CN1182624C - 介质谐振器、介质滤波器、介质双工器以及振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种介质谐振器，它可以减小尺寸，并容易地调节谐振部分和安排在谐振部分附近的电极之间的耦合。具有开口的导电体(2a和2b)形成在介质基片(2)的两个主表面上，从而开口可以相对。电极(5)和(6)分别形成在支持部件(3a和3b)的一个主表面上。支持部件(3a和3b)如此安排，从而其间具有隔离物(9)，支持部件(3a和3b)可以沿基片(2)的厚度方向以预定的间隔与(2)面对。第一和第二导电板(4a和4b)与基片(2)和支持部件(3a和3b)分开预定的距离。介质基片(2)在导电体(2a和2b)的相对的开口之间的部分用作谐振部分。

Description

介质谐振器、介质滤波器、介质双工器以及振荡器

技术领域

本发明涉及一种介质谐振器、介质滤波器、介质双工器和振荡器。

背景技术

近年来，对于移动通信系统的多媒体系统化的快速增加的需求需要大规模和高速通信系统。根据要传送的信息的增加量，所使用的频带从微波带增加到毫米波带。在这种毫米波带中，传统已知的TE01δ模式介质谐振器(由柱状的介电装置构成)可以按照类似于微波带的方式使用。在这种情况下，由于TE01δ模式的介质谐振器的频率根据柱状介电装置的外部直径定义，故需要严格的加工正确度。

还有，假设介质滤波器是通过将多个TE01δ模式介质谐振器相互分开以预定间隔地安排在金属外壳中而配置的。在这种情况下，输入/输出装置(诸如金属线圈和介质谐振器)之间、或介质谐振器和介质谐振器之间的耦合是根据它们之间的距离决定的。由此，安排需要高的位置精度。

在第7-62625号日本未审查专利申请公告中，本发明的申请人研制了一种介质谐振器和介质滤波器，它们允许改进加工精度，这解决了上述的问题。

根据上述专利申请中的介质滤波器示于图12中。图12是根据上述专利申请的介质滤波器的分解透视图。

如图12所示，介质滤波器101由介质基片102和导电板104a和104b构成。

介质基片102有恒定的相对介电常数，其上形成有导电体102a和102b，它们的两个主表面上具有圆形的开口，该两个主表面上的开口相对。

形成输入共面线105a和输出共面线105b，从而邻近介质基片102的一个主表面的五个开口的两端(图12中的上侧)。

导电板104a和104b，使它们和介质基片102分开一预定的距离并从而将介质基片102夹在中间。输入共面线和输出共面线从导电板104a和104b凸出。将断流器安排在导电板104a上，从而输入共面线105a和输出共面线105b不连接。介质基片102的导电板104a和导电板102a电气连接，并且介质基片102的导电板104b和102b电气连接。

在上述的配置中，电磁场的能量限制在介质基片102上的由开口夹住的附近，它们对着导电体102a和102b，并且形成五个谐振部分。然后，耦合邻近的谐振部分；由此，构成了具有五级谐振部分的介质滤波器。

如上所述，谐振部分可以根据电极开口的尺寸限定。这使诸如蚀刻之类的处理方式能够用于生产中，并允许生产谐振部分具有精确复制尺寸精度的介质谐振器、介质滤波器等等。

在如上所述的介质滤波器101中，电磁场能量高度限制在谐振部分，所述谐振部分由被相对的导电体102a和102b上的开口夹着的介质基片102形成。因此，当由共面线105a和105b形成输入/输出终端装置时，在谐振部分和输入/输出终端装置之间的耦合是弱的。然后，电极102a和102b的开口与输入共面线之间的距离尽可能变短，从而加强谐振部分和输入/输出终端装置之间的耦合。

还有，在上述的介质滤波器中，由于在谐振部分电磁场能量的限制高，故邻近的谐振部分之间的耦合弱。因此，开口之间的距离尽可能被缩短，以便加强谐振部分之间的耦合。

另外，传统上，作为使用介质谐振器的设备，已知一种压控振荡器。作为这样的压控振荡器，有一种如图13所示的振荡器。

如图13所示，压控振荡器111使用柱形TE01δ模式介质谐振器112。

TE01δ模式介质谐振器112通过支持基部112a安装在布线基片113上。在布线基片113的下表面上，形成接地电极(未示出)。将布线基片113安装在上金属外壳130和下金属外壳131内。

在布线基片113上，形成构成主线的微带线114和构成副线的微带线115，从图13中的TE01δ模式的介质谐振器112上的点朝下看，它们相互叠盖。

微带线114如此安排，即，其一端通过片形电阻器连接到接地电极117，其另一端连接到场效应晶体管118的栅极。

由构成主线的主线和TE01δ模式介质谐振器112之间的电磁场耦合形成谐振部分。

微带线115如此安排，即，其一端通过变容二极管119连接到接地电极117，其另一端是开口端。

振荡频率可变电路由构成主线的微带线115和变容二极管119构成。

场效应晶体管118如此安排，即，将其漏极通过微带线121连接到输入终端122，其源极连接到微带线123的一端。

微带线121连接到匹配短棒124和场效应晶体管118的漏极连接的点。

微带线123的另一端通过片形电阻器125连接到接地电极117。如此形成微带线，即和微带线126平行，其中具有一恒定的距离，以便电气耦合。

微带线126通过片形电阻器127连接到输出终端电极128。

将匹配短棒124连接到输入终端电极122，它和微带线121平行。

片形电容器129连接到输出终端电极128，它和片形电阻器127平行。

在如上所述的配置中，变容二极管119转向可变电容器，它根据应用的电压改变谐振频率，振荡频率由此而改变。

如上所述，在图12所示的介质滤波器101中，导电体102a和102b与输入共面线105a和105b之间的距离尽可能缩短，以便增强谐振部分和输入/输出终端装置之间的耦合。

