DE69524673T2

DE69524673T2 - Dielektrisches Filter

Info

Publication number: DE69524673T2
Application number: DE69524673T
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Kato; Haruo Matsumoto; Tatsuya Tsujiguchi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2015-06-17
Also published as: KR0147726B1; US5905420A; EP0688059B2; DE69524673T3; EP0688059B1; KR950034889A; EP0688059A1; DE69524673D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein dielektrisches Filter zur Verwendung bei einem Mobilkommunikationsgerät, wie z. B. einem zellularen Telefon oder einem anderen tragbaren Telefon.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Der Aufbau eines dielektrischen Filters des Standes der Technik, das einen dielektrischen Block 1 aufweist, ist in Fig. 14 gezeigt. In den folgenden Figuren zeigen die schattierten Abschnitte sichtbare Teile des dielektrischen Materials des dielektrischen Blocks an. Auf diesen sichtbaren Abschnitten ist kein Leiter gebildet.
Wie in Fig. 14 gezeigt, weist dieses dielektrische Filter beispielsweise zwei Resonatorlöcher 2 auf, die sich zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Endoberflächen des dielektrischen Filters erstrecken, die mit den Bezugszeichen 1a und 1b bezeichnet sind. Auf den inneren Oberflächen der Resonatorlöcher 2 sind innere Leiter 3 gebildet. Auf der äußeren Oberfläche des Blocks 1 ist ein äußerer Leiter 4 gebildet. An gewünschten Positionen auf der äußeren Oberfläche des dielektrischen Blocks ist ein Paar von Eingangs- /Ausgangselektroden. 7 gebildet. Die inneren Leiter 3 sind nicht an Abschnitten (im folgenden als nicht leitfähige Abschnitte bezeichnet) gebildet, die sich nahe einer "offenen" Oberfläche 1a (im folgenden als die offene Endoberfläche bezeichnet) der Öffnungen der Resonatorlöcher 2 befinden. Diese nicht leitfähigen Abschnitte sind von dem äußeren Leiter 4 isoliert. An der gegenüberliegenden Oberfläche 1b (im folgenden als die kurzgeschlossene Endoberfläche bezeichnet) sind die inneren Leiter 3 mit dem äußeren Leiter 4 elektrisch verbunden oder kurzgeschlossen. Dieses dielektrische Filter besteht aus zwei Stufen von Resonatoren, von denen jede jeweils in einem der Resonatorlöcher 2 gebildet ist. Diese Resonatoren sind durch Streukapazität, die in den nicht leitfähigen Abschnitten erzeugt wird, in einer sogenannten Kammlinien-Verbindungskopplung miteinander verbunden.
Bei diesem Aufbau wird, wie in Fig. 14 gezeigt, eine Externkopplungskapazität Ce zwischen jeder Eingangs- /Ausgangselektrode 7 und dem entsprechenden inneren Leiter 3 erzeugt. Diese Externkopplungskapazität Ce liefert eine externe Kopplung.
Wenn unter Verwendung zweier derartiger dielektrischer Filter ein Antennenfilter gebaut wird, wird eine phaseneinstellende, wellentrennende Schaltung zwischen einem Filterende und einem Antennenende eingefügt, das als das gemeinsame Eingangs-/Ausgangsende beider Filter fungiert, so daß die Phase reflektierter Wellen in dem Durchlaßbereich des gegenüberliegenden Filters bewirkt, daß das gegenüberliegende Filter als offene Schaltung auftritt. Als wellentrennende Schaltung wird ein konzentriertes konstantes Element, wie z. B. ein kapazitives Element oder ein induktives Element, oder eine verteilte konstante Leitung, wie z. B. ein Kabel oder eine Streifenleitung, verwendet.
Bei dem oben beschriebenen Filter des Standes der Technik, das die Externkopplungskapazität Ce verwendet, um eine externe Kopplung zu erhalten, kann der Bereich der Eingangs- /Ausgangselektroden vergrößert werden, wenn ein großer Durchlaßbereich oder eine starke externe Kopplung benötigt wird. Alternativ dazu können die Resonatorlöcher in außermittigen Positionen angeordnet sein, um den Abstand zwischen jeder Eingangs-/Ausgangselektrode und dem entspre chenden inneren Leiter zu verkürzen. Auf diese Weise wird eine adäquate externe Kopplung abgeleitet.
Immer dann, wenn es erwünscht ist, einen bestimmten Grad an externer Kopplung zu erhalten, ist es jedoch notwendig, Eingangs-/Ausgangselektroden unterschiedlicher Form oder unterschiedlicher Abmessungen zu verwenden. Dies macht es schwierig, die Eingangs-/Ausgangselektroden zu standardisieren.
Wenn der Bereich der Eingangs-/Ausgangselektroden vergrößert wird oder die Resonatorlöcher an außermittigen Stellen positioniert werden, sinkt zudem das unbelastete Q (oder QO) jedes Resonators. Desweiteren reduziert eine Vergrößerung des Bereichs der Eingangs-/Ausgangselektroden die effektive dielektrische Konstante, wodurch die elektrische Länge des Resonators erhöht wird.
Wenn unter Verwendung der dielektrischen Filter des Stands der Technik wie oben beschrieben ein Antennenfilter oder dergleichen hergestellt wird, sind zusätzlich zu den dielektrischen Filtern phaseneinstellende Komponenten, wie beispielsweise Kondensatoren, Spulen oder Streifenleitungen, erforderlich. Zudem ist ein gewisser Prozeß zum Anbringen oder Anlöten derselben auf einem Substrat oder zum Bilden derselben, auf einem Substrat erforderlich. Folglich ist es schwer, das Antennenfilter zu miniaturisieren. Somit sind die Kosten der Komponenten oder die Herstellungskosten erhöht.
Insbesondere wird bei dem dielektrischen Filter des Standes der Technik auch die Phase des Filters bestimmt, nachdem der Grad der externen Kopplung an den Eingangs- /Ausgangsabschnitten bestimmt wurde. Dies macht es unmöglich, die externe Kopplung und Phase unabhängig voneinander einzustellen. Folglich ist es schwierig, einen bestimmten erwünschten Grad an externer Kopplung und eine bestimmte erwünschte Phase gleichzeitig zu erhalten. Dort, wo eine gewünschte Phase der Verbindung mit einem anderen Filter oder einer externen Schaltung zugeordnet wird, ist es nötig, ein separates Teil zum Einstellen der Phase hinzuzufügen.
Die US-A-4 559 508 offenbart die Charakteristika gemäß der Definition im Oberbegriff von Patentanspruch 1.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist in den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 10 definiert. Besondere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 angeführt.
Es wird beabsichtigt, mit der vorliegenden Erfindung die vorstehenden Probleme der Methoden des Standes der Technik zu lösen. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein dielektrisches Filter zu schaffen, das es gestattet, mit Leichtigkeit eine angemessene externe Kopplung zu erhalten, ohne die Form oder Abmessung der Eingangs- /Ausgangselektroden zu modifizieren bzw. ohne das QO der Resonatoren zu verringern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein dielektrisches Filter zu schaffen, das es ermöglicht, die Phase an den Eingangs- und Ausgangsabschnitten auf einen gewünschten Wert einzustellen, ohne phaseneinstellende Teile hinzuzufügen, wodurch das Filter aus einer kleineren Anzahl von Komponenten zusammengesetzt ist und kostengünstiger und kleiner als bisher ausfallen kann.
Die obengenannten Aufgaben können durch ein erstes Charakteristikum der Erfindung erreicht werden, das aus einem dielektrischen Filter mit folgenden Merkmalen besteht: einem dielektrischen Block mit zwei gegenüberliegenden Endoberflächen und einer äußeren Oberfläche; Resonatorlöchern, die in dem dielektrischen Block zwischen den Endoberflächen gebildet sind und als Eingangs- /Ausgangsstufen fungieren; inneren Leitern, die jeweils auf inneren Oberflächen der Resonatorlöcher gebildet sind; und einem äußeren Leiter, der auf der äußeren Oberfläche des dielektrischen Blocks gebildet ist. Dieses dielektrische Filter ist dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu den Resonatorlöchern Erregungslöcher in dem Block gebildet sind und innere Leiter aufweisen, die innerhalb der Erregungslöcher gebildet sind, und daß die Erregungslöcher elektromagnetisch mit den Resonatorlöchern, die als die Eingangs- bzw. Ausgangsstufen fungieren, gekoppelt sind, wodurch eine externe Kopplung geschaffen wird.
