在金屬化物中留下孔。
[0035] 隨后將用于限定多模式諧振器110內(nèi)的各種模式的名稱(chēng)和取向的軸的取向由軸 線(xiàn)圖140限定。
[0036] 圖Ib示出包含輸入孔120的諧振器主體110的面的視圖。輸入孔120被示出為通 過(guò)圖1(a)中所示的諧振器主體110的端面(如所示)的表面上的金屬化物（metallisation) 150的缺失形成。
[0037] 在該示例中，輸入孔120被示出為由金屬化物150中的兩個(gè)正交槽121和122組 成。這兩個(gè)正交槽121和122被示出為在諧振器主體的正面的左上角相遇，以形成單個(gè)連 續(xù)孔120。以上描述的實(shí)施例僅僅是與本發(fā)明一致的大量可能實(shí)施例中的一個(gè)。以下將提 供另外的示例，其中使用多個(gè)分離槽孔并且其中所述槽孔不相遇或者在沿其長(zhǎng)度的不同位 置處相遇，例如在半路上，從而形成交叉。
[0038] 提供兩個(gè)耦合孔：一個(gè)用于將RF能量耦合到諧振器中并且一個(gè)用于從諧振器往 回將RF能量耦合出，例如在每一種情況中去往或來(lái)自另外的諧振器。另外的諧振器可以是 例如單模式諧振器。這些孔分別激勵(lì)諧振器結(jié)構(gòu)可以支持的簡(jiǎn)單(主）模式中的兩個(gè)或更 多或者從其耦合能量。可以被支持的模式數(shù)目進(jìn)而很大程度上由諧振器的形狀規(guī)定，盡管 立方體和矩形體諧振器是主要本公開(kāi)中考慮的那些，從而在立方體的情況中支持多達(dá)三個(gè) (簡(jiǎn)單、非退化（non-degenerate))模式，并且在2:2:1比例矩形體的情況中支持多達(dá)四個(gè) (簡(jiǎn)單、非退化）模式。其它諧振器形狀和這樣的形狀可以支持的模式數(shù)目也是可能的。
[0039] 通過(guò)示例的方式，圖I (a)示出矩形體電介質(zhì)諧振器主體110;對(duì)于諧振器主體而 言，許多其它形狀是可能的，而同時(shí)仍支持多個(gè)模式。用于諧振器主體的這樣的形狀的示例 包括但不限于：球體、棱柱、棱錐、錐體、圓柱和多邊形突出。
[0040] 典型地，諧振器主體110包括具有合適介電屬性的電介質(zhì)材料的固體并且更典型 地由其制造。在一個(gè)示例中，諧振器主體是陶瓷材料，盡管這不是必需的并且可以使用可替 換材料。此外，主體可以是多層主體，包括例如具有不同介電屬性的材料層。在一個(gè)示例中， 主體可以包括電介質(zhì)材料的核和不同電介質(zhì)材料的一個(gè)或多個(gè)外層。
[0041] 諧振器主體110通常包括導(dǎo)電材料的外部涂層，典型地稱(chēng)為金屬化層；該涂層可 以由銀制成，盡管可以使用其它材料，諸如金、銅等。導(dǎo)電材料可以施加于主體的一個(gè)或多 個(gè)表面。形成耦合孔的表面區(qū)可以不加涂層以允許信號(hào)到諧振器主體的耦合。
[0042] 諧振器主體可以是任何形狀，但是一般定義至少兩個(gè)正交軸，其中耦合孔至少部 分地在每一個(gè)軸的方向上延伸，以從而提供對(duì)多個(gè)分離諧振模式的耦合。
[0043] 在當(dāng)前示例中，諧振器主體110為矩形體主體，并且因此定義與諧振器主體的表 面基本上對(duì)齊的三個(gè)正交軸，如軸X，Y，Z所示。作為結(jié)果，諧振器主體110具有三個(gè)主諧振 模式，其基本上正交并且與三個(gè)正交軸基本上對(duì)齊。
[0044] 矩形體結(jié)構(gòu)是特別有利的，因?yàn)樗鼈兛梢匀菀浊冶阋说刂圃?，并且還可以容易裝 配在一起，例如通過(guò)布置相接觸的多個(gè)諧振器主體，如以下參照?qǐng)D6將描述的那樣。矩形體 結(jié)構(gòu)典型地具有清楚定義的諧振模式，使得耦合孔布置的配置更加直接。此外，矩形體結(jié)構(gòu) 的使用提供平面表面或面180,使得孔可以布置在平行于平面表面180的平面中或者在平 面表面180上，其中孔可選地由否則基本上圍繞諧振器主體110的金屬化物的缺失形成。
