CN1469505A - 电介质双工器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的电介质双工器10是对天线连接端子部17并联连接接收滤波装置1及发送滤波装置2而构成、两滤波装置1、2被一体组合在共通的电介质块中。而且,对从接收滤波装置1的接收带及发送滤波装置2的发送带偏离的规定频带进行抑制的陷波电路8与接收滤波装置1及发送滤波装置2一起被一体组合在所述电介质块中,并与天线连接端子部17连接。
Description
技术领域
本发明涉及装备在便携电话机等无线通信设备上的电介质双工器。
背景技术
以往,在利用数百MHz~数GHz频率带的移动通信系统终端机中,如图15所示,把接收电路(91)及发送电路(92)通过双工器(40)并联连接在天线(9),接收和发送共用着1根天线。双工器(40)由接收滤波装置(1)和发送滤波装置(2)构成。接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)各自例如可以连接多个图16(a)所示的同轴电介质共振器(50)来构成。
同轴电介质共振器(50)的构成是如图16(a)所示,在长方体状的电介质块(51)开设贯通孔,在该电介质块(21)的外表面及贯通孔的内表面分别形成外导体层(53)及内导体层(52),同时在贯通孔开口的电介质块(51)一方的端面形成促成外导体层(53)与内导体层(52)相互短路的短路导体层(54)。
在该同轴电介质共振器(50),外导体层(53)与地线连接,同时信号输入端子S与内导体层(52)连接。由此,同轴电介质共振器(50)等效于如图16(b)所示的电感元件L和电容元件C相互并联连接的电路,构成具有由电感元件L的电感和电容元件C的电容确定的共振频率的陷波器。
另外,已经开发出了构成接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)的多个同轴电介质共振器(50)被一体化了的单块类型的电介质双工器(参照美国专利第5,250,916号)。例如图9所示的电介质双工器(40)的构成是把多个同轴电介质共振器部(7a)~(7g)一体式组合进共通的电介质块(11)。
各同轴电介质共振器部(7)如图10所示,具有电介质块(41)、在电介质块(41)的贯通孔(42)内表面形成的内导体层(43)、在电介质块(41)的外表面形成的外导体层(44)、促成内导体层(43)与外导体层(44)相互短路的短路导体层(45)。
而且,在各同轴电介质共振器部(7)的贯通孔开口的电介质块(41)一方的端面形成有相互连接多个同轴电介质共振器部用的布线(46)。该布线(46)如图9所示由按同轴电介质共振器部(7)从贯通孔的开口边缘向周围扩展的多个布线片(21)~(27)、为与天线连接的布线片(47)、为与接收电路连接的布线片(28)、为与发送电路连接的布线片(29)构成。
图11表示上述电介质双工器(40)的等效电路。如图所示,对天线连接端子部ANT并联连接有接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)。接收滤波装置(1)由在接收信号频带具有通带的滤波电路(3)和抑制发送信号频带的陷波电路(4)构成。而且,发送滤波装置(2)由在发送信号频带具有通带的滤波电路(5)和抑制接收信号频带的陷波电路(6)构成。
在接收滤波装置(1)的滤波电路(3)和陷波电路(4)的连结点设有接收侧的连接端子部Rx,在发送滤波装置(2)的滤波电路(5)和陷波电路(6)的连结点设有发送侧的连接端子Tx。
接收滤波装置(1)的滤波电路(3)由3个同轴电介质共振器部(7a)~(7c)构成,陷波电路(4)由1个同轴电介质共振器部(7f)构成。并且,发送滤波装置(2)的滤波电路(5)由2个同轴电介质共振器部(7d)(7e)构成,陷波电路(6)由1个同轴电介质共振器部(7g)构成。这里,各同轴电介质共振器部(7)具有与图16(a)所示的同轴电介质共振器部(50)同样的结构。
