DE69736617T2

DE69736617T2 - Dielektrisches laminiertes Bandsperrfilter mit elektromagnetischer Kopplung zwischen Resonatoren

Info

Publication number: DE69736617T2
Application number: DE69736617T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Sorakugun Nakakubo; Toshio Kobe-shi Ishizaki; Toru Yamada; Shoichi Kitazawa; Hiroshi Kushitani
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2017-10-17
Also published as: US6140891A; EP1265312A2; DE69727353D1; DE69736617D1; DE69727353T2; EP0837517B1; EP1265312A3; EP1265312B1; EP0837517A2; EP0837517A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kleines dielektrisches geschichtetes Filter, der hauptsächlich für eine Hochfrequenzsendevorrichtung wie ein tragbares Telefon und eine Übertragungsvorrichtung verwendet wird.
2. Verwandte Technik zu der Erfindung
In den letzten Jahren wurden viele dielektrische geschichtete Filter als Hochfrequenzfilter für tragbare Telefone verwendet. Es gibt jedoch eine Anforderung für eine weitere Reduktion der Größe und Dicke solcher Filter und Aufmerksamkeit wird auf planare dielektrische geschichtete Filter gelenkt, die dünner als ein Koaxialtyp hergestellt werden können.
Ein Beispiel des obigen konventionellen dielektrischen geschichteten Filters wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
13 zeigt eine perspektivische Explosions-Ansicht eines konventionellen dielektrischen geschichteten Filters. 14 zeigt einen geschichteten Körper, der aufgebaut ist durch Aufschichten der in 13 gezeigten Schichten, die getrennt sind wie aus der, durch Pfeil A gezeigten Richtung zu sehen. 15 ist eine Querschnitts-Ansicht, bei der das Filter entlang der in 13 gezeigten Linie D-D geschnitten ist. In 13, 14 und 15 bezeichnen Referenzzahlzeichen 101, 102, 103, 104, 105, 106 und 107 dielektrische Platten. Referenzzahlzeichen 108a und 108b bezeichnen Leiterbahnelektroden, die auf einer dielektrischen Platte 105 ausgebildet sind. Referenzzahlzeichen 109a und 109b bezeichnen Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden, 110a und 110b sind Dämpfungskapazitätselektroden, 111 ist eine Kopplungsleitungselektrode und diese inneren Elektroden werden jeweils auf den dielektrischen Platten 106, 104 und 102 ausgebildet.
Diese dielektrischen Platten werden geschichtet, um einen dielektrischen geschichteten Block zu bilden, auf dem Schirmelektroden 115 und 116 jeweils auf dessen oberen und unteren Oberflächen ausgebildet sind. Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 117a und 117b und eine Masseelektrode 118 sind auf der äußeren Umfangsseite des dielektrischen geschichteten Blocks ausgebildet.
Die Wirkungen des dielektrischen geschichteten Filters, der wie oben gebaut ist, werden beschrieben.
Bei dem dielektrischen geschichteten Filter, der in 13 gezeigt ist, sind die Schirmelektroden 115 und 116 über die Erdungselektrode 118 geerdet. Zusätzlich ist ein Ende von jeder der Leiterbahnelektroden 108a und 108b über die Masseelektrode 118 geerdet, um Viertel-Wellenlängen-Leiterbahnresonatoren zu ergeben. Die Kopplungsleitungselektrode 111 und die Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 109a und 109b agieren als eine verteilte konstante Leitung. Eine Dämpfungskapazität wird zwischen der Dämpfungskapazitätselektrode 110a oder 110b und der Leiterbahnelektrode 108a oder 108b geliefert. Die Dämpfungskapazitätselektroden 110a und 110b sind über die Kopplungsleitungselektrode 111 miteinander verbunden, um die beiden Leiterbahnresonatoren parallel über die Dämpfungskapazität zu verbinden und die einen Enden der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 109a und 109b sind mit den Dämpfungskapazitätselektroden 110a und 110b verbunden, mit den anderen Enden verbunden mit den Eingabe/Ausgabe-Elektroden 117a und 117b, um ein Bandsperrfilter zu bilden.
Um das elektromagnetische Koppeln zwischen den jeweiligen Elektroden zum Beispiel zwischen den Leiterbahnelektroden 108a und 108b zu verhindern, sind Masseelektroden 112, 113 und 114 jeweils zwischen den Leiterbahnelektroden 108a und 108b, zwischen den Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 109a und 109b und zwischen den Dämpfungskapazitätselektroden 110a und 110b ausgebildet.
Um das elektromagnetische Koppeln zwischen den Leiterbahnelektroden 108a und 108b und der Kopplungsleitungselektrode 111 zu verhindern, wird eine Schirmelektrode 120 auf der dielektrischen Platte 103 ausgebildet.
Ein dielektrisches geschichtetes Filter mit diesem Aufbau ist zum Beispiel in der offengelegten japanischen Patentanwendung Nr. 6-268410 gezeigt.
Die Auslegung in dieser Anordnung ist jedoch kompliziert, weil die elektromagnetische Kopplung zwischen den Eingabe/Ausgabe-Leitungen 109a und 109b und den Leiterbahnen 108a und 108b nicht verhindert werden kann.
Zusätzlich wird, wenn dielektrische Platten mit einer großen dielektrischen Konstante verwendet werden, um die Größe des Filters zu reduzieren die elektromagnetische Kopplung zwischen den Eingabe/Ausgabe-Leitungen, den Kopplungsleitungen und den Leiterbahnen weiter erhöht und damit verhindert, dass man eine gute Bandsperrfiltercharakteristik erhält.
Darüber hinaus ist die konventionelle Verhinderung der elektromagnetischen Kopplung zwischen den Leiterbahnen 108a und 108b unter Verwendung der Masseelektrode 112, der elektromagnetischen Kopplung zwischen den Dämpfungskapazitätselektroden 110a und 110b unter Verwendung der Masseelektrode 113 und der elektromagnetischen Kopplung zwischen den Eingabe/Ausgabe-Leitungen 109a und 109b unter Verwendung der Masseelektrode 114 sehr mangelhaft und eine Induktivität wird tatsächlich auf den Masseelektroden 112, 113 und 114 geliefert. Somit tritt unerwünschte elektromagnetische Kopplung zwischen den Leiterbahnelektroden 108a und 108b und der Masseelektrode 112, zwischen den Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 109a und 109b und der Masseelektrode 113 und zwischen den Dämpfungskapazitätselektroden 110a und 110b und der Masseelektrode 114 ein.
Darüber hinaus stören die Masseelektroden 112, 113 und 114 die Verteilung von elektromagnetischen Feldern von den Leiterbahnelektroden 108a und 108b, den Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 109a und 109b und den Dämpfungskapazitätselektroden 110a und 110b und erniedrigen so die unbelastete Q. Als ein Ergebnis kann eine gute Bandsperrfiltercharakteristik nicht leicht erreicht werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Unter dem Gesichtspunkt dieser Probleme von konventionellen dielektrischen geschichteten Filtern ist es ein Ziel dieser Erfindung ein dielektrisches geschichtetes Filter und eine Übertragungsvorrichtung zu liefern, die eine viel bessere Bandsperrfiltercharakteristik im Vergleich zum Stand der Technik erreichen kann.
Um das Ziel zu erreichen wird nach Anspruch 1 ein dielektrisches geschichtetes Filter definiert.
