CN1231526A - 电介质共振器及使用它的电介质滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种很难受到振动影响,可以稳定地得到良好性能的电介质共振器。该电介质共振器的柱状电介质块3,在与壳体2电气上连接的状态下,放置在导电的壳体2内。该共振器设有激振装置,可以在与有电流在电介质块3内流动的电介质块3的轴心方向垂直的表面上产生磁场。该激振装置由固定在壳体2中的支承片4,和与输入端子8a或输出端子8b连接,在支承片4上形成的电极图形5,6构成。

Description

电介质共振器及使用它的电介质滤波器

本发明涉及在蜂窝式电话基地局的发送信号和接收信号天线共用器等电子机器上使用的优良的电介质共振器和电介质滤波器。

现有的电介质共振器，如图9所示，是在金属壳体的本体101内的底面上固定着一个陶瓷制成的圆柱形的电介质块100，同时，在该金属壳体本体101的开口上，配置一个用于封闭电磁场能量的壳体盖101a。

还在(例如)金属壳体本体101的左侧壁上，安装输入接头102，在其右侧壁上安装输出接头103。这些输入/输出接头102,103的中心导体102a,103a的前端，分别贯通左侧壁和右侧壁，向金属壳体的本体101内突出。另外，做成线圈形状的结合环圈104,105的一端，与该中心导体102a,103a的前端焊接在一起。结合环圈104,105的另一端，与金属壳体本体101焊接固定在一起，并接地。

又如图10所示，在现有的另一个例子中，将大致呈直线形的测头114,115的一端与突出在金属壳体111内的输入/输出接头112,113的中心导体连接；将该测头114,115沿金属壳体111的内周壁配置，而将其另一端配置在电介质块100的附近。

在这种结构的电介质共振器中，结合环圈104,105或测头114,115与电介质块100有磁场结合。当电气信号输入结合环圈104或测头114时，在该结合环圈104或测头114上产生磁场。这种磁性能量使电介质块100被激振，在电介质块100上有电流流过，产生磁场。这种磁性能量在输出端的结合环圈105或测头115上也产生磁场，使得电流流过，因此，电气信号从输出端的接头103,113输出。

在上述现有电介质共振器中，结合环圈104,105或测头114,115在结构上对振动比较脆弱，当电介质共振器受到振动时，由于结合环圈104,105或测头114,115比电介质共振器100的振动大，因此，与电介质块100的结合程度产生变化，这是不好的。

对此，为了使结合环圈104,105或测头114,115不振动，考虑了(例如)使用石蜡等粘接剂固定的方法。但是，使用粘接剂会使性能变坏，这也是一个问题。

因此，本发明的目的是要提供一种难以受振动影响，可以稳定地得到良好性能的电介质共振器。

为了解决前述问题，本发明的电介质共振器，在与前述壳体电气上连接的状态下，将柱状的电介质块放置在导电的壳体内，它设有激振装置，可以在与有电流在前述电介质块内流动的电介质块的轴心垂直的表面上产生磁场；该激振装置由固定在前述壳体中的支承片，和与输入端子或输出端子连接，在该支承片上形成的至少一个电极图形构成。

利用本发明的电介质共振器，由于激振装置固定在壳体内，很难受到振动影响，因此，可以得到稳定的性能。

最好用电介质构成形成激振装置的支承片，在其上再形成由导电材料制成的电极图形。这样，通过缩短电介质的波长，可以减小激振装置的物理尺寸。作为电介质，希望采用聚四氟乙烯、环氧树脂等的塑料和陶瓷；从缩短波长的效果看，最好采用介电常数大的、陶瓷制的电介质。通过将这样的支承片放置在壳体内，可使磁性能量有效地放射至导电壳体内，这样，就可以高效率地使电介质块激振。

另外，电极图形由夹住支承片的两个电极图形构成。最好，一端的电极图形与输入端子或输出端子连接，另一端的电极图形接地。通过使两个电极图形具有夹住前述支承片，彼此相对的部分的形状，可以在通频带域的两侧，有一个衰减域，这样，可以得到具有急剧衰减特性的电介质共振器。

