CN102738552A

CN102738552A - 电介质谐振器件

Info

Publication number: CN102738552A
Application number: CN2012100960897A
Authority: CN
Inventors: 原田信洋; 中村浩
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2012-04-01
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2032-04-01
Also published as: JP2012222607A; CN102738552B; JP5703917B2

Abstract

本发明提供一种电介质谐振器件。在电介质块(2)中，形成有从第1面(21)到第2面(22)且与第3面(23)和第4面(24)大致平行地延伸的贯通长孔(45)，在贯通长孔(45)的内表面形成有屏蔽导体(46)。贯通长孔(45)的靠近第5面(25)的前端部(45a)位于比多个贯通孔(41)的任一个都更靠近第5面(25)的位置上。多个贯通孔(41)被排列在电介质块(2)的贯通长孔(45)与第3面(23)、第4面(24)和第6面(26)之间的区域内。由此，即使在增大了谐振器数的情况下也可防止机械强度的降低，能够以低成本提供安装效率高的电介质谐振器件。

Description

电介质谐振器件

技术领域

本发明涉及在电介质块中形成多个谐振器而构成的在微波波段等高频带内使用的电介质滤波器或电介质收发共用器等电介质谐振器件。

背景技术

以往，移动电话等移动体通信设备构成为：在通过天线收发的信号中，可借助通带滤波器等滤波器而仅对期望的频带进行收发。作为这种功能性电子器件的电介质滤波器或电介质收发共用器等电介质谐振器件，常常使用的是利用电介质块并在其中组合多个谐振器而构成为一体型的器件。

然而，近几年，在移动体通信设备、特别是基站用的设备中要求高性能化，伴随于此，对于移动体通信设备中使用的电介质谐振器件也要求高性能。因此，要求在单个电介质块中组合更多的谐振器来实现高性能化。此时，存在电介质块在长边方向上过长而导致机械强度容易降低的问题。此外，近来，要求安装效率高的电介质谐振器件，但是在长边方向过长的电介质谐振器件中也存在导致安装效率降低的问题。

为了避免这种问题，例如，在专利文献1中公开了如下的方法：分开制作2个电介质滤波器，并以电和机械方式相互接合这2个电介质滤波器。

此外，在专利文献2中，公开了如下的方法：使电介质块在中途弯曲而形成U字形状，从而提高安装效率。

专利文献1：日本国注册实用新型第3010568号公报

专利文献2：日本国特开昭62-73801号公报

但是，在专利文献1记载的方法中，器件数量增加，会进一步产生因组装作业引起的成本上升的问题。此外，会产生难以取得电匹配、电介质谐振器件的特性出现偏差的问题。例如，在应用于高频电介质谐振器件中的情况下，金属端子的电感成分使阻抗匹配恶化，还会从金属端子的部分泄漏高频波而导致性能恶化。

另一方面，在专利文献2记载的方法中，依然没有解决机械强度降低的问题。

发明内容

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种电介质谐振器件，该电介质谐振器件即使在为了实现高性能化而增加了电介质谐振器件的谐振器数量的情况下，也能防止机械强度降低，并且能够以低成本实现高安装效率。

根据本发明，为了达到以上目的，提供了一种电介质谐振器件，其包括：电介质块，其具有外表面，该外表面包括：相互大致平行的第1面和第2面、与所述第1面和第2面大致正交且相互大致平行的第3面和第4面、与所述第1面和第2面及所述第3面和第4面大致正交的第5面和第6面；在该电介质块中从所述第1面到所述第2面而形成的多个贯通孔；内导体，其形成在该贯通孔的内表面上；外导体，其形成在除了所述第1面之外的所述外表面上；耦合电极，其按照使与所述贯通孔对应地形成的谐振器彼此耦合的方式，在所述第1面内从所述内导体延伸；和输入输出电极，其与所述谐振器中的任一个耦合，在所述电介质块中，形成有从所述第1面到所述第2面且与所述第3面和第4面大致平行地延伸的贯通长孔，在该贯通长孔的内表面上形成有屏蔽导体，所述贯通长孔的靠近所述第5面的前端部位于比所述多个贯通孔中的任一个都更靠近所述第5面的位置上，所述多个贯通孔排列在所述电介质块的所述贯通长孔与所述第3面、第4面、第6面之间的区域。

在本发明的一个方式中，所述输入输出电极由位于所述贯通长孔与所述第3面之间的区域的第1输入输出电极、和位于所述贯通长孔与所述第4面之间的区域的第2输入输出电极构成。

