CN1162936C - 一种介质滤波器,一种介质双工器和一种通信设备 - Google Patents
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Abstract
这里揭示了一种介质滤波器,包括:大致长方体的固体介质块;多个设置在介质块中的内部导体形成的孔;其中:至少一个内部导体形成的孔的端部是敞开表面,该表面上不设置外导体,并且输入输出电极被电容耦合到内部导体形成的孔的端部附近;至少一个内部导体形成的孔(未被电容耦合到输入输出电极)的两个端部覆盖有外部导体,并且孔中设置有内部非导体部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种介质滤波器,和一种形成在介质块上的导体所构成的介质双工器,以及一种包括他们的通信设备。
背景技术
一种介质谐振器装置公布于第5-183309号(第1号)日本未审查专利公告中,该装置的结构如下:在一个大致长方体的固体介质块中设置有内部导体形成的孔,并且在内部导体形成的孔中部分地配备着内部非导体部分。另外,一种介质谐振器装置公布于第63-181002号(第2号)日本未审查实用新型公告,该装置中,介质块的一个端面的外导体被除去,并且该端面被制成敞开的端面。
在有第1号公告的结构的介质滤波器中,因为谐振器的敞开端位于介质块外表面的外导体之下,电磁场的泄漏和高阶寄生辐射均被被抑制。另外,由于可以通过切割内部导体形成的孔中的内部导体来形成上述谐振器的敞开端,这种介质滤波器有着可以对每一个谐振器进行调节(微调)的优点。
另外,在有第2号公告的结构的介质滤波器中,当输入输出电极环绕介质块的敞开端面设置并且输入输出电极与内部导体是电容耦合的时候,由于输入输出电极与外导体(接地)之间的电容相对于No.1的结构变得较小,输入输出电极可以减缩并且可以防止谐振器的空载Q(Q0)的下降。更另外,当敞开端面形成的时候,因为可以集体地获得多个谐振器的敞开端面,降低了制造成本。
然而,在有第1号公告的结构的介质滤波器中,因为输入输出电极与外导体(接地)之间的电容变大了,输入输出电极的面积不得不增加以便实现与谐振器之间足够的耦合。结果,因为在原先外导体(接地)电极给定处使用大的输入输出电极,谐振器的导体损失增加了,并且谐振器的Q0降低了。另外,由于每一个谐振器是通过分别去除每一个内部导体形成的孔的导体方法制作的,这里会有一个问题,即中的制造步骤增加了并且制造成本提高了。
另外,在有第2号结构的介质滤波器中,因为敞开表面一边被暴露在外边,会引起一个问题,即那个部分的电磁场泄漏和高阶寄生辐射会被发射出来。更另外,因为敞开表面是被集体处理的,所以会引起一个问题,即每一个谐振器的调整会变得困难。
发明内容
为了克服上述问题,本发明的较佳实施例提供了一个介质滤波器,一个介质双工器,和一个包括它们的通信设备。该双工器同时拥有上述第一号和第二号的结构的介质滤波器的优点。
本发明的一个较佳实施例提供了一个介质滤波器,它包含:大致为长方体的固体介质块;多个设置在介质块中的内部导体形成的孔;其中:至少一个内部导体形成的孔的两个端部中的一个是敞开表面,该表面上不设置外导体,并且输入输出电极被电容耦合到内部导体形成的孔的端部附近;至少一个未被电容耦合到输入输出电极的内部导体形成的孔的两个端部由外导体覆盖,并且在孔内设置有内部非导体部分。
按照上述的结构和安排,由于耦合到输入输出电极的内部导体的端部被制成敞开表面,输入输出电极和外导体之间所需要的电容降低了,输入输出电极的面积变得相对小了,并且在输入输出电极和内部导体敞开端之间可以维持足够的预定电容。因而,谐振器的Q0不增加。另外,由于内部导体形成的孔没有电容耦合到输入输出电极,并由于两个端部都覆盖有外部导体,电磁场泄漏和高阶寄生辐射将被抑制。
从而,就可以得到有着有低介入损耗、低寄生辐射、小电磁场泄漏特性的介质滤波器。