Das dielektrische geschichtete Filter kombiniert geeignet die elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren mit der Kopplungsleitungselektrode, um elliptische Funktionscharakteristiken zu erreichen um die Dämpfungskurve steiler zu machen im Vergleich mit Chebyshevs-Charakteristiken, die keine elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren verwenden. Auch wenn Einfügungsverluste in dem spezifischen Dämpfungsband verkleinert würden, könnten Einfügungsverluste in dem Durchlassbereich weiter erhöht werden. Somit kann das Dämpfungsband erhöht werden ohne Lieferung eines Mehrstufenfilters und damit die Größe des Filters und somit Verluste reduziert werden (Verbesserung der Funktion).
Eine Übertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Signalverarbeitungseinrichtung, die das dielektrische geschichtete Filter entsprechend einer der vorliegenden Erfindungen verwendet; und eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe des verarbeiteten Signals.
KURZE BESCHREIBUNGEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines dielektrischen geschichteten Filters entsprechend einer ersten und einer zweiten Ausführung der Stammanmeldung.
2 ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der ersten und zweiten Ausführung der Stammanmeldung.
3 ist ein Ersatzschaltbild des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der ersten und zweiten Ausführung der Stammanmeldung.
4 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines dielektrischen geschichteten Filters entsprechend einer dritten Ausführung der Stammanmeldung.
5 ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der dritten Ausführung der Stammanmeldung.
6 ist ein Ersatzschaltbild des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der dritten Ausführung der Stammanmeldung.
7 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines dielektrischen geschichteten Filters entsprechend einer vierten Ausführung der Stammanmeldung.
8 ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der vierten Ausführung der Stammanmeldung.
9 ist ein Ersatzschaltbild des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der vierten Ausführung der Stammanmeldung.
10 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines dielektrischen geschichteten Filters entsprechend einer fünften Ausführung dieser Stammanmeldung.
11 ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der fünften Ausführung der Stammanmeldung.
12 ist ein Ersatzschaltbild des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der fünften Ausführung der Stammanmeldung.
13 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines konventionellen dielektrischen geschichteten Filters.
14 ist eine erklärende Zeichnung, die das konventionelle dielektrische geschichtete Filter zeigt, gesehen aus der Richtung, die durch Pfeil A gezeigt ist.
15 ist eine Schnittbildansicht, in welcher das konventionelle dielektrische geschichtete Filter entlang Linie D-D geschnitten ist.
16 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristik eines dielektrischen geschichteten Filters, experimentell in der dritten Ausführung der Stammanmeldung hergestellt zeigt.
17 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines dielektrischen geschichteten Filters entsprechend einer ersten Ausführung dieser Erfindung.
18 ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der ersten Ausführung dieser Erfindung.
19 ist ein Ersatzschaltbild des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der ersten Ausführung dieser Erfindung.
20 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines dielektrischen geschichteten Filters entsprechend einer zweiten Ausführung dieser Erfindung.
21 ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der zweiten Ausführung dieser Erfindung.
22 ist ein Ersatzschaltbild des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend der zweiten Ausführung dieser Erfindung.
23 ist ein Diagramm, das eine elliptische Funktionscharakteristik und eine Chebyshevs-Charakteristik in einem Bandsperrfilter vergleicht.
24 ist ein Diagramm (kleine Spannweite), das die Frequenzcharakteristik eines dielektrischen geschichteten Filters zeigt, der experimentell in der zweiten Ausführung hergestellt wurde.
25 ist ein Diagramm (große Spannweite), das die Frequenzcharakteristik des dielektrischen geschichteten Filters zeigt, der experimentell in der zweiten Ausführung hergestellt wurde.
26 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines dielektrischen Filters als eine Variation der ersten Ausführung der Stammanmeldung.
27A bis 27F sind Diagramme, welche die elliptische Funktionscharakteristik bei dieser Erfindung beschreiben.

1, 2, 3, 4, 5: dielektrische Platte
6a, 6b: erste Leiterbahnelektrode
7a, 7b: zweite Leiterbahnelektrode
8a, 8b: Dämpfungskapazitätselektrode
9a, 9b: Eingabe/Ausgabe-Leitungselektrode
10: Kopplungsleitungselektrode
11: erste Schirmelektrode
12: geschichteter Körper
13: zweite Schirmelektrode
14: dritte Schirmelektrode
15a, 15b: dritte Leiterbahnelektrode
16a, 16b: Verbindungselektrode
17a, 17b: Eingabe/Ausgabe-Elektrode
18: Masseelektrode
20a, 20b: Dämpfungskapazitätselement
21a, 21b: Enden verkürzender (tip shorting) Leiterbahnresonator

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
1 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht eines dielektrischen geschichteten Filters entsprechend einer Ausführung der Stammanmeldung. 2 ist eine perspekti vische Ansicht des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend dieser Ausführung (einfach bezeichnet als "geschichteter Körper"). 3 zeigt eine Ersatzschaltung des dielektrischen geschichteten Filters entsprechend dieser Ausführung.
In 1 und 2 bezeichnen Referenzzahlzeichen 1, 2, 3, 4 und 5 dielektrische Platten. Diese dielektrischen Platten umfassen eine dielektrische Keramik desselben Materials, das in eine Rohplatte verarbeitet wurde und das bei einer niedrigen Temperatur (εr = 7 bis 100. εr ist eine Dielektrizitätskonstante) gesintert werden kann.
Referenzzahlzeichen 6a und 6b zeigen erste Leiterbahnelektroden entsprechend ersten Resonanzelektroden an. Die ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b sind auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 2, sich von einer Seite zu der anderen erstreckend ausgebildet und sind parallel zueinander angeordnet. Referenzzahlzeichen 7a und 7b bezeichnen zweite Leiterbahnelektroden entsprechend zweiten Resonanzelektroden in Übereinstimmung mit dieser Erfindung. Die zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b sind auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 4 ausgebildet und erstrecken sich von einer Seite der dielektrischen Platte 4 zu der anderen. Referenzzahlzeichen 8a und 8b bezeichnen Dämpfungskapazitätselektroden, 9a und 9b sind Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden und 10 ist eine Kopplungsleitungselektrode. Alle diese Elektroden sind auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 5 ausgebildet. Die Dämpfungskapazitätselektroden 8a und 8b sind gegenüber den zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b ausgebildet. Die Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 9a und 9b und die Kopplungsleitungselektrode 10 sind in solchen Positionen ausgebildet, dass sie nicht den zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b gegenüberliegen. Ein Ende der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektrode 9a und ein Ende der Kopplungsleitungselektrode 10 sind mit der Dämpfungskapazitätselektrode 8a und ein Ende der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektrode 9b und das andere Ende der Kopplungsleitungselektrode 10 sind mit der Dämpfungskapazitätselektrode 8b verbunden. Referenzzahlzeichen 11 bezeichnet eine erste Schirmelektrode auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 3.
Auf diese Weise besitzen diese inneren Elektroden, die in den Innenschichten des geschichteten Körpers ausgebildet sind Elektrodenmuster, die darauf gedruckt sind unter Verwendung einer metallischen Paste wie Silber, Kupfer oder Gold mit einer hohen Leitfähigkeit.
Ferner ist 12 der geschichtete Körper, der gebildet wird durch Aufschichten der dielektrischen Platten 5, 4, 3, 2 und 1 in dieser Reihenfolge, durch Aufeinanderpressen und gleichzeitiges Sintern jeder dielektrischen Platte und jeder inneren Elektrode.
