CN101499548B

CN101499548B - 具有切换功能的滤波器和带通滤波器

Info

Publication number: CN101499548B
Application number: CN2008101856377A
Authority: CN
Inventors: 丹保博; 滨田毅
Original assignee: NEC Corp; NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Corp; NEC Engineering Ltd
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-12-17
Also published as: CN101499548A; TWI406446B; JP4552205B2; KR100992895B1; KR20090065450A; US8072294B2; TW200943613A; ES2335739T1; DE08021398T1; EP2073303A1; US20090153264A1; JP2009147766A

Abstract

一种具有切换功能的滤波器和带通滤波器。滤波器具有将传输信号选择性地传输穿过从主波导分支出来的第一和第二分支波导中的一个的切换功能。滤波器包括设置在第一和第二分支波导中的谐振器。谐振器包括形成在金属罩内的空间、设置在该空间内的中心导体、以及短路板。中心导体具有接地到外部导体的一端。短路板允许中心导体的开口端的附近选择性地与外部导体导通。通过切换中心导体的开口端的附近和外部导体之间的区域中的导电性，滤波器执行第一和第二分支波导的选择。

Description

具有切换功能的滤波器和带通滤波器

本申请基于日本专利申请No.2007-324156，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种具有切换功能的滤波器和带通滤波器，并且更具体地，涉及一种适用于射频(RF)通信装置的具有切换功能的滤波器，所述射频(RF)通信装置普遍用于采用时分双工方案的蜂窝式电话的基站中的天线。

背景技术

传统地，利用相同的频带，通过时分在发射电路和接收电路之间进行切换，按照时分双工方案普遍用于天线的RF通信装置实现基带信号的传输。在这种RF通信装置中，具有单刀双掷(SPDT)构造的RF切换电路74被安装在发射/接收电路(TX电路71和RX电路72)与RF滤波器电路73之间，如图24中所示，以执行切换传输路径。此外，RF切换电路74例如通过将诸如PIN二极管的有源器件安装到微带线上而构成。

在传统的RF通信装置中，诸如发射电路71和接收电路72的各个电路被形成为单个元件，并且它们利用同轴电缆等彼此连接。然而，因为在这种情况下，电部件和机械部件的数目增加，所以装置成本可能很容易增加，并且，RF信号的传输线路延长，增加了电路的传输损耗。

日本专利申请公开No.2005-51656提出了下面这样的一种具有切换功能的滤波器，即，其通过在ANT端子和RX端子之间以及ANT端子和TX端子之间分别安装PIN二极管D1e和D2e而集成RF滤波器电路和RF切换电路，如图25所示。此外，在图25中，C1a到C6e指定电容部件，TL1e到TL4e指定短路线路谐振器。

该滤波器电路被构造成通过控制施加到PIN二极管D1e和D2e的电压而切换在ANT端子和RX端子之间以及ANT端子和TX端子之间的导通状态，因此实现切换操作。根据同一电路，可以减少部件的数目，并且同时可以缩短发射线路的长度，从而可以实现装置成本的降低或传输损耗的降低。

然而，因为滤波器电路具有将诸如芯片电容器和谐振器的电路装置安装在平面电路即板状电介质衬底上以及将电路装置连接在微带线上的构造，所以滤波器的传输损耗由于电介质衬底的电介质损耗而会增加。滤波器的传输损耗的增加引起无线装置的发射电路中的功率消耗的增加，而且，直接关系接收电路中的噪声系数(NF)的恶化。在这种情况下，可以考虑使用低损耗衬底，但是这种衬底较为昂贵。而且，当使用低成本衬底时，材料的选择性不充分，使得难以获得期望的特性。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的是提供一种具有切换功能的滤波器和带通滤波器，其能在尽可能降低部件数目的同时以低成本获得低损耗特性。