图11所示的电介质双工器(40)的等效电路中,在从天线连接端子部ANT延伸的信号线路有9个电容元件C1~C9介于其间,这些电容元件基于在图9所示的电介质双工器(40)中在电介质块(41)的一端面形成的布线(46)而构成。即应互相连接的一组同轴电介质共振器部(7)(7)的布线片相互接近,在两布线间形成了电容。
可是,在近年来开发出的便携电话机中具有GPS功能或无线LAN功能等的各种附加功能。在这种便携电话机中,发送电路以及接收电路各自装备了抑制附加功能工作带的陷波电路。然而由于在发送电路以及接收电路各自设置了陷波电路招致了电路基片大型化的问题。
发明内容
本发明的目的是在通信设备中,不招致电路基片的大型化而抑制附加功能的作为工作带的规定频带。于是,本发明者们为达成上述目的,多次潜心研究的结果发现在对天线连接端子部并联连接接收滤波装置及发送滤波装置而构成的双工器追加抑制规定频带的功能,对达成上述目的是有效的,完成了本发明。
本发明涉及的电介质双工器是接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)被一体组合进共通的电介质块(11)的单块型的电介质双工器,对从接收滤波装置(1)的接收带及发送滤波装置(2)的发送带偏离的规定频带进行抑制的陷波电路(8)与接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)一起被一体组合进所述电介质块(11),并与所述天线连接端子部(17)连接。
在具备上述本发明的电介质双工器的通信设备中,当接收高频信号时接收滤波装置(1)和陷波电路(8)发挥作用,由于从天线连接端子部(17)输入的高频信号通过接收滤波装置(1),接收带以外的频率成分衰减,进一步基于陷波电路(8)附加功能的作为工作带的频带被抑制。所以,接收信号不会影响附加功能的工作。
另外,当发送高频信号时发送滤波装置(2)和陷波电路(8)发挥作用,由于来自发送电路的高频信号通过发送滤波装置(2),发送带以外的频率成分衰减,进一步基于陷波电路(8)附加功能的作为工作带的频带被抑制。所以,附加功能的工作不会影响发送信号。
具体地讲,接收滤波装置(1)、发送滤波装置(2)以及陷波电路(8)各自具备1或多个同轴电介质共振器部(7),各同轴电介质共振器部(7)具备所述电介质块(11)一部分即电介质块部;在开设于该电介质块部的贯通孔内表面形成的内导体层部;在该电介质块部的外表面形成的外导体层部;促成所述内导体层与外导体层相互短路的短路导体层部。
而且,在各同轴电介质共振器部(7)的贯通孔开口的电介质块(11)一端面按每一同轴电介质共振器部(7)形成有与内导体层部连接的布线片,应互相连接的一组同轴电介质共振器部(7)(7),各自的布线片相互接近,在两布线间形成电容,介于该电容进行高频信号的传送。
天线连接端子部(17)连接于在所述电介质块(11)一端面形成的布线片(31)的一方端部,该布线片(31)的另一方端部接近构成陷波电路(8)的同轴电介质共振器部(7t)的布线片(30),介于在两布线间产生的电容进行高频信号的传送。
或者,天线连接端子部(17)连接于在所述电介质块(11)一端面形成的布线片(31)的一方端部,该布线片(31)的另一方端部与构成陷波电路(8)的同轴电介质共振器部(7t)的布线片(30)直接连接,进行高频信号的传送。
在此并不限于对天线连接端子部(17)连接单一陷波电路(8)的构成,也可以采用连接对相互偏离的频带进行抑制的多个陷波电路(8a)(8b)的构成。
如上所述,在本发明涉及的电介质双工器中,对附加功能的作为工作带的规定频带进行抑制的陷波电路(8)与接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)一起被一体组合进电介质块(11),构成了单快类型的电介质双工器,并且,由于在发送时和接收时共用一个陷波电路(8),所以在电介质双工器的电路片尺寸上没有大的变化。因此,基于装备了本发明的电介质双工器的通信设备,不会招致电路基片的大型化而可以抑制附加功能的作为工作带的规定频带。
附图说明
