面上設(shè)置有接地導(dǎo)體5。另外，用介質(zhì)基片8從所述介質(zhì)基片的側(cè)覆蓋，帶除濾波器1的環(huán)形諧振器3和輸入-輸出端子4，如果需要的話，在介質(zhì)基片8的上表面和下表面上設(shè)置接地導(dǎo)體9。
環(huán)形諧振器3具有如圖2中所示的環(huán)形，并給出組合在一起的兩個(gè)正交模式。對(duì)于環(huán)形諧振器3，寬圖案部分3a設(shè)置在從環(huán)形諧振器3和輸入-輸出端子4的連接點(diǎn)A算起沿順時(shí)針?lè)较蛴?35度電長(zhǎng)度的位置處。對(duì)于寬圖案部分3a，環(huán)形諧振器3的傳輸線的一部分的特性阻抗階躍變化。相應(yīng)地，環(huán)形諧振器3適合于以兩個(gè)不相互獨(dú)立，而是組合在一起正交模式，(即，以雙模式)諧振。
輸入-輸出端子4具有大致上為字母T的形狀。端子4的輸入端子4a露出至介質(zhì)基片2位于圖1中描繪的帶除濾波器1前面的一側(cè)，而輸出端子4b露出至壓電基片2位于圖1描繪的帶除濾波器1的后面的一側(cè)。從輸出之間的中心部分延長(zhǎng)的連接端子4c連接到環(huán)形諧振器3。
在帶除濾波器1的上述結(jié)構(gòu)中，環(huán)形諧振器3由寬圖案部分3a的中心線L劃分為兩個(gè)區(qū)域R1、R2。即，在連接輸入-輸出端子4的區(qū)域R1的諧振中，可以得到如圖3中所示的寬帶寬帶通濾波特性(見(jiàn)由箭頭表示的帶寬W)。在不連接輸入-輸出端子4的諧振區(qū)域R2中，可以得到窄帶寬帶除濾波(陷波)特性(見(jiàn)由虛線畫的圓B)。通過(guò)改變寬圖案部分3a的圖案寬度和電長(zhǎng)度θ1可以控制陷波強(qiáng)度(深度)。結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)不需在輸入-輸出端子4和環(huán)形諧振器3之間插入輸入-輸出耦合電容器的帶除濾波器1。根據(jù)第二實(shí)施例的帶除濾波器11和根據(jù)第一較佳實(shí)施例的帶除濾波器1相同，只是再將一個(gè)寬圖案部分3b提供給環(huán)形諧振器3，如圖4中所示。寬圖案部分3b設(shè)置從輸入-輸出端子4和環(huán)形諧振器3之間的接點(diǎn)算起在沿逆時(shí)針?lè)较?5度電長(zhǎng)度的位置處。由此，和根據(jù)第一較佳實(shí)施例的帶除濾波器1相比，可以被更增強(qiáng)帶除濾波器11的陷波。
如圖5中所示，根據(jù)第三較佳實(shí)施例的帶除濾波器21和根據(jù)第一較佳實(shí)施例的帶除濾波器1相同，只是不用寬圖案部分3a而用集中常數(shù)無(wú)源元件(在第三實(shí)施例的情況下，具體使用電容器22或電感器23)。
電容器22或電感器23的一端子電氣連接到環(huán)形諧振器3的一個(gè)位置處，該位置從輸入-輸出端4連接到環(huán)形諧振器3的連接點(diǎn)A算起沿順時(shí)針?lè)较?35度電長(zhǎng)度處。電容器22或電感器23的另一端子接地。帶除濾波器21產(chǎn)生和根據(jù)上述第一較佳實(shí)施例的所述帶除濾波器1相同的操作/工作效果。如圖6中所示，根據(jù)第四較佳實(shí)施例的帶除濾波器31包括第一較佳實(shí)施例的三個(gè)帶除濾波器1，它們通過(guò)90度移相器32、33相互縱向連接，從而形成多級(jí)。作為90度移相器，使用諸如電容器、電感器等集中常數(shù)無(wú)源元件。圖7是示出帶除濾波器31的衰減特性的曲線圖。作為帶除濾波特性，與根據(jù)第一較佳實(shí)施例的帶除濾波器1相比，帶除濾波器31具有更寬的去除帶寬，如圖中的虛線圓B所示。根據(jù)第五較佳實(shí)施例，示出一雙工器，用于諸如汽車電話、手機(jī)等移動(dòng)無(wú)線電通信設(shè)備中。如圖8中所示，雙工器41包括三個(gè)環(huán)形諧振器42、43和44；電氣連接到環(huán)形諧振器42的輸入-輸出端Tx；電氣連接到環(huán)形諧振器43的輸入-輸出端子ANT；和通過(guò)耦合電容器46電氣連接到環(huán)形諧振器44的輸出端子Rx，以及介質(zhì)基片51。輸入-輸出端子Tx用作發(fā)射側(cè)端子，輸入-輸出端子ANT用作天線端子，而輸出端子Rx用作接收側(cè)端子。天線端子ANT通過(guò)耦合電容器45電氣連接到環(huán)形諧振器44，它還用作環(huán)形諧振器44的輸入端子。在介質(zhì)基片51的大致整個(gè)下表面上，設(shè)置接地導(dǎo)體(圖中未示出)。