根据本发明的一个方面，提供一种具有切换功能的滤波器，包括：波导结构，具有在金属壳内的多个谐振器；以及多个分支波导，从主波导分支出来，所述滤波器将传输信号选择性地传输穿过所述多个分支波导中的一个。每个谐振器被设置在所述多个分支波导上并且所述每个谐振器包括：内部导体，设置在所述金属壳内的空间中，所述内部导体的一端被接地到所述金属壳；以及短路部分，使所述内部导体的开口端的附近选择性地与所述金属壳导通。所述内部导体的开口端的附近和所述金属壳之间的区域中的导电性在导通状态和不导通状态之间切换，从而执行多个分支波导的选择。

在具有切换功能的滤波器中，所述内部导体的开口端的附近和所述金属壳之间的区域中的导电性在导通状态和不导通状态之间切换，从而可以改变分支波导的频率特性，并且可以利用频率特性来构造开关。因此，开关构造和滤波器构造可以被集成，从而可以实现部件的减少或装置的小型化。此外，因为谐振器不像在具有切换功能的传统滤波器中一样被设置在平面电路上，所以也可以实现低损耗滤波器。

在具有切换功能的滤波器中，短路部分可以被构造成包括：短路板，构造在内部导体的开口端的附近和所述金属壳之间；短路线路，设置在所述短路板上，以将所述内部导体的开口端的附近与所述金属壳电连接；以及有源器件，设置在所述短路线路上，以在导通状态和不导通状态之间切换所述内部导体的开口端的附近和所述金属壳之间的区域中的导电性。根据该构造，内部导体的开口端的附近和金属壳之间的导通状态可以被容易地切换，并且同时地，可以利用简单的构造来构造开关。

在具有切换功能的滤波器中，所述短路板可以与安装在所述金属壳和金属罩之间的叠层印刷衬底整体形成。根据这个构造，只有短路板不必单独形成。此外，即使当短路板被附着在金属壳内时，附着处理也可以与叠层印刷衬底的附着同时被完成，从而可减少部件的数目或装配工时。

在具有切换功能的滤波器中，谐振器可以被设置在多个分支波导中的至少一个上。谐振器包括：空间，位于所述金属壳内；内部导体，设置在所述空间内并且其一端被接地到所述金属壳；导电板，设置在所述空间内并且安装在所述内部导体的外围表面外；以及短路部分，允许所述导电板选择性地与所述金属壳导通。因此，可以构造具有良好耐功率性的滤波器。

在具有切换功能的滤波器中，通过将导电涂膜附着在与叠层印刷衬底整体形成的电介质板的表面上，可以形成导电板，并且短路部分可以允许导电涂膜选择性地与金属壳导通。因此，可以减少部件的数目或装配工时。

在具有切换功能的滤波器中，导电板可以形成为环形或U形。

根据本发明的另外一个方面，提供一种带通滤波器，包括在金属壳内的多个谐振器，其中，多个谐振器中的至少一个包括：空间，位于金属壳内；内部导体，设置在所述空间内并且其一端被接地到所述金属壳；以及短路部分，允许所述内部导体的开口端的附近选择性地与所述金属壳导通。通过在导通状态和不导通状态之间切换内部导体的开口端的附近和金属壳之间的区域中的导电性，谐振器改变频率特性。

