CN1130791C - 介质滤波器、双工器和通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种介质滤波器，包括：形状为长方体且具有第一端面和与所述第一端面相对的第二端面的介质块；多个从所述介质块的所述第一端面贯穿到所述第二端面的谐振器孔；设置在所述谐振器孔的内表面上的内导体；设置在所述介质块的外侧表面上的外导体；其中所述介质块的所述第一端面构成短路端面；所述短路端面包括包含相邻的谐振器孔的端部的内侧部分和围绕所述内侧部分设置的外侧部分，通过环绕所述内侧部分的不导电部分把所述内侧部分和所述外侧部分隔开；而且所述内侧部分通过微电感产生装置连接到所述外侧部分。根据这种介质滤波器，可以容易地调节相邻介质谐振器之间的耦合，而不需改变介质块的结构和尺寸。

Description

介质滤波器、双工器和通信系统

技术领域

本发明涉及一种介质滤波器、双工器和一种通信系统。

背景技术

已知一种在单个介质块中包括多个介质谐振器的介质滤波器(例如图21中所示的介质滤波器)。在这个介质滤波器中，穿过介质块1互相面对的端面1a、1b设置两个谐振器孔2a、2b。在几乎遍及介质块的外表面上设置外导体5。在介质块1的外表面上如此设置一对输入和输出电极6、6，使得电极和外导体5保持一固定的距离，因而对外导体5不导电。在谐振器孔2a、2b的几乎全部的内表面上设置内导体7，并在内导体7和在谐振器孔2a、2b的这一侧延伸到内表面的外导体5之间设置缝隙8。

在传统的介质滤波器中，调节谐振器孔2a、2b之间的电磁耦合度需要改变相邻的谐振器孔2a、2b的轴线之间的距离或改变它们的介质块的外部尺寸。这一事实引起下面的问题。为制造介质块需要准备，各种尺寸的模具，而介质谐振器之间电磁耦合度的调节是复杂的。结果，不只改变它们的设计缺乏灵活性，而且介质滤波器的制造成本将很高。

发明内容

相应地，本发明要提供一种介质滤波器、一种双工器和一种通信系统，它们允许容易地调节相邻介质谐振器之间的电磁耦合，而不需改变介质块的外部结构和尺寸。

本发明提供了一种介质滤波器，包括：形状为长方体且具有第一端面和与所述第一端面相对的第二端面的介质块；多个从所述介质块的所述第一端面贯穿到所述第二端面的谐振器孔；设置在所述谐振器孔的内壁表面上的内导体；及设置在所述介质块的外侧表面上的外导体；所述介质块的所述第一端面构成短路端；所述短路端面包括包含相邻的谐振器孔端部的内侧部分和围绕所述内侧部分设置的外侧部分；通过不导电部分使所述内侧部分与所述外侧部分隔开，该不导电部分环绕所述内侧部分；及所述内侧部分通过微电感产生装置连接到所述外侧部分。

在上述介质滤波器中，不导电部分可以是条带形的。而且，微电感产生装置例如可以是金属引线。还有，大致上环绕谐振器孔的不导电部分的说法既意味着不导电部分完全环绕着谐振器孔的端部，还意味着不导电部分环绕谐振器孔的端部，而只有一部分导体围绕在谐振器孔的端部

根据上述介质滤波器，相邻的谐振器孔(它们构成相邻的介质谐振器，并且其端部包含在短路的端面上的外导体的内侧部分中)通过微电感产生装置接地。即，相邻的介质滤波器通过微电感产生装置相互连接。相应地，通过改变微电感产生装置的电感，可以调节相邻的介质谐振器之间的电磁耦合度。

在上述介质滤波器中，微电感产生装置最好如此安排，以便所处位置与相邻的谐振器孔的每一个端部保持大致相同的距离。采用这个结构，微电感产生装置包含相邻谐振器孔的两个介质谐振器中的每一个同等地起用。

在上述介质滤波器中，至少一个谐振器孔可以有阶梯部分。这里，当谐振器孔由例如大直径的分段部分，和连接到大直径的分段部分的小直径的分段部分构成时，这个阶梯部分设置在大直径的分段部分和小直径的分段部分之间的边界部分。或当谐振器孔由至少两个截面形状不同的连接的部分组成时，阶梯部分设置在它们的截面互不相同的边界部分中。由这些阶梯部分，介质谐振器的谐振器长度可以加长，而介质谐振器的耦合也可以被控制。

