CN1352514A - 复合介质滤波器器件及含有该器件的通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合介质滤波器器件,即使在为使器件整个结构小型化而采用紧凑介质块时,该器件能够易于改善相邻滤波器之间的隔离特性。本发明还提供一种含有该复合介质滤波器器件的通信装置。在滤波器器件中,在单个介质块内安排内部导体孔,在介质块的外表面上形成外部导体。另外,在由内部导体孔形成的发射滤波器与接收滤波器之间的边界上形成无外部导体部分。
Description
技术领域
本发明涉及将导电膜排列在介质块内外而形成的复合介质滤波器以及含有该复合介质滤波器的通信装置。
背景技术
在微波波段中采用上述滤波器作为带通滤波器等。具体而言，在单个介质块中，设置有一个双工器，它是通过安排一个让发射频带的信号通过和阻止接收频带的信号通过的发射滤波器和一个让接收频带的信号通过和阻止发射频带的信号通过的接收滤波器而形成的。该双工器被用作装在移动电话机等装置中的天线双工器。
对于利用包括这种多个滤波器的单个介质块的复合介质滤波器器件，在设计这种器件中的重要一点是保证滤波器之间的隔离。例如，作为天线双工器的双工器用于隔离发射信号和接收信号。另一方面，当发射信号被送至接收电路时，这对接收信号具有负面影响，由此使接收特性劣化。结果，天线双工器能够获得能显著地衰减接收频带内的发射信号的特性。
然而，当前向通信装置小型化发展的趋势，已经制造出更加紧凑的复合介质滤波器器件。因此，存在的一个问题是难以获得达到所需值的隔离特性。
发明内容
于是，本发明的一个目的是提供一种复合介质滤波器器件，即使在为使器件整个结构小型化而采用紧凑介质块时，该器件能够易于改善相邻滤波器之间的隔离特性。本发明的另一个目的是提供一种含有该复合介质滤波器器件的通信装置。
根据本发明的第一个方面，提供一种复合介质滤波器器件，包括基本上为平行矩形六面块的介质块；从该介质块的一面平行地延伸到相对一面的多个内部导体；安排在介质块的至少一些外表面上的外部导体，使得一组组相邻内部导体构成多个滤波器；以及在外部导体的对应于相互相邻滤波器之间边界的一部分处形成的无外部导体部分。采用这一配置，能够抑制相邻滤波器的地电流之间的耦合，即滤波器之一的地电流与其余滤波器的地电流之间的感应耦合。结果，能够改善相互相邻滤波器之间的隔离特性。
另外，可以绕介质块的所有外表面形成无外部导体部分。采用这一配置，由于能够无误地抑制滤波器的地电流之间的耦合，能够改善相邻滤波器之间的隔离特性。
另外，复合介质滤波器器件可以进一步包括从介质块的外表面之一延伸到其另一面的输入/输出端子。所述端子可以与所述外部导体相隔离并被相邻的两个滤波器和无外部导体部分所共享。无外部导体部分可以连续到所述端子的周围。采用无外部导体部分连续到输入/输出端子的周围，能够增强抑制相邻滤波器的地电流之间的耦合的效果。
此外，复合介质滤波器器件可以进一步包括连接到介质块的外部导体的接地金属盖板。金属盖板可以是为在无外部导体部分被分开而形成的每个外部导体单独安排的。采用为每个滤波器单独安排的接地金属盖板，能够抑制相邻滤波器的地电流之间的耦合。
根据本发明的第二个方面，提供一种装有本发明复合介质滤波器的通信装置。滤波器被用作天线双工器。这一配置能够充足地阻止发射信号输入到接收电路，由此能够获得满意的接收特性。
附图说明
图1A至1D示出根据本发明第一实施例的双工器的投影图。
图2是考虑到双工器中接地电流的耦合所示的等效电路图。
图3是一曲线图，表明根据双工器中存在和不存在无外部导体部分，特例特性的变化。
图4A至4D示出根据本发明第二实施例的双工器的投影图。
