DE60200796T2 - Filtergerät, Duplexer und Kommunikationsgerät - Google Patents

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DE60200796T2
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filter
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dual
tem
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DE60200796T
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Kenji Nagaokakyo-shi Saito
Hiroki Nagaokakyo-shi Wakamatsu
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207Hollow waveguide filters
    • H01P1/208Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2084Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
    • H01P1/2086Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators multimode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/213Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
    • H01P1/2133Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies using coaxial filters

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung, die eine Mehrzahl von Resonatoren, einen Duplexer und eine Kommunikationsvorrichtung, wie zum Beispiel eine Basisstationskommunikationsvorrichtung, aufweist.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Bei der verwandten Technik umfassen Resonatoren, die bei dem Mikrowellenband verwendet werden und in der Lage sind, eine relativ große Leistung zu handhaben, einen Hohlraumresonator und einen Halbkoaxialresonator. Ein Halbkoaxialresonator ist auch als ein Koaxialhohlraumresonator bekannt und ist relativ nützlich, um ein kompaktes Filter usw. zu bilden wegen seines relativ hohen Q-Faktors und weil derselbe kompakter ist als ein Hohlraumresonator.
  • 11 ist eine Draufsicht eines Filters, der Halbkoaxialresonatoren umfasst, wobei ein Hohlraumdeckel entfernt ist. Ein Hohlraumkörper 1, der eine Öffnung aufweist, die durch einen Hohlraumdeckel bedeckt ist, umfasst zylindrische leitfähige Stäbe 4 in den Mitten der Hohlräume der Resonatoren, um eine Mehrzahl von Halbkoaxialresonatoren zu bilden. Benachbarte Resonatoren sind durch bekannte Anordnungen miteinander gekoppelt.
  • Ein Filter, das dielektrische TM-Zweimodenresonatoren aufweist, kann auch nützlich sein, um einen kompakten Resonator bereitzustellen.
  • 12 zeigt ein Beispiel eines Filters, das dielektrische TM-Zweimodenresonatoren verwendet. In 12 umfasst ein Hohlraumkörper 1 einen kreuzförmigen dielektrischen Kern 3 in jedem Resonatorraum, um ein Multiplexen der zwei senkrechten TM-Moden zu liefern.
  • Das Dokument US-A-4271399 beschreibt einen Resonator, der einen dielektrischen Ring mit einem Metallstab aufweist, der in den hohlen Teil des dielektrischen Bauglieds eingefügt ist, der einen hybriden TEM- und TE10g-Mode unterstützt.
  • Mit den Aufkommen von Mikrozellzellularmobilkommunikationssystemen, wie zum Beispiel Zellulartelefonen, hat der Bedarf an kompakteren Filtern in Basisstationen zugenommen. Zusätzlich werden, da die Anzahl installierter Filter zugenommen hat, zunehmend kostengünstigere Filter benötigt.
  • Ein Filter, das Halbkoaxialresonatoren aufweist, benötigt aber immer noch ein großes Volumen für jeden Resonator, und somit kann die Gesamtfiltervorrichtung in der Größe nicht reduziert werden. Eine Filtervorrichtung, die TM-Zweimodenresonatoren aufweist, umfasst Resonatoren, die aus dielektrischen Kernen in allen Stufen gebildet sind, und kann deshalb insgesamt kompakt sein; dieselbe benötigt jedoch einen komplizierten Herstellprozess zum einstückigen Formen, weshalb es schwierig ist, Kostengünstigkeit zu erreichen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Folglich geht die vorliegende Erfindung die oben genannten Probleme durch ein Bereitstellen einer kompakten und kostengünstigen Filtervorrichtung, eines Duplexers und einer Kommunikationsvorrichtung, die diese Merkmale umfassen, an.
  • Zu diesem Zweck umfasst bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Filtervorrichtung einen Zweimodenresonator und einen TEM-Einmodenresonator.
  • Der Zweimodenresonator umfasst einen leitfähigen Hohlraum, der einen leitfähigen Stab häust, der zumindest ein Ende aufweist, das elektrisch mit dem Hohlraum verbunden ist, und einen dielektrischen Kern, durch den der Stab eingefügt ist. Der Zweimodenresonator duplext und koppelt einen TEM-Mode, erzeugt durch den Hohlraum und den Stab, und einen TM-Mode, erzeugt durch den Hohlraum und den dielektrischen Kern. Der TEM-Einmodenresonator umfasst einen leitfähigen Hohlraum, der einen leitfähigen Stab häust, der zumindest ein Ende aufweist, das elektrisch mit dem Hohlraum verbunden ist.
  • Ein Zweimodenresonator, das heißt ein sowohl TEM-Mode- als auch TM-Mode-Resonator, kann verwendet werden, um eine kompakte Filtervorrichtung zu erreichen. Zusätzlich ist der Zweimodenresonator mit einem TEM-Einmodenresonator kombiniert, um eine Filtervorrichtung herzustellen, die kostengünstig eine vorbestimmte Anzahl von Stufen von Resonatoren innerhalb eines begrenzten Raumes aufweist.
  • Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Duplexer ein Empfangsfilter und ein Sendefilter. Das Empfangsfilter umfasst eine Mehrzahl von Zweimodenresonatoren, wie es oben beschrieben ist, wobei vorbestimmte Resonatoren zwischen benachbarten Zweimodenresonatoren miteinander gekoppelt sind. Das Sendefilter umfasst einen Zweimodenresonator und einen TEM-Einmodenresonator, wobei vorbestimmte Resonatoren zwischen benachbarten Resonatoren miteinander gekoppelt sind. Der Duplexer umfasst ferner ein gemeinsam verwendetes Eingangs-/Ausgangstor, das einen Eingang zu dem Empfangsfilter und einen Ausgang von dem Sendefilter bereitstellt.
  • Ein Empfangsfilter, das im Allgemeinen eine größere Anzahl von Stufen von Resonatoren erfordert als ein Sendefilter, ist aus einer Mehrzahl von Zweimodenresonatoren gebildet und kann deshalb in der Größe reduziert werden. Ein Sendefilter umfasst einen Zweimodenresonator und einen TEM-Einmodenresonator und kann somit die gleiche Resonatorenlänge in der Ausrichtungsrichtung bereitstellen wie diejenige bei dem Empfangsfilter, während derselbe erforderliche Frequenzcharakteristika erfüllt. Folglich kann ein Duplexer, der ein derartiges Empfangsfilter und Sendefilter aufweist, kompakt hergestellt werden, wobei die Längen der Resonatoren bei dem Empfangs- und dem Sendefilter bei einer Ausrichtungsrichtung der Resonatoren einheitlich sein können. Der Duplexer kann deshalb ohne Weiteres in eine Kommunikationsvorrichtung eingebaut werden.
  • Der Duplexer kann ferner eine rauscharme Verstärkerschaltung zum Verstärken eines Empfangssignals, das aus dem Empfangsfilter ausgegeben wird, umfassen, wobei die rauscharme Verstärkerschaltung, das Sendefilter und das Empfangsfilter durch ein Gehäuse gehäust sind. Dies stellt eine kürzere Entfernung von dem Empfangsfilter zu der rauscharmen Verstärkerschaltung bereit, wodurch ein ankommendes Rauschen unterdrückt wird, sodass ein Empfangssignal, das ein hohes Signal-Rauschen-Verhältnis aufweist, von dem Duplexer ausgegeben werden kann.
  • Der Duplexer kann ferner ein Tiefpassfilter zwischen dem gemeinsam verwendeten Eingangs-/Ausgangstor und einem Antennentor umfassen, zum Senden einer Signalkomponente in dem Sende- und Empfangsfrequenzband und Blockieren einer Signalkomponente in den Frequenzregionen, die höher sind als das Sende- und Empfangsfrequenzband. Dies kann eine Emission ungewollter Signale aufgrund störender Moden unterdrücken.
  • Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kommunikationsvorrichtung, wie zum Beispiel eine Basisstationskommunikationsvorrichtung, den bereits erwähnten Duplexer und einen Sender und einen Empfänger, die mit dem Duplexer verbunden sind. Eine Basisstationskommunikationsvorrichtung kann somit zum Beispiel kompakt und kostengünstig hergestellt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die sich auf die begleitenden Zeichnungen bezieht, ersichtlich.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht eines Zweimodenresonators bei einer Filtervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2A bis 2C sind exemplarische Verteilungen elektromagnetischer Felder bei Resonanzmoden des Zweimodenresonators bei der Filtervorrichtung, die in 1 gezeigt ist;
  • 3 ist eine Draufsicht, die zeigt, dass die beiden Resonanzmoden des Zweimodenresonators miteinander gekoppelt sind;
  • 4A und 4B sind Draufsichten von zwei Ausführungen der Filtervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur von zwei Zweimodenresonatoren, die miteinander gekoppelt sind;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur eines Zweimodenresonators und eines TEM- Einmodenresonators, die miteinander gekoppelt sind;
  • 7A und 7B sind eine Draufsicht bzw. eine Längsquerschnittsansicht eines Zweimodenresonators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist eine Querschnittsansicht eines Duplexers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ist ein Blockdiagramm einer Basisstationskommunikationsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Basisstationskommunikationsvorrichtung, die in 9 gezeigt ist;
  • 11 ist eine Strukturansicht einer herkömmlichen Filtervorrichtung; und
  • 12 ist eine Strukturansicht einer anderen herkömmlichen Filtervorrichtung.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung
  • Die Struktur einer Filtervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht eines Zweimodenresonators. In 1 weist ein Hohlraumkörper 1 eine Öffnung auf, die mit einem Hohlraumdeckel 2 bedeckt ist. Der Hohlraumdeckel 2 umfasst eine Frequenzeinstellschraube 16 in der Mitte desselben zum Einstellen der Resonanzfrequenz durch ein Bereitstellen einer vorbestimmten Zwischenraumlänge zwischen dem Distalende eines leitfähigen Stabes 4 und der Innenoberfläche des Hohlraumdeckels 2.