另外，支承片由电介质构成，形成于支承片上的电极图形由具有一定间隔的并列的两个电极带，和分别连接前述两个电极带的同一侧的一端的连接带构成；输入端子或输出端子，与前述电极图形连接。

例如，当做出在支承片上表面上形成的大致呈コ字形的连接带，和分别与该连接带的两端连接，在与电介质块相对的一个侧面上，互相离开构成的两个电极带时，则在电介质块的附近可以产生强大的磁场。

或者，如果做出在支承片上表面上形成的直线形连接带和分别与该连接带两端连接，分别在两个相对的侧面上形成的两个电极带，则电极带也可产生强大的磁场。

通过在电介质滤波器的输入输出部分中使用本发明的电介质共振器，可以得到很难受振动影响，稳定性非常好的电介质滤波器。

以下结合附图对本发明进行详细说明。

图1为表示本发明的电介质共振器的第一个实施例的透视图；

图2为本发明的第一个实施例的电介质共振器的透视图；

图3为本发明的第一个实施例的电介质共振器的平面图；

图4为表示本发明的第一个实施例的电介质共振器的衰减特性的曲线图；

图5为表示本发明的电介质共振器的第二个实施例的透视图；

图6为本发明的第二个实施例的电介质共振器的透视图；

图7为本发明的第二个实施例的电介质共振器的平面图；

图8为表示本发明的电介质滤波器的例子的分解透视图；

图9为表示现有的电介质共振器的一个例子的剖面图；

图10为表示现有的电介质共振器的另一个例子的平面图。

图1至图3表示本发明的电介质共振器的第一个实施例，图1和图2为透视图，图3为从上面看的平面图。另外，在以下的图中，如各个结构元件的配置已知，则只表示结构元件的轮廓。

本实施例的电介质共振器1的大概结构是：在壳体2内放置着电介质块3和两个支承片4,4。

壳体2由(例如)铜等导电材料制成，其形状做成箱形。

电介质块3由BaO-TiO₂-Nd₂O₃类等电介质材料构成的陶瓷制成，其形状做成圆柱形。另外，分别在电介质块3的上表面和下表面上涂上导电膏，通过烧接形成上端电极3a和下端电极3b。

电介质块3的上端电极3a利用膏状钎焊料或导电膏粘接固定在壳体2的顶板2a的内面；而下端电极3b，则粘接固定在壳体2的底板2b的内面；并且电气上互相连接。

支承片4由与电介质块3相同材料的电介质陶瓷等制成，其形状做成棱柱形。在相对的一组侧面上，分别形成第一电极图形5和第二电极图形6；而在整个下表面上形成下表面电极7。第一和第二电极图形5,6与下表面电板7可由(例如)Cu或Ag等导电材料制成；并在支承片4的表面上形成膜状。第一电极图形5做成大致为L字形，它具有纵向边部分5a和横向边部分5b。该纵向边部分5a是在形成支承片4的侧面的四条边中，在从支承片4的上表面，向着下表面的边附近，沿着该边形成的。该横向边部分5b是在形成支承片4的侧面和上表面的边界的边附近，沿着该边形成的。横向边部分5b的一端，与纵向边部分5a连接，另一端为开放端。第二电极图形6做成大致为L字形，它具有纵向边部分6a，横向边部分6b，和连接该横向边6b和下表面电极7的连接部分6c。该纵向边部分6a是在形成支承片4的侧面的四条边中，从上表面向着下表面的边附近，沿着该边形成的。该横向边部分6b是在形成下表面的边界的边附近，沿着该边形成的。另外，第一电极图形5和第二电极图形6各自的纵向边部分5a,6a的至少一部分，夹着该支承片4，彼此相对构成。

这种第一和第二电极图形5,6及下表面电极7，例如可以在构成该电极的支承片4的表面上，镀上电极材料后，根据需要，进行蚀刻加工而构成的。或者利用喷溅方法，也可以形成所希望形状的电极5,6。

