CN1306650C - 介电滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明的介电滤波器由开设了2个通孔的电介质块、覆盖电介质块的外周面以及所述通孔一端开口一侧的端面的外导体、覆盖电介质块的所述通孔内周面的内导体、在电介质块的表面与外导体分离而形成的一对输入输出电极构成；在电介质块的另一个端面上，形成没有导体层的开放端面。所述一对输入输出电极在构成电介质块的外周面的一个平面上彼此相向，在两个输入输出电极之间，形成不存在导体层的电介质块露出部。在电介质块的所述另一个端面上，凹入设置了分割开放端面的一条沟，在该沟的内面上形成与外导体连接的导体层。
Description
技术领域
本发明涉及装备在移动通信装置等上、决定适合执行处理的信号频带的通频特性的介电滤波器。
背景技术
近年来，在便携式电话机等移动通信装置中，随着多功能化的进行，一直追求多频带化、以及在宽范围的频带内良好的频率特性。我们知道，在这种移动通信装置中，为了收发例如是几百MHz～几GHz的频带的信号而使用介电滤波器。图7显示了在已有移动通信用设备中使用的介电滤波器的结构(参见日本公开专利公报平7-254806号)。
如图7所示，在由陶瓷等电介质材料构成的长方体形状的电介质块(1)上，开设了贯通其前方端面(14)和后方端面(12)间的2条通孔(2)(4)，通孔(2)(4)分别由大直径孔部(21)(41)和小直径孔部(22)(42)构成。在电介质块(1)的外周面(表面、背面、两侧面)上形成由银等导体层构成的外导体(5)，同时，在通孔(2)(4)的内周面上形成由银等导体层构成的内导体(3)(3)。在电介质块(1)的后方端面(12)上也形成了导体层，从而构成使外导体(5)和内导体(3)短路的短路端面。在电介质块(1)的前方端面(14)上露出电介质块(1)，从而构成通孔(2)和内导体(3)为开放状态的开放端面。
在电介质块(1)的外周面上，形成了由导体层构成的一对输入输出电极(6)(6)，在该输入输出电极(6)(6)和外导体(5)之间，形成欠缺导体层的电极分离带(8)(8)。在两个输入输出电极(6)(6)之间，形成由外导体(5)的一部分构成的桥部(51)。
图9显示了上述已有介电滤波器的等效电路图，一对谐振器A、A和输入输出电极(6)(6)分别通过电容C1而相互耦合，同时，两个谐振器A、A通过磁场M相互耦合。
图8显示了上述已有介电滤波器的频率特性，在通带a1的高频一侧存在一个衰减极c1，同时，在低频一侧存在一个衰减极b1，由此，实现了带通滤波器。
在图7所示的介电滤波器中，通过改变通孔(2)(4)的小直径孔部分(22)(42)的轴长，来将谐振频率设定在希望的通带a1上，通过改变通孔(2)(4)的大直径孔部(21)(41)和输入输出电极(6)(6)的距离，来改变所述电容耦合的程度，调节出通带宽度。
但是，在图7所示的已有的介电滤波器中，是通过改变电介质块的外形尺寸、通孔的大直径孔部分和小直径孔部分的配置等，来将低频一侧的衰减极b1的位置(频率)调节为某个程度，但对高频一侧的衰减极c1很难执行同样的调整，在制造工序上，改变电介质块的通孔形状确实存在非常复杂的问题。
随着近年来通信设备的多功能化，尽管通频带外的高频带中的衰减特性也很重要，但在已有的介电滤波器中，如图8所示，对在相当于通带a1的约3倍的高频区域(5GHz附近)中产生的谐波e1不能充分衰减，从而存在滤波特性显著恶化的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种介电滤波器，可以增加衰减极的数目来改善通频带的频率特性，同时，可以充分抑制在高频区域中产生的谐波。