環(huán)形諧振器42、43具有圓環(huán)形的形狀，并且適合于以兩個(gè)正交模式諧振。對(duì)于環(huán)形諧振器42，寬圖案部分42a設(shè)置在從環(huán)形諧振器42和發(fā)射側(cè)端子Tx的連接點(diǎn)A算起沿順時(shí)針?lè)较?35度電長(zhǎng)度的位置處。類似地，對(duì)環(huán)形諧振器43，寬圖案部分43a設(shè)置在從環(huán)形諧振器43與天線端子ANT的連接點(diǎn)算起沿逆時(shí)針?lè)较駻135度電長(zhǎng)度的位置處。寬圖案部分42a、43a分別使環(huán)形諧振器42、43傳輸線的一部分的特性阻抗階躍變化，從而環(huán)形諧振器以雙模式諧振。更詳細(xì)地說(shuō)，環(huán)形諧振器42由寬圖案部分42a的中心線劃分為兩個(gè)區(qū)域，即，在圖8中所示的右手側(cè)部分和左手側(cè)部分。在環(huán)形諧振器42的連接了發(fā)射側(cè)端子Tx的區(qū)域中的諧振中可以得到帶通濾波特性，而在環(huán)形諧振器42的不連接發(fā)射側(cè)端子Tx的區(qū)域中的諧振中可以得到帶除濾波(陷波)特性。類似地，環(huán)形諧振器43可以由寬圖案部分43a的中心線L劃分為兩個(gè)區(qū)域。在環(huán)形諧振器43的連接天線終端子ANT的區(qū)域中的諧振中可以得到帶通濾波特性，而在環(huán)形諧振器43的不連接天線端子ANT的區(qū)域中可得到帶除濾波(陷波)特性。由此，環(huán)形諧振器42、43分別用作帶除濾波器。
將這些環(huán)形諧振器42、43設(shè)置在介質(zhì)基片51上，并且相互靠近，從而使它們電磁耦合。這在環(huán)形諧振器42和43之間產(chǎn)生和通過(guò)90度相移器級(jí)聯(lián)的環(huán)形諧振器42、43相同的操作/工作效果。由此，環(huán)形諧振器42、43形成發(fā)射濾波器58A，它包括兩級(jí)帶除濾波器。圖9是示出發(fā)射濾波器58A的衰減特性的曲線圖。
環(huán)形諧振器44具有圓環(huán)形狀，并且產(chǎn)生兩個(gè)正交模式的諧振。將天線端子ANT和接收側(cè)端子Rx連接到環(huán)形諧振器44，如此隔開(kāi)，從而它們之間的電長(zhǎng)度等于90度。對(duì)于環(huán)形諧振器44，寬圖案部分44a設(shè)置在從環(huán)形諧振器44到天線ANT連接點(diǎn)算起沿逆時(shí)針?lè)较?35度電長(zhǎng)度的位置處。寬圖案部分44a使環(huán)形諧振器44的傳輸線的一部分特性阻抗躍變。更詳細(xì)地說(shuō)，環(huán)形諧振器44由寬圖案部分44a的中心線L劃分為兩個(gè)區(qū)域，即，示于圖8中的右手側(cè)部分和左手側(cè)部分。在環(huán)形諧振器44的連接天線端子ANT的區(qū)域中的諧振中可以得到第一帶通濾波特性。在環(huán)形諧振器連接接收側(cè)端子Rx的區(qū)域中的諧振中可以得到第二帶通濾波特性。由此，一個(gè)環(huán)形諧振器44用作兩個(gè)帶通濾波器。結(jié)果，環(huán)形諧振器44形成接收濾波器58B，它包括兩級(jí)帶通濾波器。圖10是示出接收濾波器58B衰減特性的曲線圖。
如上構(gòu)造的雙工器41包括由環(huán)形諧振器42、43構(gòu)成的發(fā)射濾波器58A，和由環(huán)形諧振器44構(gòu)成的接收濾波器。雙工器41輸出，由圖中未示的發(fā)射電路系統(tǒng)通過(guò)發(fā)射側(cè)端子Tx施加的發(fā)射信號(hào)，由天線端子ANT通過(guò)發(fā)射濾波器58A。另一方面，雙工器41輸出通過(guò)天線端子ANT施加的接收信號(hào)，由接收端子Rx通過(guò)接收濾波器58B到達(dá)接收電路系統(tǒng)(圖中未示出)。如上所述可以知道，不必在傳輸端子Tx和環(huán)形諧振器42之間，以及在天線終端子ANT和環(huán)形諧振器43之間插入輸入-輸出耦合電容器。另外，對(duì)于雙工器來(lái)說(shuō)，由于包括環(huán)形諧振器42到44的雙工器設(shè)置在介質(zhì)基片51上，因此可以使用所謂的平面結(jié)構(gòu)。這實(shí)現(xiàn)了要通過(guò)減小高度而小型化的雙工器。本發(fā)明可以進(jìn)行修改，而不背離其范圍。應(yīng)該知道，本發(fā)明的上述較佳實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限制性的。