图5A至5D示出根据本发明第三实施例的双工器的投影图。
图6A和6B示出根据本发明第四实施例的双工器的上下透视图。
图7示出根据本发明第五实施例的双工器的透视图。
图8示出根据本发明第六实施例的双工器的透视图。
图9示出根据本发明第七实施例的通信装置的方框图。
具体实施方式
参考图1A至1D、图2和图3，将给出对本发明第一实施例的双工器结构的描述。
图1A至1D示出双工器各个面的投影图。图1A示出双工器的一个面，这里形成内部导体的开路端。图1B示出安装在基板上的双工器的顶视图。图1C示出双工器的一个面，这里形成内部导体的短路端。图1D示出双工器的要安装在基板上的一个面。如图所示，基本上为平行矩形六面块的介质块1包括7个内部导体孔2a至2g，平行排列从其一个面到该面相对的另一个面。在孔2a至2g的每个内表面上，形成内部导体3。在每个内部导体孔2a至2c和内部导体孔2e和2g中，在一敞开面侧上的孔的内径较大，而在另一敞开面侧上的孔的内径较小，使得孔为阶梯孔。接近具有较大内径的每个敞开面，形成无内部导体部分g。无内部导体部分g被用作每个内部导体的开路端。
在介质块1的6个外表面上形成外部导体4。在每个内部导体孔2a至2c和2e与2g的内表面上形成的内部导体的一端被短路到图1C中所示的短路面上的外部导体4。在介质块1的外表面上，形成有输入/输出端子6ant、6tx和6rx，它们与外部导体4相隔离。
外部导体孔2d是一个具有恒定内径的笔直孔。在孔2d的内表面上形成内部导体。孔2d通到如图1A所示的开路端一侧的表面上的外部导体4。孔2d的另一端通到输入/输出端子6ant。
另外，在介质块1的外表面上，在由三个谐振器形成的发射滤波器与由三个谐振器形成的接收滤波器之间的边界上形成一个无外部导体部分5，前述谐振器由由内部导体孔2a至2c组成，后述谐振器由内部导体孔2e至2g组成。在图1A至1D所示的实施例中，从图1C所示的短路端一侧上的面到图1B的顶面，以及从图1A所示的开路端一侧上的面到图1D所示的安装面，无外部导体部分5是独立形成的。无外部导体5能够抑制相互相邻的发射和接收滤波器的地电流之间的耦合。
图2示出双工器的等效电路图。在图2中，TX滤波器是发射滤波器而RX滤波器是接收滤波器。等效电路示出这些滤波器的地电流通过互感M而耦合。有了在对应于相邻滤波器之间边界的外部导体部分处形成的无外部导体部分5，能够降低互感M，并由此能够增大发射滤波器与接收滤波器之间的隔离。
图3示出隔离特性如何依赖于存在或不存在无外部导体部分而变化。在该曲线图中，横轴表示频率，纵轴表示从发射信号输入端子到接收信号输出端子的传输量。虚线表示未形成无外部导体部分5时获得的特性，实线表示形成无外部导体部分5时获得的特性。发射频带与接收频带之间的边界出现在1810MHz。该图中所示的阴影线部分表示发射滤波器在接收频带上所需的衰减和接收滤波器在发射频带上所需的衰减。
因此，形成无外部导体部分允许获得所需特性。
接着，参考图4A至4D，给出对根据本发明第二实施例的双工器结构的描述。图4A至4D对应于第一实施例中使用的图1A至1D。图4A示出双工器的一个面，这里设置内部导体的开路端。图4B示出安装在基板上的双工器的顶视图。图5C示出双工器的一个面，这里设置内部导体的短路端。图1D示出双工器的要安装在基板上的一个面。在图4A至4D所示的实施例中，从图4C所示的短路侧面到顶面和安装面形成无外部导体部分5。无外部导体部分5连续到输入/输出端子6ant的周围，即与外部导体4隔离的部分。其他配置与图1A至1D中所示的这些相同。结果，由于能够增加无外部导体部分5的连续长度，能够有效地抑制发射与接收滤波器的地电流之间的耦合。