Ein zweites Charakteristikum der Erfindung besteht aus einem dielektrischen Filter mit folgenden Merkmalen: einem dielektrischen Block mit zwei gegenüberliegenden Endoberflächen und einer äußeren Oberfläche; Resonatorlöchern, die in dem dielektrischen Block zwischen den Endoberflächen gebildet sind und als Eingangs-/Ausgangsstufen fungieren; inneren Leitern, die jeweils auf inneren Oberflächen der Resonatorlöcher gebildet sind; und einem äußeren Leiter, der auf der äußeren Oberfläche des dielektrischen Blocks gebildet ist. Dieses dielektrische Filter ist dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu den Resonatorlöchern, die als die Eingangs-/Ausgangsstufen fungieren, Erregungslöcher in dem Block gebildet sind und innere Leiter aufweisen, die innerhalb der Erregungslöcher gebildet sind, und daß die Position, Form oder Größe der Erregungslöcher so eingestellt wurden, daß die erwünschte externe Kopplung und Phase erhalten werden.
Ein drittes Charakteristikum der Erfindung besteht aus einem dielektrischen Filter mit folgenden Merkmalen: einem dielektrischen Block mit zwei gegenüberliegenden Endoberflächen und einer äußeren Oberfläche; Resonatorlöchern, die in dem dielektrischen Block zwischen den Endoberflächen gebildet sind; inneren Leitern, die jeweils auf inneren Oberflächen der Resonatorlöcher gebildet sind; und einem äuße ren Leiter, der auf der äußeren Oberfläche des dielektrischen Blocks gebildet ist. Dieses dielektrische Filter ist dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu den Resonatorlöchern Erregungslöcher in dem Block gebildet sind und innere Leiter aufweisen, die innerhalb der Erregungslöcher gebildet sind, und daß Externkopplungs-Einstellöcher jeweils nahe Erregungslöcher, die als Eingangs-/Ausgangsstufen fungieren, in dem Block gebildet sind und innere Leiter aufweisen, die jeweils auf inneren Oberflächen der Externkopplungs-Einstellöcher gebildet sind.
Ein viertes Charakteristikum der Erfindung basiert auf einem beliebigen der oben beschriebenen Charakteristika eins bis drei und ist dadurch gekennzeichnet, daß Eingangs- /Ausgangselektroden auf einer Endoberfläche des dielektrischen Blocks gebildet sind oder sich von dieser Endoberfläche zu einer Seitenoberfläche des dielektrischen Blocks erstrecken, mit den inneren Leitern, die innerhalb der Erregungslöcher gebildet sind, elektrisch verbunden sind und von dem äußeren Leiter getrennt sind.
Ein fünftes Charakteristikum der Erfindung basiert auf einem beliebigen der oben beschriebenen Charakteristika eins bis drei und ist dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Block Regionen aufweist, in denen die Erregungslöcher gebildet sind, und daß die Regionen teilweise entfernt wurden, so daß eine Endoberfläche des dielektrischen Blocks Stufen aufweist.
Ein sechstes Charakteristikum der Erfindung basiert auf einem beliebigen der oben beschriebenen Charakteristika eins bis drei und ist dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Leiter, die innerhalb der Erregungslöcher gebildet sind, oder die inneren Leiter, die innerhalb der Externkopplungs- Einstellöcher gebildet sind, teilweise entfernt wurden, um die externe Kopplung und die Phase einzustellen.
Ein siebtes Charakteristikum der Erfindung basiert auf einem beliebigen der oben beschriebenen Charakteristika eins bis drei und ist dadurch gekennzeichnet, daß ferner Eingangs-/Ausgangsanschlüsse bereitgestellt sind, die in die Erregungslöcher eingebracht sind und mit den inneren Leitern, die innerhalb der Erregungslöcher gebildet sind, elektrisch verbunden sind.
Ein achtes Charakteristikum der Erfindung basiert auf einem beliebigen der oben beschriebenen Charakteristika eins bis drei und ist dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein metallisches Gehäuse bereitgestellt ist, das so auf dem dielektrischen Block angebracht ist, daß zumindest ein Teil des Blocks bedeckt ist.
Bei dem oben beschriebenen ersten Charakteristikum sind die Erregungslöcher mit ihren jeweiligen Resonatorlöchern elektromagnetisch gekoppelt, wodurch das Filter eine externe Kopplung liefert. Der Grad der externen Kopplung wird durch Variieren der Durchmesser oder Positionen der Erregungslöcher angepaßt oder eingestellt.
Bei dem oben beschriebenen zweiten Charakteristikum Sind die Erregungslöcher mit ihren jeweiligen Resonatorlöchern elektromagnetisch gekoppelt, wodurch das Filter eine externe Kopplung liefert. Die gewünschte externe Kopplung und Phase können durch Variieren der Position, Form oder Größe der Erregungslöcher festgelegt werden.
Bei dem oben beschriebenen dritten Charakteristikum wird die gewünschte externe Kopplung durch Variieren der Position, der Form oder der Größe der Externkopplungs- Einstellöcher geliefert. Dies bedeutet, daß die externe Kopplung mit einem größeren Freiheitsgrad festgelegt werden kann, da die Externkopplungs-Einstellöcher bereitgestellt sind. Dort, wo Resonatorlöcher auf gegenüberliegenden Seiten jedes Erregungslochs gebildet sind, kann die Kopplung zwischen zwei Resonatorlöchern auf gegenüberliegenden Seiten mindestens einen Erregungslochs unterdrückt werden.
Das oben beschriebene vierte Charakteristikum liefert die oben beschriebenen Vorteile. Zudem kann das Filter durch die Eingangs-/Ausgangselektroden, die mit den in den Erregungslöchern gebildeten Leitern elektrisch verbunden sind, mit einer externen Schaltung oder einem Packungssubstrat verbunden sein. Es ist nicht beabsichtigt, daß diese Eingangs-/Ausgangselektröden eine externe Kopplung liefern. Vielmehr kann die Form und Abmessung dieser Elektroden nach Wunsch eingestellt werden. Dies bedeutet, daß die Form und Abmessung derart eingestellt werden kann, daß die Charakteristika, wie z. B. QO, nicht verschlechtert werden. Wenn die Eingangs-/Ausgangselektroden so gestaltet sind, daß sie sich von einer Endoberfläche zu einer Seitenoberfläche erstrecken, kann jede beliebige der Endoberfläche bzw. der Seitenoberfläche als Anbringungsoberfläche verwendet werden. Das heißt, daß das dielektrische Filter entweder horizontal oder vertikal plaziert werden kann.
Bei dem oben beschriebenen fünften Charakteristikum wurden die Leiter innerhalb der Erregungslöcher oder die Leiter innerhalb der Externkopplungs-Einstellöcher teilweise entfernt. Somit können die externe Kopplung und Phase eingestellt werden.
Bei dem oben beschriebenen sechsten Charakteristikum wurde der dielektrische Block teilweise entfernt, so daß die Länge der Erregungslöcher eingestellt ist: Der Grad der externen Kopplung kann durch Variieren der Länge der Erregungslöcher 5 sowie des Durchmessers oder der Positionen der Löcher 5 variiert werden. Somit kann die externe Kopplung mit einem größeren Freiheitsgrad eingestellt oder festgelegt werden. Folglich kann eine angemessenere externe Kopplung erhalten werden.
Bei dem oben beschriebenen siebten Charakteristikum kann das Filter über Eingangs-/Ausgangsanschlüsse, die elektrisch mit den innerhalb der Erregungslöcher gebildeten Leitern verbunden sind, mit einer externen Schaltung oder einem Packungssubstrat verbunden sein. Dies bedeutet, daß das Filter auf einem Anschluß-Einfügetyp-Packungssubstrat angebracht sein kann. Durch Biegen der Eingangs- /Ausgangsanschlüsse kann das dielektrische Filter entweder horizontal oder vertikal plaziert sein. Zudem kann die Position, bei der die Verbindung mit dem Packungssubstrat hergestellt ist, durch Variieren der Länge der Eingangs- /Ausgangsanschlüsse nach Wunsch eingestellt werden. In diesem Fall ist es nicht notwendig, Eingangs- /Ausgangselektroden zu bilden. Die Charakteristika, wie z. B. QO, können weiter verbessert werden.
