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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zweimoden-Bandpassfilter, das
als ein Bandfilter beinhaltet ist, z. B. in einer Kommunikationsvorrichtung,
die in einem Bereich eines Mikrowellenbandes bis zu einem Millimeterwellenband
verwendet wird.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Es
gibt verschiedene bekannte Arten von Zweimoden-Bandpassfiltern (Miniature
Dual Mode Microstrip Filters, J. A. Curtis und S. J. Fiedziuszko, 1991
IEEE MTT-S Digest, usw.) als herkömmliche Bandpassfilter, die
für Hochfrequenzbänder verwendet
werden.
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Die 12 und 13 zeigen
jeweils eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines herkömmlichen
Zweimoden-Bandpassfilters.
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Bei
einem Bandpassfilter 200, das in 12 gezeigt
ist, ist ein kreisförmig
geformter leitfähiger Film 201 auf
einem dielektrischen Substrat (nicht gezeigt) gebildet. Der leitfähige Film 201 ist
mit Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 202 und 203 gekoppelt,
die in einem Winkel von 90 Grad angeordnet sind. Zusätzlich ist
eine obere offene Stichleitung 204 an einer Position gebildet,
die einen Winkel von 45 Grad in Bezug auf den Teil bildet, an dem die
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung 203 angeordnet ist.
Bei dieser Anordnung wirkt, da zwei Resonanzmoden mit unterschiedlichen
Resonanzfrequenzen miteinander gekoppelt sind, das Bandpassfilter 200 wie
ein Zweimoden-Bandpassfilter.
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Zusätzlich ist
in einem Zweimoden-Bandpassfilter 210, das in 13 gezeigt
ist, ein im Wesentlichen quadratischer leitfähiger Film 211 auf
einem dielektrischen Substrat gebildet. Der leitfähige Film 211 ist
mit Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 212 und 213 gekoppelt,
die in einem Winkel von 90 Grad angeordnet sind. Ferner ist eine
Ecke, die in einem Winkel von 135 Grad in Bezug auf die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung 213 positioniert
ist, weg geschnitten, um einen weggeschnittenen Teil 211a zu
bilden. Mit dieser Anordnung werden die Resonanzfrequenzen zweier
Resonanzmoden unterschiedlich gemacht. Folglich wirkt, da die beiden
Resonanzmoden miteinander gekoppelt sind, das Bandpassfilter 210 wie
ein Zweimoden-Bandpassfilter.
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Andererseits
ist als eine Alternative zu dem kreisförmig geformten leitfähigen Film
201,
der in
12 gezeigt ist, ein Zweimodenfilter
unter Verwendung eines schleifenförmigen leitfähigen Films bereitgestellt.
Dies bedeutet, dass es sowohl in der
japanischen
ungeprüften
Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer
9-139612 als auch der
japanischen
ungeprüften
Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer
9-162610 ein
Zweimodenfilter gibt. Dieses Zweimodenfilter beinhaltet eine schleifenförmige Ringübertragungsleitung.
Zusätzlich
sind, wie in dem Fall des in
12 gezeigten
Zweimoden-Bandpassfilters, Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
in einem Mittenwinkel von 90 Grad zwischen sich angeordnet und eine
obere offene Stichleitung ist an einem Teil der Ringübertragungsleitung
angeordnet.
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In
dem herkömmlichen
Zweimoden-Bandpassfilter, das in sowohl 12 als
auch 13 gezeigt ist, kann ein Zweistufen-Bandpassfilter, das
bei den beiden unterschiedlichen Resonanzfrequenzen in Resonanz
ist, gebildet werden. Folglich kann ein miniaturisiertes Bandpassfilter
erhalten werden.
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In
jedem der obigen Zweimoden-Bandpassfilter jedoch weist die kreisförmige oder
quadratische Struktur des leitfähigen
Films eine Struktur auf, die die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
in jedem der oben angegebenen Winkel koppelt, und die Kopplungsstärke zwischen
den beiden Resonanzmoden kann nicht erhöht werden. So besteht dahingehend
ein Problem, dass das Durchlassband für das Filter nicht verbreitert
werden kann.
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Bei
dem in 12 gezeigten Bandpassfilter ist
der leitfähige
Film 201 kreisförmig.
Bei dem in 13 gezeigten Bandpassfilter
ist der leitfähige Film 211 im
Wesentlichen quadratisch. Dies bedeutet, dass beide leitfähigen Filme 201 und 211 begrenzte
Konfigurationen aufweisen. Folglich kann bei jedem der obigen Bandpassfilter,
da das Frequenzband durch die Abmessungen des kreisförmigen oder
quadratischen leitfähigen
Films bestimmt wird, insbesondere die Position eines Dämpfungspols
(die Frequenz) nicht ohne weiteres eingestellt werden.