[0045] 多模式電介質(zhì)諧振器可以從其獲得然后可以耦合到多模式諧振器110中并且從 而激勵(lì)諧振器將支持的多個(gè)模式中的兩個(gè)或更多的電場(chǎng)和磁場(chǎng)能量的聯(lián)接材料和機(jī)制是 眾多的。以下將進(jìn)一步描述的一個(gè)示例將利用一個(gè)或多個(gè)附加諧振器，其可以是單模式諧 振器，以包含所要求的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，所述電場(chǎng)和磁場(chǎng)將借助于輸入耦合孔120耦合到多模 式諧振器中。同樣地，輸出耦合孔130可以將存儲(chǔ)在多模式諧振器110內(nèi)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中 的能量從其模式中的兩個(gè)或更多耦合到一個(gè)或多個(gè)輸出諧振器中，以用于隨后的提取以形 成濾波器的輸出。
[0046] 雖然以下將進(jìn)一步描述與耦合孔120和130相鄰而使用輸入和輸出諧振器作為提 供或提取所要求的場(chǎng)的手段，但存在可以通過(guò)其提供或提取所要求的場(chǎng)的許多其它機(jī)制。 一個(gè)另外的示例在于使用置于距輸入耦合孔120合適距離處的輻射貼片天線(xiàn)結(jié)構(gòu)。適當(dāng)設(shè) 計(jì)的貼片可以提供與輸入耦合孔120緊接相鄰的所要求的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，使得孔120可以將 被包含在這些場(chǎng)中的能量同時(shí)耦合到多模式諧振器主體110內(nèi)的多個(gè)模式中。
[0047] 同樣地，諸如沉積或噴涂到諧振器主體110上的一個(gè)之類(lèi)的金屬化的薄層的使用 僅僅是金屬化可以采取的形式的一個(gè)示例。另外的示例將是緊密?chē)@諧振器主體110的金 屬盒。又一示例可以是薄金屬片或箔到諧振器主體110的面的附著，其在所要求的位置中 具有預(yù)切割的孔，如以上在金屬化層的示例中所描述的那樣。
[0048] 在一些場(chǎng)景中，單個(gè)諧振器主體不能提供適宜的性能，例如，在帶外信號(hào)的衰減方 面。在該情況中，濾波器的性能可以通過(guò)提供串聯(lián)布置的兩個(gè)或更多諧振器主體來(lái)改進(jìn)以 從而實(shí)現(xiàn)較高性能的濾波器。
[0049] 在一個(gè)示例中，這可以通過(guò)提供彼此接觸的兩個(gè)諧振器主體來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中在例如 主體接觸的諧振器主體的銀涂層中提供一個(gè)或多個(gè)孔。這允許存在于第一立方體中的電場(chǎng) 和磁場(chǎng)激勵(lì)或感生相鄰立方體內(nèi)的所要求的場(chǎng)和模式，使得諧振器主體可以從另一諧振器 主體接收信號(hào)或者向另一諧振器主體提供信號(hào)。
[0050] 圖2示出當(dāng)圖6中示出為190的形式的矩形體單模式輸入諧振器被用于包含將 耦合到多模式諧振器主體110中的場(chǎng)時(shí)典型地緊接著存在于諧振器主體外部的電場(chǎng)（E場(chǎng)） 170和磁場(chǎng)（H場(chǎng)）160的形式；E場(chǎng)被示出為由虛線(xiàn)環(huán)標(biāo)識(shí)的箭頭170的群組。用于所要求 的E和H場(chǎng)的可替換源是可能的，諸如以上描述的貼片天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，并且這些可以生成與圖2 中所示的那些不同形狀的E和H場(chǎng)，然而，當(dāng)考慮圖6中示出為190的形式的單模式輸入諧 振器時(shí)，將能量從這些不同形狀的場(chǎng)耦合到多模式諧振器中的原理與以下將描述的相同。
