CN1284264C

CN1284264C - 介质滤波器

Info

Publication number: CN1284264C
Application number: CNB031240402A
Authority: CN
Inventors: 楳田胜美; 内山尊晶; 江崎贤一
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: JP2003318606A; US6696905B2; CN1453899A; US20030197580A1

Abstract

本发明提供一种介质滤波器，它包括：形成于介质块上、用来连接到天线的第一电极；形成于块的上表面、用来连接到通信装置的第二电极；设置在第一和第二电极之间的各空腔的开口，用于提供用来通过预定频带的滤波器；设置在第二电极和块的侧面之间的多个空腔，用于提供具有多个衰减极点的带阻滤波器。可以在不配备外部电路的情况下减弱通带中频率的衰减。

Description

介质滤波器

技术领域

本发明涉及移动通信装置或类似装置中使用的用来确定频率带通特性的介质滤波器。

背景技术

众所周知，单块型介质滤波器被用在移动通信装置中，供例如在几百兆赫兹到几千兆赫兹的频带中发送和接收信号。近年来，移动通信装置(例如移动电话)适合于为多项功能服务并造得更小巧、轻便，并且许多单块型介质双工器适合于单独地处理用于这种装置中的不同的传输和接收频率(例如，日本专利No.3205337)。

下面将参照图5描述双工器(就是这种单块型传统介质滤波器)的示例。例如，陶瓷材料或类似材料制作的介质块10具有空腔40至44、49、50。在这些空腔的开口周围，在所述块的外围侧面20及其上表面形成导电层，如33至39所示。在上表面还设置与这些导电层分离的第一电极30、第二电极31和第三电极32。

如图5所示，空腔40、41设置在第一电极30和第二电极31之间。空腔49位于第二电极31和外围侧面之间。空腔42至44设置在第一电极30和第三电极32之间。空腔50位于第三电极32和外围侧面20之间。第一电极30连接到天线(未显示)、第二电极31连接到发射机、而第三电极32连接到接收机。

通过适当调整第一和第二电极30、31之间的空腔40、41以及这些空腔的开口附近的导电层33、34的尺寸和形状(例如空腔的直径和深度以及各导电层之间的距离)来提供用于所需传输频带的带通滤波器。通过适当调整第二电极31和外围侧面20上的导电层之间的空腔49以及该空腔开口附近的导电层38的尺寸和形状来提供在上述传输频带附近的所需频率处具有衰减极点的带阻滤波器。

同样地，通过适当调整第一和第三电极30、32之间的空腔42至44以及这些空腔开口附近的导电层35至37的尺寸和形状来提供用于所述接收频带的预定的带通滤波器。通过适当调整第三电极32和外围侧面20上的导电层之间的空腔50以及该空腔开口附近的导电层39的形状来提供在所述接收频带附近具有衰减极点的带阻滤波器。

所述介质双工器包括两个具有两个系统(即传输系统和接收系统，它们使用不同频率)的介质滤波器。由于这些滤波器基于与带通功能和带阻(trap)功能相同的原理，所以，将参照图7和8的滤波器特性曲线图，就接收系统来描述这些功能。

图8显示带通滤波器的特性，该带通滤波器通过设置在第一电极和第三电极之间的空腔及这些空腔附近的导电层电容耦合。这样调整这些空腔及其开口附近的导电层的形状、以便提供所需的频率通带f1至f2。理想情况下，要求在该通带外侧的阻带(suppressingband)中的衰减尽可能地大，但实际上，在通带附近的阻带处不可能有急剧的衰减。

但是在通信装置中，也有可能利用在通带附近的频率，例如，以便处理接收器中滤波器后提供的信号。在这种情况下，接收滤波器需要具备这样的衰减特性：在从通带极限处的频率f2到用于其他信号传输或接收的频率f4的范围内，例如在频率f3处衰减至少为a(dB)，在频率f4处至少为b(dB)。参考图8，在供其他应用的频率f4处接收滤波器的衰减小于b(dB)，这就存在不能获得足够大的信噪比的问题。

相应地，对示于图5中的传统滤波器，在第三电极32和外围侧面上的导电层之间的空腔50以及该空腔开口处附近的导电层39被适当地调整了形状，从而提供具有衰减极点的带阻滤波器，即，显示于图7中的在频率f3附近的大的衰减c(dB)以及在频率f4之上的频率处的衰减b(dB)。

