CN1266289A - 电介质滤波器 - Google Patents

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Abstract

一种电介质滤波器,由三个以上的长方体电介质在一直线方向上结合而成,具有在两端电介质的一表面上由岛状导体膜构成的输入输出电极和与这些输入输出电极分离绝缘,在这些表面的其余几乎所有表面以及除结合面外的其它表面的所有表面上形成的接地电极;中间电介质中具有形成在除了结合面以外的表面的所有表面上的接地电极;电介质结合面的至少一个的一部分上具有连接接地电极的导体膜。

Description

电介质滤波器
本发明涉及适合在3GHz以上高频频带中使用的小型电介质滤波器。
随着移动通信装置的普及，现正研发利用比目前使用的频带更高的频率。迄今为止，在移动通信中使用2GHz以下带域的频率，作为移动台使用的滤波器主要用把电介质同轴共振器进行组合的滤波器。
但是，在3GHz以上的频带中使用这种电介质同轴共振器时，受频率限制，必须缩小轴向的尺寸，从而极薄，以致难以实现输入输出耦合。另外，为了确保高Q，电介质的外径必须大。例如，为了确保5GHz频率所需要的Q，就要求十几毫米的外径。这违背电子设备的小型化需求，因而不实用。考虑用TE模式的共振器代替同轴TEM模式，但不仅构造会大型化，而且输入输出耦合构造也会变复杂。
本发明的目的是提供在3GHz至30GHz的高频带中取得足够滤波特性、满足Q高和小型化、薄型化要求的电介质滤波器。
本发明通过采用与过去完全不同的构造来解决上述问题。
即，在由三个以上的长方体电介质在一直线方向上结合起来的电介质滤波器中，在两端电介质的一表面上具有由岛状导体膜构成的输入输出电极，在两端电介质中具有与该输入输出电极分离绝缘、在该表面的其余的几乎整个表面以及除结合面外的其它表面的整个表面上形成的接地电极，在中间电介质中具有形成在除了结合面以外的表面的整个表面上的接地电极，或在电介质结合面的至少一个的一部分上具有连接接地电极的导体膜。
可在电介质块上整体形成三单元以上的共振器，这时，在共振器之间形成通孔。
虽然对本发明电介质滤波器的共振模式分析还不全面，但可考虑实现了接近波导管的作用。利用作为输入输出耦合构造的电介质一个表面的岛状电极膜，在电介质的结合面或内部产生共振器之间的耦合，从而呈现滤波特性。
附图的简要说明如下：
图1是显示本发明实施例的分解立体图；
图2说明按照本发明的电介质滤波器的特性；
图3是显示本发明其它实施例的立体图；
图4说明按照本发明的电介质滤波器的特性；
图5A、图5B显示本发明的其它实施例，图5A是平面图，图5B是立体图；
图6说明按照本发明的电介质滤波器的特性；
图7A、图7B显示本发明的其它实施例，图7A是平面图，图7B是立体图；
图8说明按照本发明的电介质滤波器的特性；
图9显示本发明的其它实施例的分解立体图；
图10说明按照本发明的电介质滤波器的特性。
下面参照附图，说明本发明的实施例。
图1是显示本发明实施例的分解立体图，表示电介质滤波器装配前的状态。该实施例中，显示结合三个电介质共振器。在两端装配6.41×6.0×2.5mm、介电常数为37的长方体电介质11、13，在其6.41×6.0mm的表面中央部分形成1.4×1.4mm的岛状导体膜14、15。形成距这些导体膜14、15有0.5mm间隔、包围这些导体膜14、15的导体膜16、17，同时，除结合面以外的所有表面上全部形成导体膜，连接导体膜16、17作为接地电极。
中间的电介质共振器12大小为5.75×6.0×2.5mm，在结合面以外的所有表面上形成导体膜18作为接地导体。电介质11、12、13的结合部分露出电介质，但为了调整共振器之间的结合而形成从形成输入输出电极的表面伸向对面的导体条19、20。该实施例中以2.0mm宽度形成于结合面的中央部分。在两端电介质共振器11、13和与其结合的中间电介质共振器12的各结合面中，该导体条只要设置在两共振器的任意一个的结合面上即可。例如，该实施例中，共振器11中不必设置，共振器12未显示的结合面上也不必设置。这样，导体膜只要设在结合面的至少一面上即可。
图2说明结合图1所示电介质所得到的电介质滤波特性。中心频率为5.81GHz、3dB带宽184MHz、顶点插入损失为0.77dB。
图3是显示本发明其它实施例的侧视图，在一个电介质模块上整体构成三个电介质共振器。尺寸为19.22×6.00×2.50mm、介电常数为37的电介质块31的19.22×6.00mm的表面上，两端形成输入输出电极34、35，中央配置无输入输出电极的电介质共振器，其间形成用于耦合调整的通孔39、40。
通孔39、40分别形成在距电介质块31长度方向端面6.37mm的位置上，大小为1.6×0.5mm。这样，中央电介质共振器的尺寸为5.48×6.00mm。在两端电介质表面上形成1.4×1.4mm的输入输出电极34、35，设置0.5mm的间隔，然后在其周围，在该表面的其余几乎所有表面及其它表面的所有表面上形成作为接地导体的导体膜36。
图4说明由图3所示电介质块得出的电介质滤波器的特性。中心频率为5.80GHz、3dB带宽163MHz，顶点插入损失为0.82dB。
图3所示的例中，通过共振器间的通孔调整耦合，但也可通过电介质块侧面上形成的沟道进行耦合调整。而且，在如图1所示结合的情况下，可代替条导体在两侧形成导体膜并在中央部分露出电介质。
上述实施例还表明，构成两端共振器的电介质的尺寸与构成中央共振器的电介质尺寸须不同。这样，由于实际介电常数不同，故两端电介质的尺寸须较大。
电介质共振器的配置并不局限于上述实施例，也可采用中间弯曲的构造。图5A、图5B是显示本发明其它实施例的电介质滤波器装配前的状态，其中图5A是平面图，图5B是分解立体图。该实施例显示3个电介质共振器相结合。在两端配置11.8×10.0×3.0mm的长方体电介质共振器51、52，以直径4mm的圆形形成岛状导体膜54、55。与这些岛状导体膜54、55相隔0.5mm的间隔，形成包围这些导体膜54、55的导体膜56、57，同时在除结合面以外的整个表面上也形成导体膜，连接导体膜56、57作为接地电极。
中间电介质共振器53尺寸为10.0×10.0×3.0mm，在除结合面外的整个表面上形成导体膜58，作为接地导体。电介质共振器53用相邻接的端面与电介质共振器51、52结合。电介质51、52、53的结合部分露出电介质，但为了调整共振器之间的耦合而形成导体条59、60，导体条59、60从形成输入输出电极的表面向相对的表面延伸。该实施例中以3.40mm的宽度形成于结合面的中央部分。该导体条在两端电介质共振器51、52和与其结合的中间电介质共振器53的各结合面中，只要设在两共振器的任一个的结合面上即可。例如，该例中，共振器51上可不必设置，而且共振器52的未显示的结合面上也可不必设置。这样，导体膜只要设在结合面的至少一面上即可。
图6说明结合图5A、图5B所示电介质得到的电介质滤波器的特性。中心频率为3.41GHz、3dB带宽99.1MHz，顶点插入损失为0.83dB。
图7A、图7B是显示本发明其它实施例的平面图和立体图，其中四个电介质共振器相结合，相邻接地设置输入输出端的电介质共振器。输入输出端的电介质共振器为11.2×10.0×3.0mm，中间的两个为10.0×9.5mm。耦合调整用的导体膜中的中间电介质共振器之间宽度为3.8mm，输入输出端与中间共振器之间宽度为3.4mm。
图8说明结合图7A、图7B所示电介质得到的电介质滤波器的特性。中心频率为3.50GHz、3dB带宽110.2MHz，顶点插入损失为1.05dB。
图9显示连接4单元与图7A、图7B所示尺寸相同的电介质共振器，电容耦合输入输出端的共振器91、92。即，在输入输出端的共振器91、92的结合面上，形成露出电介质的缝99。缝宽为0.005mm时的特性如图10所示。中心频率、3dB带宽及插入损失未变化，在通过频带的两侧形成衰减极点P1、P2，得到陡峭的衰减特性。
通过该缝99电介质共振器之间电容耦合，表现出极性。这样，如果电介质共振器采用弯曲并结合的构造，则输入输出端相邻接，不附加专用单元就能耦合电介质共振器。
上述实施例还表明，构成两端共振器的电介质尺寸与构成中间共振器的电介质尺寸须不同。这样，由于实际介电常数不同，故两端电介质的尺寸须较大。另外，上述实施例中电介质的介电常数都是37。
按照本发明，可得到在3GHz以上的频带可利用、小型、薄型的电介质滤波器。而且，只要在长方体的电介质表面上形成导体膜就能制造，因此容易制造，可得到廉价的电介质滤波器。
而且，通过电介质共振器的配置能电容耦合输入输出端的电介质共振器，其耦合状态的调整也容易，因此，可任意设定衰减极点的产生频率。