[0051] 現(xiàn)在可以在圖2的幫助下將輸入耦合孔120的操作描述如下。以與諧振器的外部 正面180緊接相鄰而存在的電（E)和磁（H)場(chǎng)的形式的電磁能量可以以?xún)煞N方式經(jīng)由孔120 耦合到諧振器中。電磁能量的電場(chǎng)（E場(chǎng)）部分輻射通過(guò)孔120,如E場(chǎng)方向箭頭170所示。 基于圖2中所示的軸定義140, E場(chǎng)輻射將主要耦合到諧振器內(nèi)的X模式。
[0052] 靠近面的邊緣的H場(chǎng)被示出為準(zhǔn)方形，如H場(chǎng)箭頭160的兩個(gè)集合所指示，盡管其 典型地越靠近面的中心越變得圓和更弱，如所示。H場(chǎng)將典型地在靠近諧振器面180的邊緣 處最大并且在諧振器面180的中心和諧振器面180的拐角二者處最小或?yàn)榱?。這是為何H 場(chǎng)被示出為具有圓化而不是方形或直角拐角的原因。H場(chǎng)160將典型地經(jīng)由兩個(gè)正交孔部 分121和122耦合到可以由圖2中所示的形狀所支持的多達(dá)三個(gè)模式：X，Y和Z?？撞糠?121將主要耦合到X和Y模式，而孔部分122將主要耦合到X和Z模式。從圖2可以看到， 循環(huán)的H場(chǎng)160具有平行于諧振器面180的最上邊緣存在的強(qiáng)水平分量。該強(qiáng)水平H場(chǎng)分 量平行于水平(上部）孔部分122而延伸；如所示，在所示孔定位的情況下，該分量在孔122 的上邊緣的中心處于其最大?；趫D2中所示的軸定義140,該強(qiáng)水平分量將典型地最有 效地耦合到諧振器內(nèi)的Z模式。此外，其還將通過(guò)兩個(gè)機(jī)制典型地強(qiáng)耦合到X模式：H場(chǎng)耦 合，以及通過(guò)孔的E場(chǎng)耦合，如E場(chǎng)方向箭頭170所示。這兩個(gè)機(jī)制與彼此相對(duì)并且通常合 期望的是最小化到X模式的E場(chǎng)耦合分量并且盡可能依賴(lài)于耦合到X模式的H場(chǎng)分量，以 便實(shí)現(xiàn)所期望的程度的X模式耦合。以下將參照?qǐng)D3描述用于實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的一種機(jī)制，盡 管其它選項(xiàng)是可能的。
[0053] 再次，參照?qǐng)D2,清楚的是循環(huán)H場(chǎng)還具有平行于豎直(左手)孔部分121的強(qiáng)分量； 在所示的孔定位的情況下，該分量將再次在孔部分121的上邊緣的中心處于其最大。基于 圖2中所示的軸定義140,該強(qiáng)豎直分量將最有效地耦合到諧振器內(nèi)的Y模式。此外，其還 將通過(guò)之前描述的兩種機(jī)制強(qiáng)耦合到X模式：H場(chǎng)耦合，和通過(guò)并入了孔部分121的整個(gè)孔 120的E場(chǎng)耦合，如通過(guò)E場(chǎng)方向箭頭170所示。這兩種機(jī)制再次彼此相對(duì)并且通常合期望 的是最小化到X模式的E場(chǎng)耦合分量并且盡可能依賴(lài)于H場(chǎng)分量，以便實(shí)現(xiàn)所期望的程度 的X模式耦合。
[0054] 通過(guò)控制孔的兩個(gè)部分（即水平和豎直部分122和121)的長(zhǎng)度、寬度和定位來(lái)控 制每一個(gè)模式中獲得的耦合水平是可能的。同樣地，改變孔部分的一個(gè)或二者相對(duì)于矩形 體的邊緣的角度也將會(huì)對(duì)所實(shí)現(xiàn)的耦合強(qiáng)度有影響；在所示的E和H場(chǎng)以及多模式諧振器 形狀110的情況下，變更孔部分121或122中的一個(gè)相對(duì)于諧振器的面180的邊緣的角度， 而同時(shí)保持另一孔部分固定將會(huì)典型地分別減少去往Z或Y模式的耦合量，其中當(dāng)相關(guān)孔 區(qū)段（121或122)的角度與其最近的邊緣達(dá)到45度時(shí)，實(shí)現(xiàn)到相關(guān)模式的最小量的耦合。 