尽管如此，这种方法需要增加f3处的衰减、以致在所需通带之内的频率f2附近也产生衰减，如d处所示。这种情况也适用于包括第一和第二电极30、31的传输侧。

在移动通信装置领域中(如移动电话)，近年来要求这些部件做得更小。由于作为商业产品的重要特性移动电话需要具有高度的便携性并且因此而要求尺寸很小，所以不希望通过添加新电路组件到上述介质滤波器中来改良滤波器特性。

发明内容

为克服上面这些问题，本发明提供的介质滤波器包括：通常为直角平行六面体形状的介质块，所述介质块具有在其中形成的多个空腔和在该块的上表面的这些空腔的开口；分别覆盖与上表面相对的下表面的导电层；与这些空腔的轴线平行的外围侧面；限定各个空腔的内周边侧面和空腔开口周围的上表面；以及用于连接到外部装置的、与所述各导电层分离的多个电极。第一空腔开口部分设置在形成于块的上表面或侧表面的第一电极和形成于其上表面的第二电极之间，以便提供用于让预定频带通过的滤波器，第二空腔开口部分设置在第二电极和块的侧表面之间。

在上述介质滤波器中，所述各第二空腔开口部分最好以垂直于所述各第一空腔开口部分的排列方向的形式排列。

本发明无需在滤波器上设置外部组件而提供改进的介质滤波器特性。

附图说明

图1是显示本发明的介质滤波器的透视图；

图2是显示包括图1介质滤波器的双工器的透视图；

图3是显示包括图1介质滤波器的双工器的另一实施例的透视图；

图4是显示包括图1介质滤波器的双工器的另一实施例的透视图；

图5是显示传统的介质滤波器的透视图；

图6是显示本发明的介质滤波器的特性的曲线图；

图7是显示传统的介质滤波器的特性的曲线图；以及

图8是显示传统的介质滤波器的特性的曲线图。

具体实施方式

以下将参照图1至4说明本发明的实施例。本发明的基本装置的介质滤波器包括用陶瓷材料或类似材料制备的介质块1，该介质块具有空腔40、41、45、46。在块1的外围侧面20上以及在其上表面中空腔的开口周围形成导电层，如33、34、51、52所示。在所述上表面还形成与所述导电层电隔离的第一电极30和第二电极31。

空腔40、41设置在第一电极30和第二电极31之间。在第二电极31和外围侧面之间设置空腔45、46，它们以垂直于第一和第二电极30、31之间的空腔40、41的排列方向的方式排列。虽然本实施例可以用作发射滤波器或接收滤波器，但是下面将描述用作接收滤波器的实施例。

第一电极30连接到天线(未显示)、第二电极31连接到接收机。由设置在第一和第二电极30、31之间的空腔40、41和这些空腔开口附近的导电层33、34提供带通滤波器。通过适当调整这些空腔的形状以及导电层的形状来确定所需的通带频率。导电层38被电容耦合至空腔40、41，以便调整通带的频率。在第二电极31和外围侧面20的导电层之间的空腔45、46为该第二电极提供所述通带的附近频率的带阻滤波器。通过适当调整这些空腔的形状以及导电层的形状来确定所述附近频率。

更可取的是，将第二电极31和外围侧面20的导电层之间的空腔45、46以垂直于第一和第二电极30、31之间的空腔40、41的排列方向的形式排列。

图1介质滤波器的特性示于图6中。按本实施例，通过在第二电极31和外围侧面的导电层之间设置多个空腔45、46，可以在通带外的高阻带中形成两个极点，如图6中所示。参考示于图7和8中的先有技术，当所需的特性涉及在频率f3处至少有衰减a(dB)，在频率f4处至少有衰减b(dB)时，就需要在频率f3附近提供大衰减c(dB)的带阻滤波器，导致在通带的d部分有不希望有的衰减。

但是，本实施例有两个衰减极点，使得在频率f3附近有稍大于衰减a(dB)的a1(dB)带阻滤波器，并且在f4附近有稍大于衰减b(dB)的b1(dB)带阻滤波器，从而使由带阻滤波器的影响引起的通带中的衰减(图7中d处所示)最小化。

此外，将第二电极31和外围侧面20的导电层之间的空腔45、46以垂直于第一和第二电极30、31之间的空腔40、41的排列方向的形式排列、使得可以在不增加滤波器的尺寸的情况下设置这些空腔。

