DE19624691A1 - Dielektrisches Filter - Google Patents
Dielektrisches FilterInfo
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- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
- H01P1/2056—Comb filters or interdigital filters with metallised resonator holes in a dielectric block
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein
dielektrisches Filter und insbesondere auf ein dielektri
sches Filter zur Verwendung in einer Hochfrequenzschaltung
für eine Mobilkommunikationseinheit oder dergleichen.
Mit dem verstärkten Ausbreiten von zellulären Mobilkommuni
kationssystemen entsteht ein erhöhter Bedarf nach einem Fil
ter zur Verwendung in einer Kommunikationseinheit, das auf
zwei Typen von Mobilkommunikationssystemen, welche unter
schiedliche Frequenzbänder verwenden, anwendbar ist, oder
welches für die gemeinsame Verwendung von Kommunikations
einheiten für einzelne Kommunikationssysteme anwendbar ist.
Bei einer Hochfrequenzschaltung, die beispielsweise für
sowohl ein mobiles Kommunikationssystem, das das 800-MHz-Band
verwendet, als auch auf ein System, das das 1,5-GHz-Band
verwendet, anwendbar ist, wird üblicherweise der fol
gende Filtertyp zum Auswählen des Durchlasses oder der Dämp
fung der beiden Wellentypen in den unterschiedlichen Fre
quenzbändern bereitgestellt. Gemäß einer herkömmlichen Tech
nik, wie sie in Fig. 14 dargestellt ist, sind ein Filter F1
zum Durchlassen oder Dämpfen einer Frequenz in dem 800-MHz-Band
und ein Filter F2 zum Durchlassen oder Dämpfen einer
Frequenz in dem 1,5-GHz-Band parallel zueinander geschaltet,
wodurch eine Filterschaltung konfiguriert werden kann. Auf
diese Art und Weise können zwei Bandpaßfilter mit jeweiligen
Durchlaßbändern mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen
kombiniert werden, wodurch Bandpaßcharakteristika imple
mentiert sind, damit Wellen mit Frequenzen f1 und f2 durch
die jeweiligen Filter durchgelassen werden, wie es in Fig.
15 dargestellt ist. Andererseits können zwei Filter mit
jeweiligen Dämpfungsbändern mit unterschiedlichen Mittenfre
quenzen kombiniert werden, wodurch Banddämpfungscharakte
ristika zum Dämpfen von Wellen mit den Frequenzen f1 und f2
erreicht werden können, wie es in Fig. 16 gezeigt ist.
Das herkömmliche Filter des obigen Typs zeigt jedoch folgen
des Problem. Ein einfaches parallelverbinden von mehreren
Filtern, wie es oben beschrieben wurde, bewirkt eine Störung
zwischen den Filtern. Demgemäß können gewünschte Charakteri
stika nicht erreicht werden. Es sind somit Anpassungsschal
tungen für die Filter notwendig. Die Fig. 17 und 18 stellen
Beispiele der Anpassungsschaltungen dar. Bezugnehmend auf
Fig. 17 zeigen BPF1 und BPF2 Bandpaßfilter, welche jeweils
zwei Stufen aus dielektrischen Resonatoren aufweisen, wäh
rend M1 und M2 Phasenabgleichschaltungen darstellen. Die
beiden Bandpaßfilter sind somit durch die Phasenabgleich
schaltungen angepaßt. Andererseits stellen bezugnehmend auf
Fig. 18 BEF1 und BEF2 Bandsperrefilter dar, welche jeweils
drei Stufen aus dielektrischen Resonatoren aufweisen, wäh
rend M1 und M2 Phasenabgleichschaltungen darstellen. Die
beiden Bandsperrefilter sind somit durch die Phasenabgleich
schaltungen angepaßt. Auf diese Art und Weise wird gemäß der
herkömmlichen Technik ein Filterpaar benötigt, was ebenfalls
Anpassungsschaltungen zum Verbinden der beiden Filter not
wendig macht. Dies vergrößert den gesamten Filter und erhöht
ferner die Kosten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
kleineres und günstigeres dielektrisches Filter und ein Ver
fahren zum Einstellen eines dielektrischen Filters zu schaf
fen, damit zwei Wellen mit zwei unterschiedlichen Frequenzen
selektiv durchgelassen oder gedämpft werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein dielektrisches Filter gemäß An
spruch 1 und durch ein Verfahren zum Einstellen eines di
elektrischen Filters gemäß Anspruch 4 gelöst.