Bei dem oben beschriebenen achten Charakteristikum kann das leckmäßige Austreten des elektromagnetischen Feldes aus den Öffnungen der Resonatorlöcher durch Anbringen eines metallischen Gehäuses auf dem Filter reduziert werden.
Andere Aufgaben und Charakteristika der Erfindung werden im Laufe der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen derselben ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Filters gemäß einem ersten Beispiel;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Filters gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Variation der dielektrischen Filter gemäß dem ersten und dem zweiten Beispiel der Erfindung;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variation der dielektrischen Filter gemäß dem ersten und dem zweiten Beispiel der Erfindung;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variation der dielektrischen Filter gemäß dem ersten und dem zweiten Beispiel der Erfindung;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Filters (Antennenduplexer) gemäß einem dritten Beispiel;
Fig. 7(a)-7(d) sind schematische Querschnitte von dielektrischen Filtern gemäß der Erfindung, die in der Nähe von Erregungslöchern genommen wurden;
Fig. 8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen Eigenkapazität und Gegenkapazität von Erregungslöchern bei einem dielektrischen Filter gemäß dem zweiten Beispiel der Erfindung, sowie die Beziehung zwischen Eigenkapazität und Reflexionsphase, zeigt;
Fig. 9(a) ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Filters (Antennenduplexer) gemäß einem vierten Beispiel der Erfindung;
Fig. 9(b) ist eine Draufsicht der kurzgeschlossenen Endoberfläche des in Fig. 9(a) gezeigten dielektrischen Filters (Antennenduplexers);
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Filters, das eine Variante des vierten Beispiels der Erfindung darstellt;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Filters gemäß einem fünften Beispiel der Erfindung;
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Filters gemäß einem sechsten Beispiel der Erfindung;
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines Antennenresonators gemäß einem siebten Beispiel der Erfindung; und
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen Filters des Standes der Technik.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im folgenden werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen aufweisen. Der Aufbau eines dielektrischen Filters, das ein erstes Beispiel darstellt, ist in Fig. 1 gezeigt.
- Wie in Fig. 1 gezeigt, weist dieses dielektrische Filter einen dielektrischen Block 1 auf, der die Form eines im wesentlichen rechtwinkligen Parallelepipeds annimmt. In dem Block 1 sind zwei Resonatorlöcher 2 und ein Paar Erregungslöcher 5 gebildet. Die Resonatorlöcher 2 erstrecken sich zwischen zwei gegenüberliegenden Endoberflächen des Blocks. Auf den inneren Oberflächen der Resonatorlöcher 2 bzw. der Erregungslöcher 5 sind innere Leiter 3 gebildet. Ein äußerer Leiter 4 ist im wesentlichen auf der gesamten Oberfläche des dielektrischen Blocks 1 gebildet. Die Erregungslöcher 5 sind jeweils außerhalb der Resonatorlöcher 2 gebildet. Ein Paar von Eingangs-/Ausgangselektroden 7 erstreckt sich von der offenen Endoberfläche 1a bis zu einer Seitenoberfläche 1c (der oberen Oberfläche in der Figur). Die Elektroden 7 sind mit inneren Leitern 3 elektrisch verbun den, aber von dem äußeren Leiter 4 getrennt. Dies bedeutet, daß die inneren Leiter 3 in den Erregungslöchern 5 von dem äußeren Leiter 4 an der offenen Endoberfläche 1a getrennt und mit dem äußeren Leiter 4 an der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b elektrisch verbunden sind.
In den inneren Leitern 3 innerhalb der Resonatorlöcher 2 in der Nähe der offenen Endoberfläche 1a sind nicht leitfähige Abschnitte gebildet. An der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b sind die inneren Leiter 3 mit dem äußeren Leiter 4 elektrisch verbunden oder kurzgeschlossen. Durch die Resonatorlöcher 2 jeweils gebildete Resonatoren sind in sogenannter Kammlinien-Verbindung durch Streukapazität, die in den nicht leitfähigen Abschnitten erzeugt wird, miteinander verbunden.
Bei diesem Aufbau sind die Erregungslöcher 5 und ihre jeweiligen benachbarten Resonatorlöcher 2 elektromagnetisch zusammengekoppelt. Diese elektromagnetische Kopplung liefert eine externe Kopplung der Eingangs-/Ausgangsabschnitte des dielektrischen Filters. Die Eingangs- /Ausgangselektroden 7 sind einfach nur gebildet, um eine Verbindung mit einer externen Schaltung herzustellen.
Der Grad der externen Kopplung kann durch Variieren des Abstands zwischen dem Leiter 3 innerhalb jedes Erregungslochs 5 und dem Leiter 3 innerhalb des benachbarten Resonatorlochs 2 eingestellt oder festgelegt werden, was durch Variieren des Innendurchmessers oder der Position des Erregungslochs 5 bewerkstelligt wird. Wird also der Innendurchmesser jedes Erregungslochs 5 erhöht oder wird er dem Resonatorloch 2 angenähert, so wird der Abstand zwischen den benachbarten inneren Leitern verringert. Dies liefert eine stärkere externe Kopplung.
Bei dieser Struktur wird die externe Kopplung weder durch die Form noch durch die Abmessung der Eingangs- /Ausgangselektroden 7 bestimmt. Deshalb können die Form und die Abmessung der Eingangs-/Ausgangselektroden 7 auch dann nach Wunsch eingestellt werden, wenn gewünscht wird, eine externe Kopplung unterschiedlicher Stärke zu erhalten. Somit können die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 standardisiert werden. Dies ermöglicht die Standardisierung von Strukturen auf Packungssubstraten. Folglich können die Anbringungskosten verringert werden.
Zudem kann der Bereich der Eingangs-/Ausgangselektroden reduziert werden, und deshalb findet die Abnahme des QO, die normalerweise durch große Eingangs-/Ausgangselektroden verursacht würde, nicht statt. Ferner wird eine Erhöhung der elektrischen Länge der Resonatoren, die normalerweise durch eine Verringerung der effektiven dielektrischen Konstante verursacht würde, verhindert. Des weiteren ist es nicht notwendig, die Resonatorlöcher 2 in stark außermittig verschobenen Positionen zu plazieren. Folglich kann die Abnahme des QO, die normalerweise durch außermittige Positionierung der Resonatorlöcher 2 verursacht würde, unterdrückt werden. Somit kann ein dielektrisches Filter von geringer Größe erhalten werden, das ein hohes QO aufweist, lediglich eine geringe Menge an Einfügungsverlust erzeugt und eine gewünschte externe Kopplung liefert.
Da die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 so gebildet sind, daß sie sich von der offenen Endoberfläche 1a bis zu einer Seitenoberfläche 1c erstrecken, kann entweder die offene Endoberfläche 1a oder die Seitenoberfläche 1c auf einem Packungssubstrat angebracht sein. Das bedeutet, daß das dielektrische Filter des vorliegenden Beispiels entweder horizontal oder vertikal auf dem Packungssubstrat plaziert sein kann.
Der Aufbau eines dielektrischen Filters gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist dieses dielektrische Filter ähnlich dem dielektrischen Filter, das bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, abgesehen davon, daß ein Paar von Ein gangs-/Ausgangselektroden 7 sich von der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b bis zu einer Seitenoberfläche 1c (der oberen Oberfläche in der Figur) erstreckt und jeweils mit den inneren Leitern 3 in den Erregungslöchern 5 elektrisch verbunden, aber von dem äußeren Leiter 4 getrennt ist. Dies bedeutet, daß die Leiter 3 innerhalb der Erregungslöcher 5 mit dem äußeren Leiter 4 an der offenen Endoberfläche 1a elektrisch verbunden, aber von dem äußeren Leiter 4 an der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b isoliert sind. Bei diesem dielektrischen Filter sind die Eingangs- /Ausgangselektroden 7 auf der Seite der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b in einer umgekehrten Beziehung zum Aufbau des in Verbindung mit Fig. 1 zuvor beschriebenen ersten Beispiels gebildet.