如上所述，可以提供一种具有切换功能的滤波器，其可以在尽可能地减少部件的数目的同时以低成本获得低损耗特性。

附图说明

从下面结合附图对特定优选实施例进行的描述，本发明的上述和其他目的、优点及特征将更加明显，其中：

图1是示出根据本发明的具有切换功能的滤波器的第一实施例的侧面截面图；

图2A和2B分别是沿着图1的线A-A截取的截面图和示出传输线路的视图；

图3是沿着图2A和2B的线C-C截取的截面图；

图4是示出图1中的叠层印刷衬底的俯视图；

图5是示出图1中的具有切换功能的滤波器的示例性等效电路的视图；

图6A和6B分别是示出谐振器的基本结构的俯视图和沿着图6A的线D-D截取的截面图；

图7是示出图6A和6B的谐振器的依据分布常数的示例性等效电路的视图；

图8是示出图6A和6B的谐振器的依据集中常数的示例性等效电路的视图；

图9是示出当短路板的位置改变时频率特性的例子的视图；

图10是示出当短路板的位置改变时反射特性的例子的视图；

图11是示出当TX端子和ANT端子之间的路径被选为使用的传输线路时在TX端子和ANT端子之间的滤波器特性的例子的视图；

图12是示出当TX端子和ANT端子之间的路径被选为使用的传输线路时在ANT端子和RX端子之间以及TX端子和RX端子之间的隔离特性的例子的视图；

图13是示出当RX端子和ANT端子之间的路径被选为使用的传输线路时在RX端子和ANT端子之间的滤波器特性的例子的视图；

图14是示出当RX端子和ANT端子之间的路径被选为使用的传输线路时在ANT端子和TX端子之间以及TX端子和RX端子之间的隔离特性的视图；

图15A和15B分别是在图1中所示的具有切换功能的滤波器的修改例中的沿着图15B的线F-F截取的截面图和沿着图15A的线E-E截取的截面图；

图16是示出图15A和15B中的具有切换功能的滤波器的示例性频率特性的视图；

图17是示出图15A和15B中的具有切换功能的滤波器的示例性隔离特性的视图；

图18A和18B分别是示出根据本发明的具有切换功能的滤波器的第二实施例的俯视图和沿着图18A的线G-G截取的截面图；

图19是示出图18A的区域H的放大图；

图20是示出图18A和18B的谐振器的依据分布常数的示例性等效电路的视图；

图21是示出在图18A和18B中所示的具有切换功能的滤波器的示例性频率特性的视图；

图22是示出根据本发明的带通滤波器的构造的俯视图；

图23是示出在图22的带通滤波器中的示例性频率特性的视图；

图24是示出传统RF通信装置的构造的视图；以及

图25是具有切换功能的传统滤波器的等效电路图。

具体实施方式

现在，将参考说明性实施例来描述本发明。本领域技术人员将会意识到，利用本发明的教导可以实现许多替代实施例，以及本发明不限于为了解释性目的而说明的实施例。

接着，参考附图详细描述本发明的实施例。

图1到3是示出根据本发明的第一实施例的具有切换功能的滤波器的构造图。此外，图1是沿着图2A和2B的线B-B截取的截面图，图2A和2B是沿着图1的线A-A截取的截面图，并且图3是沿着图2A和2B的线C-C截取的截面图。

如图1中所示，具有切换功能的滤波器1大致包括金属壳2、利用金属壳2覆盖的金属罩3、以及插入在金属壳2和金属罩3之间的叠层印刷衬底(stacked print substrate)4。空间1a形成在金属壳2和金属罩3内，该空间1a具有等于或小于使用频率的波长λ/4的高度h并且从上面看为Y形(参考图2A)。如图2B中所示，形成主波导(primarywaveguide)5以及从该主波导5分支出来的第一分支波导6和第二分支波导7。

主波导5是TX端子8和ANT端子9之间的信号以及ANT端子9和RX端子10之间的信号传输经过的传输线路。两个谐振器11、12和形成在这两个谐振器之间的缝13设置在传输线路上。参考图2A和3，谐振器11是半同轴谐振器，其中具有比高度h短的轴的金属棒(中心导体)11c设置在圆柱体状空间11a的中心轴处，并且中心导体11c的纵向方向的一端接地到外部导体(金属罩3)11b。此外，谐振器12是半同轴谐振器，并且包括外部导体12b和中心导体12c，如图12A所示。