但是，由于对缩短导电体102a和102b与输入共面线105a和105b之间的距离的限制，故无法进一步增加耦合强度。

还有，通过形成输入/输出共面线105a和105b，使介质基片102的长度沿谐振部分安排的方向增加，这增加介质滤波器101的总长度。因此，输入/输出终端装置，诸如输入/输出共面线的间隔是减小介质滤波器101的整体尺寸的障碍。

还有，如图12中所示，当有五级谐振部分的介质滤波器如此配置时，在介质基片102的两个主表面上的导电体102a和102b上必需形成五个开口。相应地，介质基片102的整体尺寸增加，结果，介质滤波器101的整体尺寸增加。因此，介质滤波器的整体尺寸以介质基片的两个主表面上形成的导电体上的开口的数量，即谐振部分中的级数，按比例增加。

还有，介质滤波器中各个谐振部分的特性，诸如频率特性是通过去除电极上的开口附近的导电体进行调节的，其中该电极形成谐振部分。但是，由于开口的形状的变化，引起电磁场发散，并且有时候产生不必要的寄生分量。

还有，当介质谐振器中的各个谐振部分之间的耦合必需加强时，导电体中的开口之间的距离缩短。即，使用不同的介质基片，它在导电体的开口之间的距离更小，并且必需制备不同的介质基片。这花费时间，并增加成本。

还有，为了调节介质滤波器的特性，例如，间接耦合相互分开的谐振部分，不同的电容器，线圈等等，以及电路元件，诸如形成在介质基片102上的导线等等被安排在介质基片102上。还有，为了在介质基片102上安排这些电路元件，用于安排它们的导线也形成在同一基片上。但是，当这样的导线形成在谐振部分周围时，所使用的基片的尺寸必需更大，介电装置的尺寸增加，并且介质滤波器的整体的尺寸也增加。

另外，在压控振荡器111中，TE01δ模式介质谐振器112的电磁场广泛地分布在TE01δ模式介质谐振器112的周围。因此，产生了一个问题，即，电磁场耦合到微带线121和123等等，而不是微带线114和微带线115。当发生这样的不必要的耦合时，压控振荡器111中的振荡频率可能是不稳定的。传统地，为了将由于这样的不必要的耦合引起的缺点减小到最小，如此设计布线，从而不希望耦合到TE01δ模式介质谐振器112的微带线121和123尽可能和TE01δ模式介质谐振器112分开。

但是，除了主线和副线之外的微带线的分开需要布线基片113按照分开的比例加大，这导致了压控振荡器111的整体尺寸的增加。

还有，由于布线是在不希望耦合到TE01δ模式介质谐振器112的微带线121和123与TE01δ模式介质谐振器112尽可能分开的条件下设计的，故在布线的设计中剩下更少的灵活性。

还有，将TE01δ模式介质谐振器112安排在布线基片113上，并且布线基片113由上金属外壳130覆盖，以把电磁场限制在TE01δ模式介质谐振器112中。在这种情况下，上金属外壳130的高度必需做得比1、模式介质谐振器112大。这也增加了压控振荡器111的高度。

发明内容

考虑到这些问题，进行了本发明，本发明的一个目的是提供一种介质谐振器、介质滤波器、介质双工器和振荡器，它们允许整体的尺寸减小，容易调节相邻的谐振器之间的耦合，并允许灵活的布线设计。

相应地，根据本发明的第一方面，提供了一种介质谐振器，包含：介质基片；形成在所述介质基片的一个主表面上的第一导电体；形成在所述介质基片的另一个主表面上的第二导电体；形成在所述第一导电体上的第一开口，从而所述介质基片暴露于所述第一导电体，形成在所述第二导电体上的第二开口，从而介质基片暴露于第二导电体，其中，第一开口和第二开口形状相同且处于上下相对的位置；第一导电板，所述第一导电板和所述第一导电体分开，从而覆盖介质基片、第一导电体和第一开口；第二导电板，所述第二导电板和所述第二导电体分开，从而覆盖介质基片、第二导电体和第二开口；由所述第一开口和所述第二开口确定的谐振部分；支持部件，所述支持部件沿所述介质基片的厚度方向和介质基片分开及形成在支持部件上的电极。

根据以第一方面为基础的本发明第二方面，提供了一种介质谐振器，其特点是，介质基片沿其厚度方向设置多个支持部件。

根据以第一方面或第二方面为基础的本发明第三方面，提供一种介质谐振器，其特点是，用电极来设置引线，该引线通过电磁场耦合到介质基片的导电体中的开口。

根据以第一方面或第二方面为基础的本发明第四方面，提供了一种介质谐振器，其特点是，电极是调频电极，用于调节谐振部分的谐振频率。

根据本发明的第五方面，提供了一种介质滤波器，包含：介质基片；形成在所述介质基片的一个主表面上的第一导电体；形成在所述介质基片另一个主表面上的第二导电体；形成在所述第一导电体上的第一开口，从而介质基片暴露于第一导电体，形成在所述第二导电体上的第二开口，从而介质基片暴露于第二导电体，其中，第一开口和第二开口形状相同且处于上下相对的位置；第一导电板，所述第一导电板和所述第一导电体分开，从而覆盖介质基片、第一导电体和第一开口；第二导电板，所述第二导电板和所述第二导电体分开，从而覆盖介质基片、第一导电体和第二开口；由所述第一开口和所述第二开口确定的谐振部分；支持部件，所述支持部件沿介质基片的厚度方向与所述介质基片分开及形成在支持部件上的电极；其中用于进行电磁场耦合的输入/输出电极由谐振部分分别耦合于该输入/输出电极位置处的电极进行设置。

