CN1121732C - 介质滤波器和介质双工器 - Google Patents

Abstract

介质滤波器包括具有导电性的屏蔽空腔框架；其两个有关表面上具有电极，并设置在所述屏蔽空腔框架中的电介质；和外部耦合装置，其中，外部耦合装置包括电探针，所述电探针的至少一部分由覆盖电介质覆盖。

Description

介质滤波器和介质双工器

技术领域

本发明涉及一种用于通信基站等等中的介质滤波器和介质双工器。

背景技术

图7示出关于本发明的介质滤波器。虽然在待批的第924040号美国专利申请中揭示了这种介质滤波器，但在该发明作为第H-10-8860号日本专利申请(本发明要求基于该发明的优先权)被提交时，这种介质滤波器在现有技术中还是未知的。

图7是介质滤波器110的透视图。在该图中，移去了上盖114，从而可以看到内部结构。这里示出的介质滤波器是作为二级带阻滤波器型的，它包括两个盘形电介质112，它们并排地设置在屏蔽空腔框架111中。

介质滤波器110包括屏蔽空腔框架111，它由一种金属制成；电介质112，它设置在屏蔽空腔框架111内；以及外部耦合装置120。电介质112由陶瓷制成为盘形，而电极由银等之类的材料形成在电介质的两个相对的上表面和下表面上。电介质112的下表面通过焊料之类的材料固定在屏蔽空腔框架111的内部底面上，由此达到电气连接。外部耦合装置120包括电探针121，它由金属线制成。如此设置电探针121，从而它在电介质112的上表面和屏蔽空腔框架111之间的空间延伸，但既不和电介质112也不和屏蔽空腔框架111接触。通过使用上述结构，可以减小流经屏蔽空腔框架111的电流，由此减小了由这种电流引起的损耗，因此得到高度尺寸小，并具有高无载Q的TM模式介质滤波器。

电探针121通过焊料连接到附在屏蔽空腔框架111上的外部接头113，从而信号通过电探针121输入和输出。即，信号通过连接到外部接头113的外部电缆提供，并通过电探针121。电探针121与电介质112通过电探针121和电介质的电极之间产生的电容耦合。与电探针121耦合的电介质112具有谐振，并由此作为带阻滤波器。得到的信号通过连接到另一外部接头113的电缆输出。

在上述介质滤波器中，电探针和电介质之间的耦合通过电探针和电介质之间电容实现。因此，耦合的强度依赖于电探针和电介质之间的电容。电容由电探针和电介质之间的距离、相互面对的表面积以及它们之间存在的物质的介电常数决定。衰减随耦合的强度的变化而变化，而介质滤波器的特性如此变化，即，当耦合强时，滤波器具有宽带的带阻或带通特性，而当耦合弱时，则带宽变窄。因此，为了得到具有所需特性的介质滤波器，需要调节电探针和电介质之间的耦合。即，需要调节电探针和电介质之间的电容。

在上述介质滤波器中，由金属线制成的电探针用作外部耦合装置。如上所述，电容可以通过改变电探针和电介质之间的距离、表面的面积和/或介电常数而变化。但是，较难改变连接到外部接头的电探针的位置，因为较难改变附于屏蔽空腔框架的外部接头的位置。空气的介电常数不可能改变。因此，调节电探针和电介质之间的电容的最实际的方法是改变电探针的长度，由此改变相互面对的表面积。

但是，对每一个电介质或包括电介质的每一个介质滤波器的电探针通过切割，来调节电探针的长度是一个麻烦的过程。另外，一旦把电探针长度切得太短，则不可能再调节来增加电容。

另外，当电探针和电介质之间的电势差超过空气的绝缘强度时，通过电探针和电介质之间的空气产生放电。这种放电可以引起介质滤波器的电极或电探针特性的差异。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种介质滤波器和介质双工器，它们的特性可以更容易地调节，并具有更高的可靠性。

根据本发明的一个方面，为了实现上述的目的，提供了一种介质滤波器，它包括：具有导电性的屏蔽空腔；两个相对表面上形成有电极，并被设置在屏蔽空腔框架中的电介质；和外部耦合装置，其中外部耦合装置包括电探针，电探针的至少一部分覆盖有覆盖电介质。

在这个介质滤波器中，覆盖电探针的覆盖电介质最好是可以移动的。

可藉助螺纹的配合，将覆盖电介质连接到电探针，达到覆盖电介质的可动性。

根据本发明的另一个方面，提供了一种介质双工器，它包括具有导电性的屏蔽空腔框架；两个相对表面上形成有电极，并被设置在屏蔽空腔框架中的电介质；外部耦合装置；连接到耦合装置的输入/输出连接装置和天线连接装置，其中，外部耦合装置包括电探针，它的至少一部分由覆盖电介质覆盖。

