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Diese Erfindung bezieht sich auf dielektrische Filter, die in
Hochfrequenz-Nachrichtengeräten verwendet werden, und dient
dazu, kompakte, dielektrische Filter einfacher Konstruktion
anzubieten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein herkömmliches, dielektrisches Filter wird nun unter
Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben, die einen säulenförmigen,
dielektrischen Viertelwellenlängen-Körper 1 mit einer Vielzahl
von Durchgangsbohrungen (in diesem Fall drei Bohrungen) 2, 3 und
4 zeigt, die obere und untere Oberflächen des säulenförmigen,
dielektrischen Körpers verbinden, und Elektroden 5, die auf
äußeren und unteren Oberflächen des säulenförmigen,
dielektrischen Körpers 1 vorgesehen sind, sowie säulenförmige
Isolatoren 8 und 9, in denen Leitungsdrahte 6 und 7
untergebracht sind, die integral in die Löcher 2 und 4
eingesetzt sind.
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In dem oben beschriebenen Aufbau eines herkömmlichen Resonators
sind zwei koaxiale Viertelwellenlängen-Resonatoren aus zwei
Teilen aufgebaut, die die Bohrungen 2 und 4 beinhalten, wobei
die Bohrung 3 die Aufgabe übernimmt, die Magnetfeldkopplung
zwischen den zwei koaxialen Resonatoren einzustellen.
Leitungsdrähte 6 und 7 sind kapazitiv durch Isolatoren an
Elektroden gekoppelt, die auf den Innenflächen der Löcher 2 und
4 aufgebracht sind, und leiten elektrische Signale ein und aus.
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Entsprechend eines solchen Aufbaus, müssen drei
Durchgangsbohrungen 2, 3 und 4 im dielektrischen Körper 1
vorgesehen sein, und dies bedeutet, daß (2n-1) Löcher auf dem
dielektrischen Körper vorgesehen sein müssen, um ein Filter
herzustellen, das n Stufen von Resonatoren hat. Dieses
Herstellungsverfahren erfordert jedoch ein hochkompliziertes und
präzises Druckgießen von dielektrischen Keramiken, um den
dielektrischen Körper 1 vorzubereiten, und es ist geradezu
unmöglich, dieses Verfahren bei einem kleinen dielektrischen
Körper 1, wegen des geringen Abstandes zwischen dem Löchern 2, 3
und 4, anzuwenden.
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Darüberhinaus würden die Schwierigkeiten dieses Verfahrens
vergrößert werden, wenn ein Loch 3 größeren Durchmessers
vorgesehen ist, das zur Einstellung der Kopplung zwischen den
Resonatoren erforderlich ist, und dieses Verfahren ist definitiv
nachteilig, um dielektrische Miniaturfilter herzustellen. Da
weiterhin zwei unabhängige Isolatoren 8 und 9 notwendigerweise
vorgesehen sind, erhöht dies die Anzahl von Bauteilen und damit
die Schwierigkeiten beim Zusammensetzen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Probleme bei
herkömmlichen dielektrischen Filtern zu lösen und kompakte,
hochleistungsfähige dielektrische Filter anzubieten.
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Die technischen Einrichtungen der Erfindung zur Lösung der oben
beschriebenen Probleme beinhalten eine einzelne
Durchgangsbohrung zwischen oberer und unterer Oberfläche eines
säulenförmigen, dielektrischen Viertelwellenlängen-Resonators,
Elektroden, die die äußere und untere Oberfläche des
dielektrischen Körpers bedecken, und mehr als zwei unabhängige
Elektroden auf den inneren Oberflächen der Durchgangsbohrungen,
um die Räume zwischen der oberen und unteren Oberfläche in der
Durchgangsbohrung zu bedecken. Die Erfindung ist vollständig in
Anspruch 1 definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zum vollständigen Verständnis der Beschaffenheit und der
Vorteile der vorliegenden Erfindung, ist im Folgenden eine
detaillierte Beschreibung von einigen wenigen bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung angegeben, die unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert und am besten
verstanden werden. In diesen zeigt :
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Fig. 1(a) eine Perspektivansicht einer Ausführungsform
eines dielektrischen Filters der Erfindung, und Fig. 1(b) eine
Aufsicht eines Querschnittes des dielektrischen Filters, das in
Fig. 1 gezeigt ist, geschnitten entlang der X-X'-Linie. Fig.