支承片4利用膏状钎焊料或导电膏，粘接固定在壳体2的底板2b的内面，下表面电极7接地。另外，第一和第二电极5,6的纵向边部分5a,6a位于电介质块3的附近，同时，与电介质块3的轴心方向平行。

输入端子8a或输出端子8b，分别与做在两个支承片4,4上的第一和第二电极图形5,6的开放端附近连接。

在这种结构的电介质共振器1中，由支承片4及在其表面上形成的电极图形5,6和下表面电极7，构成激振装置。即，第一电极图形5的纵向边部分5a，和第二电极图形6的纵向边部分6a，夹着由电介质材料构成的支承片4，相互相对。当从输入端子8a输入电气信号时，在第一和第二电极图形5,6的纵向边部分5a,6a上有电流流过，在与电介质块3的轴心方向垂直的表面上，产生磁场。这种磁性能量，使电介质块3被激振，在电介质块3和导电壳体2中也有电流流过，同时，也产生磁场。这样，利用这种磁性能量，通过输出端的激振装置，可以产生磁场；在第一和第二电极图形5,6的纵向边部分5a,6a上，有电流流过，从输出端子8b输出电气信号。这里，在支承片4上形成的第一和第二电极图形5,6的横向边部分5b,6b为分布常数线路，这个部分的长度变化造成共振频率变化。

图4表示本实施例的电介质共振器的衰减特性。如图4所示在本实施例的电介质共振器1中，在通频带区域的两侧有衰减区，其衰减特性很急剧。激振装置由支承片4和在其表面上形成的电极5,6和下表面电极7构成。由于支承片4粘接固定在导电壳体2内，不易受到振动的影响，因此，可稳定地得到良好的性能。

另外，由于激振装置是在由高介电常数材料制成的支承片4上形成电极构成的，因此，电介质波长的缩短可以减小激振装置的物理尺寸。又由于激振装置是在共振频率附近使用，因此可以产生大的磁场。

另外，在本实施例的电介质共振器中，两个支承片4,4是夹住电介质块3，呈对称状态配置的；但是可以不限于这种配置方式。也可这样配置支承片4,4，即，当在第一和第二电极图形5,6上有电流流过时，使在与电介质块3的轴心方向垂直的表面上产生磁场。即，支承片4,4可以这样配置：使其上表面和下表面的长度方向与电介质块3的上表面和下表面的半径方向相同。并且，为了使分别在两个支承片4,4附近产生的磁场不互相抵消，必须使两个支承片离开一段距离。

本实施例的电介质共振器1，可用在电介质滤波器的输入输出部分中。即，可配置多个放置在导电壳体内的电介质块3，使它们在电磁方面相互结合；并将由支承片4及在其表面上形成的电极图形5,6，和下表面电极7构成的激振装置，分别设在电介质块3的两端。因为本实施例的电介质共振器1，可得到如图4所示的急剧的衰减特性，若利用这个特性构成电介质滤波器，则在振动强烈时，可得到具有良好衰减特性的高性能的带通滤波器。

图5至图7表示本发明的电介质共振器的第二个实施例。图5和图6为透视图，图7为从上面看的平面图。

本实施例的电介质共振器21是将电介质块30，和两个支承片24,24放置在壳体20内而构成的。

支承片24是由与上述第一个实施例相同的电介质陶瓷制成的，其形状做成棱柱形。在支承片24的一个侧面上，以一定间隔并列地做出两个电极带25,26；在其上面形成大致呈コ字形的连接带27。连接带27的两端与两个电极带25,26的同一侧的端部连接。电极带25,26和连接带27由(例如)Cu或Ag等导电材料制成，在支承片24的表面上形成膜状。在支承片24的整个下表面上，形成由同样的导电材料制成的下表面电极28。与上述第一个实施例的电极图形5,6和下表面电极7相同，这些电极带25,26，连接带27和下表面电极28，可用电镀和蚀刻加工或喷溅法等方法形成。

支承片24侧面上的电极带25,26位于电介质块30的附近，同时，这些电极带25,26与电介质块30的轴心方向平行配置。支承片24的下表面，利用膏状钎焊料或导电膏，粘接固定在壳体20的底板20b的内表面上，下表面电极28接地。