Bei diesem Aufbau wird die kurzgeschlossene Endoberfläche 1b in größerem Maße durch ein magnetisches Feld beeinflußt als die offene Endoberfläche 1a. Somit kann dieses zweite Beispiel eine stärkere externe Kopplung oder eine stärkere elektromagnetische Kopplung liefern als das erste Beispiel. Bei diesem Beispiel kann der Grad der externen Kopplung durch Variieren des Durchmessers oder der Position der Erregungslöcher 5 angepaßt oder eingestellt werden, ohne die Position oder Abmessung der Eingangs-/Ausgangselektroden 7 oder die Position der Resonatorlöcher 2 zu verändern. Dies macht es leicht, die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 zu standardisieren. Außerdem wird eine Abnahme des QO verhindert.
Bei den oben beschriebenen Beispielen sind die inneren Leiter 3a in den Erregungslöchern 5 mit dem äußeren Leiter 4 an einem Ende jedes Erregungslochs 5 elektrisch verbunden. Dieser Aufbau kann eine stärkere externe Kopplung oder stärkere elektromagnetische Kopplung liefern als ein Aufbau, bei dem die Erregungslöcher 5 von dem äußeren Leiter 4 elektrisch getrennt sind.
Bei den oben beschriebenen Beispielen erstrecken sich die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 von einer Endoberfläche des dielektrischen Blocks 1 bis zu einer benachbarten Seitenoberfläche. Die Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Wie in Fig. 3 gezeigt, können die Elektroden auch auf nur einer Endoberfläche gebildet sein. Wie in Fig. 4 gezeigt, können sich die Elektroden von der oberen Seitenoberfläche bis zur unteren Seitenoberfläche über eine Endoberfläche hinweg erstrecken. Wie in Fig. 5 gezeigt, kann sich jede Elektrode von einer Endoberfläche bis zu zwei benachbarten Seitenoberflächen, die senkrecht zueinander liegen, erstrecken. Bei dem in Fig. 4 gezeigten dielektrischen Filter kann eine beliebige der drei Oberflächen, auf denen die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 gebildet sind, als Anbringungsoberfläche verwendet und an einem Anbringungssubstrat befestigt werden.
Bei den oben beschriebenen Beispielen in Fig. 1-4 sind die Erregungslöcher 5 im wesentlichen entlang der Mittellinie gebildet, die durch die Mitte des dielektrischen Blocks 1 in Richtung der Dicke verläuft. Wie in Fig. 5 gezeigt, können die Erregungslöcher 5 von der Mittellinie zur oberen oder unteren Seite des dielektrischen Blocks 1 hin verschoben sein. Die vertikalen Positionen der Erregungslöcher 5 in dem dielektrischen Block 1 sind keinen Beschränkungen unterworfen.
Der Aufbau eines dielektrischen Filters (Antennenduplexers) gemäß einem dritten Beispiel der Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt. Wie in Fig. 6 gezeigt, erstrecken sich fünf Resonatorlöcher 2a, 2b, 2c, 2d und 2e zwischen einem Paar von Endoberflächen eines dielektrischen Blocks 1. Ein Erregungsloch 5a ist außerhalb des Resonatorlochs 2a gebildet. Ein weiteres Erregungsloch 5b ist zwischen den Resonatorlöchern 2b und 2c gebildet. Ein weiteres Erregungsloch 5c ist außerhalb des Resonatorlochs 2e gebildet. Innere Leiter 3 sind jeweils auf den inneren Oberflächen der Resonatorlöcher 2a-2e und auf den inneren Oberflächen der Erregungs löcher 5a, 5b und 5c gebildet. Ein äußerer Leiter 4 ist im wesentlichen auf der gesamten äußeren Oberfläche des dielektrischen Blocks 1 gebildet. Drei Eingangs- /Ausgangselektroden 7a, 7b und 7c erstrecken sich von der offenen Endoberfläche 1a bis zu einer Seitenoberfläche 1c und sind elektrisch mit den inneren Leitern 3 in den Erregungslöchern 5a-5c verbunden, aber von dem äußeren Leiter 4 getrennt.
Die inneren Leiter 3 in den Erregungslöchern 5a, 5b und 5c sind mit dem äußeren Leiter 4 an der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b elektrisch verbunden. Die inneren Leiter 3 in den Resonatorlöchern 2a-2e sind von dem äußeren Leite r 4 durch nicht leitfähige Abschnitte an der offenen Endoberfläche 1a getrennt. Die inneren Leiter 3 sind mit dem äußeren Leiter 4 an der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b elektrisch verbunden.
Bei diesem Aufbau wirken zwei Resonatoren, die durch die Resonatorlöcher 2a und 2b gebildet sind, zusammen, um ein Sendefilter oder ein Empfangsfilter zu bilden. Drei Resonatoren, die durch die Resonatorlöcher 2c, 2d und 2e gebildet sind, stellen ein Empfangsfilter oder ein Sendefilter dar. Die Erregungslöcher 5a und 5c sind jeweils mit den Resonatorlöchern 2a und 2e elektromagnetisch gekoppelt. Das Erregungsloch 5b ist mit den benachbarten Resonatoren 2b und 2c elektromagnetisch gekoppelt. Diese elektromagnetischen Kopplungen liefern eine externe Kopplung. Die Eingangs- /Ausgangselektroden 7a, 7b und 7c sind einfach nur zur externen Verbindung mit einer externen Schaltung gebildet. Die Eingangs-/Ausgangselektrode 7b zwischen den Resonatorlöchern 2b und 2c ist eine Antennenelektrode, die von den Eingängen und Ausgängen der Sende- und Empfangsfilter gemeinsam genutzt wird.
Bei diesem Beispiel wird eine externe Kopplung durch elektromagnetische Kopplung zwischen jedem Erregungsloch 5a, 5b oder 5c und dem benachbarten Resonatorloch 2a, 2b, 2c, 2d oder 2e geliefert. Deshalb kann der Grad der externen Kopplung durch Variieren der Durchmesser oder Positionen der Erregungslöcher 5a, 5b und 5c angepaßt oder eingestellt werden, ohne die Positionen oder Abmessungen der Eingangs- /Ausgangselektroden 7 oder die Positionen der Resonatorlöcher 2a-2e zu verändern. Folglich können die Eingangs- /Ausgangselektroden 7 mit Leichtigkeit standardisiert werden. Zudem wird eine Abnahme des Qo verhindert. Somit können die Charakteristika des Filters verbessert werden.
Zudem können bei dielektrischen Filtern der verschiedenen oben beschriebenen Beispiele die Phase sowie die externe Kopplung durch Variieren der Position, der Form oder des Innendurchmessers der Erregungslöcher eingestellt werden. Dies bedeutet, daß die Phase variiert werden kann, während die externe Kopplung konstant gehalten wird.
Bezüglich der Beziehungen zwischen den Positionen der Erregungslöcher, der Form, der externen Kopplung und der Phase wurden Experimente durchgeführt. Die Experimente und Ergebnisse werden nun beschrieben. Fig. 7(a)-7(d) sind schematische Querschnitte von dielektrischen Filtern, die nahe der Position eines Erregungslochs genommen wurden. Diese Figuren veranschaulichen ein Verfahren des Festlegens der Eigenkapazität C&sub1;&sub1; des Erregungslochs 5, die zwischen dem Leiter innerhalb des Erregungslochs 5 und dem äußeren Leiter gebildet ist, und der Gegenkapazität C&sub1;&sub2;, die zwischen dem Erregungsloch 5 und dem Leiter innerhalb des Resonatorlochs 2 erzeugt wird.
Bei Fig. 7(a) ist das Erregungsloch 5 entweder zur oberen oder zur unteren Seite des dielektrischen Blocks hin verschoben. Bei diesem veranschaulichten Beispiel ist das Loch zur unteren Seite hin verschoben, um die Eigenkapazität C&sub1;&sub1; zu erhöhen und die Gegenkapazität C&sub1;&sub2; zu verringern. Bei den Fig. 7(b) und 7(c) nimmt das Erregungsloch 5 im wesentlichen eine elliptische Form an. Die Eigenkapazität C&sub1;&sub1; und die Gegenkapazität C&sub1;&sub2; können durch Variieren der Längsrichtung des Erregungslochs 5 auf verschiedene Werte eingestellt werden. Bei Fig. 7(d) wird der Innendurchmesser des Erregungslochs 5 erhöht, um sowohl die Eigenkapazität C&sub1;&sub1; als auch die Gegenkapazität C&sub1;&sub2; zu erhöhen. Auf diese Weise können die Eigenkapazität C&sub1;&sub1; und die Gegenkapazität C&sub1;&sub2; durch Variieren der Position, Form oder Größe des Erregungslochs verändert werden.