图2显示包括两个图1的介质滤波器的介质双工器。在第一电极30和第二电极31之间设置了多个空腔40、41。在第二电极31和外围侧面之间设置了多个空腔45、46。另外，在第一电极30和第三电极32之间设置了多个空腔42至44，在第三电极32和外围侧面20之间设置了多个空腔47、48。

例如，第一电极30连接到天线(未显示)、第二电极31连接到发射机，而第三电极32连接到接收机。通过适当调整第一和第二电极30、31之间的空腔40、41以及在这些空腔开口附近的导电层33、34的尺寸和形状(例如空腔的直径和深度以及导电层之间的距离)来提供具有所需的传输频带的带通滤波器，从而提供了电容耦合的谐振器。通过适当调整第二电极31和外围侧面20上的导电层之间的空腔45、46以及这些空腔开口附近的导电层51、52的形状，可以提供在上述传输频带附近两个所需频率处具有衰减极点的带阻滤波器。

同样地，通过适当调整第一和第三电极30、32之间的空腔42至44以及这些空腔开口附近的导电层35至37的尺寸和形状来提供用于接收频带的预定的带通滤波器。通过适当调整第三电极32和外围侧面20上的导电层之间的空腔47、48以及这些空腔开口附近的导电层53、54的形状，可以提供在接收频带附近具有两个衰减极点的带阻滤波器。与所述的图1的介质滤波器的情况一样，可以将发送和接收通带中的衰减减至最小化。

本发明的装置在结构上不限于上述各实施例，而可以在所附权利要求书定义的技术范围之内进行各种修改。例如，如图3中所示，可以改变空腔之间的距离，或者改变相对于与空腔相对的电极的位置，以改变带阻滤波器中两个极点的频率。此外，如图4中所示，提供带阻滤波器的空腔的数目可以是三个，或者所述各空腔可以设置在发射或接收滤波器中任一个之上。

Claims

1.一种介质滤波器，它包括通常为直角平行六面体形状的介质块，所述介质块具有：形成在其中的多个空腔和在所述介质块的上表面的所述空腔的开口；分别覆盖与所述上表面相对的下表面的导电层；与所述各空腔的轴线平行的外围侧表面；限定所述各个空腔的内周边表面和所述各空腔开口周围的所述上表面；以及用于连接到外部装置、与所述各导电层分离的多个电极，所述滤波器的特征在于：

各第一空腔开口部分设置在形成于所述块的所述上表面或侧表面上的第一电极和形成于所述块的所述上表面的第二电极之间，以便提供用来让预定频带通过的滤波器，各第二空腔开口部分设置在所述第二电极和所述块的所述侧表面之间，且第二空腔开口部分有多个。

2.如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于：所述各第二空腔开口部分以垂直于所述各第一空腔开口部分的排列方向的形式排列。

3.一种介质滤波器，它包括通常为直角平行六面体形状的介质块，所述介质块具有：形成在其中的多个空腔和在所述介质块的上表面的所述空腔的开口；分别覆盖与所述上表面相对的下表面的导电层；与所述各空腔的轴线平行的外围侧表面；限定所述各个空腔的内周边表面和所述各空腔开口周围的所述上表面；以及用于连接到外部装置、与所述各导电层分离的多个电极，所述滤波器的特征在于：

各第一空腔开口部分设置在形成于所述块的所述上表面或侧表面上的第一电极和形成于所述块的所述上表面的第二电极之间，以便提供用来让预定的第一频带通过的第一滤波器；各第二空腔开口部分设置在形成于所述上表面的所述第一电极和第三电极之间，以便提供用来让预定的第二频带通过的第二滤波器；各第三空腔开口部分设置在所述块的所述上表面上的所述第二电极和所述块的所述外围侧面之间，且第三空腔开口部分有多个；和/或各第四空腔开口部分设置在所述第三电极和所述块的所述侧表面之间，且第四空腔开口部分有多个。

4.如权利要求3所述的介质滤波器，其特征在于：所述各第一空腔开口部分和所述各第二空腔开口部分排列在直线上，而所述各第三空腔开口部分和/或所述第四空腔开口部分以垂直于所述各第一空腔开口部分和所述各第二空腔开口部分的排列方向的形式排列。