接着参考图5A至5D，给出对根据本发明第三实施例的双工器结构的描述。图5A至5D对应于第一实施例中使用的图1A至1D。图5A示出双工器的一个面，在该面上使内部导体开路。图5B示出安装在基板上的双工器的顶视图。图5C示出双工器的一个面，在该面使内部导体短路。图5D示出双工器的要安装在基板上的一个面。在图5A至5D中所示的实施例中，无外部导体部分5是以连续到与外部导体4隔离的部分，即输入/输出端子6ant的周围设置的，同时连续绕介质块1的所有外表面，象一个带。本实施例的其他安排与图1A至1D所示的相同。以这种方式，能够更有效地抑制发射滤波器与接收滤波器的地电流之间的耦合，由此改善两个滤波器之间的隔离特性。
接着，参考图6A和6B，将描述根据本发明第四实施例的双工器的结构。图6A示出从上方观看的介质双工器的透视图。图6B示出从下方观看的其透视图。在第一至第三实施例中每一个例子中，用于激励的内部导体设置在介质块内发射滤波器与接收滤波器之间。然后，激励内部导体与发射滤波器的最后一级谐振器和接收滤波器的初始级谐振器耦合。然而，在图6A和6B所示的第四实施例中，发射滤波器由内部导体孔2a至2c组成的三个谐振器形成，而接收滤波器由内部导体孔2e至2g组成的三个谐振器形成，提供一个输入/输出端子6ant，它与内部导体孔2c的内部导体电容耦合，作为发射滤波器的第一级谐振器，还与外部导体孔2e的内部导体耦合，作为接收滤波器的初始级谐振器耦合。输入/输出端子6tx与内部导体孔2a的内部导体电容耦合，输入/输出端子6rx与内部导体孔2g的内部导体电容耦合。在具有这种配置的双工器中，无外部导体部分5设置在介质块一些外表面上发射滤波器与接收滤波器之间的边界上。在这个实施例中，在介质块的顶面上，无外部导体部分5是以与内部导体的开路侧面相连续的方式设置的，此外在介质块的安装面上，无外部导体部分5是以输入/输出端子6ant的与外部导体4隔离的部分相连续的方式设置的。
接着，参考图7，将描述根据本发明第五实施例的双工器的结构。在第一至第四实施例的每个例子中，设置具有圆截面的内部导体孔，在孔的内表面上形成内部导体。然而，在图7所示的第五实施例中，在介质块内，形成平的内部导体3a至3c和3e至3g，构成条带谐振器。在这一配置中，类似于以前的实施例，当无外部导体部分5设置在介质块的外表面上的发射滤波器与接收滤波器之间的边界上时，能够抑制两个滤波器的地电流之间的耦合，由此增大两个滤波器之间的隔离。
接着，参考图8将描述根据第六实施例的双工器的结构。
图8示出安装在基板上的双工器的透视图。在这幅图中，参考数字7tx和7tx表示金属盖板，覆盖介质块的敞开面并将在介质块外表面上形成的外部导体4rx和4tx电连接到安装基板上的地电极。导体4rx表示接收滤波器一侧的外部导体，导体4tx表示发射滤波器一侧的外部导体。介质块的结构与图6A和6B中所示的结构相同。
以这种方式，通过在无外部导体部分5处分开而形成的外部导体4rx和4tx经相互独立的金属盖板7rx和7tx而接地。由于流过金属盖板7rx和7tx的地电流，能够抑制发射滤波器与接收滤波器的地电流之间的耦合，由此增大两个滤波器之间的隔离。
接着，参考图9将描述根据本发明第七实施例的通信装置。
在图9中，图中示出了发射/接收天线ANT、双工器DPX、带通滤波器BPFa和BPFb、放大电路AMPa和AMPb，混频器MIXa和MIXb、振荡器OSC、和频率合成器SYN。