Um zwei Frequenzen mit einem Paar von Filterschaltungen
durchzulassen oder zu dämpfen, wird gemäß einem Aspekt der
vorliegenden Erfindung ein dielektrisches Filter geschaffen,
das einen dielektrischen TEM-Modus-Resonator aufweist, wobei
der dielektrische TEM-Modus-Resonator ein Ende aufweist,
welches kurzgeschlossen ist, während das andere Ende offen
ist, wobei die Frequenzen des Grundwellenresonanzmodus
und/oder eines Resonanzmodus dritter Ordnung derart bestimmt
werden, daß eine erste Frequenz gemäß dem Grundwellenreso
nanzmodus durchgelassen oder gedämpft wird, und daß eine
zweite Frequenz gemäß dem Resonanzmodus dritter Ordnung
durchgelassen oder gedämpft wird.
Zum Einstellen der ersten und der zweiten Frequenz auf vor
bestimmte Werte kann das Impedanzverhältnis des dielektri
schen Filters der vorliegenden Erfindung zwischen dem Kurz
schlußende und dem offenen Ende variiert werden, um die Fre
quenzen des Grundwellenresonanzmodus und des Resonanzmodus
dritter Ordnung auf die vorbestimmten Werte einzustellen.
Um einen Dämpfungspol in einem höheren Frequenzband oder in
einem niedrigeren Frequenzband der ersten Frequenz oder der
zweiten Frequenz zu erzeugen, kann eine Kopplungsschaltung
zum Koppeln der benachbarten dielektrischen Resonatoren oder
zum Koppeln der dielektrischen Resonatoren an eine externe
Schaltung vorgesehen werden, wobei ein Reaktanzelement zwi
schen der Kopplungsschaltung und dem dielektrischen Resona
tor angeordnet werden kann, wodurch die Frequenz eines Dämp
fungspols bestimmt wird. Bei einem Typ eines dielektrischen
Filters der vorliegenden Erfindung ist ein Ende des dielek
trischen TEM-Modus-Resonators kurzgeschlossen, während das
andere Ende desselben offen ist, wodurch zumindest zwei Mo
den, d. h. der Grundwellenresonanzmodus und der Resonanzmodus
dritter Ordnung, erzeugt werden können. Die Frequenzen bei
der Resonanzmoden werden derart bestimmt, daß eine erste
Frequenz gemäß dem Grundwellenresonanzmodus durchgelassen
oder gedämpft werden kann, und daß eine zweite Frequenz
gemäß dem Resonanzmodus dritter Ordnung durchgelassen oder
gedämpft werden kann. Es ist somit möglich, zwei Frequenzen
durch die Verwendung eines Paars dielektrischer Filter
durchzulassen oder zu dämpfen.
Bei einem anderen Typ eines dielektrischen Filters gemäß der
vorliegenden Erfindung wird das Impedanzverhältnis zwischen
dem kurzgeschlossenen Ende und dem offenen Ende des Filters
variiert, wodurch die Frequenz des Grundwellenresonanzmodus
derart eingestellt wird, daß sie beispielsweise 800 MHz be
trägt, während die Frequenz des Resonanzmodus dritter Ord
nung derart eingestellt wird, daß sie beispielsweise 1,5 GHz
beträgt. Bei dieser Anordnung können die beiden Frequenzen
in dem 800-MHz-Band bzw. in dem 1,5-GHz-Band durchgelassen
oder gedämpft werden.