根据以第五方面为基础的本发明第六方面，提供了一种介质滤波器，其特点为，电极是调频电极，用于调节谐振部分的谐振频率。

根据以第五方面为基础的本发明的第七方面，提供了一种介质滤波器，其特点是，支持部件是介质基片，电极形成在支持部件的两个主表面上，其它开口形成在两个主表面上的电极上，另一个谐振部分由形成在两个主表面上电极的其它开口形成。

根据以第五、第六或第七方面为基础的本发明的第八方面，提供了一种介质滤波器，其特点是，存在多个第一开口和多个第二开口，由所述的第一开口和第二开口来设置多个谐振部分。

根据以第八方面为基础的本发明第九方面，提供了一种介质滤波器，其特点是，用于通过电磁场耦合多个谐振部分的耦合电极形成在支持部件上。

根据以第八方面为基础的本发明第十方面，提供了一种介质滤波器，其特点是，沿介质基片的厚度方向设置多个支持部件。

根据以第五、第六或第七方面为基础的本发明的第十一方面，提供了一种介质滤波器，其特点是，沿介质基片的厚度方向设置多个支持部件。

根据本发明的第十二方面，提供了一种介质双工器，包含：第一介质基片和第二介质基片；形成在所述第一介质基片和第二介质基片的一个主表面上的第一导电体；形成在所述第一介质基片和第二介质基片的另一个主表面上的第二导电体；形成在每个第一导电体上的多个第一开口，形成在每个第二导电体上的多个第二开口，其中，第一开口和第二开口形状相同且处于上下相对的位置；第一导电板，所述第一导电板和所述第一介质基片的第一导电体分开，从而覆盖所述第一介质基片、所述第二介质基片的第一导电体、所述第一介质基片的多个第一开口；第二导电板，所述第二导电板和所述第二介质基片的第二导电体分开，从而覆盖所述第二介质基片、所述第二介质基片的第二导电体、所述第二介质基片的多个第二开口；由所述第一介质基片上的多个第一开口和多个第二开口确定的第一组谐振部分；由所述第二介质基片上的多个第一开口和多个第二开口确定的第二组谐振部分；由第一组谐振部分构成的第一滤波器；由第二组谐振部分构成的第二滤波器；沿介质基片的厚度方向与所述第一介质基片和第二介质基片分开的支持部件；形成在支持部件上的电极；通过电磁场耦合到第一组谐振部分中至少一个谐振部分的第一输入/输出终端，；通过电磁场耦合到第二组谐振部分中至少一个谐振部分的第二输入/输出终端；第三输入/输出终端，它由所述支持部件上的电极构成，并通过电磁场耦合到所述第一组谐振部分的至少一个谐振部分以及所述第二组谐振部分中的至少一个谐振部分。

根据以本发明第十二方面为基础的本发明第十三方面，提供了一种介质双工器，其特点为，电极是调频电极，用于调节所述谐振部分组中至少一个谐振部分的谐振频率。

根据以本发明第十二方面为基础的本发明第十四方面，提供了一种介质双工器，其特点是，沿介质基片的厚度方向设置多个支持部件。

根据以本发明第十二或第十三方面为基础的本发明第十五方面，提供了一种介质双工器，其特点是，沿介质基片的厚度方向设置多个支持部件。

根据本发明的第十六方面，提供了一种振荡器，包含：介质基片；形成在所述介质基片的一个主表面上的第一导电体；形成在所述介质基片的另一个主表面上的第二导电体；形成在所述第一导电体上的第一开口；形成在所述第二导电体上的第二开口；和所述第一导电体分开以覆盖所述第一开口和第一导电体的第一导电板；和所述第二导电体分开以覆盖所述第二开口和第二导电体的第二导电板；由所述第一开口和所述第二开口确定的谐振部分；沿所述介质基片的厚度方向与其分开的支持部件；形成在支持部件上并通过将电磁场耦合至谐振部分来构成谐振电路的主线及连接到谐振电路的负电阻电路。