  • Beide Längsendoberflächen eines dielektrischen Kerns 3 sind mit Innenwandoberflächen des Hohlraumkörpers 1 verbunden. Zum Beispiel sind die Endoberflächen des dielektrischen Kerns 3, die mit Ag-Elektroden metallisiert wurden, an die Innenwandoberflächen des Hohlraumkörpers 1 gelötet und mit denselben verbunden, sodass der dielektrische Kern 3 in der Mitte des Hohlraumes positioniert ist. Der Hohlraumkörper 1 und der Hohlraumdeckel 2 sind durch ein Gießen oder Schneiden eines Metallmaterials oder durch ein Abscheiden eines leitfähigen Filmes an einem Keramik- oder Harzbauglied hergestellt.
  • Ein Kopplungseinstellblock 17 ist in einer vorbestimmten Position an der inneren Bodenoberfläche des Hohlraumkörpers 1 eingebaut. Der Kopplungseinstellblock 17 kann einstückig an dem Hohlraumkörper 1 geformt sein, oder derselbe kann durch ein Anschrauben eines rechteckigen Metallblocks an denselben gebildet sein. Der Kopplungseinstellblock 17 ermöglicht es, dass die Kopplungsmenge zwischen einem TEM-Mode und einem TM-Mode, die später erklärt ist, eingestellt wird. Der dielektrische Kern 3 weist ein Kopplungseinstellloch h auf, das in demselben gebildet ist. Ein dielektrischer Stab (nicht gezeigt) kann extern durch das Kopplungseinstellloch h eingefügt werden, und die Koppelungsmenge zwischen einem TEM-Mode und einem TM-Mode wird abhängig von dem Betrag des Einfügens eingestellt.
  • Die 2A bis 2C zeigen exemplarische Verteilungen elektromagnetischer Felder bei den Moden des Zweimodenresonators. In den 2A bis 2C zeigen durchgezogene Pfeile Elektrisches-Feld-Vektoren, und gestrichelte Pfeile zeigen Magnetisches-Feld-Vektoren. 2A ist die Verteilung des elektromagnetischen Feldes bei einem TM-Mode, der durch den dielektrischen Kern 3 und den Hohlraum erzeugt wird. Bei diesem Mode sind die Elektrisches-Feld-Vektoren in der Längsrichtung des dielektrischen Kerns 3, und die magnetischen Vektoren laufen in einer Schleife senkrecht zu der Längsrichtung des dielektrischen Kerns 3. Obwohl der dielektrische Kern 3 rechteckig ist, wird hier ein zylindrisches Koordinatensystem zur Modennotierung verwendet, und die Anzahl von Wellen in der elektrischen Feldstärkenverteilung ist als TMθrh ausgedrückt, wobei Wert h in die Ausbreitungsrichtung gerichtet ist, Wert r in die Radialrichtung in der Ebene senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung gerichtet ist und Wert θ in die Umfangsrichtung in der Ebene senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung gerichtet ist. Der Mode, der in 2A gezeigt ist, kann somit als ein TM010-Mode ausgedrückt werden, aber dieser Mode unterscheidet sich von einem Standard-TM010-Mode. Bei diesem Beispiel ist dieser Mode, da der dielektrische Kern 3 nicht zylindrisch ist und der leitfähige Stab 4 in der Mitte des dielektrischen Kerns 3 angeordnet ist, ein Quasi-TM010-Mode.
  • 2B ist eine Draufsicht eines Halbkoaxialresonators, der aus einem Hohlraum und einem leitfähigen Stab gebildet ist, und 2C ist eine Vorderansicht des Halbkoaxialresonators, der in 2B gezeigt ist. Dieser Mode ist ein TEM-Mode, bei dem die Elektrisches-Feld-Vektoren in die Radialrichtung von dem leitfähigen Stab zu den Innenwandoberflächen des Hohlraumes gerichtet sind, während die Magnetisches-Feld-Vektoren in einer Schleife in der Umfangsrichtung um den leitfähigen Stab laufen. Im Gegensatz zu einem Standardhalbkoaxialresonator wird der Halbkoaxialresonator, der in den 2B und 2C gezeigt ist, jedoch durch den dielektrischen Kern 3 geladen, und ein Zwischenraum besteht zwischen dem oberen Ende des leitfähigen Stabes 4 und der oberen Oberfläche des Hohlraumes. Deshalb ist dieser Mode ein Quasi-Halbkoaxialresonatormode.
  • Die Resonatorteile, die in 1 gezeigt sind, sind geeignet dimensioniert, sodass der Resonator als ein 2 GHz- Bandresonator verwendet werden kann, der eine TM-Moderesonanzfrequenz von 1910 MHz und eine TEM-Moderesonanzfrequenz von 2155 MHz aufweist.
  • Da die Stärken der Elektrisches-Feld-Vektoren in der Längsrichtung des dielektrischen Kerns 3 in den 2A bis 2C bei dem TM-Mode und dem TEM-Mode symmetrisch sind, sind diese Moden nicht miteinander gekoppelt, falls dieselben unverändert sind. Deshalb werden die elektrischen Feldstärken bei den zwei Moden unsymmetrisch gemacht, sodass die zwei Moden miteinander gekoppelt sind.