Bei noch einem weiteren Typ eines dielektrischen Filters der
vorliegenden Erfindung ist eine Kopplungsschaltung zum Kop
peln der benachbarten dielektrischen Resonatoren oder zum
Koppeln der dielektrischen Resonatoren mit einer externen
Schaltung vorgesehen, wobei ein Reaktanzelement ferner zwi
schen der Kopplungsschaltung und dem dielektrischen Resona
tor angeordnet ist. Das Bereitstellen der oben erwähnten
Kopplungsschaltung und des Reaktanzelements bewirken die
Erzeugung eines Dämpfungspoles in einem höherfrequenten Band
oder in einem niederfrequenten Band der ersten Frequenz oder
der zweiten Frequenz. Demgemäß können unerwünschte Frequenz
signale in einem höheren Frequenz band oder in einem niedri
geren Frequenzband der ersten Frequenz oder der zweiten Fre
quenz wirksam und wesentlich gedämpft werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich
nungen detaillierter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Bandpaßfilters
gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 schematisch die Konfiguration der dielektrischen
Platte, die in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 ein Ersatzschaltbild des in Fig. 1 gezeigten Band
paßfilters;
Fig. 4 ein Charakteristikadiagramm des in Fig. 1 gezeigten
Bandpaßfilters;
Fig. 5A bis 5D Beispiele der Variationen des Impedanzver
hältnisses zwischen dem Kurzschlußende und dem of
fenen Ende des Filters;
Fig. 6A bis 6B Beispiele einer Frequenzänderung des Reso
nanzmodus dritter Ordnung bezüglich der Frequenz
des Grundwellenresonanzmodus, die durch die in Fig.
5 gezeigten Variationen erreicht werden;
Fig. 7 ein Aufriß eines Bandpaßfilters gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ein Ersatzschaltbild des in Fig. 7 gezeigten Band
paßfilters;
Fig. 9 ein Charakteristikadiagramm des in Fig. 7 gezeigten
Bandpaßfilters;
Fig. 10A bis 10B perspektivische Ansichten eines Bandpaßfil
ters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ein Ersatzschaltbild des in Fig. 10 gezeigten Band
paßfilters;
Fig. 12 einen Aufriß eines Bandsperrefilters gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Er
findung;
Fig. 13 ein Ersatzschaltbild des in Fig. 12 gezeigten Band
sperrefilters;
Fig. 14 ein schematisches Diagramm einer herkömmlichen Fil
terschaltung;
Fig. 15 ein Beispiel der Charakteristika des in Fig. 14 ge
zeigten Filters;
Fig. 16 ein weiteres Beispiel der Charakteristika des in
Fig. 14 gezeigten Filters;
Fig. 17 ein Beispiel von Anpassungsschaltungen zur Verwen
dung bei einem herkömmlichen Bandpaßfilter; und
Fig. 18 ein weiteres Beispiel von Anpassungsschaltungen zur
Verwendung bei einem herkömmlichen Bandpaßfilter.
Nachfolgend wird bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 6 die Kon
figuration eines Bandpaßfilters gemäß einem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 stellt ein Bandpaßfilter dar, wobei keine Abschir
mungsabdeckung an demselben befestigt ist. Ein Paar von
dielektrischen λ/4-TEM-Modus-Resonatoren (TEM = Transverse
Electromagnetic Mode; = transversal elektromagnetischer
Modus) Ra und Rb sind auf die folgende Art und Weise kon
figuriert. In jedem dielektrischen Block 1a und 1b ist
entlang seiner Mittelachse ein Durchgangsloch gebildet.
Ebenfalls ist innerhalb der inneren Umfangsoberfläche jedes
Lochs ein innerer Leiter gebildet, während äußere Leiter 2a
und 2b auf den Oberflächen außer auf den durch 1a und 1b
gezeigten Oberflächen gebildet sind. Als Ergebnis kann die
durch S1 bezeichnete Oberfläche ein offenes Ende sein,
während die durch S2 gezeigte Oberfläche ein Kurzschlußende
sein kann. Anschlüsse 3a und 3b sind in die jeweiligen
Durchgangslöcher eingefügt. Die beiden dielektrischen Re
sonatoren Ra und Rb, die wie oben beschrieben aufgebaut
sind, und eine dielektrische Platte 4 sind auf der vorderen
Oberfläche eines Substrats 7 befestigt. Zwei Elektroden, die
auf der vorderen Oberfläche der dielektrischen Platte 4
angeordnet sind, sind jeweils mit einem jeweiligen
Anschluß 3a und 3b verbunden, während andere Elektroden auf der hin
teren Oberfläche der dielektrischen Platte 4 angebracht und
mit Eingangs/Ausgangs-Elektroden 8 verbunden sind, die für
die Oberfläche des Substrats 7 vorgesehen sind. Bezugnehmend
auf Fig. 2 sind Elektroden 5a und 5b auf der vorderen Ober
fläche 100 der dielektrischen Platte 4 befestigt, während
die Elektroden 6a und 6b auf der hinteren Oberfläche 200 der
Platte 4 gebildet sind. Damit sind eine Kapazität T1 zwi
schen den Elektroden 5a und 6a, eine Kapazität C3 zwischen
den Elektroden 5b und 6b und eine Kapazität C2 zwischen den
Elektroden 5a und 5b erzeugt.