根据以本发明第十六方面为基础的本发明第十七方面，提供了一种振荡器，其特点是，谐振电路包含振荡频率可变电路。

根据以本发明第十七方面为基础的本发明第十八方面，提供了一种振荡器，其特点是，振荡频率可变电路由电压控制。

根据以本发明第十六、第十七或第十八方面为基础的本发明的第十九方面，提供了一种振荡器，其特点是，介质基片的第一导电体连接到第一导电板。

根据以本发明第十九方面为基础的本发明第二十方面，提供了一种振荡器，其特点是，介质基片的第一导电体和第二导电体被连接。

根据以本发明第十六、第十七或第十八方面为基础的本发明第二十一方面，提供一种振荡器，其特点是，介质基片的第一导电体和第二导电体被连接。

如上所述的配置允许提供允许整体尺寸减小、相邻的谐振器之间的耦合容易调节，允许灵活的布线设计的介质谐振器、介质滤波器、介质双工器和振荡器。

附图说明

图1是根据第一实施例的介质谐振器的分解透视图；

图2是根据第二实施例的介质滤波器的分解透视图；

图3是根据第二实施例的第一修改例子的介质滤波器的分解透视图；

图4是根据第二实施例的第二修改例子的介质滤波器的分解透视图；

图5是根据第二实施例的第三修改例子的介质滤波器的分解透视图；

图6是根据第三实施例介质双工器的分解透视图；

图7是根据第四实施例的压控振荡器的分解透视图；

图8是沿图7中的X-X线的截面图；

图9是根据第四实施例的第一修改例子的压控振荡器截面图；

图10是根据第四实施例的第二修改例子的压控振荡器截面图；

图11是根据第四实施例的第三修改例子的压控振荡器截面图；

图12是本申请人早先申请的介质滤波器的分解透视图；及

图13是传统的压控振荡器的分解透视图。

具体实施方式

下面用图1描述本发明的第一实施例。图1是根据本发明的第一实施例的介质谐振器的分解透视图。

如图1所示，介质谐振器1由介质基片2、支持部件3a和3b以及导电板14a和14b构成。

介质基片2具有恒定的相对介电常数，其上形成有导电体2a和2b，其中导电体2a和2b两个主表面上具有圆形开口，并且两个主表面上的开口相对。介质基片2的导电体2a和2b中的开口的尺寸根据预定的频率定义。用这些开口安排谐振部分。

支持部件3a是绝缘基片，安排得平行于介质基片2。还有，支持部件3a具有形成在其相对于介质基片2上的电极5。电极5作为引线，并通过电磁场耦合到介质基片2的导电体2a和2b中的开口。

支持部件3b是绝缘基片，类似于支持部件3a，并安排得平行于介质基片2不同于支持部件3a的一侧。支持部件3a相对于介质基片2的表面上形成电极6。电极6作为调频电极，电极6的面积的增加和减小允许形成在相对的介质基片上的谐振部分的谐振频率的调节。

为了使介质基片2和支持部件3a和3b保持恒定的间隔，在介质基片2和支持部件3a之间以及介质基片2和支持部件3b之间分别安排隔离物19。

在如上所述的配置中，开口和它们之间所夹的介质基片作为谐振部分，提供了具有谐振部分的介质谐振器1。还有，这个实施例允许一种配置，其中电极接近于开口，与在同一基片上形成电极和谐振部分的配置相比，提供了更强的耦合。另外，和在同一基片上形成电极和谐振部分的配置相比，由于引线形成在不同的基片上，故沿水平方向的尺寸可以变小。

下面，用图2描述第二实施例。图2是根据本发明的第二实施例的介质滤波器的分解透视图。

如图2所示，介质滤波器11由介质基片12、支持部件13和具有屏蔽功能的导电板14a和14b构成。

介质基片12具有恒定的相对介电常数，其上形成有导电体12a和12b，导电体12a和12b的两个主表面上具有三个圆形的开口，两个主表面上的开口相对。介质基片12的导电体12a和12b的开口的尺寸根据预定的频率定义。

类似于介质基片12，支持部件13具有恒定的介电常数，其上形成电极13a和13b，其中电极13a和13b的两个主表面上有圆形的开口，两个主表面上的开口相对。支持部件13的电极13a和13b中的开口的尺寸用类似于介质基片12中的方法，根据预定的频率定义。

支持部件13安排得与介质基片12分开恒定的间隔，其中电极13b中的两个开口的每一个都由导电体12a的介质基片12中的三个开口中的两个覆盖。为了使介质基片12和支持部件13保持恒定的间隔，隔离物19和19被安排在介质基片12和支持部件13之间。

在支持部件13的电极13b的一侧的两端形成输入共面线15a和输出共面线15b。输入共面线15a安排在被介质基片12的导电体12a中的三个开口两端中的一个覆盖的位置。输出共面线15b被安排在被介质基片12的导电体12a中的三个开口两端中的一个覆盖的位置。

具有屏蔽功能的导电板14a和14b被固定，从而它们与支持部件13分开一预定的距离，从而它们夹住介质基片12和支持部件13。输入共面线15a和输出共面线15b从具有屏蔽功能的导电板14a和14b凸出。

在如上所述的配置中，开口和它们之间夹住的介质基片作为谐振部分，从而可以得到具有五级谐振部分的介质谐振器11。按照这种方法，和在介质基片上形成多级谐振部分的配置相比，对于将介质滤波器不仅安排为五级，还安排为本实施例中其它多级，沿水平方向的尺寸可以减小。另外，形成在支持部件13上的谐振部分可选择性地连接。在这种安排中，谐振部分之间的耦合可以因此通过改变介质基片12和支持部件13之间的距离，或者通过改变介质基片2的谐振部分和支持部件3的谐振部分相互重叠的面积而变化。特别地，和相邻谐振部分沿水平方向的距离减小的传统方式相比，通过减小介质基片12和支持部件13之间的距离，谐振部分之间的距离可以做得更小；因此，可以得到高强的耦合。

已经使用图2解释了关于介质滤波器，其中谐振部分形成在两个介质基片上；但是，这一点并不受限制；例如，谐振部分可以分别形成在三个基片上，如图3所示。

图3是第二实施例第一修改例子的介质滤波器的分解透视图。对于和图2中相同的部分，给出相同的符号，并且省略了详细的描述。

如图3所示，和图2不同的是，耦合电极17a和17b被添加到支持部件13的电极13a的一侧，并添加支持部件16。

即，耦合电极17a和17b形成在支持部件13的一侧上的电极13a的两端部分。耦合电极17a通过通孔电气连接到输入共面线；耦合电极17b通过通孔电气连接到输出共面线15b。

