CN1339875A - 介质滤波器、介质双工器及通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使在整体要求扁平化的场合,也易于得到相邻谐振器间隔大、可进行高精度耦合、具有期望滤波特性的介质滤波器、介质双工器及含上述器件的通信装置。在介质块(1)内部设置在内表面形成内导体的内导体形成孔(2a、2b),在介质块(1)的外表面上形成与内导体导通的耦合用电极(3a,3b),该耦合用电极(3a,3b)经内导体形成孔开口面的边缘部延伸形成至与内导体形成孔(2a,2b)的排列方向平行的侧面。

Description

介质滤波器、介质双工器及通信装置

技术领域

本发明涉及在介质块内形成的内导体和外导体构成的介质滤波器、介质双工器及含上述器件的通信装置。

背景技术

采用介质块的以往介质滤波器的一个例子示于图9。图9(A)是介质滤波器的立体图，图9(B)是从内导体开路面侧所视的视图。图9中，1是大致长方体形的介质块，在其内部设置内导体形成孔2a、2b，在形成孔的各自内表面上形成内导体，在其一个开口面上形成与内导体导通的耦合用电极3a、3b。且，在介质块1的其它五个面上形成外导体4。

通过这种构造，在介质块中形成的两个谐振器，经耦合用电极3a、3b间生成的静电电容进行耦合。

为使在介质块上设置多个谐振器的带通滤波器通带宽，必须提高谐振器间的耦合度。如图9所示，在作为内导体开路面的介质块端面上设置耦合用电极的以往介质滤波器中，为提高谐振器间的耦合度，可以使耦合用电极3a～3b间的间隙g变狭。但是，在作为内导体开路面的介质块端面上，即使用预定方法，在电极图案形成精度范围中，使与内导体导通的相邻耦合用电极间隙最狭，在耦合用电极3a～3b间得到的静电电容量也是有限的。因此，如图9(c)所示例子那样，通过耦合用电极3a、3b相对部分形成为梳形，可在有限面积内产生较大的静电电容。但是，为形成该电极图形，必须采用高精度电极图案形成法，结果，难于得到特性一致的介质滤波器，导致成品率降低，成本上升。

随着使用采用这种介质块的介质滤波器的通信装置小型化要求，在部件扁平化时，耦合用电极的相对面间宽度(图中h)不能取得大，从而得到的耦合度大小也受到限制，结果，不能得到具有希望带宽的介质滤波器。换言之，由于要耦合的两个谐振器间的耦合度条件，扁平化受到限制。

发明内容

本发明目的在于提供一种即使在整体扁平化时也可使相邻谐振器间进行高精度强耦合且易于得到期望滤波特性的介质滤波器、介质双工器及备有上述部件的通信装置。

本发明的介质滤波器，在大致长方体的介质块内排列在其各自内表面上形成内导体的多个内导体形成孔，在所述介质块的外表面上分别形成与所述内导体导通的耦合用电极和外导体；所述耦合用电极延伸形成至所述介质块的内导体形成孔中的至少一个开口面与所述内导体形成孔排列方向平行的侧面相交的边缘部，或经所述边缘部延伸形成至所述侧面上。通过上述构成，可使耦合电极间产生的静电电容容量大。

本发明在所述边缘部或与所述侧面相对的所述介质块的其它侧面上，形成使与所述内导体开路端附近之间产生静电电容的输入输出电极。通过上述构造，在输入输出电极与要安装的电路基板上的电极连接的状态下，耦合用电极位于介质块的上面，从而安装基板上的各种电极图案不对介质块内谐振器间的耦合产生影响。

本发明对上述介质滤波器设置输入输出电极，分别作为发送信号输入用电极、接收信号输出用电极和天线连接用电极，从而构成双工器。

本发明在例如高频电路部分的发送信号或接收信号的滤波电路部分设置上述介质滤波器或介质双工器，构成通信装置。

附图说明

图1是第1实施形态的介质滤波器的立体图。

图2是上述介质滤波器的等效电路图。

图3是第2实施形态介质滤波器的立体图。

图4是第3实施形态介质滤波器的立体图。

图5是第4实施形态介质滤波器的立体图。

图6是第5实施形态介质滤波器的四面视图。

图7是第6实施形态双工器的三面视图。

图8是第7实施形态的通信装置的构成框图。

图9是以往介质滤波器的构成例的立体图。

图中，1是介质块，2是内导体形成孔，3是耦合用电极，4、4′是外导体，5是输入输出电极。

具体实施方式

现在参照图1和图2说明第1实施形态的介质滤波器的构成。

图1中，图1(A)是安装至安装基板的安装状态的立体图，图1(B)是从示于图1(A)的状态上下反转状态的立体图。1是大致长方体形的介质块，在其内部设置其内表面形成内导体的内导体形成孔2a、2b。在内导体形成孔2a、2b的一个开口面(图中左侧前端面)上，形成与内导体导通的耦合用电极3a、3b。上述耦合用电极3a、3b延伸形成至与介质块1中的内导体形成孔2a、2b的轴平行的侧面(图1(A)中的上表面)。