Fig. 3 stellt eine Ersatzschaltung des in Fig. 1 gezeigten
Bandpaßfilters dar. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, umfaßt das
Filter eine Bandpaßfilterschaltung, die aus zwei dielektri
schen Resonatoren gebildet ist. Fig. 4 ist ein Charakte
ristikadiagramm des in Fig. 1 gezeigten Bandpaßfilters. In
diesem Diagramm zeigt die horizontale Achse die Frequenz,
während die vertikale Achse den Dämpfungsbetrag (dB) be
zeichnet. S21 zeigt die Bandpaßcharakteristika zwischen dem
Eingangs- und dem Ausgangsende. S11 zeigt die Reflexionscha
rakteristika des Eingangsendes S22 stellt die Reflexions
charakteristika des Ausgangsendes dar. Auf diese Art und
Weise ist die Frequenz des Grundwellenresonanzmodus der
Resonatoren Ra und Rb auf 800 MHz eingestellt, während die
Frequenz des Resonanzmodus dritter Ordnung auf 1,9 GHz ein
bestellt ist, wodurch Bandpaßfiltercharakteristika erhalten
werden können, bei denen zwei Wellentypen in dem 800-MHz-Band
und in dem 1,9-GHz-Band durch dieselben laufen können.
Um die Frequenzen des Grundwellenresonanzmodus und des Re
sonanzmodus dritter Ordnung auf vorbestimmte Werte einzu
stellen, werden Einstellungen bezüglich des Impedanzverhält
nisses zwischen dem Kurzschlußende und dem offenen Ende der
dielektrischen Resonatoren durchgeführt. Die Fig. 5 und 6
stellen Beispiele für die Variationen des Impedanzverhält
nisses dar. Wie es beispielsweise in Fig. 5A dargestellt
ist, wird der Durchmesser des inneren Leiters an dem offenen
Ende derart eingestellt, daß er größer als am Kurzschlußende
ist, wodurch die Kapazitätskomponente in einer Region des
Grundwellenresonanzmodus, welche einen großen Betrag an
elektrischer Feldenergie aufweist, erhöht wird. Dies er
niedrigt die Resonanzfrequenz des Grundwellenresonanzmodus.
Andererseits sind bei dem Resonanzmodus dritter Ordnung
sowohl die Spitze als auch das Tal der Energie des elek
trischen Feldes in einer Region L1 verteilt, in der der
innere Leiter vergrößert ist, wodurch die Resonanzfrequenz
des Resonanzmodus dritter Ordnung nicht wesentlich verändert
werden kann. Als Ergebnis wird, wie es in Fig. 6A gezeigt
ist, die Frequenz f2 des Resonanzmodus dritter Ordnung be
züglich der Frequenz f1 des Grundwellenresonanzmodus eine
höhere Frequenz f2′. In anderen Worten wird die Differenz
zwischen den Frequenzen f1 und f2 größer.
Dagegen wird, wie es in Fig. 5B gezeigt ist, der Durchmesser
des inneren Leiters an dem Kurzschlußende größer als der an
dem offenen Ende gemacht, wodurch die Kapazitätskomponente
in einer Region des Resonanzmodus dritter Ordnung vergrößert
wird, in der sich die Energie des elektrischen Feldes ver
gleichsweise konzentriert. Dies erniedrigt die Resonanz
frequenz des Resonanzmodus dritter Ordnung. Andererseits ist
in dem Grundwellenresonanzmodus die Energie des elektrischen
Feldes in einer Region L2 relativ klein, in der der innere
Leiter vergrößert ist, wodurch die Resonanzfrequenz des
Grundwellenresonanzmodus nicht wesentlich verändert wird.