在上述介质滤波器中，介质谐振器的开路表面可以构成第二端面，并且在第二端面上设置精频率细调图案，它从设置内导体或外导体延伸。频率细调图案构成相邻介质孔的内导体之间的耦合电容和每一个介质孔和外导体之间电容的一部分。因此，通过改变频率细调图案的结构，可以改变相邻的介质谐振器之间的耦合电容和介质谐振器的谐振频率。

在上述介质滤波器中，外导体可以在介质块的第二端面上延伸，并在延伸的外导体和设置在谐振器孔的内壁表面上的内导体之间设置缝隙。按照这种方法，在谐振器孔内设置介质谐振器的开路端。

本发明还提供了一种双工器，其特征在于具有至少一个显示上述特性的介质滤波器。双工器可以由无线电通信设备中用于发射机系统的介质滤波器和用于接收机系统的介质滤波器组成。用于发射机系统的介质滤波器从无线电通信设备中的发射机电路系统提供一个输出信号给天线，作为具有固定的频率和带宽的发射信号。另一方面，用于接收机系统的介质滤波器从由天线提供的信号中选出具有固定频率的信号，并将该信号提供给接收机电路系统。构成用于发射和接收机系统的介质滤波器的介质谐振器之间的耦合由微电感产生装置调节。

本发明还提供了一种包括至少一个具有上述特性的介质滤波器和双工器的通信系统。可以简单地和在大范围内调节介质谐振器之间耦合度，而不需改变它们介质块的结构和尺寸。

附图说明

从下面参照附图对本发明的较佳实施例的描述，本发明的其它的优点和特点将是显然的，其中，相同的编号指相同的元件，以避免重复的描述。

图1是和本发明相关的第一较佳实施例的介质滤波器从短路端面一侧看时的透视图。

图2是图1中所示的介质滤波器从开路端面一侧看时的透视图。

图3是图1中所示的介质滤波器的电路图。

图4是示出图1中所示的介质滤波器的介质谐振器之间耦合度的测量结果的曲线图。

图5是和本发明相关的第二实施例的介质滤波器从短路端面一侧看时的透视图。

图6是和本发明相关的第三较佳实施例的双工器的透视图。

图7是和本发明相关的第四较佳实施例的介质滤波器从开路表面看时的透视图。

图8是图7中所示的介质滤波器从短路端面一侧看时的透视图。

图9是和本发明相关的介质滤波器的第五较佳实施例从开路端面一侧看的透视图。

图10是图9所示的介质滤波器从短路端一侧面看时的透视图。

图11是和本发明相关的介质滤波器的第六较佳实施例的透视图。

图12是和本发明相关的介质滤波器的第七较佳实施例从开路表面一侧看时的透视图。

图13是图12中所示的介质滤波器从短路端面一侧看时的透视图。

图14是和本发明相关的介质滤波器的第八较佳实施例从开路表面一侧看时的透视图。

图15是图14中所示的介质滤波器从短路端面一侧看时的透视图。

图16是和本发明相关的介质滤波器的第九较佳实施例从短路端面一侧看时的透视图。

图17是示出和通信系统相关的本发明的第十较佳实施例的方框图。

图18是示出图14和15所示的介质滤波器的传输和反射特性的曲线图。

图19是示出图14和15所示的介质滤波器的传输和反射特性的曲线图，但移动其中导体图案位置。

图20是示出图14和15所示的介质滤波器的传输和反射特性的曲线图，但进一步改变其导体图案的位置。

图21是传统的介质滤波器的透视图。

具体实施方式

(第一较佳实施例，图1和2)

介质滤波器11包括单个介质块12，所述介质块12形状为长方体，而且介质块12具有两个从其相对的端面12a、12b中的一个贯穿到另一个的谐振器孔13a、13b。图1是介质滤波器11从端面12b看时的透视图，而图2是介质滤波器11从端面12a看时的透视图。这两个谐振器孔13a、13b设置在介质块12中，从而它们的轴线互相平行。在两个谐振器孔13a、13b的内壁表面上分别设置内导体14、14。在介质块12的外壁表面上设置外导体15、输入电极17和输出电极18，而剩下端面12a。谐振器孔13a、13b的内导体14分别在电气上和端面12a处的外导体15隔开，并导电到端面12b上的外导体15。

谐振器孔13a和设置在其内壁表面上的内导体14以及介质块12和外导体15构成一个1/4波长(λ/4)介质谐振器16a。按照相同的方式，谐振器孔13b和设置在其内壁表面上的内导体14以及介质块12和外导体15构成另一个1/4波长(λ/4)介质谐振器16b。在介质谐振器16a、16b中，开路表面和短路端面分别构成端面12a和端面12b。在介质块12中，端面12a和端面12b之间的距离D(即所谓的介质谐振器16a、16b的长度)设置得等于1/4波长，以使这些介质谐振器16a、16b起λ/4谐振器的作用。