图1是本发明涉及的电介质双工器的斜视图。
图2是该电介质双工器的背面图。
图3是该电介质双工器的剖面图。
图4是本发明涉及的其它电介质双工器的斜视图。
图5是本发明涉及的再其它电介质双工器的斜视图。
图6是图1所示电介质双工器的等效电路图。
图7是图4所示电介质双工器的等效电路图。
图8是图5所示电介质双工器的等效电路图。
图9是现有电介质双工器的斜视图。
图10是该电介质双工器的剖面图。
图11是该电介质双工器的等效电路图。
图12(a)是表示图9所示现有电介质双工器发送时频率特性的曲线图。
图12(b)是表示图9所示现有电介质双工器接收时频率特性的曲线图。
图13(a)是表示图1所示本发明电介质双工器发送时频率特性的曲线图。
图13(b)是表示图1所示本发明电介质双工器接收时频率特性的曲线图。
图14(a)是表示图4所示本发明电介质双工器发送时频率特性的曲线图。
图14(b)是表示图4所示本发明电介质双工器接收时频率特性的曲线图。
图15是表示便携电话机构成的框图。
图16是表示同轴电介质共振器的构成及其等效电路的附图。
实施方式
以下按照附图具体说明对装备在具有无线LAN功能的便携电话机上的电介质双工器实施本发明的方式。在此,该便携电话机的发送带例如设为1.85~1.91GHz,接收带例如设为1.93~1.99GHz,无线LAN的工作带例如设为2.4045~2.4795GHz。
本发明涉及的电介质双工器(10)如图1所示,是在长方体状的电介质块(11)一体组合进8个同轴电介质共振器部(7a)~(7g)而构成。在这里,大致中央位置的同轴电介质共振器部(7t)构成作为本发明特征的陷波电路,该同轴电介质共振器部(7t)左侧的4个同轴电介质共振器部(7a)(7b)(7c)(7f)构成接收滤波装置,右侧的3个同轴电介质共振器部(7d)(7e)(7g)构成发送滤波装置。
各同轴电介质共振器部(7)如图3所示,具备电介质块(11)、在电介质块(11)的贯通孔内表面形成的内导体层(13)、在电介质块(11)外表面形成的外导体层(14)、促成内导体层(13)与外导体层(14)相互短路的短路导体层(15)。
而且,在各同轴电介质共振器部(7)的贯通孔开口的电介质块(11)一方的端面形成有相互连接7个同轴电介质共振器部(7a)~(7g)用的布线(16)。该布线(16)如图1所示由按同轴电介质共振器部(7)从贯通孔的开口边缘向周围扩展的7个矩形布线片(21)~(27)、为与天线连接的带状布线片(31)、为与接收电路连接的带状布线片(28)、为与发送电路连接的带状布线片(29)构成。
3个带状布线片(31)(28)(29)如图2所示分别连接于在电介质块(11)背面形成的天线连接端子部(17)、接收侧连接端子部(18)以及发送侧连接端子部(19)。
图6表示上述电介质双工器(10)的等效电路。如图所示,对天线连接端子部ANT(17)并联连接有接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)。接收滤波装置(1)由在接收信号频带具有通带的滤波电路(3)和抑制发送信号频带的陷波电路(4)构成。而且,发送滤波装置(2)由在发送信号频带具有通带的滤波电路(5)和抑制接收信号频带的陷波电路(6)构成。
另外,在针对天线连接端子部(17)的接收滤波装置(1)与发送滤波装置(2)的连结点(80)连接有对从接收滤波装置(1)的接收带及发送滤波装置(2)的发送带偏离的规定频带进行抑制的陷波电路(8)。
在接收滤波装置(1)的滤波电路(3)与陷波电路(4)的连结点设有接收侧的连接端子部Rx(18),在发送滤波装置(2)的滤波电路(5)与陷波电路(6)的连结点设有发送侧的连接端子部Tx(19)。
接收滤波装置(1)的滤波电路(3)由3个同轴电介质共振器部(7a)~(7c)构成,陷波电路(4)由1个同轴电介质共振器部(7f)构成。发送滤波装置(2)的滤波电路(5)由2个同轴电介质共振器部(7d)(7e)构成,陷波电路(6)由1个同轴电介质共振器部(7g)构成。而且,陷波电路(8)由1个同轴电介质共振器部(7t)构成。