Als Folge wird die Frequenz f2 des Resonanzmodus dritter
Ordnung bezüglich der Frequenz f1 des Grundwellenresonanz
modus eine niedrigere Frequenz f2′, wie es in Fig. 6B ge
zeigt ist. D.h., daß die Differenz zwischen den Frequenzen
f1 und f2 kleiner wird.
Statt des Variierens des Durchmessers des inneren Leiters
kann die Größe des äußeren Leiters verändert werden, wie es
in den Fig. 5C und 5D dargestellt wird. Wie es beispielswei
se in Fig. 5C dargestellt ist, wird der äußere Leiter an dem
Kurzschlußende kleiner als der an dem offenen Ende gemacht,
wodurch sich Vorteile ergeben, die denen ähnlich sind, die
in Fig. 5B gezeigt sind. Die Differenz zwischen den Frequen
zen f1 und f2 kann somit reduziert werden. Andererseits ist,
wie es in Fig. 5D gezeigt ist, der äußere Leiter an dem of
fenen Ende kleiner als an dem Kurzschlußende gemacht, wo
durch Vorteile erreicht werden, die denen des Beispiels, das
in Fig. 5A gezeigt ist, ähnlich sind. Die Differenz zwischen
den Frequenzen f1 und f2 kann somit erhöht werden.
Wie es oben erörtert wurde, werden die Abmessungen L1 und L2
entlang der Achse des Resonators und der Durchmesser des in
neren Leiters oder die Größe des äußeren Leiters variiert,
wodurch die Frequenzen des Grundwellenresonanzmodus und des
Resonanzmodus dritter Ordnung auf die jeweiligen vorbestimm
ten Werte eingestellt werden können.
Die Konfiguration des Bandpaßfilters gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nach
folgend bezugnehmend auf die Fig. 7 bis 9 erklärt.
Fig. 7 ist ein Aufriß eines Bandpaßfilters dieses Ausfüh
rungsbeispiels. Das Filter umfaßt zwei dielektrische
TEM-Modus-Resonatoren Ra und Rb und eine dielektrische Platte 4,
die auf der oberen Oberfläche des Substrats 7 angebracht
ist. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von
dem ersten Ausführungsbeispiel darin, daß die Elektroden 10a
und 10b auf der dielektrischen Platte 4 angeordnet sind, und
daß Chipinduktoren 11a und 11b, die als Reaktanzbauelemente
verwendet werden, zwischen den beiden Elektroden 10a und 10b
und zwischen den jeweiligen anderen beiden Elektroden 5a und
5b angebracht sind, wobei die Anschlüsse 3a und 3b der di
elektrischen Resonatoren ferner mit den Elektroden 10 bzw.
10b verbunden sind.
Fig. 8 ist ein Ersatzschaltbild des Bandpaßfilters, das in
Fig. 7 gezeigt ist, während Fig. 9 ein Charakteristikadia
gramm des in Fig. 8 gezeigten Ersatzschaltbildes ist. Bezug
nehmend auf Fig. 8 entsprechen die Induktoren La und Lb den
oben beschriebenen Chipinduktoren 11a und 11b. Auf diese Art
und Weise sind die Induktoren Ra und Rb zwischen die Resona
toren Ra und Rb und eine Kopplungsschaltung geschaltet, wo
durch Dämpfungspole zwischen der ersten und zweiten Frequenz
f1 und f2 und in einem Frequenzband über der zweiten Fre
quenz f2 erzeugt werden, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. In
diesem Fall erniedrigt ein erhöhte Induktivität der Induk
toren La und Lb die Frequenz fd1 des ersten Dämpfungspols,
während dieselbe die Frequenz fd2 des zweiten Dämpfungspols
erhöht. Dagegen erhöht die verringerte Induktivität der In
duktoren La und Lb die Frequenz fd1 des ersten Dämpfungs
pols, während dieselbe die Frequenz fd2 des zweiten Dämp
fungspols verringert.
