DE4319241A1 - Monolithisches Mikrowellen-Keramikfilter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein monolithisches Mi­ krowellen-Keramikfilter nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Ein solches Mikrowellen-Keramikfilter wird durch min­ destens zwei in einem einstückigen Keramikkörper ausge­ bildete, miteinander gekoppelte Keramikresonatoren gebil­ det. Im Keramikkörper ist für jeweils einen Keramikresona­ tor eine Resonatorbohrung vorgesehen. Der Keramikkörper ist einschließlich der Innenflachen der Resonatorbohrungen abgesehen von einer nicht metallisierten Endfläche allsei­ tig metallisiert. Die Kopplung der einzelnen Keramikreso­ natoren erfolgt über den einstückigen Keramikkörper selbst.

Mikrowellen-Keramikfilter der vorstehend generell erläu­ terten Art sind im Prinzip beispielsweise aus "IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques", Vol. MTT-34, Nr. 9, September 1986, Seiten 972 bis 976 bekannt. In dieser Druckschrift wird zwar das Prinzip derartiger Filter anhand von Einzelresonatoren in jeweils einem Kera­ mikkörper beschrieben, die über Aperturfenster miteinander gekoppelt sind. Das Prinzip ist aber ohne weiteres auf mo­ nolithische Filter übertragbar, bei dem die einzelnen Ke­ ramikkörper in einen einstückigen Keramikkörper übergehen.

Ein Problem bei derartigen Mikrowellen-Keramikfiltern mit gekoppelten Resonatoren besteht darin, daß neben den Grundschwingungen auch Oberwellen auftreten. Bei Filtern, die aus gekoppelten λ/4-Resonatoren bestehen, treten als Oberwellen ungeradzahlige Vielfache der Grundschwingung auf. Bei Einsatz eines derartigen Mikrowellen-Keramikfil­ ters in einer HF-Schaltung können diese Oberwellen als Mischprodukte störend wirken und müssen daher aufwendig unterdrückt werden. Quaderförmige Filter oder aus quader­ förmigen Resonatoren bestehende Filter weisen zusätzlich parasitäre Rechteckhohlleitermoden auf, die in aller Regel ebenfalls unterdrückt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mikrowellen-Keramikfilter der in Rede stehenden Art selbst so auszubilden, daß harmonische Oberwellen unterdrückt bzw. ihre Schwingfrequenz verschoben wird.

Diese Aufgabe wird bei einem monolithischen Mikrowellen- Keramikfilter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläu­ tert. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Mikrowellen-Keramikfilters; und

Fig. 2 in schematischer Aufsicht eine zweite Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Mikrowellen- Keramikfilters.

Bei der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen monolithi­ schen Mikrowellen-Keramikfilters handelt es sich um ein Filter mit zwei gekoppelten Resonatoren. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Anzahl der Resonatoren nicht auf zwei beschränkt ist. Das Filter umfaßt einen einstückigen Kera­ mikkörper 1 mit zwei Innenleiterbohrungen 2, 3 der beiden im Keramikkörper 1 miteinander gekoppelten Resonatoren. Der Keramikkörper 1 ist abgesehen von seiner Oberseite 4 einschließlich der Innenflächen der Resonatorbohrungen 2, 3 allseitig metallisiert. Da dies bei Filtern der in Rede stehenden Art an sich bekannt ist, ist die Metallisierung aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 1 nicht eigens dar­ gestellt.

Symmetrisch zu den Innenleiterbohrungen 2, 3 sind Ankop­ pelstrukturen 5, 6 vorgesehen, welche durch galvanische Auftrennung der Metallisierung, beispielsweise mechanisch, ätztechnisch oder fotolacktechnisch erfolgt.

Wie oben bereits ausgeführt, treten bei einer symmetri­ schen Ausbildung des Filters nicht nur die Grundwelle, sondern auch störende Oberwellen auf. Bei der Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Mikrowellen-Keramikfilters nach Fig. 1 werden Oberwellen durch asymmetrische Anord­ nung der Resonatoren derart unterdrückt bzw. verschoben, daß die Innenleiterbohrungen 2, 3 asymmetrisch gegen die Ankoppelstrukturen 5, 6 verschoben sind. Die symmetrische Lage der Innenleiterbohrungen 2, 3 ist daher in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, während die asymmetrisch verscho­ bene Lage der Innenleiterbohrungen ausgezogen dargestellt ist und die Innenleiterbohrungen mit 2′, 3′ bezeichnet sind.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die asymmetrische Verschie­ bung der Innenleiterbohrungen je nach Anwendungsfall in der Fläche 4 in beiden Koordinatenrichtungen und zwar je­ weils auch in entgegengesetzter Richtung erfolgen kann. In einem in Fig. 1 eingetragenen Koordinatensystem ist also die Verschiebung sowohl in positiver und negativer x-Rich­ tung als auch in positiver und negativer y-Richtung mög­ lich.

Bei der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikrowellen-Keramikfilters nach Fig. 2, in der gleiche Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die asymmetrische Anordnung der Resonatoren dadurch reali­ siert, daß die Innenleiterbohrungen 2, 3 unterschiedliche Durchmesser d1 und d2 besitzen.

Es ist weiterhin darauf hinzuweisen, daß die Erfindung nicht nur für gehäuselose monolithische Mikrowellen-Kera­ mikfilter mit Ankoppelstrukturen 5, 6 der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art verwendbar ist. Sie ist vielmehr auch für mit Gehäuse versehene Filter sowie für Filter mit externer Ankopplung über Koaxialanschlüsse anwendbar.

Claims (4)

1. Monolithisches Mikrowellen-Keramikfilter, das durch mindestens zwei miteinander gekoppelte Resonatoren gebil­ det ist und in dem die Resonatoren durch jeweils eine In­ nenleiterbohrung (2, 3 bzw. 2′, 3′) in einem einstückigen Keramikkörper (1) sowie eine Metallisierung aller Keramik­ körperflächen mit Ausnahme einer einzigen Endfläche gebil­ det sind, gekennzeichnet durch eine asymmetrische Ausbil­ dung der Resonatoren.

2. Keramikfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleiterbohrungen (2, 3 bzw. 2′, 3′) asymme­ trisch angeordnet bzw. ausgebildet sind.

3. Keramikfilter mit im Keramikkörper (1) vorgesehenen, den Resonatoren zugeordneten Ankoppelstrukturen (5, 6) zur Ankopplung des Filters an eine externe HF-Schaltung, da­ durch gekennzeichnet, daß die Innenleiterbohrungen (2′, 3′) gegen die Ankoppelstrukturen (5, 6) verschoben sind.

4. Keramikfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser (d1, d2) der Innenleiterbohrungen (2, 3) unterschiedlich sind.