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Ein
Verfahren zum Steuern der Frequenz von Dämpfungspolen eines Ringresonators
durch Drehen der Anregungspunkte ist bekannt aus I. AWAI U. A.: „TWO-STAGE
BANDPASS FILTERS BASED ON ROTATED EXCITATION OF CIRCULAR DUAL-MODE
RESONATORS" IEEE
MICROWAVE AND GUIDED WAVE LEITERS, IEEE INC, NEW YORK, US, Bd. 7,
Nr. 8, 1. August 1997 (1997-08-01), Seiten 212–213, XP000658622 ISSN: 1051–8207.
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Ein
Zweimoden-Bandpassfilter, wie es durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 erhalten wird, ist bekannt aus L. ZHU U. A.: „NEW PLANAR
DUAL-MODE FILTER USING CROSS-SLOTTED PATCH RESONATOR FOR SIMULTANEOUS
SIZE AND LÖSS
REDUCTION" IEEE
TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, IEEE INC. NEW YORK,
US, Bd. 47, Nr. 5, Mai 1999, (1999-05), Seiten 650–654, XP000827467
ISSN: 0018-9480.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Entsprechend
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren
zum Einstellen der Frequenz eines Dämpfungspols eines Zweimoden-Bandpassfilters
bereitzustellen. Mit diesem Bandpassfilter können die oben beschriebenen Probleme
der herkömmlichen
Technik gelöst
werden und die Größe des Filters
kann reduziert werden. Zusätzlich
kann die Kopplungsstärke
zwischen zwei Resonanzmoden erhöht
werden. Ferner kann das Zweimoden-Bandpassfilter der Erfindung ein
großes Maß an Entwurfsfreiheit
besitzen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Einstellen der Frequenz eines Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters bereitgestellt. Das Verfahren umfasst
einen Schritt eines Bildens eines Metallfilms auf einer Oberfläche eines
dielektrischen Substrates oder in dem dielektrischen Substrat, einen
Schritt eines Anordnens einer Masseelektrode in einer derartigen
Weise, dass die Masseelektrode den Metallfilm in einer Dickenrichtung
des dielektrischen Substrats über
zumindest einen Teil des dielektrischen Substrats überlagert,
einen Schritt eines Bildens zumindest einer Öffnung in dem Metallfilm, um
zwei Resonanzmoden zu koppeln, einen Schritt eines Koppelns einer
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung mit dem Metallfilm, einen Schritt
eines Bildens eines Kopplungsabschnitts, der kapazitiv über einen
Zwischenraum mit einem Umfang des Metallfilms gekoppelt ist, und
einen Schritt eines Bildens eines Eingangs-/Ausgangsabschnitts,
der mit dem Kopplungsabschnitt gekoppelt ist, wobei die Eingangs-/Ausgangsschaltung
den Kopplungsabschnitt und den Eingangs-/Ausgangsabschnitt umfasst. Bei diesem Verfahren
wird zumindest entweder der Kopplungsabschnitt oder der Eingangs-/Ausgangsabschnitt
in einer Richtung entlang des Umfangs des Metallfilms bewegt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen der
Frequenz eines Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters bereitgestellt. Das Verfahren umfasst
einen Schritt eines Bildens eines Metallfilms auf einer Oberfläche eines
dielektrischen Substrats oder in dem dielektrischen Substrat, einen
Schritt eines Anordnens einer Masseelektrode in einer derartigen
Weise, dass die Masseelektrode den Metallfilm in einer Dickenrichtung
des dielektrischen Substrats über
zumindest einen Teil des dielektrischen Substrats überlagert,
einen Schritt eines Bildens zumindest einer Öffnung in dem Metallfilm, um
zwei Resonanzmoden zu koppeln, und einen Schritt eines Bildens einer
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung, die mit dem Metallfilm gekoppelt
ist. Bei diesem Verfahren ist die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung
durch entweder eine Streifenleitung oder eine Mikrostreifenleitung
gebildet. Ein Ende der Streifenleitung oder der Mikrostreifenleitung
ist direkt und elektrisch mit dem Metallfilm verbunden. Ein Punkt
zum Koppeln der Streifenleitung oder der Mikrostreifenleitung mit
dem Metallfilm wird an dem Umfang des Metallfilms bewegt.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen der
Frequenz eines Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters bereitgestellt. Das Verfahren umfasst
einen Schritt eines Bildens eines Metallfilms auf einer Oberfläche eines
dielektrischen Substrats oder in dem dielektrischen Substrat, einen
Schritt eines Anordnens einer Masseelektrode in einer derartigen
Weise, dass die Masseelektrode den Metallfilm in einer Dickenrichtung
des dielektrischen Substrats über
zumindest einen Teil des dielektrischen Substrats überlagert,
einen Schritt eines Bildens zumindest einer Öffnung in dem Metallfilm, um
zwei Resonanzmoden zu koppeln, und einen Schritt eines Bildens einer
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung, die mit dem Metallfilm gekoppelt
ist. Bei diesem Verfahren sind der Metallfilm und die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung
auf unterschiedlichen Schichten des dielektrischen Substrats gebildet.