在这种介质双工器中，覆盖电探针的覆盖电介质最好是可移动的。

覆盖电介质的可动性可以藉助螺纹配合，将覆盖电介质连接到电探针而达到。

在根据本发明的上述介质滤波器和介质双工器中，可以容易地调节电探针和电介质之间的电容。另外，可以增加电探针和电介质之间的绝缘强度。

附图说明

图1是根据本发明的介质滤波器的透视图；

图2是根据本发明的外部耦合装置的透视图；

图3是根据本发明的介质滤波器的第二实施例的透视图；

图4是根据本发明的第二实施例的外部耦合装置的透视图；

图5是根据本发明的介质滤波器的第三实施例的透视图；

图6是根据本发明的介质双工器的透视图；以及

图7是另一个类型的介质滤波器的透视图。

具体实施方式

现在参照图1，下面描述根据本发明的介质滤波器的实施例。图1是根据本发明的介质滤波器10的透视图。在该图中，上盖14被移去，从而可以看到内部结构。

介质滤波器10包含屏蔽空腔框架11、盘形电介质12和外部耦合装置20。屏蔽空腔框架11由金属形成，并且外部接头13附到它上，从而信号通过电缆输出到外面或从外面输入。外部耦合装置20通过焊料连接到各个外部接头13。每一个电介质12由陶瓷形成为盘形，并且通过在两个有关的表面上涂敷和烘培银膏在电介质上形成电极。每一个电介质12的下表面藉助于焊料之类的材料固定到屏蔽空腔框架11的内部底表面，由此达到电气连接。或者，电介质12可以焊接到接地板等地方，并且可以放置在屏蔽空腔框架11中。在这个实施例中，两个电介质12并排地设置，并且这两个电介质12通过1/4波长传输线15相互连接，从而介质滤波器10用作二级带阻滤波器。屏蔽空腔11框架还可以通过在陶瓷材料的表面上形成导电层而产生。电介质12还可以形成为方形。电介质12的两个有关表面上的电极可以形成为多层薄膜的结构，从而减少损耗。

外部耦合装置20包括由一种金属线形成的电探针21，它的一个所需部分由树脂等材料22覆盖，用作覆盖电介质。对于树脂22，使用聚戊二烯或类似树脂，它们可以容易地形成为所需的形状，并具有弹性(这使其易于进行下面描述的所需的调节)。树脂22做成圆柱形，其直径大于电探针21的直径，其中形成通孔，从而它从圆柱的一端延伸到有关端，或如此形成半通孔，从而半通孔的一端由圆柱的一端封闭。将电探针21被插入到该孔的内部，并且将树脂移到所需的位置，从而电探针21的所需部分由树脂22覆盖，如图2中所示。由此，树脂22出现在电探针21和电介质12之间。和空气相比，树脂22具有更高的绝缘强度以及更大的介电常数。由此，用树脂22覆盖电探针21导致在电探针21和电介质12之间减少发生放电的可能性小。另外，通过用树脂22，改变电探针21和电介质12之间的介电常数可以改变电容。更具体地说，通过改变插入树脂22的电探针21部分的有关长度，可改变电容，由此改变电探针21和电介质12之间的耦合强度。由此，可进行调节以获得所需的频带特性。

现在参照图3和4，描述本发明的第二实施例。和上述实施例类似的部分由类似的标号指出，并且这里不再对它们详细描述。

如图3中所示，本实施例的介质滤波器包括两个盘形电介质12，每一个电介质的两个有关表面上都形成有电极，并且将它们排地设置在屏蔽空腔框架11中。两个电介质12通过电容性耦合件16相互耦合。具有上述结构的介质滤波器10a由作二级带通滤波器。

图4是描述根据本发明，由金属线制成的电探针21a，并描述覆盖电探针21a的树脂22a的透视图。如图4中所示，对电探针21a和树脂22a攻螺纹，从而电探针21a用作阳螺钉，树脂22a用作阴螺母。将树脂22a拧到电探针21a上，由此将它们相互连接。这允许树脂22a容易地牢固连接到电探针21a，从而树脂22a不会由外部的振动或机械冲击而移开。即，电探针21a和电介质12之间的耦合强度不会被外部干扰而改变。

现在参照附图5，下面描述本发明的第三实施例。在该如图中同样移去了上盖14，从而可以看到介质滤波器10b的内部结构。如在第一实施例中那样，两个盘形电介质12通过1/4波长传输线相互连接，从而介质滤波器10b用作二级带阻滤波器。和上述实施例类似的部分由类似的标号表示，并且这里不再详细描述它们。

在本实施例中，每一个外部耦合装置20包含由金属线制成的电探针21b，该电探针的一部分由树脂之类的材料22b覆盖，作为覆盖电介质。对于树脂22b，可以使用聚戊二烯或类似的树脂，它们具有弹性，使得易于执行调节，这将在下面描述。这种树脂22b具有相应于电探针21b的孔。电探针21b被插入孔中，并且树脂22b被移到所需的位置，从而电探针21b的所需的部分覆盖有树脂22b。由此，树脂22b存在于电探针21b和电介质12之间。树脂22b具有比空气更高的绝缘强度和更大的介电常数。由此，用树脂22b覆盖每一个电探针21b导致减小在电探针21b和电介质12之间发生放电的可能性。另外，通过用树脂22b改变电探针21b和介电质12之间的介电常数可以改变电容。更具体地说，通过改变插入树脂22b的电探针21b的部分的相对长度，可以改变电容，因此，电探针21b和电介质12之间的耦合强度可以改变。因此，可以进行调节，从而介质滤波器具有所需的特性。因为外部耦合装置20形成为板状，故比第一实施例更容易得到所需的电容。