Die Beziehungen dieser Kapazitäten C&sub1;&sub1; und C&sub1;&sub2; des dielektrischen Filters gemäß dem dritten Beispiel der Erfindung zu der externen Kopplung und zu der Phase sind in Fig. 8 gezeigt. Fig. 8 zeigt Ergebnisse von gemessenen Reflexionsphasen um dieses Filter mit einer Mittenfrequenz von 836,5 MHz im Durchlaßbereich des gegenüberliegenden Filters, wobei der Durchlaßbereich im Frequenzbereich von 869 bis 894 MHz liegt. In Fig. 8 wird die Beziehung zwischen der Eigenkapazität C&sub1;&sub1; des Erregungslochs und der Gegenkapazität C&sub1;&sub2;, die dort erhalten wird, wo die externe Kopplung konstant ist, durch Dreiecke Δ angezeigt. Unter dieser Bedingung ist die Beziehung zwischen der Eigenkapazität C&sub1;&sub1; und der Reflexionsphase bei 869 MHz durch weiße Kreise O angezeigt. Die Beziehung zwischen der Eigenkapazität C&sub1;&sub1; und der Reflexionsphase bei 894 MHz ist durch schwarze Kreise angegeben.
Wie in Fig. 8 gezeigt, kann die externe Kopplung durch Variieren der Position, der Form oder eines anderen Faktors des Erregungslochs konstant gehalten werden, um so die Eigenkapazität C&sub1;&sub1; und die Gegenkapazität C&sub1;&sub2; zu variieren. Das heißt, daß die Reflexionsphase reduziert werden kann, während die externe Kopplung konstant gehalten wird, indem sowohl die Eigenkapazität C&sub1;&sub1; als auch die Gegenkapazität C&sub1;&sub2; reduziert wird. Mit anderen Worten, die Reflexionsphase kann so gestaltet werden, daß sie sich an den offenen Zustand annähert.
Dort, wo ein Antennenfilter unter Verwendung derartiger dielektrischer Filter gebaut wird, kann somit die Reflexionsphase in dem Durchlaßbereich des gegenüberliegenden Filters so gestaltet werden, daß sie einen offenen Zustand annimmt, wenn die Position, Form oder Größe der Erregungslocher in einem Filter, das einem Antennenende entspricht, variiert werden. Folglich kann ein Antennenfilter ohne Hinzufügen von separaten phaseneinstellenden Komponenten, wie beispielsweise kapazitiven Vorrichtungen, induktiven Vorrichtungen oder Streifenleitungen, mit Leichtigkeit gebaut werden. Insbesondere kann ein Antennenfilter einfach durch Verwendung zweier derartiger dielektrischer Filter oder durch Verwendung eines derartigen dielektrischen Filters zusammen mit dem in Fig. 14 gezeigten dielektrischen Filter des Standes der Technik und durch anschließendes direktes Miteinanderverbinden jeweiliger Eingangs- oder Ausgangselektroden der beiden Filter gebaut werden.
Es versteht sich, daß die Anwendung der Erfindung nicht auf Antennenfilter beschränkt ist. Dort, wo eine Verbindung mit einer externen Schaltung hergestellt wird und es notwendig ist, die Phase an dem Eingangs-/Ausgangsabschnitt zu variieren, kann entsprechende Abgleichung mit der externen Schaltung auf ähnliche Weise erhalten werden, ohne separate phaseneinstellende Komponenten hinzuzufügen.
Jedes Erregungsloch kann zu jeder beliebigen Form gestaltet sein. Beispielsweise kann die Querschnittsform des Lochs eine Ellipse, ein Rechteck, ein Dreieck oder jede beliebige andere Form annehmen. Bei den vorstehenden Beispielen setzt sich das dielektrische Filter aus zwei Resonatorstufen zusammen. Das Filter kann auch aus lediglich einer Resonatorstufe bestehen. Ferner kann das Filter aus drei oder mehr Resonatorstufen bestehen.
Der Aufbau eines dielektrischen Filters (Antennenduplexers) gemäß einem vierten Beispiel der Erfindung ist in den Fig. 9(a) und 9(b) gezeigt. Fig. 9(a) ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen Filters (Antennenduplexers) aus der Ansicht der Seite der offenen Endoberfläche. Die untere Oberfläche, die eine Anbringungsoberfläche bildet, ist hier als oben in der Figur befindlich gezeigt. Fig. 9(b) ist eine Draufsicht der kurzgeschlossenen Endoberfläche. Die untere Oberfläche, die eine Anbringungsoberfläche bildet, ist hier als unten in der Figur befindlich dargestellt.
Wie in Fig. 9(a) und 9(b) gezeigt, weist das dielektrische Filter (Antennenfilter) des vorliegenden Beispiels einen dielektrischen Block 1 auf, der im wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds aufweist. Dieser Block weist ein Paar von gegenüberliegenden Endoberflächen 1a und 1b auf. Sieben Resonatorlöcher 2a-2g erstrecken sich zwischen diesen Endoberflächen 1a und 1b. Ein Erregungsloch 5a und ein Externkopplungs-Einstelloch 6a sind zwischen den Resonatorlöchern 2a und 2b gebildet. Ein Erregungsloch 5b und ein Externkopplungs-Einstelloch 6b sind zwischen den Resonatorlöchern 2c und 2d gebildet. Ein Erregungsloch 5c und ein Externkopplungs-Einstelloch 6c sind zwischen den Resonatorlöchern 2f und 2g gebildet. Leiter 3 sind auf den inneren Oberflächen der Resonatorlöcher 2a-2g und auf den inneren Oberflächen der Externkopplungs-Einstellöcher 6a- 6c gebildet. Ein äußerer Leiter 4 ist im wesentlichen auf der gesamten Oberfläche der äußeren Oberfläche des dielektrischen Blocks 1 gebildet.
Drei Eingangs-/Ausgangselektroden 7a, 7b und 7c erstrecken sich von der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b bis zu einer Seitenoberfläche oder der unteren Oberfläche. Die Eingangs-/Ausgangselektroden 7a, 7b und 7c sind mit den Leitern 3 innerhalb der Erregungslöcher 5a-5c elektrisch verbunden, aber von dem äußeren Leiter 4 isoliert. Dies bedeutet, daß die Leiter 3 innerhalb der Erregungslöcher 5a- 5c mit dem äußeren Leiter 4 an der offenen Endoberfläche 1a elektrisch verbunden und von dem äußeren Leiter 4 an der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b getrennt sind. Die Leiter 3 innerhalb der Resonatorlöcher 2a-2e sind von dem äußeren Leiter 4 durch nicht leitfähige Abschnitte, die in den inneren Leitern nahe der offenen Endoberfläche 1a gebildet sind, getrennt und mit dem äußeren Leiter 4 an der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b elektrisch verbunden.
Die Externkopplungs-Einstellöcher 6a, 6b und 6c sind nahe den Erregungslöchern 5a, 5b bzw. 5c gebildet. Die Anordnung der Einstellöcher 6a-6c ist parallel zur Anordnung der Erregungslöcher 5a-5c. Die Leiter 3, die innerhalb der Externkopplungs-Einstellöcher 6a, 6b und 6c gebildet sind, sind mit dem äußeren Leiter 4 an der oberen Endoberfläche 1a sowie an der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b elektrisch verbunden. Dies bedeutet, daß die Leiter 3 innerhalb der Einstellöcher 6a-6c als Erdungsleiter ähnlich dem äußeren Leiter 4 fungieren.
Bei diesem Aufbau ist das Erregungsloch 5a mit den benachbarten Resonatorlöchern 2a und 2b elektromagnetisch gekoppelt. Das Erregungsloch 5b ist mit den benachbarten Resonatorlöchern 2c und 2d elektromagnetisch gekoppelt. Das Erregungsloch 5c ist mit den benachbarten Resonatorlöchern 2f und 2g elektromagnetisch gekoppelt. Durch diese elektromagnetischen Kopplungen wird eine externe Kopplung geliefert. Das Filter ist über die Eingangs-/Ausgangselektroden 7a, 7b und 7c, die mit den Leitern 3 innerhalb der Erregungslöcher 5a-5c elektrisch verbunden sind, mit einer externen Schaltung verbunden. Die Eingangs-/Ausgangselektrode 7b ist eine Antennenelektrode, die als ein Eingang/Ausgang eines Sendefilters und ferner als ein Eingang/Ausgang eines Empfangsfilters fungiert.
Bei dem Antennenfilter des vorliegenden Beispiels kann die Eigenkapazität jedes Erregungslochs durch Variieren der Position, Form oder des Innendurchmessers des Externkopplungs-Einstellochs, das in der Nähe des Erregungslochs gebildet ist, erhöht bzw. verringert werden. Somit kann die externe Kopplung modifiziert werden, und die externe Kopplung kann angemessener festgelegt werden. Das heißt, die externe Kopplung kann durch Hinzufügen der Externkopplungs- Einstellöcher mit einem größeren Freiheitsgrad festgelegt werden.