Die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung überlagert den Metallfilm über die
dielektrische Schicht, so dass die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung
kapazitiv mit dem Metallfilm gekoppelt ist. Ein Punkt zum Koppeln
der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung mit dem Metallfilm wird
entlang des Umfangs des Metallfilms auf der dielektrischen Schicht
bewegt.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen der
Frequenz eines Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters bereitgestellt. Das Verfahren umfasst
einen Schritt eines Bildens eines Metallfilms auf einer Oberfläche eines
dielektrischen Substrats oder in dem dielektrischen Substrat, einen
Schritt eines Anordnens einer Masseelektrode in einer derartigen
Weise, dass die Masseelektrode den Metallfilm in einer Dickenrichtung
des dielektrischen Substrats über
zumindest einen Teil des dielektrischen Substrats überlagert,
einen Schritt eines Bildens zumindest einer Öffnung in dem Metallfilm, um
zwei Resonanzmoden zu koppeln, einen Schritt eines Bildens einer
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung, die mit dem Metallfilm gekoppelt
ist, und einen Schritt eines Bildens einer isolierenden Schicht
mit einer Durchgangslochelektrode zwischen der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung
und dem Metallfilm. Bei diesem Verfahren ist ein Ende der Durchgangslochelektrode
elektrisch mit der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung verbunden
und das andere Ende derselben ist elektrisch mit dem Metallfilm
verbunden. Positionen zum Verbinden der Durchgangslochelektrode
mit der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung
und dem Metallfilm werden entlang des Umfangs des Metallfilms bewegt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines Verfahrens zum
Einstellen der Frequenz eines Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Zweimoden-Bandpassfilters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 ist
ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimoden-Bandpassfilters
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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4 ist
ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimoden-Bandpassfilters
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
die erhalten werden, wenn die Positionen von Eingangs-/Ausgangsabschnitten
abgelenkt werden, zeigt;
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5 ist
ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimoden-Bandpassfilters
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
die erhalten werden, wenn die Positionen von Punkten, die die Eingangs-/Ausgangsabschnitte
mit Kopplungsabschnitten koppeln, stärker abgelenkt werden, zeigt;
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6 ist
eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines Verfahrens zum
Einstellen der Frequenz eines Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimoden-Bandpassfilters
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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8 ist
ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimoden-Bandpassfilters
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
die erhalten werden, wenn die Positionen von Eingangs-/Ausgangsabschnitten
abgelenkt werden, zeigt;
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9 ist
ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimoden-Bandpassfilters
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
die erhalten werden, wenn die Positionen von Punkten, die die Eingangs-/Ausgangsabschnitte
mit Kopplungsabschnitten koppeln, stärker abgelenkt werden, zeigt;
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10A und 10B zeigen
eine schematische Draufsicht und eine Teilwegschnitt-Vorderschnittansicht
zur Darstellung eines Verfahrens zum Einstellen der Frequenz eines
Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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11A und 11B zeigen
eine schematische Draufsicht und eine Teilwegschnitt-Vorderschnittansicht
zur Darstellung eines Verfahrens zum Einstellen der Frequenz eines
Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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12 ist
eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines herkömmlichen
Zweimoden-Bandpassfilters; und
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13 ist
eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines weiteren herkömmlichen
Zweimoden-Bandpassfilters.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Darstellung der Details eines Verfahrens
zum Einstellen der Frequenz eines Dämpfungspols eines Zweimoden-Bandpassfilters
gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden.
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1 ist
eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines Verfahrens zum
Einstellen der Frequenz eines Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 2 ist eine perspektivische Ansicht
derselben.
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Ein
Zweimoden-Bandpassfilter 1 weist ein dielektrisches Substrat 2 mit
einer Konfiguration einer rechteckigen Platte auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das dielektrische Substrat 2 aus einem Fluoroharz mit
einer Permeabilität εr von 2,58
hergestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
und anderen Ausführungsbeispielen
ist jedoch ein dielektrisches Material, das ein dielektrisches Substrat
bildet, nicht auf das Fluoroharz beschränkt. Ein dielektrisches Material,
wie z. B. BaO-Al2O3-SiO2-Keramik, kann z. B. als ein geeignetes
Material verwendet werden.
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Die
Dicke des dielektrischen Substrats 2 ist nicht spezifisch
bestimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Dicke desselben auf 350 μm
gesetzt.
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Ein
Metallfilm 3 zum Bilden eines Resonators ist auf einer
oberen Oberfläche 2a des
dielektrischen Substrats 2 angeordnet. Der Metallfilm 3 ist
teilweise auf dem dielektrischen Substrat 2 angeordnet.