超過(guò)該點(diǎn)，將會(huì)典型地增加到其它模式的耦合；換言之，最初意圖例如強(qiáng)耦合到Y(jié)模式的孔 部分然后將會(huì)更強(qiáng)地耦合到Z模式。還將會(huì)增加去往X模式的E場(chǎng)耦合的量，因?yàn)榭讌^(qū)段 121和122的一部分現(xiàn)在將更靠近諧振器的面180的中心，其中E場(chǎng)處于其最強(qiáng)。作為一般 原理，在相對(duì)于諧振器面180的中心和邊緣的給定孔定位處，更短、更窄的孔在關(guān)于電場(chǎng)或 磁場(chǎng)或二者正確取向時(shí)將減少所實(shí)現(xiàn)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)耦合或二者的量，而更長(zhǎng)、更寬的孔將 增加它。同樣地，基于H場(chǎng)在孔或孔部分的方向上的分解的矢量分量，變更耦合孔或孔部分 相對(duì)于H場(chǎng)的方向的角度將變更到相關(guān)模式（Y或Z)的耦合程度。
[0055] 現(xiàn)在考慮存在于照射器(例如圖6的輸入單模式諧振器190)內(nèi)的任意形狀的E和 H場(chǎng)的一般情況，所述照射器與任意形狀的多模式諧振器相鄰定位，其中這些任意形狀的E 和H場(chǎng)將經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)任意形狀的耦合孔而耦合到所述多模式諧振器中。術(shù)語(yǔ)"照射器" 在此用于指可以包含或發(fā)射E場(chǎng)、H場(chǎng)或兩種類(lèi)型的場(chǎng)的任何物體、元件等等。多模式諧振 器的任意形狀將導(dǎo)致在多模式諧振器內(nèi)被要求以激勵(lì)存在于所述多模式諧振器內(nèi)的諧振 器模式(例如X、Y和Z模式）的任意形狀的場(chǎng)取向。在該示例中，多模式諧振器和照射器二 者的場(chǎng)取向在確定所實(shí)現(xiàn)的耦合程度方面同等重要。同樣地，一個(gè)或多個(gè)耦合孔的形狀、尺 寸和取向也是重要的。
[0056] 可以如下解釋關(guān)系。照射器包含一個(gè)或多個(gè)模式，每一個(gè)具有其自己的場(chǎng)圖案。耦 合孔的集合也具有一系列模式，再次，每一個(gè)具有其自己的場(chǎng)圖案。最后，任意形狀的多模 式諧振器也具有其自己的模式和其自己的場(chǎng)圖案。從給定照射器模式到給定孔模式的耦合 將通過(guò)在照射器和孔場(chǎng)圖案之間的重疊程度確定。同樣地，從給定耦合孔模式到給定多模 式諧振器模式的耦合將通過(guò)在孔與多模式諧振器場(chǎng)圖案之間的重疊給定。從給定照射器模 式到給定多模式諧振器模式的耦合將因而是通過(guò)所有孔模式的耦合的相量和。這樣的結(jié)果 是，是與孔對(duì)齊并且然后與諧振器模式的矢量分量對(duì)齊的H場(chǎng)的矢量分量連同孔尺寸而確 定耦合的強(qiáng)度的。如果所有矢量對(duì)齊，則一般將發(fā)生強(qiáng)耦合；同樣地，如果存在未對(duì)齊，例如 由于一個(gè)或多個(gè)孔未與照射器或諧振器場(chǎng)水平或豎直對(duì)齊，則耦合的程度將降低。另外，如 果一個(gè)或多個(gè)孔雖然處于完美矢量對(duì)齊但在所述矢量對(duì)齊的方向上減小尺寸，則耦合的程 度也將典型地降低。在E場(chǎng)的情況中，主要是孔的橫截面面積及其在諧振器110的面180 上的位置在確定耦合強(qiáng)度方面是重要的。以此方式，可能的是細(xì)致地控制到多模式諧振器 內(nèi)的各種模式的耦合程度并且因此細(xì)致地控制所得到的濾波器的通帶和阻帶特性。