Natürlich kann eine Vielzahl von dielektrischen geschichteten Filtern gleichzeitig aus dem selben geschichteten Körper hergestellt werden. In diesem Fall wird ein Schneideprozess zum Schneiden des geschichteten Körpers in eine Vielzahl von geschichteten Körper-Stücke zwischen dem Aufeinanderpress-Prozess und dem Sinterprozess benötigt. Diese geschnittenen geschichteten Körper-Stücke entsprechen dem dielektrischen geschichteten Filter.
Zusätzlich ist 13 eine zweite Schirmelektrode, 14 eine dritte Schirmelektrode und diese Elektroden sind jeweils fast über die gesamte oben- und untenliegende Oberfläche des geschichteten Körpers 12 ausgebildet. Referenzzahlzeichen 15a und 15b sind dritte Leiterbahnelektroden entsprechend dritten Resonanzelektroden. Die dritten Leiterbahnelektroden 15a und 15b sind auf einer der äußeren Umfangsseiten des geschichteten Körpers 12 ausgebildet. Die dritte Leiterbahnelektrode 15a ist mit einem Ende der ersten Leiterbahnelektrode 6a und mit einem Ende der zweiten Leiterbahnelektrode 7a verbunden. Die dritte Leiterbahnelektrode 15b ist mit einem Ende der ersten Leiterbahnelektrode 6b und mit einem Ende der zweiten Leiterbahnelektrode 7b verbunden. Referenzzahlzeichen 16a und 16b sind Verbindungselektroden, die auf zwei gegenüberliegenden äußeren Umfangsseiten des geschichteten Körpers 12 ausgebildet sind und mit jeder der Schirmelektroden 11, 13 und 14 verbunden sind. Referenzzahlzeichen 17a und 17b sind Eingabe/Ausgabe-Elektroden, die auf beiden äußeren Umfangsseiten des geschichteten Körpers 12 ausgebildet sind. Die Eingabe/Ausgabe-Elektrode 17a ist mit dem anderen Ende der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektrode 9a verknüpft und die Eingabe/Ausgabe-Elektrode 17b ist mit dem anderen Ende der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektrode 9b verknüpft. Referenzzahlzeichen 18 ist ein Massepol, der auf einer der äußeren Umfangsseiten des geschichteten Körpers 12 ausgebildet und mit dem anderen Ende einer jeder der Schirmelektroden 11, 13 und 14 und mit den anderen Enden der ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b verbunden ist. Auf diese Weise werden die auf den äußeren Oberflächen des geschichteten Körpers gebildeten äußeren Elektroden durch Drucken oder Plattierung von Elektrodenmustern ausgebildet unter Verwendung einer metallischen Paste wie Silber, Kupfer oder Gold mit einer hohen Leitfähigkeit. Der erste dielektrische geschichtete Block in Übereinstimmung mit dieser Erfindung entspricht einem Block, der die dielektrischen Platten 1 und 2 einschließt. Der zweite dielektrische geschichtete Block in Übereinstimmung mit dieser Erfindung entspricht einem Block, der die dielektrischen Platten 3, 4 und 5 einschließt.
Das dielektrische geschichtete Filter mit dieser Konfiguration ist weiterhin mit Bezug auf die 1, 2 und 3 beschrieben.
Die anderen Enden der ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b sind über die Masseelektrode 18 geerdet, um die endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren (tip shorting stripline resonators) 21a und 21b zu bilden, welche die anderen Enden der zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b als offene Enden verwenden. Zusätzlich werden die Dämpfungskapazitätselektroden 8a und 8b gegenüber den zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b ausgebildet, um die Dämpfungskapazitätselemente 12a und 12b zu bilden.
Ferner agieren die Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 9a und 9b und die Kopplungsleitungselektrode 10 als Kopplungselemente für verteilte konstante Leitungen. Somit sind, durch Anbindung der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 9a und 9b und der Kopplungsleitungselektrode 10 an die Dämpfungskapazitätselektroden 8a und 8b wie oben beschrieben die endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b parallel über die Dämpfungskapazitätselemente 20a und 20b verbunden, wie in dem Ersatzschaltbild in 3 gezeigt ist. Dies erlaubt, dass ein Bandsperrfilter unter Verwendung der Eingabe/Ausgabe-Elektroden 17a und 17b als Eingabe/Ausgabe-Endstellen geliefert wird.
Wie oben beschrieben kann diese Ausführung über die erste Schirmelektrode 11, den ersten dielektrischen geschichteten Block einschließlich der ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b und den zweiten dielektrischen geschichteten Block einschließlich der zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b und Kopplungselementen aufschichten, um die unerwünschte elektromagnetische Kopplung zwischen den ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b und den Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 9a und 9b, die als die Kopplungselemente agieren und zwischen den ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b und der Kopplungsleitungselektrode 10 zu verhindern.
Der wichtige Punkt dieser Ausführung ist die Verwendung der Struktur, bei der die endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b die anderen Enden der zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b als offene Enden verwenden. Diese Struktur bewirkt, dass eine Feldverteilung in den zweiten Leiterbahnelektroden vorherrscht und erlaubt damit, dass die magnetische Kopplung innerhalb des zweiten dielektrischen geschichteten Blocks vernachlässigt werden kann. Mit anderen Worten wird die Feldkopplung zwischen den zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b und den Dämpfungskapazitätselektroden 8a und 8b verwendet, um die Dämpfungskapazitätselemente 20a und 20b zu bilden (siehe 3).
Ferner kann durch Anordnung der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 9a und 9b und der Kopplungsleitungselektrode 10 in einer solchen Weise, dass sie nicht den zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b gegenüber liegen die unerwünschte Feldkopplung mit den zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b auf eine vernachlässigbare Größe reduziert werden.
Wie oben beschrieben kann die unerwünschte Feldkopplung zwischen den Resonatoren (das heißt die endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b) und den Eingabe/Ausgabe-Leitungen (das heißt die Eingabe/Ausgabe-Elektroden 9a und 9b) und zwischen den Resonatoren und dem Kopplungselement (d.h. die Kopplungsleitungselektrode 10) auf eine vernachlässigbare Größe reduziert werden und damit ein einfaches Design ermöglicht und eine gute Bandsperrfiltercharakteristik geliefert werden.
Zusätzlich kann durch geeignete Verbindung der elektromagnetischen Kopplung zwischen den Resonatoren mit der Kopplungsleitungselektrode 10, um eine elliptische Funktionscharakteristik zu erreichen, eine steile Dämpfungscharakteristikkurve erhalten werden im Vergleich zu einer Chebyshev's-Charakteristik 404, die keine elektromagnetische Kopplung M zwischen den Resonatoren, wie in 23 gezeigt anwendet.
Zum Beispiel zeigen 27A bis 27F die Übertragungscharakteristik eines Bandsperrfilters, bei der zwei Leiterbahnresonatoren parallel unter Verwendung einer Kopplungsleitung verbunden sind.
27A ist ein Diagramm, das eine Übertragungscharakteristik zeigt, die man erhält, wenn die Kopplungsleitung eine Impedanz von 50 Ω und eine Leitungslänge von einer Viertelwellenlänge bei 1,5 GHz besitzt, wenn keine elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren auftritt.
27B ist ein Diagramm, das dem aus 27A entspricht, außer dass die Resonanzfrequenz versetzt ist.
27C ist ein Diagramm, das dem aus 27B entspricht, außer dass die Kopplungsleitungslänge eine Achtelwellenlänge bei 1,5 GHz beträgt.