在本发明的一个方式中，所述贯通长孔的靠近所述第5面的前端部，位于比所述耦合电极和所述输入输出电极中的任一个都更靠近所述第5面的位置上。

在本发明的一个方式中，在所述电介质块的第1面，从所述贯通长孔的靠近所述第5面的前端部到所述第5面形成有短路电极，该短路电极分别与形成在所述第5面上的外导体以及形成在所述贯通长孔的内表面上的屏蔽导体连接。

在本发明的一个方式中，所述电介质块由电介质陶瓷构成。

在本发明的一个方式中，该电介质谐振器件具备电磁屏蔽罩，该电磁屏蔽罩被配置成大致覆盖所述第1面。

(发明效果)

根据本发明，在形成于电介质块中的贯通长孔的内表面上形成屏蔽导体，使贯通长孔的靠近第5面的前端部位于比贯通孔的任一个都更靠近第5面的位置上，使多个贯通孔排列在贯通长孔与第3面、第4面和第6面之间的区域，从而即使在增大了谐振器数的情况下，也不会使长边方向变得过长，可防止机械强度的降低，能够以低成本提供安装效率高的电介质谐振器件。

附图说明

图1是表示本发明的电介质谐振器件的第1实施方式的示意立体图。

图2是表示第1实施方式的电介质谐振器件的示意性部分放大俯视图。

图3是表示本发明的电介质谐振器件的第2实施方式的示意立体图。

图4是表示第2实施方式的电介质谐振器件的示意分解立体图。

图5是图3的A箭头方向的示意性部分剖视图。

图6是图3的A箭头方向的示意剖视图。

图7是表示本发明的电介质谐振器件的第3实施方式的示意剖视图。

图8是表示本发明的电介质谐振器件的第4实施方式的示意立体图。

图9是表示第4实施方式的电介质谐振器件的示意分解立体图。

图10是表示本发明的电介质谐振器件的第5实施方式的示意分解立体图。

图11是第5实施方式的电介质谐振器件的示意性部分放大剖视图。

图12是表示属于第4实施方式的电介质收发共用器(Duplexer)的频率特性的图。

图13是将属于第4实施方式的电介质收发共用器(Duplexer)的接收侧滤波器(Filter)特性，与无短路电极的比较例的电介质收发共用器的接收侧滤波器特性进行比较来表示的图。

图14是将属于第4实施方式的电介质收发共用器(Duplexer)的发送侧滤波器(Filter)特性，与无短路电极的比较例的电介质收发共用器的发送侧滤波器特性进行比较来表示的图。

符号说明：2-电介质块；21-第1面；22-第2面；23-第3面；24-第4面；25-第5面；26-第6面；40-连接导体；41-贯通孔；42-内导体；43-外导体；44-耦合电极；45-贯通长孔；45a、45b-贯通长孔的前端部；46-屏蔽(shield)导体；47-第1输入输出电极；48-第2输入输出电极；49-短路电极；60-收发共用电极；10-电磁屏蔽罩；12-同轴型连接线缆；Ft-发送侧滤波器；Fr-接收侧滤波器。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的具体实施方式。另外，在附图中，对具有彼此相同或类似的功能的器件或部分等附加同一符号。

(第1实施方式)

图1是表示本发明的电介质谐振器件的第1实施方式的示意分解立体图，图2是本实施方式的电介质谐振器件的示意性部分放大俯视图。在本实施方式中，电介质谐振器件是电介质滤波器。

本实施方式的电介质滤波器具有电介质块2。作为电介质块2的材质，例如可以使用电介质陶瓷，特别是可以使用相对介电常数ε_r为10左右的镁橄榄石系陶瓷。

电介质块2具有彼此大致平行的第1面21和第2面22。电介质块2还具有与第1面21和第2面22大致正交且彼此大致平行的第3面23和第4面24。电介质块2还具有与第1面21和第2面22以及第3面23和第4面24大致正交且彼此大致平行的第5面25和第6面26。即，电介质块2的外表面包括第1面21～第6面26。

第1面21是上表面。第2面22是下表面，位于与第1面21隔着距离(高度)H且与第1面21的朝向相反并与第1面21大致平行的位置上。第3面23和第4面24是一对侧面，隔着距离(宽度)W而位于彼此朝向相反的位置上。第5面25和第6面26是一对端面，隔着距离(长度)L而位于彼此朝向相反的位置上。电介质块2的尺寸可根据所需的特性而进行适当设定，例如，高度H为4mm～25mm、长度L为45mm～130mm、宽度W为25mm～60mm。L优选在3W以内。举一个例子的话，长度L约为55mm，宽度W约为40mm，高度H约为9mm。