回到图2B，第一分支波导6是TX端子8和ANT端子9之间的信号传输经过的传输线路。两个谐振器15和16、形成在谐振器12和谐振器15之间的缝17以及形成在谐振器15和谐振器16之间的缝18设置在传输线路上。参考图2A，谐振器15是半同轴谐振器，其中，中心导体15c安装在圆柱体状空间15a的中心轴处。与叠层印刷衬底4(参考图1)整体形成的短路板15d被构造在中心导体15c的开口端的附近和外部导体15b之间。此外，谐振器16具有与谐振器15相同的构造，并且包括设置在圆柱体状空间16a内的中心导体16c以及构造在中心导体16c的开口端的附近和外部导体16b之间的短路板16d。

回到图2B，第二分支波导7是ANT端子9和RX端子10之间的信号传输经过的传输线路。两个谐振器19和20、形成在谐振器12和谐振器19之间的缝21以及形成在谐振器19和谐振器20之间的缝22设置在传输线路上。此外，谐振器19和20是半同轴谐振器，并且分别包括安装在圆柱体状空间19a和20a的中心轴处的中心导体19c和20c，如图2A中所示。此外，如在第一分支波导6的谐振器15和16中一样，与叠层印刷衬底4整体形成的短路板19d和20d构造在中心导体19c的开口端的附近和外部导体19b之间以及中心导体20c的开口端的附近和外部导体20b之间。

在上述构造中，对于期望的滤波器，各个谐振器之间的耦合由图2B中的缝13、17、18、21和22的宽度或深度尺寸而确定。此外，滤波器输入/输出的外部耦合由图1中所示的耦合天线23(或24)与中心导体11c(或12c)的电容耦合而确定。此外，利用控制谐振器之间的耦合的耦合控制螺钉31a到31c以及频率控制螺钉30a到30d，控制滤波器的发射侧或接收侧的频率响应，并将其设定成期望的特性。控制螺钉30a到30d以及31a到31c被安装在金属壳2中。

图1中所示的叠层印刷衬底4是其中设置各种电路的电介质衬底。参考图4，对于谐振器15、16、19和20，允许中心导体15c到20c与外部导体15b到20b之间的电导通的偏置线路25a到25d(参考图2A)、作为连接在偏置线路25a到25d上的有源器件的PIN二极管26a到26d、施加预定电压到PIN二极管26a到26d的偏置电路27a到27d以及电压控制电路28被设置在衬底上。响应发射/接收控制信号，电压控制电路28切换控制施加到PIN二极管26a到26d上的电压的方向(正向方向或反向方向)。

图5示出了具有切换功能的滤波器1的等效电路的例子。此外，在图5中，Cp1到Cp6中的每一个是谐振器的中心导体的开口端、金属壳和控制螺钉之间的电容。Cp7到Cp10中的每一个是谐振器的外部导体与部件安装单元的焊盘(land)之间的电容。此外，Cs1、Cs5和Cs8中的每一个是滤波器的外部耦合电容，Cs2到Cs4、Cs6和Cs7中的每一个是谐振器之间的耦合电容。

接着，描述具有切换功能的滤波器1的操作。在具有切换功能的滤波器1中，在正向电压和反向电压之间切换施加到PIN二极管26a到26d上的施加电压，使得设置在第一分支波导6和第二分支波导7上的谐振器15、16、19和20的中心频率被改变，并且因此，执行TX端子8和ANT端子9之间以及ANT端子9和RX端子10之间的路径切换。在表1中，示出了切换控制方法的例子。

表1

No.