混频器MIXa使发射信号的IF信号与从SYN输出的信号相混频。在从混频器MIXa输出的混频信号当中，带通滤波器BPFa仅仅让发射频带的信号通过。放大电路AMPa对信号进行功率放大，经双工器DPX从天线ANT发射出去。放大电路AMPb对从双工器DPX提取的接收信号进行放大。在从放大电路AMPb输出的接收信号当中，带通滤波器BPFb仅仅让接收频带的信号通过。混频器MIXb使从SYN输出的频率信号与接收信号相混频，输出接收信号的中频信号工F。
以上的双工器DPX是具有图1A至1D和图4A至图8之一中所示结构的双工器。
在上述实施例的每个例子中，为了耦合由设置在介质块内的内部导体组成的谐振器，内部导体孔具有阶梯状结构，孔的开路端具有由无内部导体部分形成的顶端电容。除此之外，存在其他的可应用的方法。例如，在介质块的敞开面上，形成用于耦合谐振器的电极，从内部导体延伸到相邻内部导体的开口，从而能够在相互相邻的谐振器之间产生耦合。另一方面，用于耦合的孔、腔或槽形成在相邻的内部导体孔之间，对相邻谐振器进行耦合。这些方法中的任何一种方法可以类似地应用于本发明。
如上所述，无外部导体部分形成在外部导体的对应于相邻滤波器之间边界的部分处。采用这样的结构，能够抑制相互相邻的滤波器的地电流之间的耦合，由此能够改善相邻滤波器之间的隔离特性。
另外，无外部导体部分形成为绕介质块的所有外表面。这种结构能够抑制无故障滤波器的地电流之间的耦合，由此能够改善相互相邻滤波器之间的隔离特性。
另外，形成在介质块的外表面上的无外部导体部分安排成连续到由相互相邻两个滤波器共享的输入/输出端子的周围。因此，由于无外部导体部分连续地延伸到输入/输出端子的周围，能够有效地抑制相互相邻滤波器的地电流之间的耦合。
另外，连续到介质块的外部导体的接地金属盖板是为通过在无外部导体部分分开而形成的各个外部导体分别安排的。即，接地金属盖板对于各个滤波器是独立的。因此，能够有效地抑制相互相邻滤波器的地电流之间的耦合。
此外，根据本发明，将具有上述结构的复合介质滤波器器件装入天线双工器或类似器件中，构成一个通信装置。结果，由于这一配置能够阻止发射信号被送至接收电路，能够获得满意的接收特性。
虽然以上已经描述了本发明的一些实施例，但是对于本领域专业技术人员而言在本发明概念的范围内将作出各种变化，因此由以下的权利要求书来界定。
Claims (6)
1.一种复合介质滤波器器件，其特征在于包括：
基本上为平行矩形六面体的介质块；
从该介质块的一面平行地延伸到相对一面的多个内部导体；
安排在介质块的至少一些外表面上的外部导体，使得多个内部导体当中的一组组相邻内部导体构成多个滤波器；以及
在外部导体的对应于相互相邻滤波器之间边界的一部分上形成的无外部导体部分。
2.如权利要求1所述的复合介质滤波器器件，其特征在于，无外部导体部分绕介质块的所有外表面而形成。
3.如权利要求1所述的复合介质滤波器器件，进一步包括从介质块的外表面之一延伸到其另一面的输入/输出端子，所述端子与所述外部导体相隔离并被相互相邻的滤波器和无外部导体部分所共享，所述无外部导体部分连续地安排在所述端子的周围。
4.如权利要求2所述的复合介质滤波器器件，进一步包括从介质块的外表面之一延伸到其另一面的输入/输出端子，所述端子与所述外部导体相隔离并被相互相邻的滤波器和无外部导体部分所共享，所述无外部导体部分连续地安排在所述端子的周围。
5.如权利要求1至4之一所述的复合介质滤波器器件，进一步包括连接到介质块的外部导体的接地金属盖板，所述金属盖板是为被无外部导体部分分开的外部导体的各个部分单独安排的。
6.一种通信装置，包括如权利要求1至4之一所述的复合介质滤波器器件，所述复合介质滤波器器件被用作天线双工器。
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Granted publication date: 20040728 |