在电介质块2中形成有从第1面21贯通到第2面22的多个贯通孔41。在贯通孔41的内表面形成有内导体42。在除了电介质块2的第1面21之外的外表面上形成有外导体43。外导体43与形成在第2面22上的外导体43连接。在第1面21上，形成有从内导体42延伸且使与贯通孔41对应地形成的1/4波长型谐振器彼此耦合的耦合电极44。该耦合电极44的形状并不限于图示的形状，只要能够得到所需的耦合，也可以进行适当变更。另外，在第1面21上，还可以附加与外导体43连接的耦合调整电极(未图示)。通过这些耦合电极44和耦合调整电极，得到互相相邻的谐振器彼此所需的耦合。

在电介质块2中，形成有从第1面21到第2面22且与第3面23和第4面24大致平行地延伸的贯通长孔45，在该贯通长孔45的内表面形成有屏蔽导体46。屏蔽导体46与形成在第2面22上的外导体43连接。贯通长孔45的宽度是D，长度即靠近第5面25的前端部45a与靠近第6面26的前端部45b之间的距离为L’。可以适当设定宽度D，例如，可以设为3mm～15mm，举一个例子的话，约为6mm。此外，可以适当设定长度L’，例如，可以设定为20mm～105mm，举一个例子的话，约为35mm。

多个贯通孔41排列在电介质块2的贯通长孔45与第3面23、第4面24和第6面26之间的コ字形状的区域内。即，贯通孔41在沿着从第4面24经由第6面26向第3面23连接的电介质块外表面的区域内，以夹持贯通长孔45的方式排列成コ字形状。在电介质块2的第1面21，优选按照与对应于这种谐振器排列(即贯通孔排列)的一端和另一端的贯通孔41而形成的谐振器耦合的方式，分别形成输入输出电极、即第1输入输出电极47和第2输入输出电极48。即，第1输入输出电极47位于贯通长孔45与第3面23之间的区域内，第2输入输出电极48位于贯通长孔45与第4面24之间的区域内。第1输入输出电极47和第2输入输出电极48中的一方起到输入电极的作用，另一方起到输出电极的作用。由此，构成具有从一端到另一端的谐振器排列的电介质滤波器。

如图2所示，贯通长孔45的靠近第5面25的前端部45a位于比贯通孔41的任一个都更靠近第5面25的位置上。由此，可良好地抑制谐振器排列的一端和另一端的谐振器彼此的耦合。前端部45a与第5面25之间的距离例如是2～15mm。此外，贯通孔41位于贯通长孔45与第3面23和第4面24之间的区域内时，考虑电特性而优选排列在大致中央部。

另外，优选贯通长孔45的靠近第5面25的前端部45a位于比耦合电极44和输入输出电极47、48的任一个都更靠近第5面25的位置上。由此，可更加良好地抑制谐振器排列的一端和另一端的谐振器彼此的耦合，并且可抑制输入输出电极47、48之间的电磁波的无用传播，从而隔离(isolation)特性变得良好。

此外，优选在电介质块2的第1面21上，从贯通长孔45的靠近第5面25的前端部45a到第5面25形成短路电极(短路导体)49。短路电极49分别与形成在第5面25上的外导体43和形成在贯通长孔45的内表面上的屏蔽导体46连接。由此，隔离特性变得更好。

电介质块2与第1面21和第2面22大致平行的截面的形状从第1面21一直到第2面22是相同的。这种电介质块2可通过利用模具对陶瓷粉体进行压缩成形并煅烧来制造。由于与第1面21和第2面22大致平行的截面的形状从第1面21一直到第2面22是相同的，所以可通过1轴压缩成形来简单地制造电介质块2。

通过这种结构，即使为了获得高功能而增加谐振器数，也可通过将谐振器排列设为コ字形状而抑制长度L的增大，并且通过利用一体物的电介质块2，不需要另行追加特别的器件就可防止机械强度的降低。即，能够以低成本提供安装效率高的电介质滤波器。

(第2实施方式)

图3是表示本发明的电介质谐振器件的第2实施方式的示意立体图，图4是本实施方式的电介质谐振器件的示意分解立体图。此外，图5是图3的箭头A方向的示意性部分剖视图，图6是图3的箭头A方向的示意剖视图。图5和图6表示互不相同的部分的截面。