27D ist ein Diagramm, das dem aus 27A entspricht, außer dass eine elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren auftritt.
27E ist ein Diagramm, das dem aus 27D entspricht, außer dass die Kopplungsleitungslänge eine Achtelwellenlänge bei 1,5 GHz beträgt.
27F ist ein Diagramm, das dem aus 27E entspricht, außer dass die Lücke zwischen den Resonatoren erweitert ist, um die elektromagnetische Kopplung zu reduzieren.
Wie oben beschrieben hängen Veränderungen der Charakteristik, die auftreten, wenn die Kopplungsleitung verändert wird davon ab, ob elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren auftritt oder nicht (siehe 27C und 27E). Als Folge muss, um eine steile elliptische Funktionscharakteristik in dem Bandsperrfilter in Übereinstimmung mit dieser Ausführung zu realisieren, das Verhalten der Charakteristik beim Design umfassend betrachtet werden.
Einfügungsdämpfungen können in einem Durchlassbereich 402 reduziert werden, der verwendet wird, um ein erwünschtes Dämpfungsband 401 und einen erwünschten Dämpfungsbetrag zu erhalten. Somit kann das Dämpfungsband 401 ausgedehnt werden, ohne dass man einen Mehrstufenfilter vorsieht und man kann damit die Größe des Filters und die Dämpfungen reduzieren (Anhebung der Leistung).
Wenn, zum Beispiel, die Leitungslänge der Kopplungsleitung nicht ausgelegt werden kann eine Achtelwellenlänge oder mehr zu sein auf Grund einer geometrischen Beschränkung, kann die elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren miteinander verbunden werden, wie in 27F gezeigt, um eine elliptische Funktionscharakteristik mit einer steilen Dämpfungscharakteristikkurve zu erreichen.
Das heißt durch geeignete Verbindung der elektromagnetischen Kopplung M zwischen den Resonatoren mit der Kopplungsleitungselektrode 10 können Kopplungselemente geliefert werden, die eine Impedanz und eine Wellenlänge besitzen, die nicht nur durch die Kopplungsleitungselektrode 10 auf Grund einer geometrischen Beschränkung ausgelegt werden können.
Somit kann, durch Eliminieren unerwünschter elektromagnetischer Kopplung und durch Verwendung der elektromagnetischen Kopplung zwischen den Resonatoren der Freiheitsgrad angehoben werden und die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Platten kann angehoben werden und damit die Größe der Resonatoren reduziert und die Leistung erhöht werden. Auf Grund der aktiven Verwendung der elektromagnetischen Kopplung zwischen den Resonatoren, wie oben beschrieben, besitzt diese Ausführung zwischen den Leiterbahnelektroden 6a und 6b keine Masseelektrode wie jene, die in dem konventionellen dielektrischen geschichteten Filter beschrieben wird. Ein Bauteil zur Verhinderung elektromagnetischer Kopplung in Übereinstimmung mit dieser Erfindung entspricht der Masseelektrode.
Ähnliche Effekte können erzielt werden durch eine Struktur, die einen dielektrischen laminierten Block, ausgebildet durch Laminierung dielektrischer Platten 1, 2, 3 und 5; eine Vielzahl von Leiterbahnen 6a und 6b, ausgebildet auf einer inneren Schicht des dielektrischen laminierten Blocks; eine Vielzahl von Eingabe/Ausgabe-Leitungen 9a und 9b, die auf einer inneren Schicht des dielektrischen laminierten Blocks ausgebildet sind; und eine Kopplungsleitung 10 umfasst, die auf einer inneren Schicht des dielektrischen laminierten Blocks ausgebildet ist und eine Vielzahl von Leiterbahnen parallel verbindet, wobei eine Schirmelektrode eine Vielzahl von Leiterbahnen 6a und 6b von den Eingabe/Ausgabe-Leitungen 9a und 9b und der Kopplungsleitung 10 trennt, wie in 26 gezeigt ist.
Zusätzlich kann die Dicke der dielektrischen Platte 4 reduziert werden, um das Gebiet der zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b und der Dämpfungskapazitätselektroden 8a und 8b, die verwendet werden zu reduzieren, um die erwünschten Dämpfungskapazitätselemente 20a und 20b zu bilden, um das Gebiet zu vergrößern, das verwendet wird, um das Kopplungselement zu bilden ohne es gegenüber den zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b anzuordnen und damit weiterhin den Freiheitsgrad beim Design zu erhöhen.
Ferner kann, durch Faltung und Verbindung der ersten, der zweiten und der dritten Leiterbahnelektroden miteinander, um die endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b zu bilden die in Wellenlänge der Resonatoren erhöht werden, ohne dass die Größe des geschichteten Körpers erhöht wird und damit die Größe der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b reduziert wird.
Zusätzlich können die Filtercharakteristika angepasst werden durch Ausbildung der dritten Leiterbahnelektroden 15a und 15b aus Außenelektroden. Das heißt, eine ablängende Abschleifvorrichtung oder Ähnliches kann verwendet werden, um die dritten Leiterbahnelektroden 15a und 15b zu trimmen, um den Zwischenraum zwischen den Elektroden anzupassen, um die elektromagnetische Kopplung zwischen den dritten Leiterbahnelektroden 15a und 15b zu variieren und erlaubt damit, dass man die Dämpfungsbandbreite innerhalb der Bandsperrfiltercharakteristiken regelt.
Durch Ausbildung der Verbindungselektroden 16a und 16b an den jeweiligen Enden der zwei gegenüberliegenden äußeren Umfangsseiten des geschichteten Körpers 12 und Verbindung der Verbindungselektroden mit jeder der Schirmelektroden 11, 13 und 14 kann dasselbe Potenzial zwischen den Schirmelektroden geliefert werden, wobei eine konstante Potenzialverteilung innerhalb jeder Schirmelektrode aufrechterhalten wird und damit stabile Filtercharakteristiken mit einer hervorragenden Schirmung geliefert werden. Diese Effekte sind bei einer Frequenz von mehr als 1 GHz signifikant.
Deshalb kann ein kleines einstellbares dielektrisches geschichtetes Filter, das einfach ausgelegt werden kann realisiert werden.
Ein dielektrisches geschichtetes Filter in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführung der Stammanmeldung ist unten beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen.
Die Struktur des dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung ist beinahe die gleiche wie die in der ersten Ausführung mit Ausnahme, dass die ersten und zweiten dielektrischen geschichteten Blöcke aus dielektrischen Platten mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten ausgebildet sind.
Das heißt, dass die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Platten 1 und 2 sich von der der dielektrischen Platten 3, 4 und 5 unterscheidet.
Wie oben beschrieben besitzt diese Ausführung nicht nur die gleichen Effekte wie die erste Ausführung sondern kann, verglichen mit der ersten Ausführung auch die unerwünschte elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren und den Eingabe/Ausgabe-Leitungen und zwischen den Resonatoren und dem Kopplungselement reduzieren, ohne die Größe des dielektrischen geschichteten Filters zu erhöhen durch Herstellung der dielektrischen Platten 1 und 2 aus einem Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante und Herstellung der dielektrischen Platten 3, 4 und 5 aus einem Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstante.
Zusätzlich können die dielektrischen Platten 2 und 3 aus unterschiedlichem Material über die erste Schirmelektrode laminiert werden, um Änderungen im Material auf Grund der chemischen Bindung zwischen unterschiedlichen Materialien zu reduzieren und man ermöglicht damit die leichte Laminierung von unterschiedlichen Materialien im Vergleich zu dem Stand der Technik.