  • 3 ist eine Draufsicht eines Beispiels eines Mechanismus zum Koppeln der zwei Moden miteinander, die den Hohlraumkörper 1 nach einer Entfernung des Hohlraumdeckels 2 zeigt. Die TEM-Mode-Elektrisches-Feld-Vektoren ETEM sind in die Radialrichtung von dem leitfähigen Stab 4 gerichtet, und die TM-Mode-Elektrisches-Feld-Vektoren ETM sind entlang des dielektrischen Kerns 3 gerichtet. Um die beiden Moden miteinander zu koppeln, werden die elektrische Feldstärke von einem Längsende des dielektrischen Kerns 3 zu dem Mittelabschnitt (dem leitfähigen Stab 4) und die elektrische Feldstärke von dem anderen Ende des dielektrischen Kerns 3 zu dem Mittelabschnitt unsymmetrisch gemacht. Zu diesem Zweck ist ein Kopplungseinstellloch h bereitgestellt, das in 3 gezeigt ist, wodurch bewirkt wird, dass die elektrischen Feldstärken in der Nähe desselben unsymmetrisch sind. Dies hat ein Koppeln des TEM-Mode und des TM-Mode zur Folge. Die Kopplungsmenge hängt von der Größe (Innendurchmesser oder Tiefe) des Kopplungseinstelllochs h oder dem Betrag ab, um den ein dielektrischer Stab (nicht gezeigt) in das Kopplungseinstellloch h eingefügt ist.
  • Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel besteht ein Zwischenraum zwischen dem Loch in der Mitte des dielektrischen Kerns 3 und dem leitfähigen Stab 4, wodurch ein Leiterverlust aufgrund eines Stromes, der in dem leitfähigen Stab 4 fließt, unterdrückt und der Q-Faktor des Resonators gestei gert wird. Dieser Zwischenraum ist nicht unbedingt erforderlich, und bei einigen Ausführungsbeispielen kann ein Loch, das in dem dielektrischen Kern gebildet ist, mit einem leitfähigen Stab in Eingriff genommen sein.
  • Die 4A und 4B sind Draufsichten von zwei Typen von Filtervorrichtungen, von denen Hohlraumdeckel entfernt wurden. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur von Resonatoren RWa und RWb, die in 4B gezeigt sind. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur von Resonatoren RWa und RSb, die in 4A gezeigt sind. In den 5 und 6 sind Hohlräume durch Strichpunktlinien angezeigt.
  • Ein Aluminiumhohlraumkörper 1 ist als ein Beispiel in vier Abschnitte geteilt. Zylindrische leitfähige Stäbe 4a, 4b, 4c und 4d sind einstückig an dem Hohlraumkörper 1 gebildet. Jeder der leitfähigen Stäbe 4a, 4b, 4c und 4d bildet zusammen mit dem Hohlraum einen TEM-Moderesonator. In den 4A und 4B bildet jeder einer Mehrzahl von im Wesentlichen rechteckigen dielektrischen Kernen 3a, 3b, 3c und 3d zusammen mit dem Hohlraum einen TM-Moderesonator.
  • In 4A sind die Resonatoren RWa und RWb Zweimodenresonatoren, und die Resonatoren RSb und RSc sind TEM-Einmodenresonatoren. Kopplungsschleifen 9a und 9d weisen erste Enden, die mit der Innenwandoberfläche des Hohlraumkörpers 1 verbunden sind, und zweite Enden auf, die mit den mittleren Leitern von Koaxialverbindern 8a bzw. 8d, verbunden sind. Kopplungsfenster 15ab, 15bc und 15cd sind an den Grenzen zwischen den benachbarten Hohlräumen bereitgestellt.
  • Die Kopplungsschleife 9a ist mit einem TM-Mode gekoppelt, der durch den dielektrischen Kern 3a erzeugt wird, und dieser TM-Mode ist mit einem TEM-Mode gekoppelt, der durch den leitfähigen Stab 4a erzeugt wird. Dieser TEM-Mode ist über das Kopplungsfenster 15ab mit einem TEM-Mode gekoppelt, der durch den leitfähigen Stab 4b erzeugt wird. Dieser TEM-Mode ist ferner über das Kopplungsfenster 15bc mit einem TEM-Mode gekoppelt, der durch den leitfähigen Stab 4c erzeugt wird. Dieser TEM-Mode ist über das Kopplungsfenster 15cd mit einem TEM-Mode gekoppelt, der durch den leitfähigen Stab 4d erzeugt wird. Dieser TEM-Mode ist mit einem TM-Mode gekoppelt, der durch den dielektrischen Kern 3d erzeugt wird. Die Kopplungsschleife 9d ist mit diesem TM-Mode gekoppelt. Mit der Struktur, die in 4A gezeigt ist, sind die beiden Zweimodenresonatoren und die beiden TEM-Einmodenresonatoren, das heißt insgesamt sechs Stufen von Resonatoren, schließlich wiederum miteinander gekoppelt und dienen als ein Filter, das eine Bandpasscharakteristik aufweist.