支持部件16具有恒定的相对介电常数，其上形成有电极16a和16b，其中电极16a和16b的两个主表面上具有两个圆形开口，从而两个主表面上的开口相对。支持部件16的电极16a和16b中的开口的尺寸如此定义，从而开口处的频率不同于介质基片12的导电体开口处的频率，并且不同于支持部件13中电极的开口处的频率。电极16b中的两个开口和耦合电极17a和17b相对。为了使支持部件13和支持部件16保持恒定的间隔，将隔离物19安排在支持部件13和支持部件16之间。因此，由形成在支持部件16上的开口定义的谐振部分耦合到耦合电极17a和17b，以用作陷波器；因此，可以使不需要的频率变弱。

通过配置装置，可以得到介质谐振器11a，它具有二级陷波谐振部分和五级陷波谐振部分。

另外，下面使用图4描述第二实施例的第二修改例子。图4是第二实施例的第二修改例子的介质滤波器的分解透视图。对于和图2相同的部分，给出相同的符号，并省略了详细的描述。

如图4所示，介质滤波器由介质基片22、支持部件23和导电板14a和14b构成。

介质基片22具有恒定的相对介质常数，其上形成有导电体22a和22b，导电体22a和22b两个主表面上具有三个圆形开口，从而两个主表面上的开口相对。介质基片22的导电体22a和22b中的开口的尺寸根据预定的频率定义。在介质基片22的两端部分形成输入共面线25a和输出共面线25b。

支持部件23是绝缘基片，它如此安排，从而形成三个圆形薄片电极。支持部件23被安排得与介质基片22分开恒定的距离，其中其一个主表面具有三个薄片电极，它们由导电体22a中的三个开口重叠。

还有，为了使介质基片22和支持部件23保持恒定的间隔，分别在介质基片22和支持部件23之间安排隔离物19。

在如上所述的配置中，各个谐振部分处的谐振频率可以通过去除支持部件23中的薄片电极，增加导电体到薄片电极，修改支持部件23和介质基片22之间的距离，或其它的方式来改变。即，传统地，由于去除了其上形成有谐振部分的介质基片的导电体，产生发散的电磁场，以产生不需要的寄生分量。在这个实施例中，不再有这样的问题，这是因为通过支持部件调节谐振部分，该部分是其上消除谐振部分的介质基片以外的元件。

下面，用图5描述第二实施例的第三修改的例子。图5是第二实施例的第三修改例子的介质滤波器的分解透视图。对于图3所示的介质滤波器11a中那些和第二实施例的第一修改例子一样的部分，给出相同的符号，并省略了详细地描述。

和图3所示的第二实施例第一修改例子不同的是，在这个实施例中，第二支持部件33具有电介质线，第二支持部件16具有类似于介质基片12的谐振部分。

即，如图5所示，介质滤波器31由介质基片12、支持部件13、支持部件33和具有屏蔽功能的导电板14a和14b构成。

支持部件33是绝缘基片，它如此安排，从而其主表面具有电介质线。支持部件33安排得与介质基片13分开恒定的距离，其中其主表面具有带状电极33a，它和电极13a中的两个开口重叠。为了使支持部件13和支持部件33保持恒定的间隔，在支持部件13和支持部件33之间分别安排了隔离物19。

通过基片33上的带状线是绝缘基片，如此安排，从而其主表面具有带状电极33a。支持部件33安排得和与介质基片分开一恒定的距离，其中其主表面具有带状电极33a，它重叠了电极13a中的两个开口。为了使支持部件13和支持部件33保持恒定的间隔，在支持部件13和支持部件33之间分别安排间隔隔离物19。

可以通过基片33上的带状电极33a得到形成在支持部件13上的两个谐振部分之间的耦合。

通过上述的配置，二级谐振部分和四级谐振部分间接地在介质滤波器31中耦合，所述介质滤波器31由五级谐振器构成，其中在介质滤波器的滤波器特性中可以形成极点。即，通过调节间接耦合强度将极点设置为不需要的频率，可以使不需要的频率变弱。

下面，用图6描述第三实施例。图6是根据第二实施例的介质双工器的分解透视图。

如图6所示，介质双工器41由介质基片42和43、支持部件46和具有屏蔽功能的导电板44a和44b构成。

介质基片43具有恒定的相对介质常数，其上形成有导电体43a和43b，导电体43a和43b的两个主表面上有三个圆形开口，其中两个主表面上的开口相对。介质基片42的导电体中开口的尺寸根据由预定的频率定义。还有，共面线45a形成在导电体42b一侧上，以便接近于两端开口中的一个开口。

介质基片43具有恒定的相对介质常数，其上形成有导电体43a和43b，导电体43a和43b的两个主表面上有三个圆形开口，它们是相对着的。介质基片43的导电体43a和43b中开口的尺寸根据预定的频率确定。还有，在导电体43b的一侧上形成共面线45b，它接近于两端的开口中的一个。

支持部件46是以多层结构安排的，其中介电常数低的电极46b和46c大致上完全形成在支持部件46的两个主表面上，其一端部分具有介电常数低的支持基片47a和48a的层。