本发明的介电滤波器由以下部件构成：设置了相互平行延伸的多个通孔的长方体形状的电介质块、由覆盖与电介质块的所述多个通孔的贯通方向平行的外周面以及所述多个通孔的一端开孔一侧的端面而形成的导体层构成的外导体、由覆盖电介质块的所述多个通孔内周面而形成的导体层构成的内导体、以及在电介质块的表面与外导体分离而形成的一对输入输出电极。在电介质块的所述多个通孔的另一端开口的另一侧的端面上，形成没有导体层的开放端面。所述一对输入输出电极，在构成电介质块的外周面的一个平面上彼此相向，在两个输入输出电极之间，在上述一个平面上、由两个输入输出电极所夹在中间的区域的整体上，形成不存在导体层的电介质块露出部。在电介质块的所述另一个端面上，凹入设置了分割开放端面的至少一条沟，通过在该沟中配置了与外导体导通的导体，而具有通带、在该通带的低频侧出现的一个衰减极、和在上述通带的高频侧出现的两个衰减极。
在上述本发明的介电滤波器中，通过使一对输入输出电极直接相向的结构，而在输入输出电极之间形成了第2电容耦合，由此，追加了新的衰减极，利用比以往还多的衰减极来改善通频带的频率特性。利用由沟来分割开放端面的结构，强化了滤波器的接地，其结果，充分抑制了具有通带的3倍频率的谐波。
附图说明
图1是显示根据本发明的介电滤波器的实施例的侧视图。
图2显示该介电滤波器的频率特性的图。
图3是该介电滤波器的等效电路图。
图4是表示沟的深度与衰减极频率之间关系的曲线图。
图5是表示沟的宽度与衰减极频率之间关系的曲线图。
图6是表示输入输出电极间的距离与衰减极频率之间关系的曲线图。
图7是显示已有的介电滤波器的侧视图。
图8是显示该介电滤波器频率特性的图。
图9是该介电滤波器的等效电路图。
具体实施方式
以下，按着附图对本发明的实施方式进行具体说明。如图1所示，本发明的介电滤波器例如装备有由BaTiO3类的陶瓷构成的长方体形状的电介质块(1)，在该电介质块(1)上，开设了贯穿其前方端面(11)和后方端面(12)之间的2条通孔(2)(4)，通孔(2)(4)分别由大直径孔部(21)(41)和小直径孔部(22)(42)同轴连接而构成。
在电介质块(1)的外周面(表面、背面以及两侧面)上形成由银等导体层构成的外导体(5)，同时，在通孔(2)(4)的内周面上形成由银等导体层构成的内导体(3)(3)。在电介质块(1)的后方端面(12)上也形成了导体层，从而构成使外导体(5)和内导体(3)电短路的短路端面。在电介质块(1)的前方端面(11)上露出电介质块(1)，从而构成通孔(2)和内导体(3)为电开放状态的开放端面。
在电介质块(1)的外周面上，形成了由导体层构成的一对输入输出电极(6)(6)，在该输入输出电极(6)(6)和外导体(5)之间，形成欠缺导体层的电极分离带(8)(8)。两个输入输出电极(6)(6)，在构成电介质块(1)的外周面的1个平面上彼此相对，在两个输出输出电极(6)(6)之间，形成不存在导体层的电介质块露出部(13)。
在电介质块的开放端面(11)上，凹入设置了在开口于该开放端面(11)上的2个通孔(2)(4)之间延伸的沟(7)，开放端面(11)被分割为2块。在该沟(7)的内面上，形成导体层，构成外导体(5)的一部分。
使用具有上述结构的介电滤波器，能够形成例如具有中心频率1575MHz的通带的2级构成的滤波器。在这种情况下，如果决定了通带，则根据电介质块的材料来决定介电滤波器的块大小和通孔大小。例如，介电滤波器为3.5mm×3.6mm×1.8mm左右的大小。
图3显示了根据本发明的介电滤波器的等效电路图，一对谐振器A、A和输入输出电极(6)(6)分别通过第1电容C2而相互耦合，同时，两个谐振器A、A通过磁场M相互耦合。两个输入输出电极(6)(6)通过第2电容C3而相互耦合。该第2电容C3是通过使一对输入输出电极(6)(6)不通过导体层而互相相向来形成的。
图2显示了上述本实施例的介电滤波器的频率特性，在通带a2的高频一侧，存在相当于已有衰减极b1的一个衰减极b2以及相当于已有衰减极c1的一个衰减极c2，同时，在低频一侧(800MHz附近)出现了一个新的衰减极d2，由此，实现了具有陡峭衰减特性的带通滤波器。充分抑制了具有约通带3倍的频率的谐波e2。