在上述的介质滤波器中,未被电容耦合到输入输出电极的内部导体形成的孔的两个端部中的一个被安排在凹陷到敞开表面以下的位置上。
按照上述的结构和安排,用和短路表面相同的方法,外导体可以在要制成敞开表面的表面上一次形成,并且用切割外导体的方法可以同时形成敞开表面。在这种情况下,短路表面无法被除去,因为它凹陷到敞开表面以下。
从而,因为外导体如同在短路表面中那样在要制成敞开表面的表面上一次形成,并因为敞开表面可以通过将外导体研磨掉而集体形成,介质滤波器的制造变得简单了。
在上述的介质滤波器中,未被电容耦合到输入输出电极的内部导体形成的孔的两个端部中的一个被安排在突出到敞开表面以上的位置上。
通常,当内部非导体部分在内部导体形成的孔内生成时,有效的谐振器长度将变得短于内部导体形成的孔的轴向长度。不过按照上述的结构和安排,由含内部非导体部分的内部导体形成的孔所组成的谐振器的有效谐振器长度可以相当于由内部导体形成的孔电容耦合到输入输出电极所形成的谐振器的谐振器长度。结果,作为滤波器,可以在设计中较容易地得到确定的特性。
本发明的另一个较佳实施例提供了一个介质双工器,包括:大致长方体的固体介质块;多个设置在介质块中的内部导体形成的孔;其中:至少一个内部导体形成的孔的两个端部中的一个是敞开表面,该表面上不设置外导体,并且至少一个输入输出电极被电容耦合到内部导体形成的孔的端部附近;至少一个未被电容耦合到输入输出电极的内部导体形成的孔的两个端部覆盖有外部导体,并且孔中设置有内部非导体部分。
按照上述的结构和安排,就可以得到有低介入损失、低寄生辐射、小电磁场泄漏特性的介质双工器,该介质双工器可以被用作天线共享装置。
本发明的另一个较佳实施例还提供了一种通信设备,该装置在高频电路部分包括上述介质滤波器或介质双工器。
按照上述的结构和安排,就可以得到装备有低损失高频电路、低寄生辐射、小电磁场泄漏的通信设备。
附图说明
参考所附的插图,本发明的其他特征和优点将由下面的描述表达清楚。
图1A,1B,1C,1D和1E示出了根据第一实施例的介质滤波器的结构的投影图和截面图。
图2A,2B,2C,2D和2E示出根据第二实施例的介质滤波器的结构的投影图和截面图。
图3A和3B示出根据第三实施例的介质双工器的投影图和截面图。
图4是一个方框图,示出根据第四实施例的通信设备的结构。
具体实施方式
参考图1A到1E,我们解释一下依照第一个实施例的介质滤波器结构。图1A是俯视图,图1B是左视图,图1C是主视图,图1D是右视图。然而,图1C中所示的主视图意味着当介质滤波器被安装于电路板时的安装面。图1E是沿着A-A线的剖视图。
在图1A到1E中,参考数字1代表了一个近乎长方体的固体介质块,它的体内有内部导体形成的孔2a,2b和2c,在这些孔的内表面是内部导体3a,3b和3c。另外,在介质块1的外表面形成有外部导体4。然而,内部导体形成的孔2a,和2c的口子附近被做成敞开表面,内部导体形成的孔2b的一个端面被做成凹陷到上述敞开表面以下,并且在凹陷的内表面上制成外部导体4。另外,在介质块的上表面,从前表面到上表面、从前表面到下表面给出了输入输出电极5a和5b,使得电极和外导体4绝缘。输入输出电极5a、5b与内部导体3a、3c的开放端的附近之间产生了电容,并且它们是经电容各自耦合的。
每一个内部导体形成的孔2a,2b和2c被制成阶梯孔,那里开放端一边的内径宽于短路端一边的内径。另外,在内部导体形成的孔2b的一端附近,给出了一个内部非导通部分“g”,该部分被制成内部导体3b构成的谐振器的开口端。
图1所示的介质滤波器中,内部导体3a,3b和3c分别用作谐振器,并且由于敞开端一边的传输线阻抗与那些短路端一边的传输线阻抗之间的差异,导致了奇数模和偶数模谐振频率之间的差异,并且相邻的谐振器自身是耦合的。并且输入输出电极5a、5b被分别电容耦合到初级谐振器和末级谐振器。这样,由三级显示带通特性的谐振器构成的介质滤波器就可以得到了。