Die Eigenkapazität jedes Erregungslochs ist die Kapazität, die zwischen dem Leiter innerhalb des Erregungslochs und dem Erdungsleiter, oder dem äußeren Leiter plus dem Leiter innerhalb des Externkopplungs-Einstellochs erzeugt wird. Die Eigenkapazität jedes Erregungslochs kann durch Bereitstellen des Externkopplungs-Einstellochs erhöht werden. Durch Verringerndes Abstands zwischen dem Erregungsloch und dem Externkopplungs-Einstelloch kann die Eigenkapazität des Erregungslochs erhöht und die externe Kopplung geschwächt werden. Umgekehrt kann durch Erhöhen des Abstands zwischen dem Erregungsloch und dem Externkopplungs-Einstelloch die Eigenkapazität des Erregungslochs verringert und die externe Kopplung intensiviert werden.
Da die externe Kopplung durch derartiges Bereitstellen der Externkopplungs-Einstellöcher geschwächt werden kann, kann der Abstand zwischen jedem Erregungsloch und dem benachbarten Resonatorloch reduziert werden. Somit kann die Größe des Filters reduziert werden. In dem vorliegenden Beispiel kann somit der Abstand zwischen den Resonatorlöchern 2a und 2b, der Abstand zwischen den Resonatorlöchern 2c und 2d sowie der Abstand zwischen den Resonatorlöchern 2f und 2g reduziert werden.
Des weiteren kann die Kopplung zwischen zwei Resonatorlöchern, zwischen denen ein Erregungsloch und ein Externkopplungs-Einstelloch positioniert ist, durch das Externkopplungs-Einstelloch unterdrückt werden. Bei dem vorliegenden Beispiel kann eine direkte Kopplung zwischen den Resonatorlöchern 2a und 2b, eine direkte Kopplung zwischen den Resonatorlöchern 2c und 2d sowie eine direkte Kopplung zwischen den Resonatorlöchern 2f und 2g durch die Externkopplungs- Einstellöcher 6a, 6b bzw. 6c unterdrückt werden. Insbesondere kann eine direkte Kopplung der durch das Resonatorloch 2a gebildeten Falle stark reduziert werden. Zudem kann die direkte Kopplung des durch die Resonatorlöcher 2b, 2c gebildeten Filters, des durch die Resonatorlöcher 2c1, 2e, 2f gebildeten Filters und der durch das Resonatorloch 2g gebildeten Falle stark reduziert werden. Folglich kcinnen die Charakteristika der Filter und Fallen ohne weiteres eingestellt werden. Folglich können gute Charakteristika erhalten werden.
Nachdem ein Filter gebaut wurde, kann die Eigenkapazität oder ein anderer Faktor jedes Erregungslochs durch Schleifen von Teilen der Leiter entweder in den Erregungslöchern oder in den Externkopplungs-Einstellöchern mit einem Schleifwerkzeug oder Schleifstein variiert werden. Auf diese Weise können die externe Kopplung und Phase eingestellt werden. Somit können die Charakteristika verbessert werden. Auch der Prozentsatz an defekten Produkten kann reduziert werden. In diesem Fall kann die dielektrische Substanz zusammen mit den inneren Leitern geschliffen werden.
Bei den obigen Beispielen ist ein Externkopplungs- Einstelloch entsprechend jedem einzelnen Erregungsloch gebildet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Eine Mehrzahl von Externkopplungs- Einstellöchern kann entsprechend jedem einzelnen Erregungsloch gebildet sein. Die Externkopplungs-Einstellöcher können zu jeder willkürlichen Form ausgebildet sein, die eine Ellipse, ein Rechteck, ein Dreieck oder ein Rhomboid sein kann.
Bei dem oben genannten vierten Beispiel sind zwei Filter und zwei Fallen in einem dielektrischen Block gebildet. Auf diese Weise weist das dielektrische Filter oder der Antennenresonator einen komplizierten Aufbau auf. Man beachte, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt ist. Dieses Beispiel der vorliegenden Erfindung ist auch auf ein dielektrisches Filter anwendbar, das einen dielektrischen Block 1 aufweist, in dem ein Filter gebildet ist, wie in Fig. 10 gezeigt.
Bei dem in Fig. 10 gezeigten dielektrischen Filter ist der dielektrische Block 1 mit zwei Resonatorlöchern 2 versehen. Erregungslöcher 5 und Externkopplungs-Einstellöcher 6 sind außerhalb ihrer jeweiligen Resonatorlöcher 2 gebildet. Auch bei diesem dielektrischen Filter kann der Grad der externen Kopplung durch Variieren der Position, der Form oder des Innendurchmessers eines jeden Externkopplungs-Einstellochs variiert werden. Zudem können die externe Kopplung und die Phase durch Schleifen von Teilen von Leitern, die innerhalb der Erregungslöcher und innerhalb der Externkopplungs- Einstellöcher gebildet sind, eingestellt werden. Auch die Anzahl von in dem dielektrischen Block gebildeten Resonatorlöchern kann Eins sein.
Bei dem oben genannten vierten Beispiel weist jedes Erregungsloch mindestens ein entsprechendes Externkopplungs- Einstelloch auf. Die Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Jedes Externkopplungs-Einstelloch kann für weniger als den vollen Satz von Erregungslöchern, z. B. für mindestens eines der Erregungslöcher, gebildet sein.
Der Aufbau eines dielektrischen Filters gemäß einem fünften Beispiel der Erfindung ist in Fig. 11 gezeigt. Wie in Fig. 11 gezeigt, weist dieses dielektrische Filter einen dielektrischen Block 1 mit einer offenen Endoberfläche 1a und einer Seitenoberfläche 1c auf. Dieser Block weist ausgenommene Abschnitte 11 auf, in denen auf der Seite der offenen Endoberfläche 1a Erregungslöcher 5 gebildet sind. Somit weist die offene Endoberfläche 1a eine gestufte Gestalt auf. Jede Eingangs-/Ausgangselektrode 7 erstreckt sich von der entsprechenden ausgenommenen Oberfläche 11 bis zu der Seitenoberfläche 1c. Die Erregungslöcher 5 erstrecken sich von den ausgenommenen Oberflächen 11. Die Elektroden 7 sind mit Leitern 3, die jeweils innerhalb der Erregungslöcher 5 gebildet sind, elektrisch verbunden und von einem äußeren Leiter 4 getrennt. Abgesehen von diesen Punkten ist dieses dielektrische Filter im Aufbau ähnlich dem dielektrischen Filter, das bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, weshalb diejenigen Komponenten, die bereits beschrieben wurden, hier nicht beschrieben werden.
Bei diesem Aufbau kann durch Variieren der Länge des Erregungslochs 5 der Grad der Kopplung aufgrund der elektromagnetischen Kopplung jedes Erregungslochs 5 mit dem benachbarten Resonatorloch 2 angepaßt und eingestellt werden. Das heißt, der Grad der externen Kopplung kann durch Variieren der Länge der Erregungslöcher 5 sowie des Durchmessers der Löcher 5 und der Position der Löcher 5 verändert werden. Somit kann die externe Kopplung mit einem größeren Freiheitsgrad angepaßt und eingestellt werden. Folglich kann eine angemessenere externe Kopplung abgeleitet werden.
Bei diesem Beispiel sind auf der Seite der offenen Endoberfläche 1a Stufen gebildet. Die Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Die Stufen können alternativ auf der Seite der kurzgeschlossenen Endoberfläche 1b gebildet sein. Zudem können auf beiden Endoberflächen 1a und 1b Stufen gebildet sein. Die anderen vorstehenden Beispiele eines dielektrischen Filters oder Antennenfilters können auch so modifiziert sein, daß sie diese ausgenommenen Oberflächen 11 aufweisen.
Der Aufbau eines dielektrischen Filters gemäß einem sechsten Beispiel der Erfindung ist in Fig. 12 gezeigt. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, weist dieses dielektrische Filter eine offene Endoberfläche 1a auf, auf der Eingangs- /Ausgangselektroden 7 gebildet sind. Das Filter ist mit Erregungslöchern 5 versehen, und innerhalb der Löcher 5 sind jeweils Leiter 3 gebildet. Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 20, die mit den Leitern 3 innerhalb der Löcher 5 elektrisch verbunden sind, stehen aus der offenen Endoberfläche 1a hervor. Jeder Eingangs-/Ausgangsanschluß 20 ist ein stabartiges Bauteil aus einem Metall. Wenn die Anschlüsse 20 an gebracht werden, werden diese Anschlüsse 20 jeweils in die Erregungslöcher 5 eingefügt und jeweils mit den Leitern 3 innerhalb der Erregungslöcher 5 oder mit den Eingangs- /Ausgangselektroden 7 verlötet. Abgesehen von diesen Punkten ist dieses dielektrische Filter im Aufbau ähnlich dem dielektrischen Filter, das in Verbindung mit Fig. 1 zuvor beschrieben wurde. Dies bedeutet, daß dieses dielektrische Filter abgesehen davon, daß die Eingangs- /Ausgangsanschlüsse 20 verbunden sind, dem in Fig. 1 gezeigten dielektrischen Filter ähnlich ist.