发射/接收控制信号的逻辑

TX开关

RX开关

信号路径

TX侧的PIN二极管

RX侧的PIN二极管

1

高

开

关

TX-ANT

反向电压

正向电压

2

低

关

开

ANT-RX

正向电压

反向电压

每个路径的滤波器的频率响应被设定成期望的中心频率f0。然而，在使用TX端子8和ANT端子9之间的路径的情况下，例如，反向电压被施加到PIN二极管26a和26b上，并且第一分支波导6上的谐振器15中的中心导体15c与外部导体15b之间的部分以及谐振器16中的中心导体16c与外部导体16b之间的部分被设定成不导通状态，从而谐振器15和16的中心频率保持在f0。同时，对于第二分支波导7上的谐振器19和20，正向电压被施加到PIN二极管26c和26d上，并且使中心导体19c的开口端附近与外部导体19b之间的部分以及中心导体20c的开口端附近与外部导体20b之间的部分电导通，从而谐振器19和20的中心频率改变成不包括f0的频率f1。这时，优选的是，主波导5上的谐振器12遇见第二分支波导7上的谐振器19和20时的输入阻抗理想地为无穷大(Zin＝∞)。此外，实际上，在没有选择的谐振器中，不只是其中心频率改变，而且还产生了由于PIN二极管的正向电阻部件而导致的损耗，使得无载Q恶化。

这里，参考图6到10描述改变谐振器的频率的原理。图6A和6B是示出谐振器的基本结构的视图。此外，图7和8分别是图6A和6B的谐振器的依据分布常数和集中常数的等效电路的例子。此外，图9是示出当短路板的位置在中心导体的开口端处被顺序地改变时频率特性的例子的视图，而图10是示出这时的反射特性的例子的视图。此外，这里，为了描述方便，假设谐振器没有损耗。

在具有图6A和6B的结构的谐振器中，当短路板35位于中心导体36的开口端36a的附近时，与没有短路板35的情形的特性相比，谐振频率向着高频方向改变到大约1.5至2倍，如在图9中所示。原因在于，半同轴谐振器在中心导体36的开口端36a和短路端处产生波长为λ/4的谐振，但是当短路板35被置于中心导体36的开口端36a的附近时，在图7中的路径B而不是路径A上显著地产生谐振，从而产生波长为λ/2的谐振。

典型地，半同轴谐振器的特征阻抗大约为50到80W，但是短路板35的特征阻抗为几百W的高数值，并且具有强大的感应。利用图8的依据集中常数的等效电路来进行描述。在图6A和6B的构造中，在没有安装短路板35的情形中的传输线路部分被表示为并联电感Lp1和并联电容Cp12的并联谐振。另一方面，在短路板35使中心导体36和外部导体37短路的情形中，由短路板35产生的并联电感Lp2分量被增加到并联谐振，使得谐振频率改变。此外，这时，因为谐振频率的改变程度随短路板的位置而不同，所以通过控制短路板35的位置可以控制频率特性。

在上面，当在是将接地到外部导体37的短路板35与中心导体36分离还是通过短路板35而使外部导体37和中心导体36短路之间进行切换并且谐振条件被设定成路径A或B时，能够改变频率。此外，利用上述的PIN二极管26a到26d(参考图4)可以执行中心导体36的开路和短路之间的切换。

在图1到5的具有切换功能的滤波器1中，图11示出了在端子8和9之间的路径被选为使用的传输线路的情形下在TX端子8和ANT端子9之间的滤波器特性的例子。图12示出了对于图11的情形在ANT端子9和RX端子10之间以及TX端子8和RX端子10之间的隔离特性的例子。此外，图13示出了在端子9和10之间的路径被选为使用的传输线路的情形下在ANT端子9和RX端子10之间的滤波器特性的例子。图14示出了对于图13的情形在TX端子8和ANT端子9之间以及RX端子10和TX端子8之间的隔离特性的例子。

如从图11和12中得知的，当TX端子8和ANT端子9之间的路径被选为使用的传输线路时，可以获得在端子8和9之间传递2.0到2.4GHz附近的信号的期望的滤波器特性。同时，在没有使用的传输线路的ANT端子9和RX端子10之间的隔离减少量增加，使得传输信号可以被阻断。此外，如从图13和14中得知，即使当ANT端子9和RX端子10之间的路径被选为使用的传输线路时，在ANT端子9和RX端子10之间也能获得期望的滤波器特性，并且TX端子8和ANT端子9之间的传输信号能被阻断。此外，从图11到14得知，在图1到图5所示的具有切换功能的滤波器1中，在TX端子8和ANT端子9之间以及在ANT端子9和RX端子10之间传输线路结构是对称的，使得除了两个路径的相关带以外的插入损耗或衰减量彼此一致。