图1所示的介质滤波器由以下方法制造。
(1)首先,外形上近乎长方体的固体介质块1被塑造和烧制,该介质块有被做成2a、2b和2c所示的内部导体形成的孔的通孔,并且有如图1A到1E所示的固定位置的空洞。
(2)接着,通过化学镀等方法,把一层银导电薄膜生成在介质块的所有外表面(六个面)和所有内部导体形成的孔的内表面。接着,通过将图1B中所示的左边表面与旋转研磨平面相接触,用研磨的方法去除外导体。这样,如图1A到1E所示的敞开表面就形成了。这时,外导体4的凹陷部分还没有与上述的研磨平面相接触,保持原样。
(3)此后,通过部分地除去输入输出电极5a和5b形成区域的外导体,输入输出电极5a和5b与外导体4分离开来并被制成。通过决定要形成的输入输出电极5a和5b的位置和面积,也决定了与内部导体3a和3c的耦合电容。另外,通过把一个微小的研磨具通过开口插入,该开口有着比内部导体形成的孔2b更大的内径,并把旋转研磨石沿着内部导体形成的孔的内表面移动,内部非导体部分g就可以在内部导体3b的固定位置制造出来。由要生成的内部非导体部分g的位置和内部导体形成的孔的轴向宽度,可以确定谐振器的长度,该谐振器由内部导体3b和内部非导体部分生成的寄生电容构成。
因为作为基于上面所示结构的内部导体3a和3c的开放端,输入输出电极5a和5b被制造于敞开表面的附近,输入输出电极5a和5b与外导体4之间所需要的电容变小了,并且即使输入输出电极有较小的面积,输入输出电极也可以足够耦合到由内部导体3a和3c构成的谐振器。因此,导体损失造成的降级可以被抑制,谐振器的Q0可以保持较高水平。另外,因为在含有内部导体3b的内部导体形成的孔2b的两个端点都形成有外导体4,但没有耦合到输入输出电极5a和5b,这部分的电磁场泄漏以及高阶寄生辐射均被抑制。
下面,参考图2A到2E,解释依照第二个实施例的介质滤波器的结构。
在这个例子中,与示于图1A到1E第一个实施例相对比,内部导体形成的孔2b的末端部分(里面含内部非导体部分g)从内部导体形成的孔2a和2c末端部分的敞开表面突出。其他的结构和第一个实施例中的相同。
一般来说,当内部非导体部分在内部导体形成的孔内生成时,有效的谐振器长度将变得短于内部导体形成的孔的轴向长度,不过如图2A到2E所示,通过使含内部非导体部分“g”的内部导体形成的孔端部突出于其他内部导体形成的孔端部所在的敞开表面,由内部导体形成的孔2b和内部非导体部分“g”所组成的谐振器的有效谐振器长度可以相当于由内部导体形成的孔2a和2b电容耦合到输入输出电极5a和5b所形成的谐振器的谐振器长度。结果,作为滤波器,可以在设计中较容易地得到确定的特性。
下面,参考图3A和3B,解释依照第三个实施例的介质双工器的结构。图3A是介质双工器的透视图,图3B是它的俯视图。然而,此图中所示的俯视图意味着当双工器被安装于电路板时的安装面。
图3A和3B中,参考数字1代表了一个近乎长方体的固体介质块,在该介质块体内,内表面形成有内部导体3a、3b、3c、3d、3e、3f和3g的内部导体形成的孔2a、2b、2c、2d、2e、2f和2g被给出。这些内部导体形成的孔被制成阶梯孔,那里开放端一边的内径宽于短路端一边的内径。另外,外导体4形成在介质块1的外表面上。然而,内部导体形成的孔2a、2b、2f和2g的一个敞开面的周围被制成敞开表面,内部导体形成的孔2c、2d和2e的一个端面被制成凹陷于上述敞开表面,并且外导体4被生成在凹陷表面上。另外,在介质块的外表面上,输入输出电极5a、5b和5c被制成从顶部表面到两侧表面和底表面,如此它们可以与外导体4隔离。
电容产生于上述输入输出电极5a、5b和内部导体的开放端3a、3g的附近之间,它们分别耦合成电容。另外,内部导体3d起到用作输入输出目的的传输线的作用,并且输入输出电极5c被从内部导体的端部引导出来。