输入电极17和输出电极18在稍微朝介质块12的端面12a的地方形成，以和外部电极15留有固定的距离，从而输入和输出电极17和18不导电至外部电极15。外部耦合电容器Ce分别形成在输入电极17和介质谐振器16a的内导体14之间以及在输出电极18和介质谐振器16b的内电极14之间。

至于外导体15，介质块12的端面12b(短路端面)上的外导体被大致上环绕着谐振器孔13a、13b的条带状的不导电部分19在电气上划分为其中包含谐振器孔13a、13b的内侧部分21和设置在内侧部分21周围的外侧部分。即，第一较佳实施例是谐振器孔13a、13b的端部由条带状不导电部分19环绕，而只留下外部电极一部分的一例。而且内侧部分和外侧部分通过导体图案23电气连接。将导体图案23置于大致上和两个谐振器孔13a、13b的每一个都保持相同距离的位置。在设置外导体15的同时设置这个导体图案23。

图1和2所示的介质滤波器11具有图3中由实线示出的等效电路图。即，两个介质谐振器16a、16b的短路端面一侧通过微电感(由导体图案23具有)接地。还有，介质谐振器16a的开路表面一侧通过外部耦合电容器Ce连接到输入电极17，而介质谐振器16b的开路表面一侧通过外部耦合电容器Ce连接到输出电极18。

导体图案23的电感由其厚度、结构和尺寸决定。相应地，相邻介质谐振器16a、16b之间的耦合可以通过改变导体图案23的厚度和结构或由图1中的W表示的宽度等等加以调节。

表1示出导体图案23的电感和两个介质谐振器16a、16b之间的耦合度k之间的关系，其中

介质块12的介电常数Er：92。

介质谐振器16a、16b的阻抗Za：10.7Ω。

介质谐振器16a、16b的长度D：8mm。

图4以曲线图的形式示出表1。

                        表1

电感(hH)	fo(MHz)	fe(MHz)	fe-fo(MHz)	k(％)
					0.01	968	974	6	0.6
0.03	954	974	20	2.1
					0.05	940	974	34	3.6
0.1	908	974	66	7.0
					0.2	852	974	122	13.4
0.3	804	974	170	19.1

0.4	764	974	210	24.2
					0.5	724	974	250	29.4
0.6	692	974	282	33.9
					0.7	664	974	310	37.9
0.8	638	974	336	41.7
					0.9	616	974	358	45.0

从表1和图4中知道，当导体图案23的电感从0.01nH改变至0.9nH时，耦合度k从0.6％增加至45.0％。另一方面，如已经解释过的，如果导体图案23的厚度、结构或者尺寸变化，则电感也变化。导体图案23的厚度、结构或尺寸可以通过简单的方法(诸如切割导体图案等等)容易地改变。因此，介质谐振器16a、16b之间耦合度k不难调节。

(第二较佳实施例，图5)

不同于图1和2中解释的介质滤波器11中的导体图案23，在介质滤波器31中，在介质块12的端面12b(短路端面)上被隔开的外导体部分15的内侧部分21和外侧部分22通过金属引线24连接。在端面12b上的外导体15中，包含谐振器孔13a、13b的内侧部分21和在围绕内侧部分21设置的外侧部分22在电气上由环绕谐振器孔13a、13b的连续的矩形的不导电部分19隔开。通过变化金属引线24的截面和长度或通过弯曲导线24来改变金属引线24的电感。相应地，介质谐振器16a、16b之间的耦合度可以通过弯曲金属引线24等等而容易地调节。另外，在图5中，和图1和2相应的部分由相应的编号指出，故省略了重复的解释。

(第三实施例，图6)

在无线电通信设备的天线和发射机电路系统及接收机电路系统之间放置双工器32。在这个双工器中，把用于发射机系统将放置在无线电通信设备的天线和发射机电路系统之间的介质滤波器11T及用于接收机系统要被放置在天线和接收机电路系统之间的介质滤波器11R包含在单个的介质块41中。用于发射机系统的介质滤波器11T和用于接收机系统的介质滤波器11R中的每一个都具有和图1和2中解释的介质滤波器相同的结构。

即，双工器32具有单个的介质块41，而且介质块41包括四个谐振器孔13aT、13bT、13aR、13bR，它们从相对的端面41a、41b中的一个端面贯穿到另一个端面。这四个谐振器孔13aT到13bR设置在介质块41中，从而它们沿介质块的长边方向排成一排，并且它们的轴线互相平行。分别在四个谐振器孔13aT到13bR的每一个谐振器孔的内壁表面上设置内导体14。分别在介质块41的壁表面(但在这侧保持原样的端面41a除外)上设置外导体15、要连接到发射机电路的电极Tx、连接到接收机电路的电极Rx和连接到天线的电极ANT。谐振器孔13aT到13bR的每一个的内导体14电气上和端面41a上的外导体15隔开，并导电至端面41b上的外导体15。