此介质滤波器在与安装基板相对的面(图1(B)的上表面)上，形成输入输出电极5a、5b，在与内导体形成孔2a、2b内表面所形成内导体开路端附近之间，用静电电容进行耦合。介质块1的5个表面上还形成对耦合用电极3a、3b和输入输出电极5a、5b为绝缘状态的外导体4。

图2是示于图1的介质滤波器的等效电路图。其中，Ra、Rb是由内导体形成孔2a、2b的内导体与外导体4及介质块构成的一端短路、另一端开路的1/4波长谐振器。Kab是两个谐振器Ra、Rb间的耦合阻抗。Ca、Cb是内导体的开路端附近与输入输出电极5a、5b间的静电电容。这样把两级谐振器加以耦合，构成具有带通特性的滤波器。其通常宽度由两个谐振器Ra、Rb的耦合强度决定。耦合用电极3a、3b从内导体形成孔的开口面向侧面延伸，因而，不必使耦合用电极间的间隙极狭，也不必构成梳状电极，即可争取使两者间产生的静电电容大。为此，可不提高电极图形的尺寸精度，也可以良好成品率制造具有期望滤波特性的介质滤波器。

在图1所示介质滤波器安装在安装基板上时，进行表面安装，使输入输出电极5a、5b与安装基板上的电极焊片连接，外导体4与安装基板上的接地图案连接。在这种状态下，耦合用电极3a、3b离开安装基板上的各电极，因而，安装基板上的各电极不对谐振器的耦合产生影响。

第2实施形态的介质滤波器的立体图示于图3。图3(A)是安装至基板的安装状态下的立体图，图3(B)是上下反转状态下的立体图。在该实施例中，耦合用电极3a、3b延伸至内导体形成孔开口面的边缘部分，同时，仅两者相对部分，从内导体形成孔的开口面延伸形成于与内导体形成孔2a、2b的轴平行的侧面。本实施例的其它构成，与图1所示介质滤波器相同。对耦合用电极间静电电容作出贡献的部分是两者相对的间隙部分区域，因而即使是本实施例这种形状，也可取得与图1所示滤波器同样的特性。

第3实施形态的介质滤波器的立体图示于图4。图4(A)是实际安装状态的立体图，图4(B)是反转状态下的立体图。虽然整体构成与图3所示相类似，但本实施例在两个耦合用电极3a、3b之间形成外导体4′。从而，在本实施例中，其构造是，耦合用电极3a、3b与外导体4′之间产生的静电电容，作为顶端电容附加于谐振器的开路端。通过该构造，谐振器间形成电感性耦合。通过提供顶端电容可降低谐振频率。通过把耦合用电极3a、3b的一部分延伸至介质块1的侧面形成，可使顶端电容量变大，可相应缩短谐振器长即内导体形成孔2a、2b的轴长，从而可谋求整体小型化。

第4实施形态的介质滤波器的立体图示于图5。在该实施例中，耦合用电极3a、3b延伸形成至内导体形成孔2a、2b的开口面边缘部，与此相应，在介质块的侧面上，在与上述边缘部之间设置间隙，使外导体4不与延伸至边缘部的耦合用电极3a、3b导通。其余构成与图1所示构成相同。

这样，用耦合用电极3a、3b不延伸至介质块侧面这种构造，虽然与图1所示介质滤波器相比，耦合用电极间得到的静电电容量变小，但与以往介质滤波器相比，可提高谐振器间的耦合。

耦合用电极3a、3b的对置部分，也可如图9(c)所示，形成成梳型。但可充分确保两个耦合用电极3a、3b的对置面积，因而与已有技术的情况相比，不必形成高精度的电极图形，就可以良好的成品率制造特性偏差小的介质滤波器。

第5实施形态的介质滤波器的四面视图示于图6。其中，图6(A)是俯视图，图6(B)是正视图，图6(C)是仰视图，图6(D)是后视图。在本实施例中，在大致长方体的介质块1的内部，设置在内表面形成内导体的内导体形成孔2a、2b，在一个开口面与另一开口面分别形成，从一个开口面向侧面的耦合用电极3a、3b及耦合用电极3a′、3b′。在介质块1的底面(作为安装至基板的安装面)上，形成输入输出电极5a、5b。在介质块1的外表面(四个面)上，在耦合用电极3a、3b及输入输出电极5a、5b以外的位置上形成外导体4。