通带高频一侧的衰减极b2，尽管是将已有的低频一侧的衰减极b1移动到通带高频一侧，但是，这是由于在谐振器之间的磁场耦合基础上，利用所述沟(7)的形成，将谐振器之间的耦合关系从电容性变为电感性。尽管在通带低频一侧出现了新的衰减极d2，但是，如前所述，这是由于通过一对输入输出电极的相向而产生了第2电容耦合C3。
如此，根据本发明的介电滤波器，由于能够实现具有3个衰减极的频率特性，因此，对于已有的通带(例如1575MHz)，可以实现能够分离其他规格的通带(例如，在美国采用的便携式电话方式中，在通带低频一侧，作为AMPS频带的800MHz频带、或在高频一侧，作为DCS频带的1.8GHz频带和在LAN中使用的2.4GHz频带)的信号，由此，可以应用于与多频带化相应的通信设备。即，能够将通带低频一侧新出现的衰减极d2分配给800MHz频带，将存在于通带高频一侧的2个衰减极b2和c2分配给DCS频带的1800MHz频带和LAN频带的2.4GHz频带。
图4～图6是几张曲线图，表示研究图1所示的沟(7)的深度D、宽度W以及输入输出电极之间的距离T分别单独变化时衰减极的频率变化的试验结果。从图4和图5所示的曲线图中可以看出，通过沟深度D和沟宽度W的变化，能够调整通带高频一侧的衰减极b2的频率。从图6所示的曲线图中可以看出，通过使输入输出电极间距离T变化，能够调整通带低频一侧的衰减极d2和高频一侧的衰减极c2的频率。如此，通过适当地改变这些尺寸，能够改变3个衰减极的频率，使衰减极出现在所期望的频率处。
由于通过在沟(7)内面形成的导体层，强化了针对开口于开放端面(11)的通孔(2)(4)周围的接地，因此，能够充分抑制具有通带3倍频率的谐波e2，由此，也可以将其应用于无线LAN等高频传送设备。
如上所述，在本发明的介电滤波器中，通过不用介入导体层而使一对输入输出电极直接相向的结构，在输入输出电极之间形成第2电容耦合，由此，能够追加新的衰减极d2。另外，通过借助于沟(7)而分割开放端面(11)的结构，强化了滤波器的接地状况，由此，能够充分抑制谐波。
通过改变一对输入输出电极之间的距离，能够调整通带低频一侧的衰减极d2以及通带高频一侧的衰减极c2的频率，由于能够通过改变沟的宽度以及沟的深度，来调整通带高频一侧的衰减极b2的频率，因此，能够自如地调整通带附近的衰减极，由此，能够设计出与各种多频带化相应的滤波器。
Claims (5)
1.一种介电滤波器，其特征在于，由开设了相互平行延伸的多个通孔的长方体状电介质块、由覆盖与电介质块的所述多个通孔的贯穿方向平行的外周面以及所述多个通孔一端开口一侧的端面而形成的导体层构成的外导体、由覆盖电介质块的所述多个通孔内周面而形成的导体层构成的内导体、在电介质块的表面与外导体分离而形成的一对输入输出电极构成；在电介质块的所述多个通孔的另一端开口的另一个端面上，形成没有导体层的开放端面，所述一对输入输出电极在构成电介质块的外周面的一个平面上彼此相向，在两个输入输出电极之间，在上述一个平面上、由两个输入输出电极所夹在中间的区域的整体上，形成不存在导体层的电介质块露出部，在电介质块的所述另一个端面上，凹入设置了分割开放端面的至少一条沟，通过在该沟上配置与外导体导通的导体，而具有通带、在该通带的低频侧出现的一个衰减极、和在上述通带的高频侧出现的两个衰减极。
2.如权利要求1所述的介电滤波器，其特征在于，通过调整上述输入输出间距离，调整上述低频侧的衰减极(d2)和上述高频侧的一个衰减极(c2)出现的频率，并且通过调整上述沟的深度和阔度，调整上述高频侧的另一个衰减极(b2)的频率。
3.如权利要求1所述的介电滤波器，其特征在于，在所述沟中配置的导体，通过在沟的内面上形成并与外导体连接在一起的导体层而构成。
4.如权利要求1所述的介电滤波器，其特征在于，所述沟在开口于开放端面上的所述多个通孔之间延伸。
5.如权利要求1所述的介电滤波器，其特征在于，所述多个通孔分别通过在贯穿方向连接大直径孔部分和小直径孔部分来形成。
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