谐振器孔13aT和设置在其内壁表面上的内导体14以及介质块41和外导体15构成一个1/4波长的介质谐振器16aT。按照相同的方法，相邻于谐振器孔13aT的谐振器孔13bT和设置在其内壁表面上的内导体14以及介质块14和外导体15构成一个1/4波长介质谐振器16bT。

用于接收机系统的介质谐振器16aR、16bR具有和用于发射机系统的介质谐振器11T中的介质谐振器16aT、16bT完全相同的结构。这两个介质谐振器16aR、16bR构成用于接收机系统的介质滤波器11R。

至于外导体15，介质块41的端面41b(短路端面)上的外导体通过大致上以矩形形状环绕用于发射机系统的介质谐振器11T的谐振器孔13aT、13bT的条带状的不导电部分19T电气上划分为其中具有谐振器孔13aT、13bT的内侧部分21和围绕内侧部分21设置的外侧部分22。即，第三较佳实施例中的不导电部分19T环绕着谐振器孔13aT、13bT的端部，而只剩下外导体的一部分。而且内侧部分21和外侧部分22通过导体图案23T电气连接。导体图案23T处于和两个谐振器孔13aT、13bT中的每一个保持大致上相等距离的位置。

另外，至于外导体15，介质块41的端面41b(短路端面)上的外导体通过它大致上以矩形形状环绕用于接收机系统的介质谐振器11R中的谐振器孔13aR、13bR的条带状的不导电部分19R电气上划分为其中具有谐振器孔13aR、13bR的内侧部分21和围绕内侧部分21设置的外侧部分22。即，第三较佳实施例中的不导电的部分19R环绕着谐振器孔13aR、13bR，而只剩下外导体的一部分。而且内侧部分21和外侧部分22通过导体图案23R电气连接。导体图案23R处于和两个谐振器孔13aR、13bR中的每一个大致上距离相等的位置。

要连接到发射机电路的电极Tx和连接到接收机电路的电极Rx设置在朝介质块41的端面41a的位置，和外导体15保持一固定的距离，以便不导电至外导体15。在到发射机电路的电极Tx和介质谐振器16bT的内导体14之间和到接收电路的电极Rx和介质谐振器16aR的内导体14之间分别提供外部耦合电容器Ce。另外，把要连接到天线的电极ANT提供在介质块41的端面上的中心位置上，离外导体15有固定的距离，使得导电到外导体15。即，到天线的电极ANT设置在用于发射机系统的介质滤波器11R和用于接收机系统的介质滤波器11R之间。而且对于要连接到天线的电极ANT，设置用于激励的孔42，而且在用于激励的孔42的内壁中设置内导体。在用于发射机系统的介质滤波器11T的介质谐振器16aT和用于激励连接到天线的电极ANT孔42之间，及在介质滤波器11R的介质谐振器16bR和用于激励连接到天线的电极ANT的孔42之间，分别有电磁耦合。

在图6中所示的上述结构的双工器中，构成用于发射机系统的介质滤波器11T的两个介质谐振器16aT、16bT的短路端面一侧通过导体图案23T所具有的微电感接地。另外，构成用于接收机系统的介质滤波器11R的两个介质谐振器16aR、16bR的短路端面一侧通过导体图案23R所具有的微电感接地。相应地，通过变化导体图案23T的结构、尺寸等等，可以调节构成用于发射机系统的介质滤波器11T的介质谐振器16aT、16bT之间的耦合度。还有，通过变化另一个导体图案23R的结构、尺寸等等，可以调节构成用于接收机系统的介质滤波器11R的介质谐振器16aR、16bR之间的耦合度。

(第四较佳实施例，图7和8)

图7是介质滤波器33从端面12a(开路表面12a)一侧看时的透视图，而图8是介质滤波器33从端面12b(短路端面12b)一侧看时的透视图。为了其中心频率和带宽的细调，图1中解释的介质滤波器11被修改，在图7所示的开路表面12a侧上设置分别导电至谐振器孔13a、13b的内导体14、14的细调图案43a、43b和导电至外导体15的细调图案44。