图6所示的介质滤波器可用作把两端开路的半波长谐振器作电容耦合的介质滤波器。在本实施例中，形成从介质块的内导体形成孔一个开口面向侧面的耦合用电极3a、3b，但也可在两个开口面上分别延伸形成从开口面向侧面的耦合用电极。

如果这样，在两个开路端形成耦合用电极，则可大范围设定耦合。

第6实施形态的介质双工器的三面视图示于图7。其中，图7(A)是俯视图，图7(B)是主视图，图7(C)是仰视图。在介质块1中设置各自在内表面形成内导体的内导体形成孔2a～2g。在这些内导体形成孔的正面侧的开口面上，形成与这些内导体导通的耦合用电极3a～3g。且在这些耦合用电极中，对3b、3c、3e、3f延伸形成至介质块上表面(与内导体形成孔的轴平行的侧面)。从上述内导体形成孔的开口面向介质块的下表面，形成输入输出电极5a、5b、5c。进而在内导体形成孔的开口面上，在耦合用电极3b与3c之间，形成外导体4′。在除形成这些耦合用电极3a～3g的介质块1的端面外的其余外表面(五个面)上，形成外导体4。

示于图7的内导体形成孔2a、2b构成的谐振器间，由耦合用电极3a～3b间的静电电容进行电容耦合，并通过在耦合用电极3b～3c间配置外导体4′进行电感耦合。内导体形成孔2a～2g构成的四个谐振器，通过耦合用电极3a～3g各自相邻电极间产生的静电电容进行电容耦合。通过输入输出电极5a与耦合用电极3a间产生的静电电容，输入输出电极5a与内导体形成孔2a构成的谐振器进行电容耦合。同样，输入输出电极5c与内导体形成孔2g构成的谐振器进行电容耦合。进而，输入输出电极5b与内导体形成孔2c、2d分别构成的谐振器进行电容耦合。

这里，内导体形成孔2a～2c构成的3级谐振器作为发送滤波器，内导体形成孔2d～2g构成的4级谐振器作为接收滤波器，并且输入输出电极5a、5b、5c分别用作发送信号输入端、天线端和接收信号输出端。

参照图8，说明第7实施形态的通信装置的构成。图8中，ANT是发送接收天线，DPX是双工器，BPFa、BPFb分别是带通滤波器，AMPa、AMPb分别是放大电路，MIXa、MIXb分别是混频器，OSC是振荡器，SYN是频率合成器。

MIXa把调制信号与SYN输出的信号进行混频，BPFa仅使MIXa的混频输出信号中的发送频带通过，AMPa对经BPFa滤波的信号进行功放，然后经DPX后，由ANT发送。AMPb对由DPX取出的接收信号进行放大。BPFb仅使AMPb输出的接收信号中接收频带中的信号通过。MIXb把SYN输出的频率信号与接收信号进行混频，输出中频信号IF。

在示于图8的双工器DPX部分中使用图7所示构成的双工器。图1～图6所示构造的介质滤波器用于带通滤波器BPFa、BPFb、BPFc。

根据本发明，可使耦合用电极间产生的静电电容变大，从而即使在整体扁平化的情况下，也能使相邻谐振器间隔大且易于得到高精度耦合的期望的滤波特性。

通过在介质块的边缘部或与侧面相对的其它侧面中形成输入输出电极，使与内导体开路端附近之间产生静电电容这种构造，可在输入输出电极连接至要安装的电路基板的电极上的状态下，安装基板上的各种电极图案不对介质块内的谐振器间的耦合产生影响，因而安装后可保持预定的滤波特性。

通过装备小型化的介质滤波器或介质双工器，可得到整体小型化的通信装置。

Claims (4)

1.一种介质滤波器，其特征在于，在大致长方体的介质块内排列在其各自内表面上形成内导体的多个内导体形成孔，在所述介质块的外表面上分别形成与所述内导体导通的耦合用电极和外导体；所述耦合用电极延伸形成至所述介质块的内导体形成孔中的至少一个开口面与所述内导体形成孔排列方向平行的侧面相交的边缘部，或经所述边缘部延伸形成至所述侧面上。

2.如权利要求1介质滤波器，其特征在于，在所述边缘部或与所述侧面相对的所述介质块的其它侧面上，形成使与所述内导体开路端附近之间产生静电电容的输入输出电极。

3.一种介质双工器，其特征在于，把权利要求1或2所述的介质滤波器的输入输出电极设置成发送信号输入用电极、接收信号输出用电极和天线连接用电极。

4.一种通信装置，其特征在于，包含权利要求1或2所述的介质滤波器或权利要求3所述的介质双工器。

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