输入端子29a或输出端子29b，分别与两个支承片24的连接带27,27连接。输入端子29a或输出端子29b和连接带27的连接点，最好在从连接带27的一端至另一端的路径的中央。

在这种结构的电介质共振器21中，由支承片24及在其表面上形成的电极带25,26，连接带27和下表面电极28，构成激振装置。即，当从输入端子29a输入电气信号时，电流经过连接带27分别在并列的两个电极25,26上流过，在与电介质块30的轴心方向垂直的表面上产生磁场。这种磁性能量使电介质块30激振，使电流在电介质块30和导电壳体20上流过，同时产生磁场。并且，这种磁性能量利用输出端的激振装置，也可产生磁场，使电流分别在两个电极25,26上流过，从而，从输出端子29b输出电气信号。

这里，可以将连接两个电极带25,26和连接带27的线路，作为一个分布常数线路来考虑，这个线路的两端接地，供电点大致在线路的中间。因此，可作为在供电点和地面之间，并联连接的两个分布常数线路来考虑。在本实施例中，利用在供电点和地面之间并联连接的两个分布常数线路的长度变化(即电极带25,26的长度和连接带27的长度)，可以改变共振频率。当从另一端看时，一端接地的分布常数线路就成为并联共振回路。

在本实施例的电介质共振器21中，激振装置由块状的支承片24，及在其表面上形成的电极带25,26，连接带27和下表面电极28构成。由于支承片24粘接固定在导电壳体2内，很难受到振动的影响，因此，可以稳定地得到良好的性能。

又由于激振装置是在由高介电常数的材料制成的支承片24上形成电极而构成的，通过电介质的波长的缩短，可以减小激振装置的物理尺寸。另外，由于激振装置在共振频率附近使用，因此可以产生大的磁场。又由于在电介质块30附近，设置了两个可以产生磁场的电极(电极带25,26)，因此产生的磁场很强。

本实施例的电介质共振器21可以用在电介质滤波器的输入输出部分中。图8表示在输入输出部分中，使用本实施例的电介质共振器21的电介质滤波器的结构的例子。这个例子的电介质滤波器，在其导电壳体52内，配置着三个电介质块53，它们在电磁方面互相结合；而在两端，设有由支承片24及在其表面上形成的电极带25,26，连接带27和下表面电极28构成的激振装置54,54。输入端子59a或输出端子59b，分别与激振装置54,54的连接带27,27连接。另外，板簧55安装在导电壳体52的上面，将壳体52塞住。在这种安装状态下，偏离板簧55周边边缘的电介质块53的上表面，相对于板簧55的弹性突出出来；这样，在该电介质块53的上表面上形成的上端电极与板簧55的下表面可靠地接触。在板簧55上还安放着盖体56；盖体56和板簧55用止动螺钉固定在导电壳体52上。在盖体56上，在其长度方向的中心线上，做有三个直径比较大的螺钉孔57。通过将圆板形的压紧螺钉58拧入该孔中，压紧螺钉58的下表面将板簧55压向下方，使板簧55的下表面压紧电介质块53的上表面。

这种结构的电介质滤波器，由于由支承片24及在其表面上形成的电极带25,26，连接带27和下面电极28构成的激振装置54,54设置在输入输出部分中，因此成为能承受强烈振动的带通滤波器。

另外，在本实施例中，在连接带27的输入端和下表面电极28之间，由电极带25,26形成两个并联线路；输入端和下表面电极28通过一个线路连接起来也可以动作。

作为没有设置下表面电极28的结构，可以将电极带25的端部作为开放端。

作为图中没有示出的其它实施例，可以将直线形的连接带做在棱柱形的支承片的上表面上；也可以将两个电极带分别做在相对的侧面上，与该连接带的两端连接。两个电极带45,46最好是沿着连接支承片44的上表面和下表面的方向形成。另外，在支承片的整个下表面上，最好做出由导电材料制成的下表面电极。