Eine dritte Ausführung der Stammanmeldung ist unten beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Körpers in Übereinstimmung mit dieser Ausführung. 6 zeigt einen Ersatzschaltkreis des dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung.
Wie in den 4 und 5 gezeigt ist die Struktur dieses dielektrischen geschichteten Filters die gleiche wie die in der ersten Ausführung mit Ausnahme der folgenden Punkte.
Die zweiten und dritten Schirmelektroden 13 und 14 sind als innere Elektroden ausgebildet und die dielektrischen Platten 41 und 42 sind auf die oberen und unteren Oberflächen geschichteten, um einen geschichteten Körper 45 zu bilden. Die dritten Leiterbahnelektroden 15a und 15b sind so ausgebildet, dass sie sich bis zur obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 41 erstrecken.
Wie oben beschrieben, besitzt diese Ausführung nicht nur die selben Auswirkungen wie die erste Ausführung, sondern kann auch die Resonanzfrequenz der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b (siehe 6) reduzieren durch Ausdehnung der dritten Leiterbahnelektroden 15a und 15b bis zu der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 41, um Massekapazitätselemente 44a und 44b zwischen den dritten Leiterbahnelektroden 15a und 15b und der zweiten Schirmelektrode 13 zu bilden. Als Folge kann die Länge der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b und das heißt die Wellenlänge reduziert werden.
Zusätzlich kann, durch teilweises Ablängen der Leitungselektroden 43a und 43b, die auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 41 ausgebildet sind und die einen Teil der dritten Leiterbahnelektroden 15a und 15b bilden die Kapazität (elektrische Kapazität) der Massenkapazitätselemente 44a und 44b variiert werden, um die Resonanzfrequenz der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b einzustellen. Diese Einstellung kann normalerweise in der Mitte eines Herstellungsprozesses erbracht werden, um die Abweichung von dielektrischen Platten und Elektrodenmustern zu absorbieren und damit die Ausbeute zu verbessern.
[TEXT FEHLT]schen Platte 42 erstrecken und wenn der geschichtete Körper auf einem Substrat durch Aufschmelzlöten aufgebaut wird, das Lot effektiver an jeder Elektrodenoberfläche angebracht werden und fest montiert werden und dadurch die Zuverlässigkeit der Montage verbessert werden.
Deshalb kann ein kleines dielektrisches geschichtetes Filter mit einer größeren Auslegbarkeit und besseren Einstellbarkeit als die erste Ausführung realisiert werden.
16 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristik eines dielektrischen geschichteten Filters zeigt, das experimentell in Übereinstimmung mit dieser Erfindung hergestellt wurde. Dielektrische Platten mit einer Dielektrizitätskonstante von εr = 58 wurden verwendet und der geschichtete Körper 45 besaß eine Größe von 4,5 × 3,2 × 2,0 mm. Die elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren und der Kopplungsleitungselektrode 10 war, wie oben beschrieben, passend miteinander verbunden, um eine elliptische Funktionscharakteristik 116 zu erhalten, wie jene, die in 23 dargestellt ist.
Eine vierte Ausführung der Stammanmeldung wird unten beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen.
7 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Körpers in Übereinstimmung mit dieser Ausführung. 9 zeigt eine Ersatzschaltung des dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung.
Wie in den 7 und 8 gezeigt, ist die Struktur dieses dielektrischen geschichteten Filters die gleiche wie die in der ersten Ausführung mit Ausnahme der folgenden Punkte.
Die zweite Schirmelektrode 13 ist über die gesamte Oberfläche des geschichteten Körpers 12 ausgebildet. Die Masseelektrode 18 ist insgesamt über eine der äußeren Umfangsseiten des geschichteten Körpers 12 ausgebildet. Eine vierte Schirmelektrode 71 ist insgesamt über zwei gegenüberliegende Seiten der dielektrischen Platten 1 und 2 ausgebildet, um die Verbindungselektroden 16a und 16b mit der vierten Schirmelektrode 71 zu verbinden. Zusätzlich ist die Leitungsbreite der zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b so ausgebildet, dass sie größer ist als die der ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b.
Wie oben beschrieben, besitzt diese Ausführung nicht nur die selben Auswirkungen wie die erste Ausführung, sondern verbessert auch das Abschirmvermögen der ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b mit einer großen magnetischen Dichte, um Strahlungsverluste zur reduzieren, weil die Schirmelektrode über die gesamte obenliegende Oberfläche und alle äußeren Umfangsseiten des ersten dielektrischen geschichteten Blocks ausgebildet ist außer der einen, auf der die dritten Leiterbahnelektroden 15a und 15b ausgebildet sind, wobei der erste dielektrische geschichtete Block die dielektrischen Platten 1 und 2 und die ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b einschließt. Als ein Ergebnis kann die lastfreie Q der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b (siehe 9) verbessert werden, um ein dielektrisches geschichtetes Hochleistungsfilter zu realisieren.
Die Leitungsbreite der zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b ist größer ausgebildet als die der ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b, um zu verursachen, dass die Impedanz der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b abrupt wie eine Stufe verändert wird. Dies liefert SIR-Resonatoren, die es ermöglichen, dass die Resonanzfrequenz und die Länge der Resonatoren reduziert wird, um ein kleines dielektrisches geschichtetes Filter zu realisieren.
Eine fünfte Ausführung der Stammanmeldung wird unten beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen.
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Körpers in Übereinstimmung mit dieser Ausführung. 12 zeigt eine Ersatzschaltung des dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung. Die Struktur in den 10 und 11 ist die gleiche wie die in der ersten Ausführung mit Ausnahme der folgenden Punkte. Als erstes sind offene Blindleitungen 31a und 31b auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 5 ausgebildet, um die Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 9a und 9b parallel zu verbinden. Als zweites besitzt der zweite dielektrischen Block eine geringere Dicke als der erste dielektrische Block.
Wie oben beschrieben besitzt diese Ausführung nicht nur dieselben Auswirkungen wie die erste Ausführung, sondern kann auch die offenen Blindleitungen 31a und 31b so auslegen, dass sie eine Länge gleich einer Viertelwellenlänge bei doppelten und dreifachen Frequenzen des grundlegenden Durchlassbereichs besitzen, um einen Dämpfungspol bei diesen Frequenzen zu bilden. Dieser Dämpfungspol ist wirksam beim Dämpfen eines zweiten und dritten harmonischen Bandes und ermöglicht es, dass ein Dämpfungspol gebildet wird, ohne die Charakteristiken des grundlegenden Frequenzbandes zu beeinflussen.
Zusätzlich kann die Dicke des zweiten dielektrischen Blocks (entsprechend des geschichteten Teils, der die dielektrischen Platten 3, 4 und 5 einschließt) reduziert werden unter die des ersten dielektrischen Blocks (entsprechend des geschichteten Teil, der die dielektrischen Platten 1 und 2 einschließt), um die Impedanz der zweiten Leiterbahnelektroden 7a und 7b unter die der ersten Leiterbahnelektroden 6a und 6b zu reduzieren, und damit es zu ermöglichen, dass die Impedanz der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 21a und 21b abrupt wie eine Stufe verändert wird. Das heißt SIR-Resonatoren können ausgerüstet werden, die Resonanzfrequenz und damit die Länge der Resonatoren zu reduzieren.