Obwohl Chipinduktoren bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel verwendet werden, können statt dessen auch
Spulen verwendet werden. Ferner können die Längen der An
schlüsse 3a und 3b, die aus den Resonatoren herausgezogen
sind (der Abstand zwischen den Resonatoren und der dielek
trischen Platte 4) verändert werden, um die Induktivität der
Induktoren La und Lb zu bestimmen.
Nachfolgend wird der Aufbau eines Bandpaßfilters gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung be
zugnehmend auf die Fig. 10A, 10B und 11 erklärt. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist das Bandpaßfilter aus einem einzigen
dielektrischen Block gebildet.
Fig. 10A ist eine perspektivische Ansicht des gesamten di
elektrischen Resonators, während Fig. 10B eine perspekti
vische Teilquerschnittsansicht ist, die den Resonator, der
in Fig. 10A gezeigt ist, im umgedrehten Zustand zeigt. Zwei
Durchgangslöcher 12a und 12b, die mit inneren Stufen gebil
det sind, sind für den dielektrischen Block 1 vorgesehen,
wobei ein innerer Leiter 15 auf der inneren Umfangsoberflä
che jedes Durchgangslochs 12a und 12b gebildet ist. Der
innere Leiter 15 ist teilweise mit einem Zwischenraum 16
versehen, wodurch eine Kapazität erzeugt wird. Ein äußerer
Leiter 2, ein Eingangs/Ausgangs-Leiter 14, usw. sind auf der
äußeren Oberfläche des dielektrischen Blocks 1 gebildet.
Fig. 11 ist ein Ersatzschaltbild des in Fig. 10A gezeigten
Filters. In Fig. 11 bezeichnen Ra und Rb dielektrische Re
sonatoren, die aus den inneren Leitern 15, die auf den in
neren Umfangsoberflächen der Durchgangslöcher 12a und 12b
gebildet sind, aus dem dielektrischen Block 1 und dem äuße
ren Leiter 2 bestehen, während Ca und Cb externe Koppelka
pazitäten bezeichnen, die zwischen den inneren Leitern 15
und den Eingangs/Ausgangs-Leitern 14 erzeugt werden.
Wie es in Fig. 10B dargestellt ist, unterscheidet sich der
Innendurchmesser jedes Durchgangslochs 12a und 12b an dem
Kurzschlußende von dem des offenen Endes, wodurch das Im
pedanzverhältnis zwischen dem Kurzschlußende und dem offenen
Ende variiert wird. Gleichzeitig werden die axiale Länge der
Resonatoren, die Strecke zwischen den Durchgangslöchern 12a
und 12b und die Größe des Zwischenraumes, der für einen Teil
des inneren Leiters 15 vorgesehen ist, bestimmt. Demgemäß
können Bandpaßfiltercharakteristika erreicht werden, die es
erlauben, daß Frequenzen in den beiden unterschiedlichen
Bandbereichen durch das Filter durchgelassen werden.
Der Aufbau eines Bandsperrefilters gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nach
folgend bezugnehmend auf die Fig. 12 und 13 beschrieben.
Fig. 12 ist ein Aufriß eines Bandsperrefilters. Auf dem
Substrat 7 sind Elektroden, die mit den entgegengesetzten
Oberflächen von Chipkondensatoren 17a, 17b und 17c verbunden
sind, Eingangselektroden 8 und 9 und λ/4-Übertragungslei
tungen 18a und 18b angebracht. Die drei dielektrischen
TEM-Modus-Resonatoren Ra, Rb und Rc und die Chipkondensatoren
17a, 17b und 17c sind ferner auf der oberen Oberfläche des
Substrats 7 angebracht. Ferner sind die Anschlüsse 3a, 3b
und 3c der Resonatoren mit den Oberflächenelektroden der
Chipkondensatoren 17a, 17b bzw. 17c verbunden.