这样结构的支承片的一个侧面上的电极带，位于电介质块的附近，同时，侧面的电极带与电介质块的轴心方向平行配置。支承片的下表面粘接固定在壳体的底板内表面上，下表面电极接地。输入端子或输出端子分别与两个支承片的上表面上的连接带连接。输入端子或输出端子的连接位置最好在连接带的中央。

在这种结构的电介质共振器中，由支承片及在其表面上形成的电极带，连接带和下表面电极构成激振装置。当从输入端子输入电气信号时，电流经过连接带，在位于电介质块附近的电极带中流过，从而在与电介质块的轴心方向垂直的表面上产生磁场。这种磁性能量使电介质块被激振，电流在电介质块和导电壳体中流过；同时产生磁场。并且，这种磁性能量也可通过输出端的激振装置产生磁场，使电流在电极带中流过，从而，从输出端输出电气信号。利用电极带和连接带的长度变化，可以改变共振频率。

在本实施例的电介质共振器中，由于激振装置由块状的支承片及在其表面上形成的电极带，连接带和下表面电极构成，支承片粘接固定在导电壳体内，因此很难受到振动的影响，可以稳定地得到良好的性能。

另外，由于激振装置是在由高介质常数的材料制成的支承片上，形成电极而构成的，因此可以通过缩短电介质的波长，减小激振装置的物理尺寸。由于激振装置在共振频率附近使用，因此可以产生大的磁场。

本实施例的电介质共振器可在电介质滤波器的输入输出部分中使用。即，可在导电壳体内配置多个电介质块，它们在电磁方面互相结合；也可以将由支承片和在其表面上形成的电极带，连接带和下面电极构成的激振装置，分别设置在壳体的两端。这样得出的电介质滤波器成为能承受强烈振动的带通滤波器。

另外，在本实施例中，作为不设下表面电极的结构，可以将电极带的端部作为开放端。

在本实施例的电介质共振器中，两个支承片是夹住电介质块，呈对称状态配置的，但可以不限于这种配置。也可以将支承片这样配置，即，当在其侧面上形成的电极带中有电流流过时，在与电介质块的轴心方向垂直的表面上产生磁场。也就是说，使支承片的上表面和下表面的长度方向与电介质块的上表面和下表面的半径方向相同。为了不使在两个支承片附近产生的磁场互相抵消，该两个支承片必须离开一段距离。

另外，在本发明的实施例中，电介质块被做成圆柱形，将电介质块做成棱柱形也可以。

如上所述，本发明的电介质共振器的柱状电介质块，是在与前述壳体电气上连接的状态下，放置在导电壳体内；它设有激振装置，可在与有电流在前述电介质块内流动的电介质块的轴心方向垂直的表面上产生磁场。该激振装置由固定在前述壳体中的支承片与输入端子或输出端子连接，在该支承片上形成的至少一个电极图形构成。由于这样的结构，该激振装置固定在壳体中，很难受到振动的影响，因此可以得到性能稳定性非常优越的电介质共振器。

Claims (5)

1．一种电介质共振器，其特征为，在与前述壳体电气上连接的状态下，将柱状的电介质块放置在导电的壳体内，它设有激振装置，可以在与有电流在前述电介质块内流动的电介质块的轴心垂直的表面上产生磁场；该激振装置由固定在前述壳体中的支承片，和与输入端子或输出端子连接，在该支承片上形成的至少一个电极图形构成。

2．如权利要求1所述的电介质共振器，其特征为，前述支承片由电介质制成；前述电极图形由夹住前述支承片的两个电极图形构成；一端的电极图形与输入端子或输出端子连接，另一端的电极图形接地。

3．如权利要求2所述的电介质共振器，其特征为，前述两个电极图形具有夹住前述支承片，彼此相对的部分。

4．如权利要求1所述的电介质共振器，其特征为，前述支承片由电介质制成，前述电极图形由具有一定间隔的并列的两个电极带，和分别连接前述两个电极带的同一侧的一端的连接带构成；前述输入端子或输出端子，与前述电极图形连接。

5．具有权利要求1所述的电介质共振器的电介质滤波器。

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