下面参照附图6，描述根据本发明的介质双工器的实施例。和前面实施例类似的部分由类似的标号表示，并且这里不再对它们详细描述。

如图6中所示，介质双工器30包括第一介质滤波器31a和第二介质滤波器31b，其中第一介质滤波器31a包括设置在屏蔽空腔框架11中的两个盘形电介质12a1和12a2，而第二介质滤波器31包括两个盘形电介质12b1和12b2。第一介质滤波器31a的两个电介质12a1和12a2通过电容性耦合件16a相互耦合，从而第一介质滤波器31a用作发射带通滤波器。第二介质滤波器31a的两个电介质12b1和12b2具有不同于第一介质滤波器31a的电介质12a1和12a2的谐振频率，并且电介质12a1和12a2通过电容性耦合件16b相互耦合，从而第二介质滤波器31b用作接收带通滤波器。与第一介质滤波器31a的电介质12a1耦合的外部耦合装置20a连接到外部接头13a，该外部接头13a连接到外部发射电路。与第二介质滤波器31b耦合的外部耦合装置20d连接到外部接头13b，该外部接头13b连接到外部接收电路。耦合到第一介质滤波器31a的电介质12a2耦合的外部耦合装置20b和与第二介质滤波器31b的电介质12b1耦合的外部耦合装置20c连接到外部接头13c，该外部接头13c连接到外部天线。

外部耦合装置20a、20b、20c和20d的每一个都包括由金属线制成的电探针21，该电探针21的所需的一部分由树脂之类的材料22覆盖，用作覆盖电介质。通过用树脂22覆盖电探针，可减小在电探针21和电介质12a1、12a2、12b1和12b2之间产生放电的可能性。另外，通过改变电探针21s和电介质12a1、12a2、12b1和12b2之间的介电常数可以改变电容。更具体地说，通过改变电探针21插入树脂22的部分的有关长度，可改变电容，因此改变电探针21和电介质12a1、12a2、12b1和12b2之间从耦合强度。因此，可能进行调节，以得到所需的频带特性。

如上所述，本发明具有各种优点。即，在本发明中，由金属制成，并用作介质滤波器或介质双工器中的外部耦合装置的电探针由覆盖电介质覆盖，因此增加电探针和电介质之间的绝缘强度，因此减小发生放电的可能性。

电探针上的覆盖电介质以可动的形式提供，由此，覆盖有覆盖电介质电探针的一部分可以改变。这使得可容易地调节电探针和电介质之间耦合强度，而不需将每一个电探针切割至更短的长度。即，通过改变耦合强度，可以进行调节，从而介质滤波器或介质双工器的通带或阻带可按需要具有更大或更小的带宽。因此，可根据使用它们的应用，容易地生产具有所需特性的介质滤波器和介质双工器。

另外，通过藉助于螺纹的配合，将覆盖电介质连接到电探针，可防止覆盖有覆盖电介质电探针的部分在完成特性调节之后变化。即，在调节了介质滤波器的特性后，电探针上的覆盖电介质的位置不被外部冲击或振动改变。因此，可防止介质滤波器和介质双工器由外部干扰而发生的特性变化。

如上所述，本发明提供了介质滤波器和介质双工器，它们的特性可以容易地调节，并具有良好的长期可靠性。

Claims (6)

1.一种介质滤波器，包括具有导电性的屏蔽空腔框架；相对表面上形成电极，并设置在所述屏蔽空腔框架中的电介质；以及外部耦合装置，所述介质滤波器的特征在于，所述外部耦合装置包括电探针，所述电探针的至少一部分由覆盖电介质覆盖。

2.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于覆盖所述电探针的所述覆盖电介质是可移动的。

3.如权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于藉助于螺纹的配合，将所述覆盖电介质连接到所述电探针得到所述覆盖电介质的可动性。

4.一种介质双工器，包括具有导电性的屏蔽空腔框架；两个相对表面上具有电极，并设置在所述屏蔽空腔框架中的电介质；外部耦合装置；连接至所述耦合装置的输入/输出连接装置和天线连接装置，所述介质双工器特征在于，所述外部耦合装置包括电探针，所述电探针的至少一部分由覆盖电介质覆盖。

5.如权利要求4所述的介质双工器，其特征在于覆盖所述电探针的覆盖电介质是可动的。

6.如权利要求4或5所述的介质双工器，其特征在于藉助于螺纹的配合将所述覆盖电介质连接到所述电探针而得到所述覆盖电介质的可动性。

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