Der Metallfilm 3 besitzt eine rhombische Form. Zusätzlich ist
eine Öffnung 3a in
dem Metallfilm 3 gebildet. Die Öffnung 3a weist eine
rechteckig-planare Form auf, deren Längenrichtung parallel zu der
Richtung einer längeren
diagonalen Linie des Metallfilms 3 ist.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
besitzt jede Seitenlinie der rhombischen Form des Metallfilms 3 eine
Länge von
15 mm, die längere
diagonale Linie desselben ist 24 mm lang und die kürzere diagonale Linie
desselben ist 18 mm lang. Die längere
Seitenlinie der Öffnung 3a ist
9 mm lang und die kürzere
Seitenlinie derselben ist 0,2 mm lang. Die Öffnung 3a ist in einer
derartigen Weise gebildet, dass die Mitte der Öffnung 3a mit der
Mitte des Metallfilms 3 zusammenfällt. Die Abmessungen des Metallfilms 3 und
der Öffnung 3a und
die Position der Öffnung 3a sind
nicht auf diejenigen, die in dem obigen Fall gezeigt sind, beschränkt und
können
gemäß einer
wünschenswerten
Mittenfrequenz und einer wünschenswerten Bandbreite,
falls nötig,
geeignet verändert
werden.
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Unterdessen
ist eine Masseelektrode 4 auf der gesamten unteren Oberfläche des
dielektrischen Substrats 2 angeordnet.
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Auf
dem Metallfilm 3 ist jede von Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 5 und 6 um einen
vorbestimmten Zwischenraum von jedem eines Paars von Seitenlinien 3b und 3c mit
einem großen
Innenwinkel zwischen sich getrennt. Die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 5 und 6 sind durch
Anordnen von Metallfilmen, die aus dem gleichen Material wie demjenigen
des Metallfilms 3 auf dem dielektrischen Substrat 2 gebildet
sind, angeordnet. Die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung 5 weist
einen Kopplungsabschnitt 5a und einen Eingangs-/Ausgangsabschnitt 5b auf
und die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung 6 weist einen Kopplungsabschnitt 6a und
einen Eingangs-/Ausgangsabschnitt 6b auf. Die Kopplungsabschnitte 5a und 6a weisen
in 1 Parallelogrammformen auf. Andere geeignete Formen
können
jedoch ebenso angewendet werden, wenn nur der Kopplungsabschnitt 5a eine
Kante 5c parallel zu der Seitenlinie 3b des Metallfilms 3 aufweist
und der Kopplungsabschnitt 6a eine Kante 6c parallel
zu der Seitenlinie 3c desselben aufweist. Die Seitenlinie 5c des
Kopplungsabschnitts 5a ist der Seitenlinie 3b des
Metallfilms 3 über
jeweilige vorbestimmte Zwischenräume g
zugewandt und die Seitenlinie 6c des Kopplungsabschnitts 6a ist
der Seitenlinie 3c desselben zuge wandt. Mit dieser Anordnung
sind die Kopplungsabschnitte 5a und 6a kapazitiv
mit dem Metallfilm 3 gekoppelt.
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Der
Eingangs-/Ausgangsabschnitt 5b ist mit dem Kopplungsabschnitt 5a gekoppelt
und der Eingangs-/Ausgangsabschnitt 6b ist mit dem Kopplungsabschnitt 6a gekoppelt
und die Eingangs-/Ausgangsabschnitte 5b und 6b sind
elektrisch mit externen Schaltungen verbunden.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist z. B. eine Eingangsspannung zwischen die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung 5 und
die Masseelektrode 4 angelegt, mit dem Ergebnis, dass eine
Ausgangsspannung zwischen der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung 6 und
der Masseelektrode 4 extrahiert wird. In diesem Fall werden,
da der Metallfilm 3 rhombisch ist und die Öffnung 3a in
demselben gebildet ist, zwei auftretende Resonanzmoden so miteinander
gekoppelt, dass das Filter des ersten Ausführungsbeispiels wie ein Zweimoden-Bandpassfilter wirken
kann.
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In
anderen Worten, in dem Zweimoden-Bandpassfilter 1 werden
die Resonanzmode, die in der Richtung einer virtuellen geraden Linie
auftritt, die die Mitte des Kopplungsabschnitts 5a der
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung 5 und die Mitte des
Kopplungsabschnitts 6a der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltung 6 verbindet,
und die Resonanzmode, die in einer Richtung, die orthogonal zu der
virtuellen geraden Linie ist, auftritt, erhalten. Der Resonanzstrom
in der Richtung, die orthogonal zu der virtuellen geraden Linie
ist, wird durch die Öffnung 3a gestoppt.
Dann bewegt sich mit einem Induktivitätsladeeffekt die Resonanzfrequenz
in der Richtung orthogonal zu der virtuellen geraden Linie zu der
niederfrequenten Seite. Die Größe der Öffnung 3a ist
so eingestellt, dass die Menge einer Bewegung zu der niederfrequenten
Seite gesteuert wird. Folglich können
die beiden Resonanzmoden miteinander gekoppelt werden.