与电极46b绝缘的共面线45c形成在形成于支持基片46a上的电极46b一侧上的一个端部，并在共面线45c的一侧形成通孔，它达到电极46c一侧的表面。在支持基片46的另一个表面上的通孔周围未形成电极46c，从而电极46c和通孔未连接。

支持基片47a位于形成在支持基片46a上的共面线45c上。带状线47b形成在和接触支持基片47a上的支持基片46a的表面相对的表面上，而达到支持部件46a的另一个表面的通孔形成在带状线47b的一端。带状线47b通过通孔连接到共面线45c。

层叠支持基片48a，夹住支持基片46a，从而和支持基片47a相对。还有，带状线48b形成在和支持基片48上的支持基片46a接触的表面相对的表面上，而达到支持基片48a的另一个表面的通孔形成在带状线48b一端上。带状线48b通过通孔48d和通孔46d连接到共面线45c。

在介质基片42和支持部件46之间以及介质基片43和支持部件46之间分别安排间隔物49a和间隔物49b；它们之间的缝隙保持在恒定的间隔。介质基片42和支持部件46之间的隔离物49b具有和支持基片47a和隔离物49a接合起来的相同的高度，并如此安排，从而介质基片42和支持部件46相互平行。

通过如上所述的配置，可以得到两个滤波器：一个滤波器具有三个形成在介质基片42上的谐振部分，而另一个滤波器具有形成在介质基片43上的谐振部分。此时，如果将共面线45c连接到天线的话，共面线45c连接到接收器，共面线45b连接到传送器，故介质双工器41可以用作天线共用装置。

作为参考，虽然在第二和第三实施例中将共面线用作输入/输出结构，但是并不限制于此，其它的引线，诸如带状线、微带线或槽形线都可以形成。作为替代的输入/输出结构，回路、探针等等可以形成为独立的结构。

下面，用图7和8描述第四实施例。图7是根据第四实施例的压控振荡器的分解透视图；图8是沿图7中的线X-X切开的截面图。对于和图13所示的传统压控振荡器111相同的那些部分构成相同的符号，并省略了详细的描述。

如图7所示，压控振荡器51由介质基片52、作为支持部件的布线基片113、和为导电板的上金属外壳130以及下金属外壳131构成。

介质基片52具有恒定的相对介质常数，其上导电体52a和52b，导电体52a和52b的两个主表面上具有圆形开口，从而两个主表面上的圆形开口相对。介质基片52的导电体52a和52b中开口的尺寸是根据预定的频率定义的。通过开口安排谐振部分。

在布线基片113上，形成主线的微带线114以及形成副线的微带线115如此形成，以和介质基片52的导电体52b中的开口重叠(从图7中朝下看)。

将介电常数低的隔离物59安排在布线基片113上，如图8所示，它被固定，从而介质基片52和布线基片113安排得分开一恒定的间隔。

如上所述，在这个实施例的配置中，和传统的配置相比，可以减小谐振部分的厚度；相应地，和传统的配置相比，压控振荡器的高度也可以减小。即，和传统的TE01δ模式的介质谐振器相比，谐振器的厚度或谐振所需的空间减小了，并且可以减小压控振荡器的高度。

下面，用图9描述第四实施例的第一修改例子。图9是和图8中压控振荡器相同部分的截面图。对于和图13所示的压控振荡器111相同的部分以及和图7所示的第四实施例的压控振荡器相同的部分，给出相同的符号，并且省略了详细的描述。

和图7中的第四实施例不同的是，这个修改的例子的压控振荡器61具有弹簧片63。

如图9所示，介质基片52的导电体52a通过弹簧片63连接到上金属外壳130的顶表面。当上金属外壳130和下金属外壳131相连时，弹簧片63弯曲，并被按压，以推压介质基片52，从而固定了介质基片52。通过这种方法，通过弹簧片63，保持介质基片52的导电体52a和上金属外壳130的电气连接，当它们的电位能相同时它们是固定的；因此，可以得到稳定的振荡频率。

其原因是，没有弹簧片，介质基片52和上金属外壳130之间的距离变化，这引起电磁场的分布在上下导体外壳130和131之间发散。当电磁场分布在上下外壳130和131之间会发散时，不想要的频率接近于形成在介质基片52上的谐振部分的通过区域，并可能产生不想要的频率。在这个修改的例子中，这种不想要的频率通过弹簧片63避免。

为了参照，在这个修改例子中，具有导电性的弹簧片用于连接介质基片52和上金属外壳130；但是，也可以如此安排，即，由导电材料形成的隔离物59连接到下导体外壳131。换句话说，只要上下导体外壳的电气连接，则任何其它配置都可以使用，以避免不想要的振荡。

另外，用图10描述第四实施例的第二个修改例子。图10是图8中的压控振荡器相同部分的截面图。对于和图13所示传统压控振荡器111相同的部分以及和图9中根据第四实施例的第一修改例子的压控振荡器相同的部分，给出相同的符号，并且省略了详细的描述。

和图9中第四实施例不同的是，这个修改例子的压控振荡器71具有形成在介质基片72上的短路导体72c。

如图10所示，介质基片72具有厚度的相对介电常数，其上形成有导电体72a和72b，导电体72a和72b的两个主表面上有开口，其中两个主表面上的开口相对。介质基片72的导电体72a和72b中的开口的尺寸根据预定的频率定义。还有，通过形成在介质基片72的一侧表面上的短路导体72c连接导电体72a和72b。