如上所述，根据本实施例，连接中心导体的开口端和外部导体的短路板被安装到设置在分支波导中的谐振器中，于是设置在没有使用的传输线路中的谐振器的中心导体的开口的附近与外部导体导通，使得传输线路的频率特性改变成阻断传输信号。另一方面，在使用侧的传输线路中，在谐振器的中心导体的开口端的附近和外部导体之间的路径被设定为不导通状态，使得允许传输线路用作带通滤波器而不改变频率特性。因此，在中心导体的开口端的附近和外部导体之间的导通状态被切换，从而能实现切换操作(传输线路选择操作)。因此，开关构造和滤波器构造能够被集成，使得可以实现部件数目的减少和装置的小型化。此外，因为谐振器不是如在具有切换功能的传统滤波器中一样设置在平面电路上，所以可以实现低损耗滤波器。

此外，虽然在上述实施例中四个PIN二极管逐次用于切换单元中的每一个谐振器，但是为了获得期望的插入损耗和隔离值，可以适当改变使用的PIN二极管的数目。例如，当PIN二极管逐次增加时，在被施加反向电压的PIN二极管处的正向电阻部件增加。因此，按照依据集中常数的等效电路，如此的增加的PIN二极管形成下面的电路构造，其中，并联电阻被增加到图8中的并联电感Lp1和并联电容Cp12。在这种情形下，因为当正向电阻部件增加时谐振器的无载Q增加，所以可以减少损耗。同时，隔离特性恶化。

此外，虽然在上述实施例中谐振器的级数是4，但是谐振器可以按其他方式布置。图15A和15B示出了其中谐振器的级数是9的例子。此外，图16示出在TX端子和ANT端子之间的或ANT端子和RX端子之间的开关被接通的情形下的频率特性。图17示出了在TX端子和ANT端子之间的开关被接通的情形下ANT端子和RX端子之间以及TX端子和RX端子之间的隔离特性。

如从图16中得知，因为其中安装有开关的谐振器的无载Q低，所以插入损耗在滤波器的频带端趋于恶化，但是在中心频率的附近具有良好的特性。此外，如从图17中得知，对于频带内部，获得与在图1到14中的那些相同的数值。根据前述，即使对于多级滤波器本实施例也可以有效。

接着，参考图18到21描述根据本发明的具有切换功能的滤波器的第二实施例。

因为电场在中心导体的开口端的附近具有最大值，但是在图1到14中示出的具有切换功能的滤波器1中，衬底上的PIN二极管以RF方式从外部导体接地到中心导体，所以在PIN二极管的两端之间的RF的电势差增加。因为这个原因，当1W或更高的RF信号从发射侧传输到滤波器时，RF信号超过PIN二极管的额定功率，使得存在可发射的功率可能被限制的可能性。

根据实施例的具有切换功能的滤波器具有改善的发射侧的耐功率性，并且在图18和19中被示出。此外，图18B是沿着图18A的线G-G截取的截面图，图19是图18A的区域H的放大图。此外，在附图中，相同的附图标记用于与在图1到14中示出的元件相同的元件。

参考图18A，具有切换功能的滤波器40与根据第一实施例的具有切换功能的滤波器1的不同之处在于，在第一分支波导(参考图2B)的谐振器中，滤波器40具有环形衬底42和43，代替图2A和2B的短路板15d和16d。此外，第二分支波导(参考图2B)侧的谐振器的构造与在图1到14中示出的相同。

环形衬底43与叠层印刷衬底41整体形成。铜箔附着在衬底的内部表面和外部表面，并且在侧面上执行诸如金电镀的电镀处理。参考图19，环形衬底43包括：环形衬底主体43a，设置为以距离中心导体16c预定间隔而包围中心导体16c的外围；以及两个短路部分43b，连接环形衬底主体43a与叠层印刷衬底41。PIN二极管45和46以及偏置线路47被设置在短路部分43b中。PIN二极管45和46被设置为使得它们相对于从偏置线路47到外部导体16b(参考图18B)的方向具有正向方向。此外，虽然没有重复详细描述，但是环形衬底42也具有与环形衬底43相同的结构。