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3 zeigt
ein Beispiel der Frequenzcharakteristika des Bandpassfilters gemäß dem Ausführungsbeispiel.
In 3 zeigt eine durchgezogene Linie A Reflexionscharakteristika
an und eine unterbrochene Linie B zeigt Durchlasscharakteristika
an. Zusätzlich
sind bezüglich
der Frequenzcharakteristika von Zweimoden-Bandpassfiltern, die in 4 und den
anderen Figuren gezeigt sind, ähnlich
die Reflexionscharakteristika durch durchgezogene Linien A angezeigt
und die Durchlasscharakteristika durch unterbrochene Linien B angezeigt.
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Wie
in 3 gezeigt ist, liegt ein Bandpassfilter vor, in
dem ein Band, das durch einen Pfeil C angezeigt ist, das Durchlassband
ist. Dies bedeutet, dass in dem Zweimoden-Bandpassfilter 1 des Ausführungsbeispiels
durch Bilden der Öffnung 3a in dem
Metallfilm 3 die beiden Resonanzmoden so miteinander gekoppelt
sind, dass die Frequenzcharakteristika zum Dienen als Zweimoden-Bandpassfilter
erhalten werden können.
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Bei
dem Verfahren zum Einstellen der Frequenz eines Dämpfungspols
gemäß dem Ausführungsbeispiel
wird bei dem obigen Zweimoden-Bandpassfilter 1 die Dämpfungspolfrequenz
durch Bewegen der Positionen, an denen der Eingangs-/Ausgangsabschnitt 5b mit
dem Kopplungsabschnitt 5a gekoppelt ist und der Eingangs-/Ausgangsabschnitt 6b mit
dem Kopplungsabschnitt 6a gekoppelt ist, entlang der Seitenlinien 3b bzw. 3c des
Metallfilms 3 eingestellt. Dies ist unter Bezugnahme auf
die 4 und 5 dargestellt.
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Bei
dem Zweimoden-Bandpassfilter mit den Frequenzcharakteristika, die
in den 3 bis 5 gezeigt sind, sind die Kopplungsabschnitte 5a und 6a in
der gleichen Weise gebildet. Insbesondere weist der Kopplungsabschnitt 5a die
Kante 5c auf und der Kopplungsabschnitt 6a weist
die Kante 6c auf und jede der Kanten 5c und 6c ist
von jeder der Seitenlinien 3b und 3c um einen
Zwischenraum g mit einer Länge
von 0,1 mm getrennt. Jede der Kanten 5c und 6c besitzt
parallel zu jeder der Seitenlinien 3b und 3c von
jedem der Enden 5c1 und 6c1 , die um den Zwischenraum g von einem
oberen Ende 3d getrennt sind, eine Länge von 13 mm. Zusätzlich werden
ein Kopplungspunkt Y1 des Eingangs-/Ausgangsabschnitts 5b und
des Kopplungsabschnitts 5a und ein Kopplungspunkt Y2 des Eingangs-/Ausgangsabschnitts 6b und
des Kopplungsabschnitts 6a in einer derartigen Weise bestimmt,
dass jede der Positionen X1 und X2, an denen die virtuelle gerade Linie X,
die die Eingangs-/Ausgangsabschnitte 5b und 6b verbindet,
die Seitenlinien 3b und 3c kreuzt, auf eine Entfernung
von 5 mm von dem oberen Ende 3d gesetzt ist.
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Bezüglich der
in den 4 und 5 gezeigten Frequenzcharakteristika
werden der Kopplungspunkt des Eingangs-/Ausgangsabschnitts 5b und
des Kopplungsabschnitts 5a und der Kopplungspunkt des Eingangs-/Ausgangsabschnitts 6b und des
Kopplungsabschnitts 6a in einer derartigen Weise bestimmt,
dass die virtuellen Linien an Positionen in Entfernungen von 7 mm
und 9 mm von dem oberen Ende 3d entlang der Seitenlinien 3b und 3c gesetzt
sind.
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Wie
bei einem Vergleich unter den 3 und 5 klar
zu sehen ist, kann, wenn die Positionen der Eingangs-/Ausgangsabschnitte 5b und 6b abgelenkt
werden, wie oben beschrieben wurde, insbesondere sogar in einem
Fall, in dem der Kopplungspunkt des Kopplungsabschnitts 5a und
des Eingangs-/Ausgangsabschnitts 5b und der Kopplungspunkt
des Kopplungsabschnitts 6a und des Eingangs-/Ausgangsabschnitts 6b in
den Richtungen der Seitenlinien 3b und 3c des
rhombischen Metallfilms 3 bewegt werden, das Filter 1 wie
ein Zweimoden-Bandpassfilter wirken. Zusätzlich stellt sich heraus,
dass die Dämpfungspolfrequenz
durch Bewegen der Positionen der Kopplungspunkte verändert werden
kann.