Fig. 13 ist ein Ersatzschaltbild des Bandsperrefilters, das
in Fig. 12 gezeigt ist. In Fig. 13 entsprechen Ca, Cb und Cc
den Chipkondensatoren 17a, 17b bzw. 17c, welche in Fig. 12
gezeigt sind. Es wird nun angenommen, daß die elektrischen
Längen der λ/4-Übertragungsleitungen 18a und 18b gleich ei
nem Viertel der Wellenlänge bei der Frequenz des Grundwel
lenresonanzmodus sind. Dann ist die elektrische Länge je
denfalls gleich der dreiviertelten Wellenlänge bei der Fre
quenz des Resonanzmodus dritter Ordnung, wodurch die benach
barten Resonatoren gegeneinander im wesentlichen um 90° pha
senverschoben sind. Demgemäß zeigt das in Fig. 12 gezeigte
Filter Bandsperrencharakteristika sowohl in dem Resonanz
modus dritter Ordnung als auch in dem Grundwellenresonanzmo
dus.
Das Bandsperrefilter gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
zeigt Charakteristika, die denen des in Fig. 16 gezeigten
Filters ähnlich sind. In Fig. 16 ist es bestimmt, daß A ein
Dämpfungsband bezeichnet, das von 810 bis 830 MHz reicht. B
bezeichnet ein Durchlaßband, das von 940 bis 960 MHz reicht.
C stellt ein Durchlaßband dar, daß von 1429 bis 1453 MHz
reicht, während D ein Dämpfungsband bezeichnet, das von 1477
bis 1501 MHz reicht. Somit kann das oben beschriebene Filter
beispielsweise zur Verwendung in einer Übertragungsleitung
für die gemeinsame Verwendung durch ein Mobilkommunikations
system, das das 800-MHz-Band verwendet, sowie durch ein
anderes System, das des 1,5-GHz-Band verwendet, hergenommen
werden.
Claims (7)
1. Dielektrisches Filter mit:
einem dielektrischen TEM-Modus-Resonator (Ra, Rb; Ra, Rb, Rc), wobei der dielektrische TEM-Modus-Resonator zwei Enden (S1, S2) aufweist, von denen das eine (S2) kurzgeschlossen ist, während das andere (S1) offen ist;
wobei der Resonator einen Grundwellenresonanzmodus und einen Resonanzmodus dritter Ordnung aufweist, welche je weiligen Frequenzen (f1, f2) entsprechen, wobei zumin dest einer der Moden derart bestimmt ist, daß das Filter die erste Frequenz (f1) gemäß dem Grundwellenresonanzmo dus durchläßt oder dämpft, und daß das Filter die zweite Frequenz (f2) gemäß dem Resonanzmodus dritter Ordnung durchläßt oder dämpft.
einem dielektrischen TEM-Modus-Resonator (Ra, Rb; Ra, Rb, Rc), wobei der dielektrische TEM-Modus-Resonator zwei Enden (S1, S2) aufweist, von denen das eine (S2) kurzgeschlossen ist, während das andere (S1) offen ist;
wobei der Resonator einen Grundwellenresonanzmodus und einen Resonanzmodus dritter Ordnung aufweist, welche je weiligen Frequenzen (f1, f2) entsprechen, wobei zumin dest einer der Moden derart bestimmt ist, daß das Filter die erste Frequenz (f1) gemäß dem Grundwellenresonanzmo dus durchläßt oder dämpft, und daß das Filter die zweite Frequenz (f2) gemäß dem Resonanzmodus dritter Ordnung durchläßt oder dämpft.
2. Dielektrisches Filter gemäß Anspruch 1,
bei dem die Frequenzen (f1, f2) des Grundwellenresonanz
modus und des Resonanzmodus dritter Ordnung durch Ein
stellen eines Impedanzverhältnisses zwischen dem kurzge
schlossenen Ende (S2) und dem offenen Ende (S1) des di
elektrischen Resonators (Ra, Rb; Ra, Rb, Rc) auf vorbe
stimmte Werte eingestellt sind.