如上所述的介质基片72的导电体72a和导电体72b之间的电气连接允许从介质基片72的厚度方向的中心看时有垂直的均匀电磁场分布。因此，可以得到稳定的振荡频率。

其原因是，如果导电体72a和导电体72b不电气连接的话，会引起从沿介质基片72的厚度方向的中心看时垂直的电磁场分布不均匀。即，当从沿介质基片72的厚度方向的中心看时垂直的电磁场分布不均匀时，并想要的频率接近于介质基片72上形成的谐振部分的通过区域，故可能发生不想要的频率的振荡。在这个修改的例子中，这种不想要的频率振荡由短路导体72避免。

另外，用图11描述第四实施例的第四修改例子。图11是和图8中压控振荡器相同部分的截面图。对于和图13所示的传统压控振荡器相同的部分以及图9所示的第四实施例的第一修改例子的压控振荡器相同的部分，给出相同的符号，并且省略了详细的描述。

和图9中的第四实施例的第一相同例子不同的是，修改例子的压电振荡器81介质基片82中具有通孔82c和短路导体82d。

如图11所示，介质基片82具有恒定的相对介电常数，其上形成有导电体82a和82b，导电体82a和82b的两个主表面上有开口，其中两个主表面上的开口是相对的。介质基片82的导电体82a和82b中的开口尺寸根据预定的频率定义。

通过开口安排谐振部分。

还有，沿厚度方向穿过的通孔82c形成在介质基片82内，短路导体82d形成在通孔的内围表面上。介质基片82的导电体82a和82b通过短路导体82d电气连接。

上述的配置允许提供和图10所示的第四实施的第二修改例子相同的效果。为了参照，已经描述了关于第四实施例及其修改的例子，其中使用压控振荡器；但是，不限于此，还可以进行标准的谐振器配置，例如没有谐振频率改变的功能的配置。

在第一、第二、第三和第四实施例中，使用隔离物，以在介质基片和支持部件之间具有恒定的间隔；但是，不限于此。唯一需要的是在上述物体之间具有恒定的距离；因此，其它的安排也是可能的。例如，可以使用大于诸如介电基片和支持部件之类的导电板进行配置，以允许适应于其中，并将凸出之类的部分安排在内壁，以使介质基片和支持部件等等保持恒定的距离。唯一的需要是保持它们之间的距离恒定。还有，隔离物的形状可以是任何的形状。

如上所述，根据本发明，电路元件，诸如谐振器和引线(传统地是安排在相同的介质基片上)分别配置在介质基片和支持部件上；按照这种方式，诸如介质谐振器和介质滤波器之类的整体水平尺寸减小了。

特别地，在根据权利要求2、11和18的权利要求中，使用多个支持部件分别安排电路元件。这允许进一步减小元件的整体水平尺寸。

在本发明中，根据权利要求8和15，在支持基片中还安排了谐振部分，从而支持部件的谐振部分与介质基片的谐振部分重叠。在这种情况下，形成在介质基片上的谐振部分和形成在支持部件上的谐振部分之间的距离减小，加强了谐振部分之间的耦合。

在本发明中，根据权利要求3、6和13，传统上形成在所需同一介质基片上的输入/输出引线形成在独立的支持部件上。因此，处于元件安装状态中的水平尺寸可以减小。

在本发明中，根据权利要求10和17，和在同一介质基片上形成引线的传统配置相比，间接耦合的水平尺寸也可以在元件安排状态中减小。

在本发明中，根据权利要求19，使用通过在介质基片上形成具有开口的导电体进行安排的谐振部分，介质基片的厚度小于传统的TE01δ模式介质谐振器的情况。相应地，和传统的谐振器相比，本发明可以更薄，并且整体更小。另外，由于使用通过在介质基片上形成具有开口的导电体进行安排的谐振部分，故电磁场的限制性良好，只和安排在开口附近的电极耦合，并不和其它电极耦合。由此，由于其它的电极可以安排在除了开口附近的任何位置，故允许更为自由的布线设计。

在本发明中，根据权利要求22，由于介质基片的导电体电气连接到导电板，故可以得到稳定的振荡频率特性。另外，在本发明中，根据权利要求23，介质基片的两个主表面中的导电体电气连接，可以得到振荡频率特性。

工业应用性

从如上所述可见，根据本发明的介质谐振器、介质滤波器、介质双工器和振荡器可以被广泛使用于例如移动通信系统终端、各种基站的电子器件等等。

Claims (21)