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Dies
bedeutet, dass bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben,
die Einstellung der Dämpfungspolfrequenz
des Zweimoden-Bandpassfilters 1 durch Verändern der Positionen
des Kopplungspunkts des Eingangs- /Ausgangsabschnitts 5b und
des Kopplungsabschnitts 5a und des Kopplungspunkts des
Eingangs-/Ausgangsabschnitts 6b und des Kopplungsabschnitts 6a durchgeführt werden
kann.
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So
wird zuerst der rhombische Metallfilm 3 mit der gleichen
Größe auf dem
dielektrischen Substrat gebildet und die Öffnung 3a wird in
dem dielektrischen Substrat gebildet. Dann werden die Kopplungsabschnitte 5a und 6a und
die Eingangs-/Ausgangsabschnitte 5b und 6b in
einer derartigen Weise angeordnet, dass die Position des Kopplungspunkts Y1 des Kopplungsabschnitts 5a und
des Eingangs-/Ausgangsabschnitts 5b und die Position des Kopplungspunkts
Y2 des Kopplungsabschnitts 6a und
des Eingangs-/Ausgangsabschnitts 6b von den vorherigen
Positionen abgelenkt werden. Mit dieser Anordnung kann das Zweimoden-Bandpassfilter 1 klar
eine erwünschte
Dämpfungspolfrequenz
aufweisen. Folglich kann dieses Ausführungsbeispiel die Einstellung
der Dämpfungspolfrequenz
des Zweimoden-Bandpassfilters erleichtern.
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6 ist
eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines Verfahrens zum
Einstellen der Frequenz eines Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 6 zeigt
nur einen Metallfilm und Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen,
die auf einem dielektrischen Substrat (nicht gezeigt) angeordnet
sind, in dem Zweimoden-Bandpassfilter. Dies ist äquivalent zu 1,
die bei dem ersten Ausführungsbeispiel
gezeigt ist.
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Das
dielektrische Substrat und eine Masseelektrode, die auf einer unteren
Oberfläche
des dielektrischen Substrats gebildet ist, sind in der gleichen Weise
wie denjenigen des Zweimoden-Bandpassfilters 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
gebildet. So trifft die Erläuterung
desselben bei dem ersten Ausführungsbeispiel
auch auf das zweite Ausführungsbeispiel
zu.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
sind der Metallfilm 3 und die Öffnung 3a in der gleichen Weise
wie denjenigen, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden,
angeordnet. Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel jedoch sind
die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen des zweiten Ausführungsbeispiels
durch Streifenleitungen 15 und 16 gebildet, die
direkt und elektrisch mit den Seitenlinien 3b und 3c des
Metallfilms 3 verbunden sind.
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Das
dielektrische Substrat, der Metallfilm 3 und die Öffnung 3a sind
aus dem gleichen Material in den gleichen Abmessungen gebildet wie
die Materialien und Abmessungen, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel
verwendet werden. Als nächstes
werden Punkte, die die Streifenleitungen 15 und 16 mit den
Seitenlinien 3b und 3c des Metallfilms 3 verbinden,
d. h. Kopplungspunkte, an Positionen von 5 mm, 7 mm und 9 mm von
dem oberen Ende 3d gesetzt, um drei Arten von Zweimoden-Bandpassfiltern 1 zu ergeben.
Die 7 bis 9 zeigen die Frequenzcharakteristika
dieser Zweimoden-Bandpassfilter.
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Wie
in den 7 bis 9 gezeigt ist, stellt sich,
wenn die Streifenleitungen 15 und 16 als die Eingangs-/Ausgangskopplungschaltungen
direkt mit den Seitenlinien 3b und 3c des Metallfilms 3 zur Kopplung
verbunden sind, heraus, dass jedes Filter auch wie ein Zweimoden-Bandpassfilter
wirken kann. Zusätzlich
stellt sich, wenn die Positionen der Kopplungspunkte der Streifenleitungen 15 und 16 und
des Metallfilms 3 entlang der Seitenlinien 3b und 3c bewegt
werden, ebenso heraus, dass die Dämpfungspolfrequenz verändert werden
kann, wodurch die Einstellung der Dämpfungspolfrequenz erleichtert wird.
Als eine Alternative zu der Streifenleitungsstruktur kann das Ausführungsbeispiel
auch auf eine Mikrostreifenleitungsstruktur angewendet werden.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
sind, um die Dämpfungspolfrequenz
einzustellen, die Positionen der Kopplungsabschnitte 5a und 6a fest
und die Positionen der Eingangs- /Ausgangsabschnitte 5b und 6b werden
verändert.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
sind die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 15 und 16,
die durch Induktivitätsspulen
gebildet sind, direkt mit den Seitenlinien 3b und 3c des
Metallfilms 3 gekoppelt und die Positionen der Kopplungspunkte
werden verändert,
um die Dämpfungspolfrequenz
einzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das erste und das zweite
Ausführungsbeispiel
beschränkt
und kann gemäß der Struktur
und Kopplungsweise der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen verschiedentlich
modifiziert werden.