Dort, wo eine Verbindung mit einer externen Schaltung wie in diesem Beispiel durch die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 20 hergestellt wird, ist es nicht immer notwendig, die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 zu bilden. Dort, wo die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 nicht gebildet werden, werden diejenigen Abschnitte des äußeren Leiters 4, die auf der Endoberfläche auf der Seite der Eingangs- /Ausgangsanschlüsse 20 positioniert sind, oder diejenigen Abschnitte der Leiter 3 innerhalb der Erregungslöcher 5, die sich nahe der Endoberfläche befinden, teilweise entfernt, um die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 20 von dem äußeren Leiter 4 zu trennen.
Dieser Aufbau kann an einem Aufbringungssubstrat des Anschlußeinfügungstyps angebracht sein. Das dielektrische Filter kann durch Biegen der Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 20 entweder horizontal oder vertikal plaziert werden. Zudem können die Stellen, an denen das Filter mit dem Packungssubstrat verbunden ist, durch Variieren der Länge der Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 20 nach Wunsch eingestellt werden.
Zudem können die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 kleiner gestaltet werden. Alternativ dazu können die Charakteristika, wie beispielsweise QO, weiter verbessert werden, ohne daß die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 gebildet werden müssen.
Bei den vorstehenden Beispielen mit Ausnahme des Beispiels von Fig. 12 können die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 20 von der Endoberfläche, auf der die Eingangs-/Ausgangselektroden 7 gebildet sind, jeweils in die Erregungslöcher 5 eingefügt werden, woraufhin die Anschlüsse 20 verbunden werden. Zudem sind weder die Form der Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 20 noch die Art und Weise, auf die die Anschlüsse 20 mit den Leitern 3 innerhalb der Erregungslöcher 5 verbunden sind, Beschränkungen unterworfen. Zum Beispiel kann jeder Eingangs-/Ausgangsanschluß durch Rollen einer Metallblechplatte zu einer Röhre und Pressen derselben gegen die Leiter 3 innerhalb der Erregungslöcher 5 zur Verbindung hergestellt werden.
Der Aufbau eines dielektrischen Filters gemäß einem siebten Beispiel der Erfindung ist in Fig. 13 gezeigt. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, weist dieses dielektrische Filter eine offene Endoberfläche 1a auf, in die Eingangs- /Ausgangsanschlüsse 20 eingefügt sind. Ein metallisches Gehäuse 30 ist so auf dem dielektrischen Block 1 angebracht, daß es die offene Endoberfläche 1a bedeckt. Das metallische Gehäuse 30 ist an den äußeren Leiter 4 angelötet, wodurch das dielektrische Filter entsteht. Teile des metallischen Gehäuses 30 weisen Ausnehmungen auf, um zu ermöglichen, daß die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 20 hervorstehen, und um zu verhindern, daß das Gehäuse 30 die Eingangs- /Ausgangselektroden 7 berührt. Abgesehen von diesen Punkten ist dieses dielektrische Filter im Aufbau ähnlich dem in Fig. 12 gezeigten Filter. Das bedeutet, daß dieses Beispiel eines dielektrischen Filters ähnlich dem in Fig. 12 gezeigten sechsten Beispiel eines dielektrischen Filters ist, abgesehen davon, daß das metallische Gehäuse 30 darauf angebracht ist. Zwischen der offenen Endoberfläche 1a und dem metallischen Gehäuse 30 kann ein Substrat eingefügt sein.
Wenn dieses dielektrische Filter an einem Packungssubstrat angebracht ist, sind die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 20 und die hervortretenden Abschnitte 30a des metallischen Ge häuses 30 in das Packungssubstrat eingefügt. Bei diesem Aufbau ist die offene Endoberfläche 1a mit dem metallischen Gehäuse 30 bedeckt, wodurch ein leckmäßiges Austreten des elektromagnetischen Feldes durch die Öffnung jedes Resonatorlochs 2 reduziert werden kann. Dieses metallische Gehäuse 30 kann auch an anderen Beispielen von dielektrischen Filtern angebracht sein.
Bei den bisher beschriebenen vorstehenden Beispielen wird Kopplung zwischen benachbarten Resonatoren durch Streukapazität geliefert, die in nicht leitfähigen Abschnitten in den inneren Leitern erzeugt wird. Die Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Es können auch Koppellöcher oder andere Koppeleinrichtungen verwendet werden, um die benachbarten Resonatoren zusammenzukoppeln. Zudem ist die Art und Weise, auf die die Leiter innerhalb der Resonatorlöcher von dem äußeren Leiter an der offenen Endoberfläche getrennt werden, nicht auf das Verfahren der veranschaulichten Beispiele beschränkt.
Wie bisher beschrieben wurde, sind die Eingangs- /Ausgangsabschnitte bei einem dielektrischen Filter gemäß der vorliegenden Erfindung mit Erregungslöchern versehen. Eine externe Kopplung wird durch elektromagnetisches Koppeln jedes Erregungslochs mit dem benachbarten Resonatorloch geliefert. Die beste externe Kopplung kann erhalten werden, indem man den Innendurchmesser, die Position oder die Länge der Erregungslöcher angemessenerweise so festlegt, daß der Grad der externen Kopplung eingestellt oder festgelegt wird. Zudem ist es nicht notwendig, die Resonatorlöcher in außermittigen Positionen zu bilden, um die externe Kopplung einzustellen. Somit wird eine Abnahme des QO verhindert.
Bei bestimmten dielektrischen Filtern gemäß der Erfindung sind Externkopplungs-Einstellöcher nahe bei Externkopplungs-Erregungslöchern gebildet. Die gewünschte externe Kopplung und Phase können durch angemessenes Festlegen der Position, der Form und der Abmessung der Externkopplungs- Einstellöcher erhalten werden. Folglich können die externe Kopplung und Phase mit einem größeren Freiheitsgrad festgelegt werden. Die externe Kopplung kann durch Bilden der Externkopplungs-Einstellöcher geschwächt werden. Deshalb kann der Abstand zwischen jedem Erregungsloch und dem benachbarten Resonatorloch reduziert werden. Dies ermöglicht eine Miniaturisierung des Filters. Zudem kann die über ein Erregungsloch erfolgende Kopplung zwischen zwei Resonatorlöchern, die sich benachbart zueinander befinden, durch die Externkopplungs-Einstellöcher unterdrückt werden. Somit kann eine Interferenz zwischen den Filtern sogar dort verhindert werden, wo eine Mehrzahl von Filtern in einem dielektrischen Block gebildet ist. Die Charakteristika der Filter können leicht eingestellt werden. Nachdem ein Filter gebaut wurde, können die externe Kopplung und Phase durch Schleifen von Teilen von Leitern oder dielektrischen Substanzen innerhalb von Erregungslöchern eingestellt werden. Somit können die Charakteristika verbessert werden. Auch der Prozentsatz an defekten Produkten kann beträchtlich reduziert werden. Somit können die Herstellungskosten reduziert werden. Auch die Eingangs-/Ausgangselektroden können kleiner als bisher ausgeführt werden. Die Resonatorlänge kann verkürzt werden, ohne daß sich QO verschlechtert.
Falls das Filter durch Verwendung von Eingangs- /Ausgangsanschlüssen mit einer externen Schaltung verbunden ist, ist es nicht notwendig, Eingangs-/Ausgangselektroden zu bilden. Zudem wird verhindert, daß QO abnimmt. Das Filter kann auf einem Anbringungssubstrat des Anschlußeinfügetyps angebracht werden. Zudem kann leckmäßiges Austreten des elektromagnetischen Feldes durch Anbringen eines metallischen Gehäuses reduziert werden.
Somit ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein dielektrisches Filter von geringer Größe zu erhalten, das leicht an einem Substrat angebracht werden kann, auf ver schiedene Art angebracht werden kann, ein hohes QO aufweist und eine optimale externe Kopplung und Phase aufweist.