  • In 4B bilden Zweimodenresonatoren RWa, RWb und RWc und ein TEM-Einmodenresonator RSd, das heißt insgesamt sieben Stufen von Resonatoren, ein Filter. Genauer gesagt ist die Kopplungsschleife 9a mit einem TM-Mode gekoppelt, der durch den dielektrischen Kern 3a erzeugt wird, und dieser TM-Mode ist mit einem TEM-Mode gekoppelt, der durch den leitfähigen Stab 4a erzeugt wird. Dieser TEM-Mode ist über eine Kopplungsschleife 10ab mit einem TEM-Mode gekoppelt, der durch den leitfähigen Stab 4b erzeugt wird. Dieser TEM-Mode ist mit einem TM-Mode gekoppelt, der durch den dielektrischen Kern 3b erzeugt wird. Dieser TM-Mode ist über eine Kopplungsschleife 10bc mit einem TM-Mode gekoppelt, der durch den dielektrischen Kern 3c erzeugt wird. Dieser TM-Mode ist mit einem TEM-Mode gekoppelt, der durch den leitfähigen Stab 4c erzeugt wird. Dieser TEM-Mode ist über das Kopplungsfenster 15cd mit einem TEM-Mode gekoppelt, der durch den leitfähigen Stab 4d erzeugt wird. Die Kopplungsschleife 9d verbindet den leitfähigen Stab 4d mit dem mittleren Leiter des Koaxialverbinders 8d. Deshalb ist die Kopplungsschleife 9d mit dem TEM-Mode gekoppelt, der durch den leitfähigen Stab 4d erzeugt wird.
  • Die Kopplungsschleife 10ab ist weder mit dem TM-Mode, der durch den dielektrischen Kern 3a erzeugt wird, noch mit dem TM-Mode, der durch den dielektrischen Kern 3b erzeugt wird, gekoppelt, und diese beiden TM-Moden sind nicht direkt miteinander gekoppelt. Die Kopplungsschleife 10bc ist weder mit dem TEM-Mode, der durch den leitfähigen Stab 4b erzeugt wird, noch mit dem TEM-Mode, der durch den leitfähigen Stab 4c erzeugt wird, gekoppelt, und diese beiden TEM-Moden sind nicht direkt miteinander gekoppelt.
  • 7A ist eine Draufsicht einer Filtervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei ein Hohlraumdeckel entfernt ist, und 7B ist eine Längsquerschnittsansicht der Filtervorrichtung. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Endoberflächen des dielektrischen Kerns 3 von den Innenwandoberflächen des Hohlraumes beabstandet. In 7B ist ein Träger 5 zum Tragen des dielektrischen Kerns 3 ein Rohr, das aus einem Material hergestellt ist, das eine niedrige dielektrische Konstante aufweist, und derselbe ist mit dem dielektrischen Kern 3 verbunden. Der leitfähige Stab 4 ist durch den dielektrischen Kern 3, an dem der Träger 5 angebracht ist, eingefügt, wodurch der dielektrische Kern 3 im Wesentlichen in der Mitte des Hohlraumes befestigt ist.
  • Falls Zwischenräume zwischen den Längsendoberflächen des dielektrischen Kerns 3 und den Innenwandoberflächen des Hohlraumes bestehen, variiert die elektrische Feldstärke auch in der Ausbreitungsrichtung, sodass dieser Resonanzmode als der TM01δ-Mode ausgedrückt werden kann, wobei 6 eine Zahl kleiner als 1 ist, was bedeutet, dass die Stärke variiert, obwohl vollständige Wellen nicht in der Ausbreitungsrichtung getragen werden.
  • Mit dieser Struktur wird eine elektrostatische Kapazität in den Zwischenräumen zwischen den Endoberflächen des dielektrischen Kerns 3 und den Innenwandoberflächen des Hohlraums erzeugt, wodurch die elektrostatische Kapazität zwi schen den beiden Innenwandoberflächen des Hohlraumes, die den Längsendoberflächen des dielektrischen Kerns 3 zugewandt sind, reduziert wird. Dies bringt eine Zunahme der Größe des Hohlraumes (Entfernung zwischen den zugewandten Innenwandoberflächen des Hohlraumes) ein, um die erforderliche Resonanzfrequenz bei einem TM-Mode zu erhalten. Die Stromdichte des Stromes, der in den Hohlraum fließt, wird jedoch reduziert, wodurch der Q-Faktor des Resonators erhöht wird.
  • Die Struktur eines Duplexers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 8 beschrieben.
  • In 8 umfasst ein Sendefilter Ftx Zweimodenresonatoren RWtxa und RWtxd und TEM-Einmodenresonatoren RStxb und RStxc. Ein Empfangsfilter Frx umfasst Zweimodenresonatoren RWrxa, RWrxb, RWrxc und RWrxd. Der Duplexer umfasst ferner einen Koaxialverbinder 8tx zum Eingeben eines Sendesignals, einen Koaxialverbinder 8ant zum Anschließen eines Antennenkabels und einen Koaxialverbinder 8rx zum Ausgeben eines Empfangssignals.