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Die 10A und 10B sind
eine schematische Draufsicht und eine Teilwegschnitt-Vorderschnittansicht
zur Darstellung eines Verfahrens zum Einstellen der Frequenz eines
Dämpfungspols
eines Zweimoden-Bandpassfilters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Bei
einem Zweimoden-Bandpassfilter 21 ist ein Metallfilm 3 in
ein dielektrisches Substrat 22 eingebettet. Auf einer oberen
Oberfläche 22a des
dielektrischen Substrats 22 sind Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 25 und 26 gebildet.
Kopplungsabschnitte 25a und 26a der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 25 und 26 sind
in einer derartigen Weise angeordnet, dass die Abschnitte 25a und 26a den
Metallfilm 3 über
eine Schicht des dielektrischen Substrats überlagern. In anderen Worten,
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
sind die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen bündig mit dem
Metallfilm 3 und die Kopplungsabschnitte 5a und 6a sind
kapazitiv mit dem Metallfilm 3 gekoppelt. Wie in den 10A und 10B gezeigt
ist, können
die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 25 und 26 jedoch
an anderen Positionen als derjenigen des Metallfilms 3 gebildet
sein. In diesem Fall weist das dielektrische Substrat 22 eine
Mehrschichtstruktur auf, die durch Stapeln einer Mehrzahl dielektrischer Schichten
gebildet ist, und die Kopplungsabschnitte 25a und 26a sind
kapazitiv über
die Schicht des dielektrischen Substrats mit dem Metallfilm 3 gekoppelt.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel
kann durch Verändern
der Kopplungspunkte der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 25 und 26 und
des Metallfilms 3, wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels
gezeigt ist, die Dämpfungspolfrequenz
verändert
werden.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
sin die Kopplungsabschnitte 5a und 6a fest und
die Positionen der Eingangs-/Ausgangsabschnitte 5b und 6b werden
abgelenkt. Alternativ kann durch Bewegen der Positionen der Kopplungsabschnitte 5a und 6a entlang
der Seitenlinien 3b und 3c die Frequenz des Dämpfungspols
eingestellt werden. Zusätzlich
können
beide der obigen zwei Weisen gemeinsam verwendet werden. Ähnlich kann
bei dem dritten Ausführungsbeispiel
die Frequenz des Dämpfungspols durch
Verändern
der Positionen der Kopplungsabschnitte 25a und 26a der
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 25 und 26 und/oder
durch Ablenken von Positionen, an denen die Eingangs-/Ausgangsabschnitte 25b und 26b mit
den Kopplungsabschnitten 25a und 26a gekoppelt
sind, eingestellt werden.
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Ferner
kann, wie in dem dritten Ausführungsbeispiel
gezeigt ist, in einem Zweimoden-Bandpassfilter, das das Verfahren
der vorliegenden Erfindung einsetzen kann, der Metallfilm in dem
dielektrischen Substrat eingebettet sein. Zusätzlich ist es bezüglich der
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen nicht nötig, die Schaltungen auf der
oberen Oberfläche
des dielektrischen Substrats zu bilden. Die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
können
in dem dielektrischen Substrat gebildet sein. Zusätzlich ist
es nicht nötig,
die Masseelektrode 4, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
gezeigt ist, auf der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats
zu bilden. Die Masseelektrode 4 kann in dem dielektrischen
Substrat gebildet sein.
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Die 11A und 11B sind
eine schematische Draufsicht und eine Teilwegschnitt-Vorderschnittansicht
zur Darstellung eines Verfahrens zum Einstellen der Frequenz eines
Dämpfungspols
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Metallfilm 3 in ein dielektrisches Substrat 2 eingebettet und
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 35 und 36,
die durch Induktivitätsspulen
gebildet sind, sind auf dem dielektrischen Substrat 2 angeordnet. Die
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 35 und 36 sind
direkt und elektrisch über
die Durchgangslochelektroden 35a und 36a mit dem
Metallfilm 3 verbunden.
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In
anderen Worten, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Streifenleitungen 15 und 16 als die
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen mit dem Metallfilm 3 in
einer derartigen Weise verbunden, dass die Streifenleitungen 15 und 16 bündig mit dem
Metallfilm 3 sind. Wie in dem vierten Ausführungsbeispiel
gezeigt ist, können
die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 35 und 36 jedoch
in einer Höhe
positioniert sein, die sich von der Höhe unterscheidet, in der der
Metallfilm 3 positioniert ist. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel
kann, wie in dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels, die Frequenz des
Dämpfungspols
verändert
werden, indem die Positionen der Durchgangslochelektroden 35a und 36a verändert werden,
d. h. indem die Positionen von Punkten verändert werden, an denen die
Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen 35 und 36 mit
dem Metallfilm 3 gekoppelt sind. Zusätzlich können die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen in
das Substrat eingebettet sein.