在此,构成接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)的多个同轴电介质共振器部(7a)~(7g)为了在各滤波装置获得规定的滤波特性而设有各自的电容及电感。而且,构成陷波电路(8)的同轴电介质共振器部(7t)为了在从接收滤波装置(1)的接收带及发送滤波装置(2)的发送带偏离的无线LAN的频带获得陷波特性而设有电容及电感。
图6所示的电介质双工器(10)的等效电路中,在从天线连接端子部(17)延伸的3条信号线路上存在10个电容元件C0~C9,这些电容元件基于在图1所示的电介质双工器(10)中形成于电介质块(11)的一端面的布线(16)构成。
即从天线连接端子部(17)延伸的布线片(31)先端部分成两股形成一对的臂部(32)(32),两臂部(32)(32)从两侧夹持同轴电介质共振器部(7t)的布线片(30),在两布线片(31)(30)间构成了电容元件C0。而且,布线片(31)的两臂部(32)(32)接近位于其两侧的同轴电介质共振器部(7a)(7d)的布线片(21)(24),在相互接近的布线片(30)(21)间构成电容C1,同时在相互接近的布线片(30)(24)间构成了电容C5。
构成滤波电路(3)(5)的5个同轴电介质共振器部(7a)~(7e)中,在相互邻接的一组同轴电介质共振器部之间也同样构成了电容C2、C3、C6。
如图1,从接收侧连接端子部(18)延伸的布线片(28)在构成滤波电路的同轴电介质共振器部(7c)的布线片(23)与构成陷波电路的同轴电介质共振器部(7f)的布线片(26)之间延伸,在相互接近的布线片(28)(23)间构成电容C4,同时在相互接近的布线片(28)(26)间构成了电容C8。
而且,从发送侧连接端子部(19)延伸的布线片(29)在构成滤波电路的同轴电介质共振器部(7e)的布线片(25)与构成陷波电路的同轴电介质共振器部(7g)的布线片(27)之间延伸,在相互接近的布线片(29)(25)间构成电容C7,同时在相互接近的布线片(29)(27)间构成了电容C9。
这样一来,在本发明涉及的电介质双工器(10)中,接收滤波装置(1)的滤波电路(3)被作为3个同轴电介质共振器部(7a)~(7c)、陷波电路(4)被作为1个同轴电介质共振器部(7f)、发送滤波装置(2)的滤波电路(5)被作为2个同轴电介质共振器部(7d)(7e)、陷波电路(6)被作为1个同轴电介质共振器部(7g)、再有陷波电路(8)被作为1个同轴电介质共振器部(7t)一体组合进共通的电介质块(11),构成了单块型电介质双工器(10)。
图4所示的电介质双工器(10)为了在从接收带及发送带偏离的无线LAN的频带实现陷波特性而配备了一对同轴电介质共振器部(7t)(7t)。图7表示该电介质双工器(10)的等效电路。
图7中,在接收滤波装置(1)与发送滤波装置(2)的连结点(80)并联连接有一对陷波电路(8a)(8b),该陷波电路(8a)(8b)基于所述一对同轴电介质共振器部(7t)(7t)构成。这些陷波电路(8a)(8b),由于一对同轴电介质共振器部(7t)(7t)与布线片(31)的臂部(32)(32)的相对位置的不同而耦合电容不同(COa≠COb),所以应抑制的频带相互偏离,基于两陷波电路(8a)(8b)在宽度宽的频带实现陷波特性。
另外,图5所示的电介质双工器(10),把连接于天线连接端子的布线片(31)直接连接在为构成陷波电路的同轴电介质共振器部(7t)的布线片(30)。图8表示该电介质双工器(10)的等效电路。图8中,在接收滤波装置(1)与发送滤波装置(2)的连结点(80)直接连接有陷波电路(8)。
图12(a)及图12(b)表示图9所示的现有电介质双工器(40)的发送时和接收时的频率特性。如图所示,基于发送滤波装置(2)可在规定发送带Bt(1.85~1.91GHz)获得通过特性,同时基于接收滤波装置(2)可在规定接收带Br(1.93~1.99GHz)获得通过特性。