Als Folge kann diese Ausführung harmonische Bänder von höherer Ordnung dämpfen ohne die Notwendigkeit eines Zusatzes eines LPF und damit können die Größe und Verluste des multifunktionellen Filters reduziert werden. Aufgrund der Fähigkeit die Länge der Resonatoren zu reduzieren kann diese Ausführung ein viel kleineres dielektrisches geschichtetes Filter verwirklichen.
17 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführung der Erfindung. 18 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Körpers in Übereinstimmung mit dieser Ausführung. 19 zeigt eine Ersatzschaltung des dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung.
17 und 18, 201, 202, 203, 204, 205 und 206 sind dielektrische Platten. Diese dielektrischen Platten umfassen eine dielektrische Keramik desselben Materials, das in Rohplatten verarbeitet wurde und die bei niedrigen Temperaturen (εr = 7 bis 100) gesintert wurden.
Die Referenzzahlzeichen 207a und 207b bezeichnen die ersten Leiterbahnelektroden, die auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 203 parallel ausgebildet sind. Referenzzahlzeichen 208a und 208b zeigen zweite Leiterbahnelektroden an, die so ausgebildet sind, dass sie schmaler sind als die ersten Leiterbahnen 207a und 207b. Die zweiten Leiterbahnelektroden sind jeweils auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 203 ausgebildet, um die einen Enden der ersten Leiterbahnen 207a und 207b (entsprechend einer Vielzahl von Resonanzelektroden in Übereinstimmung mit dieser Erfindung) mit den einen Enden der zweiten Leiterbahnen 208a und 208b (entsprechend einer Vielzahl von Leitungselektroden dieser Erfindung) jeweils zu verknüpfen. Referenzzahlzeichen 221 ist eine Struktur-Masseelektrode, deren eines Ende mit den anderen Enden der ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b verbunden ist. Die ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b entsprechen einer Vielzahl von Resonanzelektroden, die elektromagnetisch in Übereinstimmung mit dieser Erfindung miteinander gekoppelt sind.
Ferner sind 209a und 209b Dämpfungskapazitätselektroden, 210a und 210b sind Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden, 211 ist eine Kopplungsleitungselektrode und 212a und 212b sind offene Blindelektroden. Zusätzlich sind 1217a und 1217b Kapazitätsmasseelektroden, die auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 204 ausgebildet sind.
Die Dämpfungskapazitätselektroden 209a und 209b sind gegenüber den ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b ausgebildet. Die Kapazitätsmasseelektroden 1217a und 1217b sind gegenüber den zweiten Leiterbahnelektroden 208a und 208b ausgebildet. Die Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 210a und 210b, die offenen Blindelektroden 212a von 212b und die Kopplungsleitungselektrode 211 sind so ausgebildet, dass sie nicht den ersten oder zweiten Leiterbahnelektroden 207a und 207b oder 208a und 208b gegenüberliegen. Das eine Ende der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektrode 210a und das eine Ende der Kopplungsleitungselektrode 211 sind mit der Dämpfungskapazitätselektrode 209a verbunden, während ein Ende der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektrode 210b und das andere Ende der Kopplungsleitungselektrode 211 mit der Dämpfungskapazitätselektrode 209b verbunden sind. Zusätzlich sind die offenen Blindelektroden 212a von 212b jeweils parallel mit den Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 210a und 210b verknüpft. Die Kapazitätselektroden gegenüber den offenen Enden der Leiterbahnen über die dielektrische Platte entsprechen in Übereinstimmung mit dieser Erfindung den Dämpfungskapazitätselektroden 209a und 209b.
Referenzzahlzeichen 213a und 213b sind Kapazitätsanpassungselektroden, die auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platte 205 ausgebildet sind. Referenzzahlzeichen 214 und 215 sind Schirmelektroden, die jeweils auf der obenliegenden Oberfläche der dielektrischen Platten 202 und 206 ausgebildet sind.
Bei diesen inneren Elektroden wird ihre Elektrodenstruktur gedruckt unter Verwendung einer metallischen Paste wie Silber, Kupfer oder Gold mit einer hohen Leitfähigkeit.
Referenzzahlzeichen 216 bezeichnet einen geschichteten Körper, der durch Aufschichtung der dielektrischen Platten 206, 205, 204, 203, 202 und 201 in dieser Reihenfolge ausgebildet wird, indem man sie presst und gleichzeitig die dielektrischen Platten und die inneren Elektroden bei 960°C, was den Schmelzpunkt von Silber darstellt, oder niedriger sintert.
Die Bildung der äußeren Elektroden wird im Folgenden beschrieben. Das Referenzzahlzeichen 222 bezeichnet eine Masseelektrode, die vollständig über eine der außen umlaufenden Seiten des geschichteten Körpers 216 ausgebildet ist und mit den Schirmelektroden 214 und 215 und den Frequenzeinstellelektroden 217a und 217b verbunden ist. Referenzzahlzeichen 218 zeigt eine seitliche Schirmelektrode an, die an beiden Enden von zwei gegenüberliegenden außen umlaufenden Seiten des geschichteten Körpers 216 ausgebildet ist und mit den Schirmelektroden 214 und 215 verknüpft ist. Referenzzahlzeichen 219a und 219b zeigen Eingabe/Ausgabe-Elektroden an, die an den beiden gegenüberliegenden außen umlaufenden Seiten des geschichteten Körpers 216 ausgebildet sind. Die Eingabe/Ausgabe-Elektrode 219a ist mit dem anderen Ende der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektrode 210a und einer Kapazitätsanpassungselektrode 213a verknüpft, während die Eingabe/Ausgabe-Elektrode 219b mit dem anderen Ende der Eingabe/Ausgabe-Elektrode 210b und einer Kapazitätsanpassungselektrode 213b verknüpft ist. Referenzzahlzeichen 220 bezeichnet eine Masseelektrode, die auf einer außen umlaufenden Seite des geschichteten Körpers 216 ausgebildet ist, verbunden mit den Schirmelektroden 214 und 215 und ebenfalls verbunden mit den anderen Enden der ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b über die Strukturmasseelektrode 221.
Diese äußeren Elektroden werden durch Drucken oder Plattieren von Elektrodenmustern unter Verwendung einer metallischen Paste wie Silber, Kupfer oder Gold mit einer hohen Leitfähigkeit, welche sich von jener der inneren Elektrode unterscheidet ausgebildet.
Das dielektrische geschichtete Filter dieser Anordnung wird ferner mit Bezug auf die 17, 18 und 19 beschrieben.
Die anderen Enden der ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b werden über die Strukturmasseelektrode 221 und die Masseelektrode 220 mit der Erde verbunden, um die endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 230a und 230b zu bilden, welche die einen Enden der ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b als offene Enden verwenden und dadurch bewirken, dass die elektromagnetische Kopplung M zwischen den endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 230a und 230b erzeugt wird und sie als ein Kopplungselement wirken. Zusätzlich werden die Dämpfungskapazitätselektroden 209a und 209b gegenüber den ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b ausgebildet, um Dämpfungskapazitätselemente 231a und 231b zu bilden. Die Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 210a und 210b und die Kopplungsleitungselektrode 211 agieren als Kopplungselemente für verteilte Konstantleitungen. Somit werden durch Verbindung der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 210a und 210b und der Kopplungsleitungselektrode 211 mit den Dämpfungskapazitätselektroden 209a und 209b wie oben beschrieben die endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 230a und 230b parallel über die Dämpfungskapazitätselemente 231a und 231b verbunden, um ein Bandsperrfilter zu bilden mit den Eingabe/Ausgabe-Elektroden 219a und 219b als Eingabe/Ausgabe-Anschlussstellen.