  • Ein TEM-Mode des Zweimodenresonators RWrxc ist mit einem TEM-Mode des Zweimodenresonators RWrxd über eine Kopplungsschleife 10cd gekoppelt. Eine Kopplungsschleife 9rx ist mit einem TM-Mode des Zweimodenresonators RWrxa gekoppelt. Eine Kopplungsschleife 9tx ist mit einem TM-Mode des Zweimodenresonators RWtxd gekoppelt. Ein Kombinationsleiter 18 verbindet erste Enden der Kopplungsschleifen 9tx und 9rx miteinander und kombiniert ein Sendesignal mit einem Empfangssignal mit einer vorbestimmten Phase, um das sich ergebende Signal mit dem mittleren Leiter des Antennenkoaxialverbinders 8ant zu verbinden.
  • In 8 stellt ein Kopplung-Überspringen-Leiter 19rx(24) eine Magnetfeldkopplung in einen TEM-Mode des Zweimodenresonators RWrxa und eine Magnetfeldkopplung in einen TM-Mode des Zweimodenresonators RWrxb bereit. Der Kopplung-Überspringen-Leiter 19rx(24) ermöglicht es, dass die Resonatoren an der zweiten und vierten Stufe bei dem Empfangsfilter Frx miteinander gekoppelt sind. Ein Kopplung-Überspringen-Leiter 19rx(57) stellt eine Magnetfeldkopplung in einen TEM-Mode des Zweimodenresonators RWrxd und eine Magnetfeldkopplung in einen TM-Mode des Zweimodenresonators RWrxc bereit. Der Kopplung-Überspringen-Leiter 19rx(57) ermöglicht es, dass die Resonatoren an der fünften und siebten Stufe bei dem Empfangsfilter Frx miteinander gekoppelt sind. Auf diese Weise sind Resonatoren bei jeder zweiten Stufe gekoppelt, und die Polarität der Kopplung ist ausgewählt, wodurch sich eine große Dämpfung in der Nähe des Empfangsbandes ergibt.
  • Ein Kopplung-Überspringen-Leiter 19tx(13) ermöglicht es, dass ein TM-Mode des Zweimodenresonators RWtxa mit einem TEM-Mode des TEM-Einmodenresonators RStxb gekoppelt ist. Die Resonatoren an der ersten und dritten Stufe sind somit miteinander gekoppelt, wodurch sich eine große Dämpfung um das Empfangsband bei dem Sendefilter Ftx ergibt.
  • Ein Kopplung-Überspringen-Leiter 19tx(367) ermöglicht es, dass ein TM-Mode des TEM-Einmodenresonators RStxb mit einem TM-Mode des Zweimodenresonators RWtxd und ferner mit der Kopplungsschleife 9tx gekoppelt ist. Der Kopplung-Überspringen-Leiter 19tx(367) ermöglicht es, dass die Resonatoren an der dritten und sechsten Stufe miteinander gekoppelt sind. Gleichzeitig ermöglicht derselbe, dass der Resonator an der dritten Stufe und die Ausgangkopplungsschleife an der siebten Stufe miteinander gekoppelt sind. Auf diese Weise sind die Resonatoren an der dritten und sechsten Stufe miteinander gekoppelt, und der Resonator an der dritten Stufe und die Ausgangskopplungsschleife sind miteinander gekoppelt. Dies ergibt eine große Dämpfung in der Nähe der Hochfrequenzregion und in der Nähe der Niederfrequenzregion des Sendebandes.
  • Deshalb können Kopplung-Überspringen-Leiter an vorbestimmten Positionen bereitgestellt sein, um ohne Weiteres vorbestimmte Resonatoren in einer Mehrzahl von Stufen von Resonatoren miteinander zu koppeln.
  • Die Struktur einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 9 und 10 beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung ist bei diesem Beispiel eine Basisstation, aber die Erfindung ist gleichermaßen auf eine tragbare Kommunikationsvorrichtung anwendbar.
  • 9 veranschaulicht eine Verbindungsbeziehung zwischen den Komponenten, und 10 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der Gesamtvorrichtung. Ein Koaxialverbinder zur Verbindung mit einem Antennenkabel ist durch ANT angezeigt, ein Koaxialverbinder, der mit einem Sender verbunden werden soll, ist durch TX angezeigt und ein Koaxialverbinder, der mit einem Empfänger verbunden werden soll, ist durch RX angezeigt. Ein Koaxialverbinder zur Verbindung mit einem weiteren Raum-Diversity-Antennenkabel ist durch Div.ANT angezeigt. Die Kommunikationsvorrichtung umfasst Tiefpassfilter LPF, die Signalkomponenten in dem Sende- und Empfangsfrequenzband senden und die Signalkomponenten in den Frequenzregionen, die höher sind als das Sende- und Empfangsfrequenzband, blockieren. Die beiden Tiefpassfilter LPF sind Koaxialleitungsfilter vom verteilt-konstant Typ. Ein Duplexer DPX ist von demselben Typ, wie derjenige, der in 8 gezeigt ist, und ist aus einem Sendefilter Ftx und einem Empfangsfilter Frx gebildet. Ein Raum-Diversity-Empfangsfilter BPF weist die gleiche Konfiguration auf wie diejenige des Empfangsfilters Frx in dem Duplexer DPX. Die Kommunikationsvorrichtung umfasst ferner ein Bandpassfilter GGF, falls nötig oder erwünscht, der eine Signalkomponente in dem Sendefrequenzband sendet.