Claims

1. Ein dielektrisches Filter mit folgenden Merkmalen:

einem dielektrischen Block (1) mit zwei gegenüberliegenden Endoberflächen (1a, 1b) und einer äußeren Oberfläche;

mindestens einem Resonatorloch (2), das in dem dielektrischen Block zwischen den Endoberflächen gebildet ist;

einem inneren Leiter oder inneren Leitern (3), der bzw. die auf einer jeweiligen inneren Oberfläche des oder jedes Resonatorlochs (2) gebildet ist bzw. sind;

einem äußeren Leiter (4), der auf der äußeren Oberfläche des dielektrischen Blocks gebildet ist;

mindestens einem Erregungsloch (5), das benachbart zu mindestens einem Resonatorloch (2) in dem dielektrischen Block gebildet ist; und

einem inneren Leiter oder inneren Leitern (3), der bzw. die auf einer jeweiligen inneren Oberfläche des oder jedes Erregungslochs (5) gebildet ist bzw. sind;

wobei eine der Endoberflächen des dielektrischen Blocks eine kurzgeschlossene Endoberfläche (1b) ist;

wobei das oder jedes Erregungsloch (5) mit einem jeweiligen Resonatorloch (2) elektromagnetisch gekoppelt ist, um dadurch eine externe Kopplung zu schaffen;

dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ferner Eingangs-/Ausgangselektroden auf der kurzgeschlossenen Endoberfläche des dielektrischen Blocks aufweist.

2. Ein dielektrisches Filter gemäß Anspruch 1, bei dem die Position, Größe und/oder Form jedes Erregungslochs so eingestellt ist, daß ein vorbestimmter Grad an externer Kopplung und eine vorbestimmte Phase erhalten werden.

3. Ein dielektrisches Filter gemäß Anspruch 1 mit folgenden Merkmalen:

mindestens einem Externkopplungs-Einstelloch (6), das in dem dielektrischen Block nahe einem Erregungsloch gebildet ist; und

einem inneren Leiter oder inneren Leitern (3), der bzw. die auf einer jeweiligen inneren Oberfläche des oder jedes Externkopplungs-Einstellochs (6) gebildet ist bzw. sind.

4. Ein dielektrisches Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Eingangs-/Ausgangselektroden (7) auf der kurzgeschlossenen Endoberfläche des dielektrischen Blocks (1) gebildet sind oder sich von dieser kurzgeschlossenen Endoberfläche bis zu einer seitlichen Endoberfläche des dielektrischen Blocks erstrecken, mit dem Leitet bzw. den Leitern (3), der bzw. die innerhalb des Erregungslochs bzw. der Erregungslöcher (5) gebildet ist bzw. sind, elektrisch verbunden sind und von dem äußeren Leiter (4) getrennt sind.

5. Ein dielektrisches Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine Endoberfläche (1a) des dielektrischen Blocks mindestens einen Abschnitt aufweist, der entfernt ist, um eine gestufte Endoberfläche zu bilden, wobei das oder jedes Erregungsloch (5) an einer ausgenommenen Region (11) der gestuften Endoberfläche, die einem entfernten Abschnitt des dielektrischen Blocks entspricht, gebildet ist.

6. Ein dielektrisches Filter gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens ein innerer Leiter (3), der innerhalb eines Erregungslochs (5) gebildet ist, teilweise entfernt wurde, um eine externe Kopplung und Phase einzustellen.

7. Ein dielektrisches Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem mindestens ein innerer Leiter (3), der innerhalb eines Erregungslochs (5) bzw. eines Externkopplungs-Einstellochs (6) gebildet ist, teilweise entfernt wurde, um die externe Kopplung und Phase einzustellen.

8. Ein dielektrisches Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ferner mindestens ein Eingangs- /Ausgangsanschluß (20) bereitgestellt ist, der in ein Erregungsloch (5) des Filters eingefügt ist und mit dem inneren Leiter (3), der innerhalb des Erregungslochs gebildet ist, elektrisch verbunden ist.

9. Ein dielektrisches Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner ein metallisches Gehäuse (30) aufweist, das an dem dielektrischen Block angebracht ist, um mindestens einen Teil des Blocks zu bedecken.

10. Ein Antennenduplexer mit folgenden Merkmalen: dem dielektrischen Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9;

wobei mindestens ein Resonatorloch ein Sendefilter darstellt; und

wobei mindestens ein Resonatorloch ein Empfangsfilter darstellt.