这里，参考图20的依据分布常数的等效电路例子，描述具有上述结构的谐振器的操作原理。此外，在图20中，同轴谐振器由一个短路的传输线路TL9表示，在谐振器的中心导体16c的开口端、金属壳2和控制螺钉30d之间的电容(参考图18B)是Cp14，在中心导体16c的外围表面和环形衬底43之间的电容是Cp15。

当正向电压被施加到PIN二极管45和46上时，使外部导体16b和环形衬底43上的铜箔导通，使得电容Cp15形成在中心导体16c的外围表面和环形衬底43之间。这等效于在从外部导体16b的侧壁到中心导体16c的方向上插入控制螺钉。同时，当反向电压被施加到PIN二极管45和46上时，环形衬底43与中心导体16c和外部导体16b电分离。在这种情形下，因为与其中正向电压被施加到PIN二极管45和46上的情形相比，中心导体16c和环形衬底43之间的电容Cp15减小，所以谐振器的中心频率改变到高频区。

如上所述，因为当反向电压被施加到在根据实施例的谐振器中的PIN二极管45和46上时中心频率改变，所以利用这个特性实现切换操作。表2示出了切换控制路径的方法的例子。

表2

No.

发射/接收控制信号的逻辑

TX开关

RX开关

信号路径

TX侧的PIN二极管

RX侧的PIN二极管

1

高

开

关

TX-ANT

正向电压

2

低

关

开

ANT-RX

反向电压

参考表2，当TX端子和ANT端子之间的开关接通时(当TX端子和ANT端子之间的路径被选为使用的传输线路时)，正向电压被施加到在第一分支波导(TX端子和ANT端子之间的分支波导)上的谐振器的PIN二极管45和46上，并且正向电压也被施加到在第二分支波导(ANT端子和RX端子之间的分支波导)上的谐振器的PIN二极管26c和26d(参考图4)上。同时，当ANT端子和RX端子之间的开关接通时(当ANT端子和RX端子之间的路径被选为使用的传输线路时)，反向电压被施加到在第一分支波导(TX端子和ANT端子之间的分支波导)上的谐振器的PIN二极管45和46上，以及施加到在第二分支波导(ANT端子和RX端子之间的分支波导)上的谐振器的PIN二极管26c和26d上。

图21示出了在具有切换功能的滤波器40中当TX端子和ANT端子之间的路径被选为使用的传输线路时TX端子和ANT端子之间的滤波器特性以及当ANT端子和RX端子之间的路径被选为使用的传输线路时ANT端子和RX端子之间的滤波器特性。

如从图21中得知，像在图11、13和16中示出的情形一样，本实施例对于TX端子和ANT端子之间的路径或者ANT端子和RX端子之间的路径也获得期望的带通特性。此外，确定的是，当TX端子和ANT端子之间的开关接通时，对于ANT端子和RX端子之间的隔离以及TX端子和RX端子之间的隔离，本实施例可以获得与在图17中示出的特性示例的值相同程度的值。

同时，当ANT端子和RX端子之间的开关接通时，TX端子和ANT端子之间的隔离以及RX端子和TX端子之间的隔离减少到大约30dB。这是因为与图1到17中示出的情形相比，通过切换操作，在TX端子和ANT端子之间的频率偏移量小，并且当分支到发射/接收侧的谐振器遇见TX端子时的阻抗不满足开路条件，所以泄露进TX端子中的RF信号的量增加。然而，因为当TX端子和ANT端子之间的开关接通时，与在图1到17中示出的情形相比，TX端子和ANT端子之间的插入损耗改善了大约10％。在发射侧具有功率效率提高的巨大优点。因此，根据本实施例的具有切换功能的滤波器40能够发射大约10W的RF信号。