  • Ein Signal, das durch das Bandpassfilter GGF gesendet wird, wird durch den Div.TX-Anschluss ausgegeben. Genauer gesagt werden Funkwellen, die von einer Antenne (nicht gezeigt), die mit dem Koaxialverbinder ANT verbunden ist, emittiert werden, direkt durch eine weitere Raum-Diversity-Antenne (nicht gezeigt) empfangen, die mit dem Anschluss Div.ANT verbunden ist. Das empfangene Signal wird durch das Tiefpassfilter LPF und das Bandpassfilter GGF geleitet und wird dann von dem Div.TX-Anschluss ausgegeben. Das Ausgangssignal wird verwendet, um das Sendesignal zu überwachen.
  • Die Kommunikationsvorrichtung umfasst ferner rauscharme Verstärkerschaltungen LNA, die das Ausgangssignal von dem Empfangsfilter Frx in dem Duplexer DPX bzw. das Empfangssignal von dem Raum-Diversity-Empfangsfilter BPF bei einer vorbestimmten Verstärkung verstärken. Die verstärkten Signale werden in vier Routen verteilt, die dann von den entsprechenden Koaxialverbindern ausgegeben werden.
  • In 10 häust ein Chassis 20 die beiden rauscharmen Verstärkerschaltungen LNA, die in demselben eingebaut sind, und eine Zwischenplatte 22, auf der die beiden Tiefpassfilter LPF, der Duplexer DPX und das Raum-Diversity-Empfangsfilter BPF sitzen. Eine Vorderplatte 23 ist an der Seitenöffnung des Chassis 20 angebracht, und das Chassis 20 ist durch einen Deckel 21 bedeckt, womit die Basisstationskommunikationsvorrichtung aufgebaut ist.
  • Die Ausgangsverbinder für das Empfangsfilter Frx in dem Duplexer DPX und für das Raum-Diversity-Empfangsfilter BPF sind durch Ausschnittabschnitte der Zwischenplatte 22 direkt mit den Koaxialverbindern der rauscharmen Verstärkerschaltungen LNA verbunden. Ein Ausgangssignal von jeder der rauscharmen Verstärkerschaltungen LNA wird durch vier Koaxialverbinder geführt, um von der Vorderplatte 23 ausgegeben zu werden.

Claims (5)

  1. Eine Filtervorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: einen TEM-Einmodenresonator (RSb, RSc; RStxb, Rstxe), der einen leitfähigen Hohlraum (1) umfaßt, der einen leitfähigen Stab häust, der zumindest ein Ende aufweist, das elektrisch mit dem Hohlraum (1) verbunden ist, gekennzeichnet durch: einen Zweimodenresonator (Rwa, RWb; Rwtxa, RWtxd, Rwrxa, RWrxb, RWrxc, RWrxd), der einen leitfähigen Hohlraum (1), der einen leitfähigen Stab (4; 4a, 4b, 4c, 4d) häust, der zumindest ein Ende aufweist, das elektrisch mit dem Hohlraum verbunden ist, und einen dielektrischen Kern (3, 3a, 3b, 3c, 3d) umfaßt, durch den der Stab (4; 4a, 4b, 4c, 4d) eingefügt ist, wobei der Zweimodenresonator einen TEM-Mode, erzeugt durch den Hohlraum (1) und den Stab, und einen TM-Mode, erzeugt durch den Hohlraum und den dielektrischen Kern (3; 3a, 3b, 3c, 3d), duplext und koppelt.
  2. Ein Duplexer, der folgende Merkmale aufweist: eine Filter-(Ftx-)Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die als ein Sendefilter dient, die ein Sendefilter umfaßt, das den Zweimodenresonator (Rwtxa, RWtxd) und den TEM-Einmodenresonator (RStxb, Rstxe) umfaßt, wobei vorbestimmte Resonatoren (Rwtxa, RStxb, RWtxd) miteinander gekoppelt sind; ein Empfangsfilter (Frx), das eine Mehrzahl von Zweimodenresonatoren (Rwrxa, RWrxb, RWrxc, RWrxd) umfaßt, wobei jeder Zweimodenresonator einen leitfähigen Hohl raum (1), der einen leitfähigen Stab häust, der zumindest ein Ende aufweist, das elektrisch mit dem Hohlraum verbunden ist, und einen dielektrischen Kern umfaßt, durch den der Stab eingefügt ist, wobei der Zweimodenresonator einen TEM-Mode, erzeugt durch den Hohlraum und den Stab, und einen TM-Mode, erzeugt durch den Hohlraum und den dielektrischen Kern, duplext und koppelt, und wobei vorbestimmte (Rwrxa, RWrxb, Rwrxe, RWrxd) Resonatoren miteinander gekoppelt sind; und ein gemeinsam verwendetes Eingangs- und Ausgangstor (8ant), das einen Eingang für das Empfangsfilter (Frx) und einen Ausgang für das Sendefilter (Ftx) bereitstellt.