如图8所示，至于外导体15，由大体上以矩形形状环绕谐振器孔13a、13b的条带状不导电部分19在电气把介质块12的短路端面12b上的外导体分为其中具有谐振器孔13a、13b的内侧部分21和围绕内侧部分21设置的外侧部分。而且内侧部分21和外侧部分22通过导体图案23电气连接。另外，在图7和8中，相应于图1和2中的部分由相应的编号表示，故省略了重复的解释。

在具有上述结构的介质滤波器33中，两个介质谐振器16a、16b之间的耦合程度可以通过改变导体图案33的结构、尺寸加以调节，但细调图案43a、43b之间的电容构成两个介质谐振器16a、16b之间的耦合电容中的一部分。因此，通过改变细调图案43a、43b的互相面对的突出物m1和m1之间的距离或通过改变细调图案44的突出物m3延伸到细调图案43a、43b的突出物m1和m1相互面对部分的延伸量，可以细调两个介质谐振器16a、16b之间的耦合，并且可以调节带宽。另外，通过改变细调图案44的突出物m2、m2之间的距离，可以调节介质谐振器16a、16b的中心频率。

(第五较佳实施例，图9和10)

图9是介质滤波器34从端面12a(开路表面12a)一侧看的透视图，而图10是介质滤波器34从端面12b(短路端面12b)一侧看的透视图。在介质滤波器34中，修改了图1和2中解释的介质滤波器11，用于介质谐振器16a、16b的谐振器孔13a、13b分别由设置在开路表面12a一侧具有矩形截面的部分和设置在短路端面12b一侧上具有圆形截面的部分组成。

在矩形截面部分和圆形截面部分之间的边界部分中提供阶梯部分45。提供阶梯部分45的位置沿谐振器孔13a、13b的轴线的方向是任意的。如图10中所示，至于外导体15，由大致上以矩形形状环绕谐振器孔13a、13b条带状不导电部分19电气上把介质块12的短路端面12b上的外导体分为其中具有谐振器孔13a、13b的内侧部分21和围绕内侧部分21设置的外侧部分。而且内侧部分21和外侧部分22通过导体图案23电气连接。另外，在图9和10中，相应于图1和2的部分由相应的编号表示，故省略了重复的解释。

在具有如此结构的介质滤波器34中，谐振器孔13a、13b中的阶梯部分45不仅能够控制相邻的介质谐振器16a、16b之间的耦合度，而且能够改变介质谐振器16a、16b的谐振器长度。

(第六较佳实施例，图11)

介质滤波器35由两个1/2波长介质谐振器46a、46b组成。在单个的介质块12’中形成两个谐振器孔13’，13b’。谐振器孔13a’和形成在其内壁表面上的内导体14’以及介质块12’和外导体15’构成1/2波长(λ/2)介质谐振器46a。按照相同的方法，谐振器孔13’和设置在其内壁表面上的内导体14’以及介质块12‘和外导体15’构成另一个1/2波长(λ/2)介质谐振器46b。在介质谐振器46a、46b中，介质块12’的两个端面12a’、12b’分别由短路端面组成。在介质块12’中，端面12a’和12b’之间的距离(即所谓的介质谐振器46a、46b的长度)设定为1/2波长，从而这些介质谐振器46a、46b起λ/2谐振器的作用。

输入电极17’和输出电极18’设置在介质块12’的端面12a’和12b’的中间，和外导体15’有一固定距离，以便不导电至外导体15’。在介质谐振器46a的输入电极17’和内导体14’之间和介质谐振器46b的输出电极18’和内导体14’之间，分别形成有外部耦合电容器Ce。

至于外导体15’，通过大致上以矩形形状环绕谐振器孔13a’、13b’的条带状不导电的部分19把介质块12’的端面12b’(短路端面)上的外导体在电气上分为其中具有谐振器孔13a’、13b’的内侧部分21和围绕内侧部分21设置的外侧部分22。即，第六较佳实施例是只剩下外导体的一部分环绕谐振器孔13a’、13b’，的一例。而且内侧部分21和外侧部分22通过导体图案23电气连接。导体图案23处于和两个谐振器孔13a’、13b’的每一个保持大致相等距离的位置。这个导体图案23和外导体15’同时设置。另外，至于外导体15’，在介质块12’的端面12a’(短路端面)上，以和上述相同的方式形成不导电的部分19。

在图11中所示的具有上述结构的介质滤波器35中，其电感由导体图案23的厚度、结构和尺寸决定。相应地，通过改变导体图案23的厚度、结构、厚度等等，可以调节相邻介质谐振器46a、46b之间的耦合度。因此，通过改变导体图案23的电感，可以在宽范围中容易地调节介质谐振器46a、46b之间的耦合，而不需改变介质块12’的结构、尺寸等等。另外，由于介质块12’基本上整个的表面由外导体15’覆盖，故可使从介质滤波器35出来的高频泄漏小。