2(a) zeigt eine Perspektivansicht eines dielektrischen Filters
einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 2(b)
einen Querschnitt des dielektrischen Filters, das in Fig. 2(a)
gezeigt ist, geschnitten entlang der Y-Y'-Linie. Fig. 3 zeigt
eine Perspektivansicht eines dielektrischen Filters einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 4 eine
Perspektivansicht eines herkömmlichen, dielektrischen Filters.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Fig. 1(a) zeigt eine Perspektivansicht eines
dielektrischen Filters der Erfindung, und Fig. 1(b) eine
Aufsicht des dielektrischen Filters, geschnitten entlang der X-
X'-Linie, wie in Fig. 1(a) gezeigt, bei dem ein säulenförmiger,
dielektrischer Viertelwellenlängen-Körper 11 mit einer oberen
und unteren Oberfläche, der aus dem keramischen, dielektrischen
Körper oder einem anderen Material gefertigt ist, mit einer
länglichen Durchgangsbohrung 12 versehen ist. Zwei unabhängige,
innere Elektroden 13 und 14 sind ebenfalls auf einer Innenseite
der Durchgangsbohrung 12 vorgesehen, und diese Elektroden dehnen
sich zur oberen und unteren Oberfläche des säulenförmigen,
dielektrischen Viertelwellenlängen-Körpers 11 aus. Außere
Elektroden 15 und 16 sind ebenfalls auf einer äußeren und
unteren Oberfläche des säulenförmigen, dielektrischen
Viertelwellenlängen-Körpers 11 vorgesehen.
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Diese Elektroden 13, 14, 15 und 16 können durch ein
Galvanisierungs- oder ein Metallbedampfungsverfahren ausgebildet
sein. Nachdem nur die entsprechenden Enden der inneren
Elektroden 13 und 14 elektrisch mit den äußeren Elektroden 16
verbunden sind, die auf den unteren Oberflächen des
dielektrischen Körpers 11 vorgesehen sind, werden so zwei
Viertelwellenlängen-Resonatoren, bei denen innere Leiter aus den
inneren Elektroden 13 und 14 gefertigt sind, durch diesen Aufbau
hergestellt. Ein Resonator, der den inneren Leiter 13 als seinen
inneren Leiter hat, wird Resonator A genannt, und ein Resonator,
der den inneren Leiter 14 als seinen inneren Leiter hat, wird
hier zum Verständnis Resonator B genannt.
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Diese Resonatoren A und B sind miteinander magnetisch
gekoppelt, wie in Fig. 1(b) gezeigt, und bilden ein
zweistufiges, dielektrisches Filter. Die gepunktete bzw.
durchgezogene Linie in Fig. 1(b) zeigen jeweils die Richtungen
von elektrischem und magnetischem Feld. Der Querschnitt des
Loches 12 kann entweder kreisförmig, länglich, linsenförmig oder
kreuzförmig sein, und die magnetische Kopplung zwischen den
Resonatoren A und B ist entsprechend der Form des Loches 12
variabel. Da ein längliches Loch vom Standpunkt des Keramik-
Druckgusses her einfacher auszubilden ist, vereinfacht dessen
Verwendung die genannten Probleme und den Aufbau des
dielektrischen Körpers.
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Durch Einführen eines Isolators 21, in dem
Leitungsanschlüsse 19 und 20 eingebaut sind, in das Loch 12 von
der oberen Oberfläche des dielektrischen Körpers 11, werden
diese Leitungsanschlüsse 19 und 20 kapazitiv an jede der inneren
Elektroden 13 und 14 durch den Isolator 21 gekoppelt, und
Verbindungen zum äußeren Stromkreis werden möglich. Die
mechanische Festigkeit des Isolators 21 ist durch die Wahl einer
Form, die in die Durchgangsbohrung 12 paßt, beträchtlich höher,
als die eines herkömmlich säulenförmigen Isolators, und so kann
die Anzahl von Bauteilen ebenfalls reduziert werden.
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Desweiteren ist es nicht notwendig zu sagen, daß jedes
Filter mit mehrstufigen Resonatoren mit einem einzelnen Loch
ausgeführt sein kann, wenn der oben beschriebene Aufbau eines
Resonators gewählt wird. Zusätzlich zum oben Erwähnten erfordert
dies keine herkömmlichen Löcher, um die Kopplung zwischen den
Stufen einzustellen und führt zu einer besseren, keramischen
Verformbarkeit, und dies ist insbesondere vorteilhaft, um
miniaturisierte Filter herzustellen.