  3. Ein Duplexer (DPX) gemäß Anspruch 2, der ferner eine rauscharme Verstärkerschaltung (LNA) zum Verstärken eines Empfangssignals aufweist, das aus dem Empfangsfilter (Frx) ausgegeben wird, wobei die rauscharme Verstärkerschaltung (LNA), das Sendefilter (Ftx) und das Empfangsfilter (Frx) durch ein Gehäuse gehäust sind.
  4. Ein Duplexer (DPX) gemäß Anspruch 2, der ferner ein Tiefpaßfilter (LPF) zwischen dem gemeinsam verwendeten Eingangs- und Ausgangstor und einem Antennentor (ANT) aufweist, zum Senden einer Signalkomponente in dem Sende- und Empfangsfrequenzband und Blockieren einer Signalkomponenten in den Frequenzregionen, die höher sind als das Sende- und Empfangsfrequenzband.
  5. Eine Kommunikationsvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: den Duplexer (DPX) gemäß Anspruch 2; und einen Sender und einen Empfänger, die jeweils mit dem Sendefilter (Ftx) und dem Empfangsfilter (Frx) des Duplexers (DPX) verbunden sind.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3596505B2 (ja) * 2001-09-27 2004-12-02 株式会社村田製作所 誘電体共振器、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置
US7956706B2 (en) * 2004-09-09 2011-06-07 Filtronic Plc Multiband filter having comb-line and ceramic resonators with different pass-bands propagating in different modes
FI117684B (fi) 2004-12-02 2007-01-15 Filtronic Comtek Oy Antennipään suodatinjärjestely
CN101098034B (zh) * 2006-06-29 2010-05-26 奥雷通光通讯设备(上海)有限公司 一种波导天线口金属环耦合结构
WO2009067056A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-28 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) A filter for use in a wireless communications network
US7956707B2 (en) * 2008-10-21 2011-06-07 Radio Frequency Systems, Inc. Angled metallic ridge for coupling combline and ceramic resonators
US8198961B2 (en) * 2008-12-23 2012-06-12 Gemtek Technology Co., Ltd. Microwave filter based on a novel combination of single-mode and dual-mode cavities
CN101521305B (zh) * 2009-04-09 2012-11-07 成都赛纳赛德科技有限公司 双模双工器
CN102377002A (zh) * 2010-08-19 2012-03-14 安徽信安通讯技术有限公司 混合模射频滤波器
CN102074775A (zh) * 2011-01-24 2011-05-25 成都赛纳赛德科技有限公司 一种带阻滤波器
US9559729B2 (en) * 2011-03-30 2017-01-31 Alcatel Lucent Same-band combiner using dual-bandpass channel filters
WO2016013135A1 (ja) * 2014-07-24 2016-01-28 日本電気株式会社 フィルタ、分波器、無線通信モジュール、基地局および制御方法
GB201500571D0 (en) * 2015-01-14 2015-02-25 Radio Design Ltd Ceramic waveguide filter apparatus and method of use thereof
CN107112616B (zh) * 2015-04-29 2020-01-03 华为技术有限公司 一种介质滤波器
EP3089259B1 (de) * 2015-05-01 2024-03-20 Alcatel Lucent Resonatoranordnung und filter
CN110364788B (zh) * 2018-04-11 2021-05-18 上海华为技术有限公司 滤波装置
CN110808441B (zh) * 2019-11-26 2021-07-09 深圳国人科技股份有限公司 一种双模滤波器
CN113036330B (zh) * 2021-03-25 2022-04-12 南通大学 一种基于双模介质谐振器的同频双通道滤波巴伦
CN115441137B (zh) * 2022-09-29 2024-05-17 武汉凡谷电子技术股份有限公司 一种介质双模滤波器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54151351A (en) * 1978-04-24 1979-11-28 Nec Corp Dielectric resonator
FR2539565A1 (fr) * 1983-01-19 1984-07-20 Thomson Csf Filtre hyperfrequence accordable, a resonateurs dielectriques en mode tm010
JP3309610B2 (ja) * 1994-12-15 2002-07-29 株式会社村田製作所 誘電体共振器装置
US5969584A (en) * 1997-07-02 1999-10-19 Adc Solitra Inc. Resonating structure providing notch and bandpass filtering
JPH11112264A (ja) * 1997-10-08 1999-04-23 Murata Mfg Co Ltd フィルタ
US6002311A (en) * 1997-10-23 1999-12-14 Allgon Ab Dielectric TM mode resonator for RF filters
US6081175A (en) * 1998-09-11 2000-06-27 Radio Frequency Systems Inc. Coupling structure for coupling cavity resonators
US6472952B1 (en) * 1998-11-10 2002-10-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna duplexer circuit with a phase shifter on the receive side
JP3506104B2 (ja) * 1999-10-04 2004-03-15 株式会社村田製作所 共振器装置、フィルタ、複合フィルタ装置、デュプレクサおよび通信装置
JP3506076B2 (ja) * 1999-11-24 2004-03-15 株式会社村田製作所 多重モード誘電体共振器装置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置
JP3506121B2 (ja) * 2000-03-30 2004-03-15 株式会社村田製作所 誘電体共振器、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置

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