(第七较佳实施例，图12和13)

图12是介质滤波器36从端面12a(开路表面12a一侧)看的透视图，而图13是介质滤波器36从端面12b(短路端面12b)一侧看的透视图。介质滤波器36包括两个贯穿介质块12相对的端面12a、12b的谐振器孔。在大致遍及介质块12的外侧表面上形成外导体15。输入电极17和输出电极18设置在介质块12的外侧表面上，并和外导体有一固定的距离，以便不导电至外导体15。内导体设置在谐振器孔13a、13b的每一个的大致上全部的内壁表面上。在内导体14和在介质块12的端面12a(短路表面12a)一侧延伸进入谐振器孔13a、13b的开口的内导体14和外导体15之间形成缝隙51。

在外导体15中，通过大致上以矩形形状环绕着谐振器孔13a、13b的条带状不导电部分在电气上把介质块12的端面12b(短路表面12b)上的外导体分为其中具有谐振器孔13a、13b的内侧部分21和围绕在内侧部分21设置的外侧部分22。而且内侧部分21和外侧部分22通过导体图案23电气连接。在上述结构的介质滤波器36中，电感由导体图案23的厚度、结构和尺寸决定。相应地，通过改变导体图案23的厚度、结构、宽度等等，可以调节相邻介质谐振器16a、16b之间的耦合。另外，介质块12的大致上所有的表面由外导体15覆盖，从介质滤波器36到其周围的泄漏较小。另外，在图12和13中，相应于图1和2的部分由相应的编号指出，故省略了重复的解释。

(第八较佳实施例，图14和15)

图14是介质滤波器37从端面12a(开路表面12a)一侧看的透视图，而图15是介质滤波器37从端面12b(短路端面12b)一侧看的透视图。在介质滤波器37中，修改图1和2解释的介质滤波器11，而使输入电极17和输出电极18直接连接到介质谐振器16a、16b开路表面一侧的内导体14。这些输入电极17和输出电极18设置在介质块12的外表面上，并和外导体15有一固定的距离，以便不导电至外导体15。

在外导体15中，通过大致以矩形形状环绕着谐振器孔13a、13b的条带状的不导电的部分把介质块12的端面12b(短路端面12b)上的外导体在电气上分为其中具有谐振器孔13a、13b的内侧部分21和围绕在内侧部分21设置的外侧部分22。而且内侧部分21和外侧部分22通过导体图案23电气连接。

在上述结构的介质滤波器37中，如图3的虚线示出的，介质谐振器16a直接连接到输入电极17，而介质谐振器16b直接连接到输出电极18，而且它们根据由外部电路的阻抗Z。和介质谐振器16a、16b的阻抗Za之间的差异给出的Qe(＝πZ。/4Za)作外部耦合。并且通过改变导体图案23的结构、尺寸等等可以容易地调节两个介质谐振器16a、16b之间的耦合。另外，在图14中和15中，相应于图1和2的部分由相应的编号指出，故省略了重复的解释。

(第九较佳实施例，图16)

图16是介质滤波器从端面12b(短路端面12b)一侧看的透视图。在介质滤波器38中，修改图1和2中解释的介质滤波器11，以在介质块12的端面12b(短路端面12b)中提供凹入部分48，而且谐振器孔13a、13b的短路端面一侧的凹入部分中形成开口。

至于外导体15，通过大致上环绕着谐振器孔13a、13b条的带状不导电部分19把端面12b(短路端面12b)上的外导体在电气上分为其中包括谐振器孔13a、13b的内侧部分21和围绕在内侧部分21设置的外侧部分22。而且内侧部分和外侧部分通过导体图案23电气连接。

在具有上述结构的介质滤波器38中，因为介质谐振器16a、16b的短路端面在介质块12的端面12b的里面，故介质滤波器38中产生的高频几乎不会泄漏。还有，减小了来自外部环境的高频对介质滤波器38的影响。

(第十较佳实施例，图17)

第十较佳实施例示出和本发明相关联的通信系统，并以便携式电话作为一例加以解释。

图17是示出便携式电话120的电路的RF部分的方框图。图17中，标号122指出天线元件，123为双工器，131为发射机侧的隔离器，132为发射机侧的放大器，133为发射机侧级间带通滤波器，134为发射机侧的混频器，135为接收机侧的放大器，136为接收侧的级间带通滤波器，137为接收机侧混频器，138为压控振荡器(VCO)，而139为供本振使用的带通滤波器。