[0057] 由E場(chǎng)方向箭頭170和H場(chǎng)箭頭160指示的圖2中所示的E場(chǎng)和H場(chǎng)照射是基于 將通過(guò)單模式電介質(zhì)諧振器190與諧振器的第一面180緊接相鄰的放置而實(shí)現(xiàn)的那些，如 圖6中所示。注意到，圖6還示出施加在第一諧振器面180上的金屬化物150以及還有施 加在第二諧振器面220上的金屬化物210,但是省略圍繞多模式諧振器110以及輸入單模式 諧振器190和輸出單模式諧振器200的所有其它金屬化物。以下將更加詳細(xì)地討論圖6。 清楚地，諧振器面180的照射的其它方法是可能的。示例包括但不限于：第二多模式諧振器 (無(wú)論是否在其內(nèi)激勵(lì)多個(gè)模式)與諧振器面180緊接相鄰地放置或附連，天線(xiàn)輻射結(jié)構(gòu)，諸 如貼片天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，其可以與諧振器面180緊接相鄰地或者距諧振器面180某個(gè)距離地或者 在其間的任何位置處被放置以及與諧振器面180緊接相鄰地放置的條帶狀線(xiàn)或微條帶傳 輸線(xiàn)或諧振器。盡管這些將會(huì)生成針對(duì)E和H場(chǎng)的與圖2中的參考標(biāo)號(hào)160和170指示的 那些不同的場(chǎng)圖案(例如，H場(chǎng)可能不再是準(zhǔn)方形的)，它們不有損于本發(fā)明的基本概念，即 允許H場(chǎng)的水平和豎直分量和E場(chǎng)的很大程度上獨(dú)立的"采樣"以細(xì)致設(shè)計(jì)的方式發(fā)生，這 利用一個(gè)或多個(gè)孔的正交方位，其中一個(gè)或多個(gè)孔被設(shè)計(jì)成具有與多模式諧振器110的適 當(dāng)模式的場(chǎng)和照射器的那些對(duì)齊的要素。
[0058] 總結(jié)來(lái)說(shuō)，經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)孔部分121和122獲得從諧振器面180的外側(cè)緊接著 存在的H場(chǎng)到諧振器主體110中的良好耦合所需的主要但不是僅有因素為： 1.在耦合孔部分(例如圖2中的孔部分121或122)與要激勵(lì)的立方體模式的H場(chǎng)之 間的緊密矢量對(duì)齊。例如，水平槽將提供對(duì)Z模式的良好激勵(lì)和對(duì)Y模式的很少激勵(lì)，其中 模式如圖2中的定義的140。
[0059] 2.相關(guān)方向上的耦合孔的可感知延伸(例如在Z模式的情況中，水平方向）。
[0060] 3.基于諧振器主體110的內(nèi)側(cè)和外側(cè)二者的與諧振器面180緊接相鄰地存在的 場(chǎng)，耦合孔120在其中H場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)最高的區(qū)中的放置。當(dāng)考慮諧振器主體110的外側(cè)的場(chǎng) 時(shí)，這樣的場(chǎng)可以例如被包含在單模式輸入諧振器190內(nèi)，圖6中所示。
[0061] 參照?qǐng)D3和圖4,基于每個(gè)取向雙孔部分的使用，現(xiàn)在可以將以上原理進(jìn)一步說(shuō)明 如下，其中為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)僅考慮水平取向。圖3和圖4圖示了孔定位的使用以便將與諧振 器的面180緊接相鄰地但是在諧振器主體110的外側(cè)存在的H場(chǎng)的較大或較少量耦合到存 在于多模式諧振器主體110內(nèi)的適當(dāng)模式。圖3示出雙孔子段122a和122b，其可以一起執(zhí) 行與圖2中的孔部分122類(lèi)似的功能。在圖3中，孔子段122a和122b靠近諧振器面180 的上邊緣放置。在圖4中，孔子段122a和122b比它們對(duì)于諧振器面180的上邊緣更靠近 該面的左和右手側(cè)邊緣而放置。
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