此外，虽然根据上述实施例如在图19中所示地并联安装两个PIN二极管45和46，但是使用的二极管的数目可以适当地改变。此外，代替使用环形衬底43，可以使用具有诸如U形的不同形状的衬底。

接着，参考图22和23描述根据本发明的带通滤波器。

根据本实施例的带通滤波器50具有与在图1到14中的具有切换功能的滤波器1的第一分支波导6部分(参考图2B)几乎相同的基本结构。该带通滤波器50具有其中叠层印刷衬底53被插入金属壳51和金属罩52之间的结构。RF输入/输出端子54和55被安装在该结构的两端。此外，在传输线路上的各个谐振器56和57被分别构造为包括中心导体56a和外部导体56b的半同轴谐振器以及包括中心导体57a和外部导体57b的半同轴谐振器。短路板58被构造在中心导体56a与外部导体56b之间，且短路板59被构造在中心导体57a与外部导体57b之间，所述短路板58和59使中心导体56a的开口端的附近与外部导体56b短路以及使中心导体57a的开口端的附近与外部导体57b短路。诸如可变电容二极管的有源器件60和61，以及用于施加预定电压给它们的偏置线路62和63被设置在短路板58和59上。

通过施加电压给有源器件60和61并且利用任意电压改变有源器件60和61的阻抗部件，带通滤波器50能够改变滤波器本身的频率，如图23所示，并且因此，实现频率可变滤波器。此外，短路板58和59不必必须被提供给在带通滤波器50上的所有谐振器。短路板58和59可以只安装在一些谐振器中。

显然，本发明不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下被修改和改变。

Claims

1.一种具有切换功能的滤波器，包括：

波导结构，具有在金属壳内的多个谐振器；以及

从主波导分支出来的多个分支波导，所述滤波器将传输信号选择性地传输穿过所述多个分支波导中的一个，

其中所述每个谐振器被设置在所述多个分支波导上；

其中所述每个谐振器包括：

内部导体，设置在所述金属壳内的空间中，所述内部导体的一端被接地到所述金属壳；以及

短路部分，允许所述内部导体的开口端的附近选择性地与所述金属壳导通；以及

其中，所述内部导体的开口端的附近和所述金属壳之间的区域中的导电性在导通状态和不导通状态之间切换，从而执行所述多个分支波导的选择，

所述短路部分包括：

短路板，连接在所述内部导体的开口端的附近和所述金属壳之间；

短路线路，设置在所述短路板上，以将所述内部导体的开口端的附近与所述金属壳电连接；以及

有源器件，设置在所述短路线路上，以在导通状态和不导通状态之间切换所述内部导体的开口端的附近和所述金属壳之间的区域中的导电性。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其中所述短路板与安装在所述金属壳和被金属壳覆盖的金属罩之间的叠层印刷衬底整体形成。

3.根据权利要求1所述的滤波器，

其中在所述多个分支波导中的至少一个上设置所述谐振器，所述谐振器包括：

位于所述金属壳内的所述空间；

所述内部导体，设置在所述空间内并且所述一端被接地到所述金属壳；

导电板，设置在所述空间内并且安装在所述内部导体的外围表面外；以及

所述短路部分，允许所述导电板选择性地与所述金属壳导通。

4.根据权利要求3所述的滤波器，其中所述导电板被形成为环形或U形。

5.一种带通滤波器，包括在金属壳内的多个谐振器，

其中，所述多个谐振器中的至少一个包括：

空间，位于所述金属壳内；

内部导体，设置在所述空间内并且其一端被接地到所述金属壳；

短路部分，允许所述内部导体的开口端的附近选择性地与所述金属壳导通，以及

通过在导通状态和不导通状态之间切换所述内部导体的开口端的附近和所述金属壳之间的区域中的导电性，所述谐振器改变频率特性，

所述短路部分包括：