这里，例如，第三实施例的上述双工器32可以用作双工器123。还有，例如，第一、二、四到九较佳实施例的上述介质滤波器11、31、33到38可以用作发射机侧级间带通滤波器133，接收机侧级间带通滤波器及供本振使用的带通滤波器。通过使用这些滤波器11、31、33到38和双工器33，可以实现容易调节介质谐振器之间的电磁耦合度、可灵活应付设计上的变化、及制造成本低的便携式电话120。

(其它较佳实施例)

还有，和本发明相关联的介质滤波器、双工器和通信系统不限于上述实施例，可以在要点的范围之内进行各种变化。

例如，介质滤波器和双工器中谐振器孔的结构和直径可以相互不同。即，设置在一个介质滤波器中的多个谐振器孔可以分别具有它们自己的结构和直径，或在双工器中用于发射机系统中的介质滤波器中的谐振器孔和用于接收机系统中的介质滤波器中的谐振器孔在它们的结构和直径上可以相互不同。另外，为了减小介质滤波器和双工器的尺寸，可以通过使用由大直径的分段部分和连至大直径分段部分的小直径的分段部分，以及设置在大直径分段部分和小直径分段部分的边界处的阶梯部分组成的谐振器孔来加长内导体的长度。

下面，解释本发明的较佳实施例。生产作为上述第八较佳实施例的图14和15中的介质滤波器37，测量沿图3中箭头S11和S12的方向的微波能流的S矩阵(散射矩阵)的元素S11和S12。结果示于图18中。从测量结果看，可以知道，介质滤波器37起着带通滤波器的作用，允许固定频率的信号通过。

另外，修改上述第八较佳实施例中的介质滤波器37，而且生产将导体图案23设置在P2位置处而不是设置在图15中的P1位置处的导体图案的介质滤波器和将导体图案23设置在P3和P4两个位置处而不是替代设置在图15中的P1位置处的介质滤波器。然后，测量它们的S矩阵的元素S11和S12。结果示于图19和20中。从测量结果，可以知道，两个介质滤波器37起着带通滤波器的作用，允许具有固定频率的信号通过。

从上述解释可以清楚地看到，根据本发明的介质滤波器，通过改变微电感产生装置的电感，可以容易地在宽范围中调节介质谐振器之间的耦合，而不需改变介质块的结构、尺寸，等等。

另外，由于微电感产生装置设置在和相邻的谐振器孔的每一个距离大致相等的位置处，故微电感产生装置的电感同等地作用在通过使用这些谐振器孔形成的介质谐振器上，而且可以更有效地调节介质谐振器之间的耦合度。

另外，当微电感产生装置由导体图案或金属引线提供时，通过改变其厚度、结构和尺寸，可以容易地调节相邻的介质谐振器的耦合，而不需改变介质块的结构和尺寸。

另外，因为在相邻谐振器孔中的至少一个谐振器孔内部具有阶梯部分，故通过调节阶梯部分的位置可以调节介质谐振器的谐振器长度，或者可以细调介质谐振器的耦合。

另外，介质谐振器的开路表面构成介质块的第二端面，而且在开路表面上，频率细调图案从内导体或外导体延伸出来。于是，频细调图案在相邻的介质谐振器和一个内导体之间构成耦合电容器，并在每个介质谐振器和一个外导体之间的构成电容器的一部分。相应地，通过改变频率细调图案的结构，可以改变相邻的介质谐振器之间的耦合电容器，以及介质谐振器的谐振频率。结果，可以细调耦合度和谐振频率。

另外，外导体在介质块的第二端面上延伸，而且在延伸的外导体和设置在谐振器孔的内壁表面上的内导体之间设置缝隙。这样，可以在谐振器孔内提供谐振器的开路表面。

另外，当通过微电感产生装置调节用于构成双工器的发射机系统和接收机系统的介质滤波器的介质谐振器之间的耦合时，用于发射机系统的介质滤波器和用于接收机系统的介质滤波器的介质谐振器之间的耦合可以容易地在宽范围中调节，而不需改变介质块的结构、尺寸，等等。

另外，在和本发明相关联的通信系统中，当提供具有上述特性的介质滤波器和双工器中的至少一个时，介质谐振器之间的耦合可以在宽范围中容易地调节，而不需改变介质块的结构、尺寸，等等。

虽然已经参照本发明的较佳实施例特别地示出和描述了本发明，但熟悉本领域的人可以知道，可以作出上述和其它形式和细节的变化，而不背离本发明的主旨。

Claims (21)