另外,在内部导体形成的孔2c和2e的一个端部的附近,分别制作着内部非导体部分g,并且这个部分被制成由内部导体3c和3e组成的谐振器的一个开放端。
在示于图3A和3B的介质双工器中,内部导体3a、3b和3c分别起到谐振器的作用,并且由于敞开端一边的传输阻抗与那些短路端一边的传输阻抗之间的差异,导致了奇数模和偶数模谐振频率之间的差异,并且相邻的谐振器自身是梳状耦合的。通过这种梳状耦合,产生了衰减极点。输入输出电极5a被电容耦合到由内部导体3a组成的谐振器。另外,在输入输出电极5a和由内部导体3b组成的谐振器之间的电容也产生了,并且由于这种电容的存在,有上述梳状耦合导致的衰减极点的位置(频率)也发生了调整。内部导体3c和3d是叉指式耦合的。因为这个原因,输入输出电极5a和5c之间的特性起到了发送滤波器的作用,例如,它在接收频带上有一个衰减极点。对于内部导体3d、3e、3f和3g部分可以有同样的叙述,输入输出电极5c和5b之间的特性起到了接收滤波器的作用,例如,它在发送频带上有一个衰减极点。
另外,介质双工器的制造方法与上述介质滤波器的情况是一样的。
下面,参考图4,解释使用上述介质滤波器或介质双工器的通信设备结构。图中,ANT代表发射接收天线,DPX代表双工器,BPFa,BPFb和BPFc分别地代表带通滤波器,AMPa和AMPb分别地代表放大器电路,MiXa和MlXb分别地代表混频器,OSC代表震荡器,DIV代表分频器(合成器)。MIXa由调制信号调制要从DIV输出的频率信号,BPFa仅仅使带宽中的频率信号通过,AMPa功率放大并发射通过DPX来自ANT的信号。BPFb仅仅使要从DPX输出的信号中的接收频带通过,并且APMB将它放大。MIXb将要从BPFc输出的信号和接收信号混合起来,输出一个中频信号。
在示于图4的双工器DPX部分中,可以使用示于图3的结构的介质双工器。另外,在带通滤波器、BPFa、BPFb和BPFc中,可以使用示于图1或图2的结构的介质滤波器。这样,就可以得到装备有低损耗高频电路、低寄生辐射、小电磁场泄漏的通信设备。
虽然已经参照附图,具体地示出和描述了本发明,但是熟悉本领域的技术人员将知道,在不背离本发明的主旨的条件下可以有上述和其它形式和细节上的变化。
Claims (6)
1.一种介质滤波器,包含:
大致为长方体的固体介质块;
多个设置在介质块中的内部导体形成的孔;
其特征在于:
至少一个内部导体形成的孔的两个端部中的一个是敞开表面,该表面上不设置外导体, 并且输入输出电极被电容耦合到内部导体形成的孔的端部附近;
至少一个未被电容耦合到输入输出电极的内部导体形成的孔的两个端部由外导体覆盖,并且在孔内设置有内部非导体部分。
2 如权利要求1所述的介质滤波器,其特征在于:所述未被电容耦合到输入输出电极的内部导体形成的孔的两个端部中的一个被安排在凹陷到敞开表面以下的位置上。
3.如权利要求1所述的介质滤波器,其特征在于:所述未被电容耦合到输入输出电极的内部导体形成的孔的两个端部中的一个被安排在突出到敞开表面以上的位置上。
4.一种介质双工器,其特征在于包括:大致长方体的固体介质块;多个设置在介质块中的内部导体形成的孔;其中:
至少一个内部导体形成的孔的两个端部中的一个是敞开表面,该表面上不设置外导体,并且至少一个输入输出电极被电容耦合到内部导体形成的孔的端部附近;至少一个未被电容耦合到输入输出电极的内部导体形成的孔的两个端部覆盖有外部导体,并且孔中设置有内部非导体部分。
5.一种通信设备,其特征在于包含如权利要求1、2或3中的任何一条所述的介质滤波器。
6.一种通信设备,其特征在于包含如权利要求4所述的介质双工器。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20040818 Termination date: 20110217 |