3. Dielektrisches Filter gemäß Anspruch 1 oder 2,
bei dem eine Kopplungsschaltung (C1, C2, C3; Ca, Cb, M; 18a, 18b) angeordnet ist, um ein Paar von dielektrischen Resonatoren (Ra, Rb; Ra, Rb, Rc) zu koppeln, oder um ei nen dielektrischen Resonator und eine externe Schaltung zu koppeln,
und bei dem ein Reaktanzbauelement (La, Lb; 17a, 17b, 17c) ebenfalls zwischen der Kopplungsschaltung und dem dielektrischen Resonator angeordnet ist, wodurch Band paßcharakteristika zum Durchlassen der ersten (f1) und der zweiten (f2) Frequenz und zum Erzeugen eines Dämp fungspols in einem Band neben der ersten und der zweiten Frequenz erhalten werden.
bei dem eine Kopplungsschaltung (C1, C2, C3; Ca, Cb, M; 18a, 18b) angeordnet ist, um ein Paar von dielektrischen Resonatoren (Ra, Rb; Ra, Rb, Rc) zu koppeln, oder um ei nen dielektrischen Resonator und eine externe Schaltung zu koppeln,
und bei dem ein Reaktanzbauelement (La, Lb; 17a, 17b, 17c) ebenfalls zwischen der Kopplungsschaltung und dem dielektrischen Resonator angeordnet ist, wodurch Band paßcharakteristika zum Durchlassen der ersten (f1) und der zweiten (f2) Frequenz und zum Erzeugen eines Dämp fungspols in einem Band neben der ersten und der zweiten Frequenz erhalten werden.
4. Verfahren zum Einstellen eines dielektrischen Filters,
das einen dielektrischen TEM-Modus-Resonator (Ra, Rb;
Ra, Rb, Rc) aufweist, wobei der dielektrische TEM-Mo
dus-Resonator zwei Enden (S1, S2) aufweist, von denen
das eine (S2) kurzgeschlossen ist, während das andere
(S1) offen ist, derart, daß das Filter eine erste Fre
quenz (f1) und eine zweite Frequenz (f2) durchläßt oder
dämpft,
wobei das Verfahren den Schritt des Einstellens entweder
eines Grundwellenresonanzmodus oder eines Resonanzmodus
dritter Ordnung oder beider des dielektrischen Resona
tors aufweist, wobei die Moden jeweiligen Frequenzen
(f1, f2) entsprechen, derart, daß das Filter die erste
Frequenz (f1) gemäß dem Grundwellenresonanzmodus durch
läßt oder dämpft, und daß das Filter die zweite Frequenz
(f2) gemäß dem Resonanzmodus dritter Ordnung durchläßt
oder dämpft.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4,
das die Schritte des Einstellens sowohl des Grundwellen
resonanzmodus (f1) als auch des Resonanzmodus dritter
Ordnung (f2) aufweist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5,
das die Schritte des Einstellens der Frequenzen (f1, f2)
des Grundwellenresonanzmodus und der Resonanzmodus drit
ter Ordnung auf vorbestimmte Werte durch Einstellen ei
nes Impedanzverhältnisses zwischen dem Kurzschlußende
(S2) und dem offenen Ende (S1) des dielektrischen Reso
nators aufweist.
7. Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 6,
das ferner folgende Schritte aufweist:
Bereitstellens einer Kopplungsschaltung (C1, C2, C3; Ca, Cb, M; 18a, 18b), um ein Paar der dielektrischen Reso natoren (Ra, Rb; Ra, Rb, Rc) zu koppeln, oder um einen dielektrischen Resonator und eine externe Schaltung zu koppeln; und
Bereitstellen eines Reaktanzbauelements (La, Lb; 17a, 17b, 17c) ebenfalls zwischen der Kopplungsschaltung und dem dielektrischen Resonator, wodurch Bandpaßcharakte ristika zum Durchlassen der ersten (f1) und der zweiten (f2) Frequenz und zum Erzeugen eines Dämpfungspols in einem Band neben der ersten und der zweiten Frequenz erhalten werden.
Bereitstellens einer Kopplungsschaltung (C1, C2, C3; Ca, Cb, M; 18a, 18b), um ein Paar der dielektrischen Reso natoren (Ra, Rb; Ra, Rb, Rc) zu koppeln, oder um einen dielektrischen Resonator und eine externe Schaltung zu koppeln; und
Bereitstellen eines Reaktanzbauelements (La, Lb; 17a, 17b, 17c) ebenfalls zwischen der Kopplungsschaltung und dem dielektrischen Resonator, wodurch Bandpaßcharakte ristika zum Durchlassen der ersten (f1) und der zweiten (f2) Frequenz und zum Erzeugen eines Dämpfungspols in einem Band neben der ersten und der zweiten Frequenz erhalten werden.
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