Zusätzlich sind Kapazitätsanpassungselemente 232a und 232b zwischen den Kapazitätsanpassungselektroden 213a und 213b und der Schirmelektrode 215 über die dielektrische Platte 205 vorgesehen, um die Impedanz der Eingabe/Ausgabe-Anschlussstellen anzupassen (siehe 19).
Ferner sind jeweils Kapazitätsmasseelemente 1233a und 1233b zwischen den Kapazitätsmasseelektroden 1217a und 1217b und den zweiten Leiterbahnelektroden 208a und 208b vorgesehen.
Die Kapazitätsmasseelemente 1233a und 1233b sind jeweils mit den einen Enden der ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b über die zweiten Leiterbahnelektroden 208a und 208b verbunden, um eine Einstellung der Resonanzfrequenz zu gestatten. Die offenen Blindelektroden 212a und 212b sind jeweils parallel mit den Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 210a und 210b verbunden, um die Wellenlänge der offenen Blindelektroden auf ein Viertel zu reduzieren, um Dämpfungspole für harmonische Frequenzen höherer Ordnung zu bilden.
Wie oben beschrieben kann diese Ausführung die unerwünschte elektromagnetische Kopplung zwischen den ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b und den Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 210a und 210b und zwischen den ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b und der Kopplungsleitungselektrode 211 reduzieren durch Ausbildung der Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 210a und 210b, der offenen Blindelektroden 212a und 212b und der Kopplungsleitungselektrode 211 in solchen Positionen, dass sie den ersten und zweiten Leiterbahnelektroden 207a und 207b sowie 208a und 208b nicht gegenüber stehen.
Das dielektrische geschichtete Filter in Übereinstimmung mit dieser Ausführung kann ferner die elektromagnetische Kopplung zwischen den Leiterbahnen und der Kopplungselementleitung (das bedeutet die Kopplungsleitungselektrode und die Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden) reduzieren, während es die erforderliche Leerlaufgüte für die Filtereigenschaften beibehält.
Der Grund dafür ist im Folgenden beschrieben. Man weiß, dass die elektromagnetische Kopplung minimiert werden kann durch eine Reduzierung der Leitungsbreite der Leiter bahnelektroden 207a und 207 zur Reduzierung der Fläche von jeder Leiterbahnelektrode. Die Leerlaufgüte wird herabgesetzt, wenn die Leitungsbreite der Leiterbahnelektroden geringer wird. Dagegen weiß man, dass die Leerlaufgüte verbessert wird, wenn der geschichtete Abschnitt, der durch die Schirmelektroden eingefasst wird dicker wird.
Somit ist bei der obigen Struktur, auch wenn die Leitungsbreite der Leiterbahnelektroden 207a und 207 reduziert wird, die Gesamtdicke der geschichteten Abschnitte 202 bis 205, die durch die beiden Schirmelektroden 214 und 215 eingefasst werden groß genug, um die unerwünschte elektromagnetische Kopplung zu minimieren ohne die Leerlaufgüte signifikant zu reduzieren, das heißt unter Beibehaltung einer erforderlichen Leerlaufgüte für die Filtereigenschaften.
Zusätzlich wird die elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren und der Kopplungsleitungselektrode 211 geeignet kombiniert, um eine elliptische Funktionscharakteristik, wie sie oben beschrieben wurde zu erhalten, um eine steilere Dämpfungscharakteristikkurve im Vergleich zu einer konventionellen Chebychev's-Charakteristik 404 zu erhalten, welche keine elektromagnetische Kopplung M zwischen den Resonatoren verwendet, wie in dem Diagramm in 23 gezeigt ist. Das heißt Einfügungsverluste können in einem erwünschten Dämpfungsband 401 und einem Durchlassbereich 402 reduziert werden, die verwendet werden, um einen Betrag an die Dämpfung zu erhalten. Als Folge kann das Dämpfungsband 401 ausgedehnt werden ohne die Lieferung eines Mehrstufenfilters wodurch die Größe des Filters und die Verluste reduziert werden (Anhebung der Leistung).
Ferner ist die elektromagnetische Kopplung M zwischen den Resonatoren und der Kopplungsleitungselektrode 211 wie oben beschrieben geeignet kombiniert, um ein Kopplungselement mit einer Impedanz und einer Wellenlänge zu liefern, die nicht nur durch die Kopplungsleitungselektrode 211 auf Grund einer der geometrischen Begrenzung erreicht werden kann.
Zusätzlich können die Kapazitätsanpassungselemente 232a und 232 vorgesehen werden, um die Impedanz der Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse anzupassen, sogar von einer Eingabe/Ausgabe-Leitung, deren Länge reduziert wurde durch eine Reduzierung des Gebiets, in welchem die Leiterbahnen der Kopplungselementleitung nicht gegenüberliegen.
Da die einen Enden (offene Enden) der ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b und der zweiten Leiterbahnelektroden 208a und 208b, welche jeweils die Kapazitätsmasseelemente 1233a und 1233b bilden jeweils verbunden sind mit den offenen Enden der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 230a und 230b dominiert eine Feldverteilung beide Elektroden. Ferner kann die Breite der zweiten Leiterbahnelektroden 208a und 208b reduziert werden unter die der ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b, um die Feldstärke zu reduzieren. Der Zwischenraum zwischen den zweiten Leiterbahnelektroden 208a und 208b kann auch erhöht werden, um die Feldkopplung zwischen diesen Elektroden 208a und 208b hinunter auf eine vernachlässigbare Größe zu reduzieren.
Somit kann ein Frequenzanpassungsmechanismus (eine Ladekapazität) leicht ohne Komplizierung des Designs ausgelegt werden und somit eine gute Bandsperrfiltercharakteristik geliefert werden.
Als ein Ergebnis kann, durch die Eliminierung der unerwünschten elektromagnetischen Kopplung und durch Verwendung der elektromagnetischen Kopplung zwischen den Resonatoren der Freiheitsgrad im Design erhöht werden, um die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Platten zu erhöhen, um die Größe der Resonatoren und der Kopplungsleitung zu reduzieren und somit die Größe des dielektrischen geschichteten Filters zur reduzieren und die Leistung zu verbessern.
Zusätzlich können die offenen Blindelektroden 212a von 212b jeweils mit den Eingabe/Ausgabe-Leitungselektroden 210a und 210b parallel verbunden werden, um die Wellenlänge der offenen Blindelektroden auf ein Viertel zu reduzieren, um Dämpfungspole für harmonische Frequenzen höherer Ordnung zu bilden, wie bei der fünften Ausführung beschrieben wurde. Diese Dämpfungspole sind wirksam bei der Dämpfung von harmonischen Banden höherer Ordnung und können gebildet werden, ohne die Eigenschaften des zugrundeliegenden Bandpassfilters oder des Dämpfungsbands zu beeinflussen.
Somit können, da harmonische Banden höherer Ordnung gedämpft werden können ohne Hinzufügung eines LPF's die Größe und die Verluste dieses multifunktionalen Filters reduziert werden.
