-
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.