1.一种介质谐振器，包含：

介质基片，

形成在所述介质基片的一个主表面上的第一导电体，

形成在所述介质基片的另一个主表面上的第二导电体，

形成在所述第一导电体上的第一开口，从而所述介质基片暴露于所述第一导电体，

形成在所述第二导电体上的第二开口，从而介质基片暴露于第二导电体，

其中，第一开口和第二开口形状相同且处于上下相对的位置，

第一导电板，所述第一导电板和所述第一导电体分开，从而覆盖介质基片、第一导电体和第一开口，

第二导电板，所述第二导电板和所述第二导电体分开，从而覆盖介质基片、第二导电体和第二开口，

由所述第一开口和所述第二开口确定的谐振部分，

其特征在于，该介质谐振器还包括，

支持部件，所述支持部件沿所述介质基片的厚度方向和介质基片分开，及

形成在支持部件上的电极。

2.如权利要求1所述的介质谐振器，其特征在于为介质基片沿其厚度方向设置多个支持部件。

3.如权利要求1或2所述的介质谐振器，其特征在于用电极来设置引线，该引线通过电磁场耦合到介质基片的导电体中的开口。

4.如权利要求1或2所述的介质谐振器，其特征在于电极是调频电极，用于调节谐振部分的谐振频率。

5.一种介质滤波器，包含：

介质基片，

形成在所述介质基片的一个主表面上的第一导电体，

形成在所述介质基片另一个主表面上的第二导电体，

形成在所述第一导电体上的第一开口，从而介质基片暴露于第一导电体，

形成在所述第二导电体上的第二开口，从而介质基片暴露于第二导电体，

其中，第一开口和第二开口形状相同且处于上下相对的位置，

第一导电板，所述第一导电板和所述第一导电体分开，从而覆盖介质基片、第一导电体和第一开口，

第二导电板，所述第二导电板和所述第二导电体分开，从而覆盖介质基片、第一导电体和第二开口，

由所述第一开口和所述第二开口确定的谐振部分，

其特征在于，该介质滤波器还包括，

支持部件，所述支持部件沿介质基片的厚度方向与所述介质基片分开，及

形成在支持部件上的电极，

其中用于进行电磁场耦合的输入/输出电极由谐振部分分别耦合于该输入/输出电极位置处的电极进行设置。

6.如权利要求5所述的介质滤波器，其特征在于电极是调频电极，用于调节谐振部分的谐振频率。

7.如权利要求5所述的介质滤波器，其特征在于支持部件是介质基片，电极形成在支持部件的两个主表面上，其它开口形成在两个主表面上的电极上，另一个谐振部分由形成在两个主表面上电极的其它开口形成。

8.如权利要求5、6或7中的任一项所述的介质滤波器，其特征在于存在多个第一开口和多个第二开口，由所述的第一开口和第二开口来设置多个谐振部分。

9.如权利要求8所述的介质滤波器，其特征在于用于通过电磁场耦合多个谐振部分的耦合电极形成在支持部件上。

10.如权利要求8所述的介质滤波器，其特征在于，沿介质基片的厚度方向设置多个支持部件。

11.如权利要求5、6和7中任一条所述的介质滤波器，其特征在于，沿介质基片的厚度方向设置多个支持部件。

12.一种介质双工器，包含：

第一介质基片和第二介质基片，

形成在所述第一介质基片和第二介质基片的一个主表面上的第一导电体，

形成在所述第一介质基片和第二介质基片的另一个主表面上的第二导电体，

形成在每个第一导电体上的多个第一开口，

形成在每个第二导电体上的多个第二开口，

其中，第一开口和第二开口形状相同且处于上下相对的位置，

第一导电板，所述第一导电板和所述第一介质基片的第一导电体分开，从而覆盖所述第一介质基片、所述第一介质基片的第一导电体、所述第一介质基片的多个第一开口，

第二导电板，所述第二导电板和所述第二介质基片的第二导电体分开，从而覆盖所述第二介质基片、所述第二介质基片的第二导电体、所述第二介质基片的多个第二开口，

由所述第一介质基片上的多个第一开口和多个第二开口确定的第一组谐振部分，

由所述第二介质基片上的多个第一开口和多个第二开口确定的第二组谐振部分，

由第一组谐振部分构成的第一滤波器，

由第二组谐振部分构成的第二滤波器，

其特征在于，该介质双工器还包括，

沿介质基片的厚度方向与所述第一介质基片和第二介质基片分开的支持部件，及

形成在支持部件上的电极，

通过电磁场耦合到第一组谐振部分中至少一个谐振部分的第一输入/输出终端，通过电磁场耦合到第二组谐振部分中至少一个谐振部分的第二输入/输出终端，第三输入/输出终端，它由所述支持部件上的电极构成，并通过电磁场耦合到所述第一组谐振部分的至少一个谐振部分以及所述第二组谐振部分中的至少一个谐振部分。

13.如权利要求12所述的介质双工器，其特征在于电极是调频电极，用于调节所述谐振部分组中至少一个谐振部分的谐振频率。

14.如权利要求12所述的介质双工器，其特征在于沿介质基片的厚度方向设置多个支持部件。

15.如权利要求12或13所述的介质双工器，其特征在于沿介质基片的厚度方向设置多个支持部件。

16.一种振荡器，包含：

介质基片，

形成在所述介质基片的一个主表面上的第一导电体，

形成在所述介质基片的另一个主表面上的第二导电体，

形成在所述第一导电体上的第一开口，

形成在所述第二导电体上的第二开口，

和所述第一导电体分开以覆盖所述第一开口和第一导电体的第一导电板，

和所述第二导电体分开以覆盖所述第二开口和第二导电体的第二导电板，

由所述第一开口和所述第二开口确定的谐振部分，

其特征在于，该振荡器还包括，

沿所述介质基片的厚度方向与其分开的支持部件，

形成在支持部件上并通过将电磁场耦合至谐振部分来构成谐振电路的主线，及

连接到谐振电路的负电阻电路。

17.如权利要求16所述的振荡器，其特征在于谐振电路包含振荡频率可变电路。

18.如权利要求17所述的振荡器，其特征在于振荡频率可变电路由电压控制。

19.如权利要求16、17或18中的任一项所述的振荡器，其特征在于介质基片的第一导电体连接到第一导电板。

20.如权利要求19所述的振荡器，其特征在于介质基片的第一导电体和第二导电体被连接。

21.如权利要求16、17或18中任一项所述的振荡器，其特征在于介质基片的第一导电体和第二导电体被连接。

Images