本实施方式除了具备电磁屏蔽罩之外，其他与第1实施方式相同。

优选将电磁屏蔽罩10配置成大致覆盖电介质块2的第1面21。具体而言，电磁屏蔽罩10被配置成与电介质块2的第1面21的开放区域(未形成导体的区域部分)隔开地覆盖该开放区域，例如，由成形为厚度0.3mm～0.8mm左右的金属板的部件构成。对于电磁屏蔽罩10的材质而言，只要具有导电性即可，例如可以是铁系金属，特别是可以使用表面镀锡后的铁等。电磁屏蔽罩10与附加在电介质块2的第3面23～第6面26的外导体43以及形成在贯通长孔45中的屏蔽导体46接合。在该接合中例如使用焊料或导电性粘接剂。由此，抑制来自第1面(开放区域)21的电波泄漏，可发挥良好的电磁屏蔽效果，能够得到更高的电特性。

另外，图5示出本实施方式中的与外部电路的连接方式的一例。如图5所示，第2输入输出电极48与同轴型连接线缆12的内部导体连接，通过该连接线缆12，电介质滤波器与外部电路连接。连接线缆12的外部导体例如与电磁屏蔽罩10连接。第1输入输出电极47也是同样的。

电介质滤波器与外部电路的连接方法并不限于上述方法，也可以根据需要使用公知的其他方法，可使用同轴型连接器，也可以使用引线管脚。

(第3实施方式)

图7是表示本发明的电介质谐振器件的第3实施方式的示意剖视图。图7表示与上述第2实施方式所涉及的图6相对应的部分。

本实施方式除了电磁屏蔽罩的安装方式之外，与第2实施方式相同。

在本第3实施方式中，在电介质块2的第1面21上，形成有与贯通长孔45中形成的屏蔽导体46连接的连接导体40，电磁屏蔽罩10经由连接导体40与屏蔽导体46连接。由此，即使贯通长孔45的宽度D较小，也能够容易实现电磁屏蔽罩10与屏蔽导体46之间的电连接，有助于电介质谐振器件的小型化。

(第4实施方式)

图8是表示本发明的电介质谐振器件的第4实施方式的示意立体图，图9是本实施方式的电介质谐振器件的示意分解立体图。在本实施方式中，电介质谐振器件是电介质收发共用器。

在本实施方式中，在电介质块2的贯通长孔45与第3面23之间的区域内，通过6个谐振器形成了发送侧滤波器Ft，在电介质块2的贯通长孔45与第4面24之间的区域内，通过6个谐振器形成了接收侧滤波器Fr。在电介质块2的贯通长孔45与第6面26之间的区域内，在第1面21上形成有与发送侧滤波器Ft及接收侧滤波器Fr这两者耦合的收发共用电极60。第1输入输出电极47起到发送信号输入电极的作用，第2输入输出电极48起到接收信号输出电极的作用，收发共用电极60起到发送信号输出电极及接收信号输入电极的作用。收发共用电极60与天线等收发单元连接。

在本实施方式中，也将电介质块2的贯通长孔45与第3面23、第4面24、第6面26之间的コ字形状的区域看作是1个区域，在该コ字形状的区域内排列了多个贯通孔41。由此，在本发明中，在电介质块2的贯通长孔45与第6面26之间不存在贯通孔41。

电介质块2的材质与第1实施方式相同。根据图2和图3所示的标记，电介质块2的尺寸优选为H是4mm～25mm、L是50mm～130mm、W是25mm～60mm、D是3mm～15mm、L’是40mm～115mm。作为更具体的方式，L例如约为100mm，W例如约为40mm，H例如约为9mm。此外，D例如是6mm，L’例如约为80mm。此外，优选L在3W以内。

其他的结构以第1实施方式为准。例如，贯通长孔45与贯通孔41的位置关系、贯通长孔45与耦合电极44的位置关系、贯通长孔45与第1输入输出电极47及第2输入输出电极48之间的位置关系、以及短路电极49和电磁屏蔽罩10的存在与第1实施方式相同。因此，基于这些结构得到的在上述第1实施方式中说明的效果在本第4实施方式中也能得到。

图12表示属于本实施方式的电介质收发共用器的一实施例的频率特性。在本实施例中，确保了良好的衰减，且得到了良好的电特性(接收侧滤波器特性和发送侧滤波器特性)。

图13是将图12的接收侧滤波器特性(存在短路电极：用实线示出)与比较例的电介质收发共用器的接收侧滤波器特性(无短路电极：用虚线示出)进行比较来表示的图。同样，图14是将图12的发送侧滤波器特性(存在短路电极：用实线示出)与比较例的电介质收发共用器的发送侧滤波器特性(无短路电极：用虚线示出)进行比较来表示的图。在此，比较例的电介质收发共用器除了不具备短路电极49之外，其他与具有图12的频率特性的实施例的电介质收发共用器相同。