1.一种介质滤波器，包括：

形状为长方体且具有第一端面和与所述第一端面相对的第二端面的介质块；

多个从所述介质块的所述第一端面贯穿到所述第二端面的谐振器孔；

设置在所述谐振器孔的内壁表面上的内导体；及

设置在所述介质块的外侧表面上的外导体；

其特征在于，所述介质块的所述第一端面构成短路端面；

所述短路端面包括包含相邻的谐振器孔端部的内侧部分和围绕所述内侧部分设置的外侧部分；

通过不导电部分使所述内侧部分与所述外侧部分隔开，该不导电部分环绕所述内侧部分；及

所述内侧部分通过微电感产生装置连接到所述外侧部分。

2.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于所述微电感产生装置设置在和相邻的所述谐振器孔中的每一个保持相等距离的位置处。

3.如权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于所述微电感产生装置包括导体布线图案。

4.如权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于金属引线构成所述微电感产生装置。

5.如权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于相邻的所述谐振器孔中的至少一个在其孔内具有阶梯部分。

6.如权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于所述介质块的所述第二端面构成开路表面，而且设置在所述开路表面上的频率细调布线图案从所述内导体或外导体延伸出来。

7.如权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于所述外导体在所述介质块的所述第二端面上延伸，而且在所述延伸的外导体和所述内导体之间设置缝隙，并且所述缝隙设置在所述谐振器孔的内壁表面上。

8.一种双工器，包括一介质滤波器，其特征在于该介质滤波器包括：

形状为长方体且具有第一端面和与所述第一端面相对的第二端面的介质块；

多个从所述介质块的所述第一端面贯穿到所述第二端面的谐振器孔；

设置在所述谐振器孔的内壁表面上的内导体；及

设置在所述介质块的外侧表面上的外导体；

所述介质块的所述第一端面构成短路端面；

所述短路端面包括包含相邻的谐振器孔端部的内侧部分和围绕所述内侧部分设置的外侧部分；

通过不导电部分使所述内侧部分与所述外侧部分隔开，该不导电部分环绕所述内侧部分；及

所述内侧部分通过微电感产生装置连接到所述外侧部分。

9.如权利要求8所述的双工器，其特征在于，所述微电感产生装置设置在和相邻的所述谐振器孔中的每一个保持相等距离的位置处。

10.如权利要求8或9所述的双工器，其特征在于，所述微电感产生装置包括导体布线图案。

11.如权利要求8或9所述的双工器，其特征在于，金属引线构成所述微电感产生装置。

12.如权利要求8或9所述的双工器，其特征在于，相邻的所述谐振器孔中的至少一个在其孔内具有阶梯部分。

13.如权利要求8或9所述的双工器，其特征在于，所述介质块的所述第二端面构成开路表面，而且设置在所述开路表面上的频率细调布线图案从所述内导体或外导体延伸出来。

14.如权利要求8或9所述的双工器，其特征在于，所述外导体在所述介质块的所述第二端面上延伸，而且在所述延伸的外导体和所述内导体之间设置缝隙，并且所述缝隙设置在所述谐振器孔的内壁表面上。

15.一种通信系统，包括一介质滤波器，其特征在于该介质滤波器包括：

形状为长方体且具有第一端面和与所述第一端面相对的第二端面的介质块；

多个从所述介质块的所述第一端面贯穿到所述第二端面的谐振器孔；

设置在所述谐振器孔的内壁表面上的内导体；及

设置在所述介质块的外侧表面上的外导体；

所述介质块的所述第一端面构成短路端面；

所述短路端面包括包含相邻的谐振器孔端部的内侧部分和围绕所述内侧部分设置的外侧部分；

通过不导电部分使所述内侧部分与所述外侧部分隔开，该不导电部分环绕所述内侧部分；及

所述内侧部分通过微电感产生装置连接到所述外侧部分。

16.如权利要求15所述的通信系统，其特征在于所述微电感产生装置设置在和相邻的所述谐振器孔中的每一个保持相等距离的位置处。

17.如权利要求15或16所述的通信系统，其特征在于所述微电感产生装置包括导体布线图案。

18.如权利要求15或16所述的通信系统，其特征在于金属引线构成所述微电感产生装置。

19.如权利要求15或16所述的通信系统，其特征在于相邻的所述谐振器孔中的至少一个在其孔内具有阶梯部分。

20.如权利要求15或16所述的通信系统，其特征在于所述介质块的所述第二端面构成开路表面，而且设置在所述开路表面上的频率细调布线图案从所述内导体或外导体延伸出来。

21.如权利要求15或16所述的通信系统，其特征在于所述外导体在所述介质块的所述第二端面上延伸，而且在所述延伸的外导体和所述内导体之间设置缝隙，并且所述缝隙设置在所述谐振器孔的内壁表面上。

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