微擾部分由諸如寬圖案部分、電容器等集中常數(shù)無(wú)源元件構(gòu)成。但是，它可以由窄圖案部分3c(如圖11中所示)、自由頂端短截線部分(如圖12中所示)和平行耦合傳輸線部分3e(如圖13中所示)等等構(gòu)成?？梢酝ㄟ^(guò)改變窄圖案部分3c、自由頂端短截線部分3d或平行耦合傳輸線部分3e的圖案寬度或改變電長(zhǎng)度θ2、θ3或θ4控制陷波強(qiáng)度。
環(huán)形諧振器可以具有可選的形狀。例如，可以使用具有圖14中所示的矩形環(huán)形狀的環(huán)形諧振器62。寬圖案部分62a設(shè)置在從輸入-輸出端子4連接到環(huán)形諧振器62的連接點(diǎn)A算起沿順時(shí)針?lè)较驗(yàn)?35度的位置處。
雖然參照本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了特別示出和描述，但熟悉本領(lǐng)域的人應(yīng)該知道可以作出上述和其它的形式上和細(xì)節(jié)上的變化的不背離本發(fā)明的主旨。
權(quán)利要求
1．一種帶除濾波器，其特征在于包括適合于以組合在一起的兩個(gè)正交模式諧振的環(huán)形諧振器；電氣連接到所述環(huán)形諧振器的一個(gè)輸入-輸出端子；設(shè)置在所述環(huán)形諧振器中的微擾部分。
2．如權(quán)利要求1所述的帶除濾波器，其特征在于所述微擾部分設(shè)置在從所述輸入-輸出端子連接到所述環(huán)形諧振器的連接部分算起的電長(zhǎng)度為45度到135度的距離處的部分中的至少一個(gè)部分。
3．如權(quán)利要求1所述的帶除濾波器，其特征在于所述微擾部分由集中常數(shù)無(wú)源元件構(gòu)成。
4．如權(quán)利要求1所述的帶除濾波器，其特征在于所述微擾部分由所述環(huán)形諧振器的一部分構(gòu)成，該部分的圖案寬度不同于所述環(huán)形諧振器的其它部分的寬度。
5．包括多個(gè)如權(quán)利要求1所述的帶除濾波器的帶除濾波器，其特征在于所述多個(gè)帶除濾波器以90度相移相互連接。
6．一種雙工器，其特征在于包括發(fā)射濾波器，包含至少一個(gè)適合于以組合在一起的兩個(gè)正交模式諧振的第一環(huán)形諧振器；電氣連接到所述第一環(huán)形諧振器的第一輸入-輸出端子；及設(shè)置在所述第一環(huán)形諧振器中的第一微擾部分；及接收濾波器，包括至少一個(gè)適合于以組合在一起的兩個(gè)正交模式諧振的第二環(huán)形諧振器；電氣連接到所述第二環(huán)形諧振器上的第二輸入-輸出端子；及設(shè)置在所述第二環(huán)形諧振器中的第二微擾部分。
7．如權(quán)利要求6所述的雙工器，其特征在于所述第一和第二微擾部分的至少一個(gè)設(shè)置在從所述第一和第二輸入-輸出端子中的至少一個(gè)連接到所述第一和第二環(huán)形諧振器中的至少一個(gè)的連接部分算起的電長(zhǎng)度為45度和135度的距離處部分中的至少一個(gè)部分。
8．如權(quán)利要求6所述的雙工器帶除濾波器，其特征在于所述第一和第二微擾部分中的至少一個(gè)微擾部分由集中常數(shù)無(wú)源元件構(gòu)成。
9．如權(quán)利要求6所述的雙工器帶除濾波器，其特征在于所述第一和第二微擾部分中的至少一個(gè)微擾部分由所述第一和第二環(huán)形諧振器中至少一個(gè)諧振器的一部分的構(gòu)成，該部分的圖案寬度不同于所述第一和第二環(huán)形諧振器的至少一個(gè)諧振器的其它部分的圖案寬度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種帶除濾波器,包括:適合于以組合在一起的兩個(gè)正交模式諧振的環(huán)形諧振器;電氣連接到所述環(huán)形諧振器的輸入－輸出端子;以及設(shè)置在所述環(huán)形諧振器中的微擾部分。微擾部分可以由所述環(huán)形諧振器的一部分構(gòu)成,該部分的圖案寬度不同于所述環(huán)形諧振器的其它部分的寬度?；蛘?微擾部分可以由集中常數(shù)無(wú)源元件構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01P1/203GK1221229SQ9812605
公開(kāi)日1999年6月30日 申請(qǐng)日期1998年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月22日
發(fā)明者多田齊, 加藤英幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所