Claims (7)

1.一种电介质滤波器，由三个以上的长方体电介质在一直线方向上结合而成，其特征在于，
具有在两端电介质的一表面上由岛状导体膜构成的输入输出电极和与这些输入输出电极分离绝缘、在这些表面的其余几乎所有表面以及除结合面外的其它表面的所有表面上形成的接地电极；
中间电介质中具有形成在除了结合面以外的表面的所有表面上的接地电极；
电介质结合面的至少一个的一部分上具有连接接地电极的导体膜。
2.如权利要求1的电介质滤波器，其特征在于，连接接地电极的导体膜是连接形成有输入输出电极的表面的接地电极和相对表面的接地电极的导体条。
3.一种电介质滤波器，由三个以上的共振器在长方体的电介质模块上整体形成，其特征在于，
电介质模块的长度方向两端的电介质共振器具有在同一表面上由岛状形成的导体膜构成的输入输出电极，与输入输出电极的导体膜分离绝缘、由在该表面的其余几乎所有表面以及其它表面的所有表面上形成的导体膜构成的接地电极；
电介质模块的其它电介质共振器具有在全部表面上的导体膜构成的接地电极；
在电介质共振器之间具有从形成有输入输出电极的表面向对面延伸的通孔。
4.一种电介质滤波器，由三个以上的长方体电介质结合而成，其特征在于，
具有在两端电介质的一表面上由岛状导体膜构成的输入输出电极和与这些输入输出电极分离绝缘、在这些表面的其余几乎所有表面以及除结合面外的其它表面的所有表面上形成的接地电极；
中间电介质中具有形成在除了结合面以外的表面的所有表面上的接地电极；
电介质结合面的至少一个的一部分上具有连接接地电极的导体膜；
中间电介质的至少一个用邻接的端面与其它电介质结合。
5.如权利要求4的电介质滤波器，其特征在于，连接接地电极的导体膜是连接形成有输入输出电极的表面的接地电极和相对表面的接地电极的导体条。
6.如权利要求4的电介质滤波器，其特征在于，输入输出端的电介质相邻接。
7.如权利要求4的电介质滤波器，其特征在于，电容耦合输入输出端的电介质。
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