如图13和图14所示，在本发明实施例中，与比较例相比，在接收侧滤波器特性中发送侧滤波器的通带内的衰减良好，在发送侧滤波器特性中接收侧滤波器的通带内的衰减良好。

根据本实施方式，即使是谐振器数多的一体型电介质收发共用器，也与第1实施方式相同，即使为了得到高功能而增加谐振器数，也可以通过在贯通长孔45的一侧排列构成发送侧滤波器Ft的谐振器，在贯通长孔45的另一侧排列构成接收侧滤波器Fr的谐振器，从而抑制长度L的增大，并且通过使用作为一体物的电介质块2，无须另行追加特别的部件，能够防止机械强度降低。即，能够以低成本提供安装效率高的电介质收发共用器。

(第5实施方式)

图10是表示本发明的电介质谐振器件的第5实施方式的示意分解立体图，图11是本实施方式的电介质谐振器件的示意性部分放大剖视图。

本实施方式除了以下结构外与第4实施方式相同，该不同之处是：形成在电介质块2的第1面21上的短路电极(短路导体)49，形成在与第5面25相邻的第1面21的整个边缘部(即，沿着第1面21和第5面25的交界线延伸)，为了与附加在第5面25上的外导体43连接而向下延伸的电磁屏蔽罩10的部分，与第1面21上的短路导体49连接。

即，电磁屏蔽罩10的为了与附加在第5面25上的外导体43电连接而向下延伸的部分，下端缘部水平地朝外弯曲，该下端缘部的下表面与形成在和第5面25相邻的第1面21的整个边缘部的短路导体49接合。

通过采用这种结构，除了在第4实施方式中得到的作用效果之外，由于即使发生L尺寸的偏差，电磁屏蔽罩10也能够经由短路电极49而可靠地与形成在第5面25上的外导体43连接，因此能够制造成品率良好的产品。此外，由于通过第1输入输出电极47和第2输入输出电极48使接近的地方接地，因此电磁屏蔽效果变得更好，可得到高的电特性。

(其他实施方式)

在以上的实施方式中，记载了尺寸、个数以及形状等为特定的部件，但是本发明并不限于此，可进行适当的变更。

例如，在长度L约为100mm的情况下，在电介质块2中形成的谐振器的数量例如可以是7或8，但并不限于此，可进行适当变更。

Claims

1.一种电介质谐振器件，其特征在于，包括：

电介质块，其具有外表面，该外表面包括：相互大致平行的第1面和第2面、与所述第1面和第2面大致正交且相互大致平行的第3面和第4面、与所述第1面和第2面及所述第3面和第4面大致正交的第5面和第6面；

在该电介质块中从所述第1面到所述第2面而形成的多个贯通孔；

内导体，其形成在该贯通孔的内表面上；

外导体，其形成在除了所述第1面之外的所述外表面上；

耦合电极，其按照使与所述贯通孔对应地形成的谐振器彼此耦合的方式，在所述第1面内从所述内导体延伸；和

输入输出电极，其与所述谐振器中的任一个耦合，

在所述电介质块中，形成有从所述第1面到所述第2面且与所述第3面和第4面大致平行地延伸的贯通长孔，在该贯通长孔的内表面上形成有屏蔽导体，

所述贯通长孔的靠近所述第5面的前端部位于比所述多个贯通孔中的任一个都更靠近所述第5面的位置上，

所述多个贯通孔排列在所述电介质块的所述贯通长孔与所述第3面、第4面、第6面之间的区域。

2.根据权利要求1所述的电介质谐振器件，其特征在于，

所述输入输出电极由位于所述贯通长孔与所述第3面之间的区域的第1输入输出电极、和位于所述贯通长孔与所述第4面之间的区域的第2输入输出电极构成。

3.根据权利要求1或2所述的电介质谐振器件，其特征在于，

所述贯通长孔的靠近所述第5面的前端部，位于比所述耦合电极和所述输入输出电极中的任一个都更靠近所述第5面的位置上。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的电介质谐振器件，其特征在于，

在所述电介质块的第1面，从所述贯通长孔的靠近所述第5面的前端部到所述第5面形成有短路电极，该短路电极分别与形成在所述第5面上的外导体以及形成在所述贯通长孔的内表面上的屏蔽导体连接。

5.根据权利要求1～4的任一项所述的电介质谐振器件，其特征在于，

所述电介质块由电介质陶瓷构成。

6.根据权利要求1～5的任一项所述的电介质谐振器件，其特征在于，

该电介质谐振器件具备电磁屏蔽罩，该电磁屏蔽罩被配置成大致覆盖所述第1面。