图13(a)及图13(b)表示图1所示的本发明电介质双工器(10)的发送时和接收时的频率特性。如图所示,基于陷波电路(8)在从发送带Bt及接收带Br偏离的位置出现1个衰减极Q,在包含无线LAN工作带Bm(2.4045~2.4795GHz)的频带实现了陷波特性。与图12(a)及图12(b)所示的现有电介质双工器(40)的特性相比,在无线LAN的工作带Bm发送时及接收时都可获得约20dB的抑制效果。另外,在图5所示的本发明电介质双工器(10)中也能获得与图1所示电介质双工器(10)几乎同样的频率特性。
而且,图14(a)及图14(b)表示图4所示的本发明电介质双工器(10)的发送时和接收时的频率特性。如图所示,基于陷波电路(8a)(8b)在从发送带Bt及接收带Br偏离的位置出现2个衰减极Q、Q,在包含无线LAN工作带Bm(2.4045~2.4795GHz)的宽频带实现了陷波特性。与图12(a)及图12(b)所示的现有电介质双工器(40)的特性相比,在无线LAN的工作带Bm发送时可获得约35~36dB的抑制效果,接收时可获得约37~38dB的抑制效果。
结果是,在装备了本发明涉及的电介质双工器(10)的便携电话机中,由于接收信号通过接收滤波装置(1),所以接收带以外的频率成分衰减,再基于陷波电路(8)无线LAN的工作带被抑制,因此接收信号不会给无线LAN的工作带来影响。
并且,由于发送信号通过发送滤波装置(2),所以发送带以外的频率成分衰减,再基于陷波电路(8)无线LAN的工作带被抑制,因此无线LAN的工作不会给发送信号带来影响。
而且,在装备了本发明涉及的电介质双工器(10)的便携电话机中,由于电介质双工器(10)作为单块类型一体具备陷波电路(8),在发送时和接收时共用该陷波电路(8),所以电介质双工器(10)被维持在与目前几乎相同的电路片尺寸,没有招致电路基片的大型化。
另外,本发明的各部构成不限于上述实施方式,在不脱离权利要求中记载的本发明思想的范围内,如果是本行业者则可以实施各种可能的变形。
Claims (6)
1.一种电介质双工器,是对天线连接端子部(17)并联连接接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)而构成、两滤波装置(1)(2)被一体组合在共通的电介质块(11)中的单块型的电介质双工器,其中
对从接收滤波装置(1)的接收带及发送滤波装置(2)的发送带偏离的规定频带进行抑制的陷波电路(8)与接收滤波装置(1)及发送滤波装置(2)一起被一体组合在所述电介质块(11)中,并与所述天线连接端子部(17)连接。
2.权利要求1中记载的电介质双工器,其中
接收滤波装置(1)、发送滤波装置(2)以及陷波电路(8)各自具备1或多个同轴电介质共振器部(7),各同轴电介质共振器部(7)具有所述电介质块(11)一部分即电介质块部、在开设于该电介质块部的贯通孔内表面形成的内导体层部、在该电介质块部的外表面形成的外导体层部、促成所述内导体层与外导体层相互短路的短路导体层部。
3.权利要求2中记载的电介质双工器,其中
在各同轴电介质共振器部(7)的贯通孔开口的电介质块(11)一端面按每一同轴电介质共振器部(7)形成有与内导体层部连接的布线片,应互相连接的一组同轴电介质共振器部(7)(7),各自的布线片相互接近,在两布线间形成电容,介于该电容进行高频信号的传送。
4.权利要求3中记载的电介质双工器,其中
天线连接端子部(17)连接于在所述电介质块(11)一端面形成的布线片(31)的一方端部,该布线片(31)的另一方端部接近构成陷波电路(8)的同轴电介质共振器部(7t)的布线片(30),介于在两布线间产生的电容进行高频信号的传送。
5.权利要求3中记载的电介质双工器,其中
天线连接端子部(17)连接于在所述电介质块(11)一端面形成的布线片(31)的一方端部,该布线片(31)的另一方端部与构成陷波电路(8)的同轴电介质共振器部(7t)的布线片(30)直接连接。
6.权利要求1中记载的电介质双工器,其中
在天线连接端子部(17)连接有时相互偏离的频带进行抑制的多个陷波电路(8a)(8b)。
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