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Fig. 2(a) zeigt eine andere Ausführungsform eines
dielektrischen Filters der Erfindung, und Fig. 2(b) eine
Aufsicht dieses Filters, geschnitten an entlang der Y-Y'-Linie,
die in Fig. 2(a) gezeigt ist. Eine längliche Durchgangsbohrung
32 mit zwei Säulenabschnitten 33 und 34 ist in einem
dielektrischen Körper 31 mit oberer und unterer Oberfläche
vorgesehen, und innere Elektroden 35 und 36, die sich zu einer
äußeren und unteren Oberfläche des dielektrischen Körpers 31
ausdehnen, sind auf den Innenseiten der Säulenabschnitte 33 und
34 vorgesehen, um ein doppelstufiges, dielektrisches Filter zu
bilden, wie die Ausführungsform, die in den Fig. 1(a) und 1(b)
gezeigt ist.
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Weiterhin wird ein Isolator, in dem Leitungsdrähte 39
und 40 eingebaut sind und der eine äußere Form hat, die in die
längliche Durchgangsbohrung 32 paßt, in die Durchgangsbohrung 32
von der Oberfläche des dielektrischen Körpers 31 gesteckt und in
diese Durchgangsbohrung integriert, um ein dielektrisches Filter
zu bilden.
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Das dielektrische Filter mit diesem Aufbau hat nicht nur
die Merkmale der Ausführungsform, die in den Fig. 1(a) und 1(b)
gezeigt sind, sondern das Q jedes Resonators bleibt hoch, weil
ein größerer Abstand der inneren Elektroden 35 und 36, die die
inneren Leiter des Resonators bilden, vorgesehen werden kann.
Weiterhin kann eine größere mechanische Festigkeit des Isolators
aufgrund seiner besonderen Form gewährleistet werden, und die
inneren Elektroden 35 und 36, die auf den säulenförmigen Teilen
33 und 34 vorgesehen sind, können in einfacher Weise durch
Transferdruck unter Verwendung einer runden Rolle metallisiert
werden.
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Wenn eine niedrigere Kopplung zwischen den Resonatoren
des dielektrischen Körpers mit diesem Aufbau gewünscht wird,
kann dies durch Ausbildung eines kreuzförmigen Loches in einem
Abschnitt erreicht werden, der nicht im Bereich der inneren
Elektroden 35 und 36 liegt, die in der Durchgangsbohrung
vorgesehen sind. Die Resonatorstufen können ebenfalls einfach
durch Erhöhung der Anzahl der säulenförmigen Teile in der
Durchgangsbohrung 32 auf eine Zahl der gewünschten Stufen erhöht
werden.
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Eine weitere Ausführungsform eines dielektrischen
Filters der Erfindung wird in Fig. 3 gezeigt, bei dem eine
Durchgangsbohrung 43 innerhalb eines säulenförmigen,
dielektrischen Körpers 42 vorgesehen ist, der obere und untere
Oberflächen hat, und zwei Elektroden 44 und 45, die sich zur
oberen und unteren Oberfläche erstrecken. Elektroden sind
ebenfalls auf einer äußeren und unteren Oberfläche des
dielektrischen Körpers 42 vorgesehen.
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Eine Zwischenelektrode 46 zur Umwandlung der Kopplung
zwischen den inneren Elektroden 44 und 45 ist an einer Stelle
zwischen den inneren Elektroden 44 und 45 vorgesehen. Diese
Kopplung kann durch die Position und die Abmessungen der
Zwischenelektrode 46 geändert werden. Zusätzlich dazu sind
Eingangs- und Ausgangselektroden 47 und 48 auf der oberen
Oberfläche des dielektrischen Körpers 42 vorgesehen, um die
inneren Elektroden 44 und 45 kapazitiv miteinander zu koppeln.
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Entsprechend des Aufbaues des dielektrischen Filters der
Erfindung, kann ein Multi-Stufenfilter durch einen einfachen
Gießprozeß realisiert werden, und Vorteile, die im Folgenden
gezeigt werden, können in einfacher Weise realisiert werden.
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(1) Ein Multi-Stufenfilter einfachen Aufbaus kann durch
Ausbildung einer einzelnen Durchgangsbohrung in einem
dielektrischen Körper hergestellt werden.
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(2) Ein Gießverfahren ist einfach, weil nur eine
Durchgangsbohrung ausgebildet werden muß, und die
Durchgangsbohrung, die innere Elektroden vorsieht, kann
ebenfalls als Loch zum Einstellen der Kopplung zwischen den
Resonatoren verwendet werden.
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(3) Der Aufbau des Filters ist vorteilhaft, insbesondere um ein
Filter auf einem miniaturisierten, dielektrischen Körper
auszubilden.
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(4) Eine höhere mechanische Festigkeit kann sichergestellt
werden, weil nur ein Isolator, in dem die Leitungsanschlüsse
eingebaut sind, verwendet werden muß, und seine äußere Form, die
an die Durchgangsbohrung angeaßt ist, die im dielektrischen
Körper vorgesehen ist, ist einstückig mit der Durchgangsbohrung
verbunden.