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Bei
jedem des ersten bis vierten Ausführungsbeispiels weist der Metallfilm 3 eine
rhombische Form auf. Die planare Form des Metallfilms 3 jedoch, die
bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht auf einen
Rhombus beschränkt
und ein beliebiges anderer Vielecke, wie z. B. ein Quadrat, ein Rechteck
und ein Dreieck, oder eine beliebige Form mit einem zufälligen Umfang
könnte
nach Belieben verwendet werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist gemäß dem ersten
bis vierten Aspekt der Erfindung der Metallfilm zum Bilden eines
Resonators auf dem dielektrischen Substrat angeordnet und zumindest
eine Öffnung
ist in dem Metallfilm gebildet, um zwei Resonanzmoden zu koppeln.
So sind die Positionen der Punkte, an denen die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
mit dem Metallfilm gekoppelt sind, nicht besonders eingeschränkt. Folglich
können durch
Koppeln der beiden Resonanzmoden Bandcharakteristika erhalten werden,
die für
ein Zweimoden-Bandpassfilter erforderlich sind.
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Bei
dem ersten Aspekt der Erfindung weisen die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
die Kopplungsabschnitte, die kapazitiv mit dem Metallfilm gekoppelt
sind, und die Eingangs-/Ausgangsabschnitte auf. Da zumindest entweder
die Kopplungsabschnitte oder die Eingangs-/Ausgangsabschnitte in
einer Richtung entlang des Umfangs des Metallfilms bewegt werden,
der über
den Zwischenraum gegenüberliegt,
kann die Frequenz des Dämpfungspols
ohne weiteres eingestellt werden.
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Bei
dem Verfahren gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung sind die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
durch Induktoren gebildet. Ein Ende jeder der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
ist direkt und elektrisch mit dem Metallfilm verbunden und die Punkte,
an denen die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
mit dem Metallfilm gekoppelt sind, werden entlang des Umfangs des
Metallfilms bewegt. Mit dieser Anordnung kann die Frequenz des Dämpfungspols
des Zweimoden-Bandpassfilters ohne weiteres eingestellt werden.
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Bei
dem dritten Aspekt der Erfindung ist eine dielektrische Mehrschichtstruktur
zwischen dem Metallfilm und den Ein gangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
vorgesehen. Die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen überlagern
den Metallfilm über
die dielektrische Mehrschichtstruktur, um kapazitiv mit dem Metallfilm
gekoppelt zu sein. Bei dieser Anordnung kann die Frequenz eines
Dämpfungspols
des Zweimoden-Bandpassfilters
ohne weiteres durch Bewegen der Positionen der Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
entlang des Umfangs des Metallfilms auf der dielektrischen Mehrschichtstruktur
eingestellt werden.
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Bei
dem vierten Aspekt der Erfindung ist die isolierende Schicht mit
Durchgangslochelektroden zwischen den Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen und dem
Metallfilm angeordnet. Enden auf einer Seite der Durchgangslochelektroden
sind elektrisch mit den Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen verbunden
und die anderen Enden derselben sind elektrisch mit dem Metallfilm
verbunden. So kann die Frequenz des Dämpfungspols des Zweimoden-Bandpassfilters
ohne weiteres durch Bewegen der Positionen, die die Durchgangslochelektroden mit
den Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen und dem Metallfilm verbinden,
eingestellt werden.
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Bei
dem herkömmlichen
Zweimoden-Bandpassfilter gibt es Einschränkungen für die Form des Metallfilms,
der einen Resonator bildet, und die Positionen der Punkte, an denen
die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen mit dem Metallfilm gekoppelt
sind. Es bestehen jedoch keine derartigen Einschränkungen
für das
Zweimoden-Bandpassfilter gemäß jedem
des ersten bis vierten Aspekts der Erfindung. So kann die Freiheit
eines Entwerfens des Zweimoden-Bandpassfilters stark vergrößert werden.
Ferner kann die Frequenz des Dämpfungspols ohne
weiteres nicht nur durch Verändern
der Abmessungen des Metallfilms und der Öffnung, sondern auch durch
Verändern
der Positionen der Punkte, die die Eingangs-/Ausgangskopplungsschaltungen
mit dem Metallfilm koppeln, eingestellt werden, wie in der vorliegenden
Erfindung gezeigt ist.
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Während die
Erfindung in den obigen bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben
wurde, ist für
Fachleute offensichtlich, dass Modifizierungen und Variationen durchgeführt werden
können,
ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert,
abzuweichen.