Zusätzlich können die Zuverlässigkeit und Leistung verbessert werden, indem man die äußeren und inneren Elektroden aus unterschiedlichen Elektrodenmaterialien herstellt. Man nehme zum Beispiel an, dass Silberpaste als ein Material der inneren und der äußeren Elektroden verwendet wird. Da die inneren Elektroden so ausgelegt sind, dass sie zwischen dielektrischen Pasten eingefasst sind, kann Silberpaste mit einer geringen Adhäsionskraft und einer hohen Leitfähigkeit und ohne Glasfritten für diese Elektroden verwendet werden, um die Leerlaufgüte der Resonatoren und somit die Leistung zu verbessern. Silberpaste mit einer niedrigen Leitfähigkeit, einer hohen Adhäsionskraft und mit Glasfritten kann für die äußeren Elektroden verwendet werden, um die Zuverlässigkeit der Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse zu verbessern.
Eine zweite Ausführung dieser Erfindung wird im Folgenden beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen.
20 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung der Erfindung. 21 ist eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Körpers in Übereinstimmung mit dieser Ausführung. 22 zeigt eine Ersatzschaltung des dielektrischen geschichteten Filters in Übereinstimmung mit dieser Ausführung.
Wie in den 20 und 21 gezeigt, ist die Struktur dieses dielektrischen geschichteten Filters die gleiche wie die in der ersten Ausführung mit Ausnahme der folgenden Punkte gezeigte.
Die anderen Enden der zweiten Leiterbahnen 208a und 208b (entsprechend einer Vielzahl von Leitungselektroden in Übereinstimmung mit dieser Erfindung) sind jeweils so ausgebildet, dass sie sich bis zu einer Seite der dielektrischen Platte 203 hin erstrecken, die Frequenzeinstellenelektroden 217a und 217b sind als die äußeren Elektroden auf einer außen umlaufenden Seite des geschichteten Körpers 216 ausgebildet und jeweils mit den anderen Enden der zweiten Leiterbahnelektroden 208a und 208b verknüpft.
Ferner sind Frequenzanpassungs-Kapazitätselemente 233a und 233b jeweils zwischen den Frequenzeinstellelektroden 217a und 217b und der Masseelektrode 222 vorgesehen.
Die Kapazitätsmasseelektroden 1217a und 1217b, welche in der ersten Ausführung beschrieben wurden und die Frequenzeinstellenelektroden 217a und 217b besitzen in Übereinstimmung mit dieser Ausführung dieselben Funktionen dahingehend, dass alle die Resonanzfrequenz der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 230a und 230b anpassen können. Die Elektroden 217a und 217b können jedoch die Resonanzfrequenz nach der Aufschichtung von jeder dielektrischen geschichteten Platte einstellen, wohingegen die Elektroden 1216a und 1217b die gleiche Operation nur vor der Aufschichtung ausführen können.
Wie oben beschrieben besitzt diese Ausführung nicht nur die gleiche Funktion und die gleichen Eigenschaften wie die erste Ausführung, sondern sie kann auch die Frequenzanpassungselektroden 217a und 217b trimmen, die als die äußeren Elektroden ausgelegt sind, um die Frequenzanpassungs-Kapazitätselemente 233a und 233b zu reduzieren und es dadurch ermöglichen, dass die Resonanzfrequenz der endenverkürzenden Leiterbahnresonatoren 230a und 230b angepasst wird.
Da die Dispersion der dielektrischen Platten und der Elektrodenmuster absorbiert werden kann und die Resonanzfrequenz eingestellt werden kann ohne ein Kopplungselement wie die elektromagnetische Kopplung M zwischen den Resonatoren zu beeinflussen, kann die Dämpfungscharakteristik des Bandsperrfilters einfach und unabhängig eingestellt werden.
Dieser Ausführung kann somit ein dielektrisches geschichtetes Filter mit einem besseren Resultat als die erste Ausführung realisieren.
24 (kleine Spannweite) und 25 (große Spannweite) sind Diagramme, welche die Frequenzcharakteristik eines dielektrischen geschichteten Filters zeigen, der in Übereinstimmung mit dieser Ausführung experimentell hergestellt wurde. Dielektrische Platten mit einer Dielektrizitätskonstante εr = 58 wurden verwendet und der geschichtete Kör pers 216 besaß die Abmessungen 4,5 × 3,2 × 2,0 mm. Die elektromagnetische Kopplung zwischen den Resonatoren und der Kopplungsleitungselektrode 211 wurden wie oben beschrieben geeignet kombiniert, um eine elliptische Funktionscharakteristik 500 zu erzielen, die in 23 gezeigt ist. Die offenen Blindelektroden 212a und 212b wurden aufgebaut, um einen Dämpfungspol 501 für ein harmonisches Band zweiter Ordnung und einen Dämpfungspol 502 für ein harmonisches Band dritter Ordnung zu liefern.
Das obige dielektrische geschichtete Filter kann auf eine Übertragungsvorrichtung angewandt werden, um seine Größe zu reduzieren und seine Leistung zu verbessern.
Das dielektrische geschichtete Filter in Übereinstimmung mit dieser Ausführung erlaubt zum Beispiel, dass die Höhe von Teilen reduziert wird im Vergleich zu einem Resonator des Koaxialtyps und ermöglicht es somit, dass der Rauminhalt der Übertragungsvorrichtung in ihrer Abmessung reduziert wird. Zusätzlich können, durch Lieferung eines Bandsperrfilters zur alleinigen Dämpfung von unerwünschten Bändern Verluste in Passbändern reduziert werden im Vergleich zu einem Bandpassfilter zur Reduzierung des Leistungsverbrauchs eines Verstärkers und somit erhöht man die Lebenserwartung der Batterien oder reduziert ihre Kapazität das heißt ihre Größe.
Die Übertragungsvorrichtung umfasst zum Beispiel eine Empfangseinrichtung zum Empfang eines Funksignals von einer Quelle; eine Signalverarbeitungseinrichtung, die das dielektrische geschichtete Filter umfasst, das in irgendeiner der obigen Ausführungen beschrieben ist, um einen vorgegebenen Teil von dem empfangenen Signal zu entnehmen und ihn zu verarbeiten; eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe des verarbeiteten Signals an einen Lautsprecher und eine Signaleinrichtung zur Ausgabe eines Signals an die Quelle. Natürlich kann diese Signaleinrichtung bei der Übertragungseinrichtung weggelassen werden.
Die obigen Ausführungen können ein kleines dielektrisches geschichtetes Hochleistungsfilter liefern, das einfach ausgelegt werden kann und das es ermöglicht, dass die Resonanzfrequenz des Filters und die elektromagnetische Kopplung zwischen Resonatoren während eines Herstellungsprozesses eingestellt wird.
Auch wenn die obigen Ausführungen in Verbindung mit den beiden Leiterbahnen, die auf derselben dielektrischen Platte ausgebildet sind beschrieben wurden, ist diese Erfindung nicht auf diesen Gesichtspunkt beschränkt und drei Leiterbahnen können darauf ausgebildet werden. In diesem Fall werden zwei Kopplungsleitungselektroden benötigt und in Reihe geschaltet.
Auch wenn die Ausführungen 1 und 2 im Zusammenhang mit den Leiterbahnelektroden beschrieben wurden, die auf der selben Ebene, das heißt auf der selben Schicht ausgebildet wurden, ist diese Erfindung nicht auf diesen Aspekt begrenzt und die ersten Leiterbahnelektroden 207a und 207b können auf verschiedenen Schichten ausgebildet sein. Die zweiten Leiterbahnelektroden 208a und 208b können zum Beispiel auch auf verschiedenen Schichten ausgebildet sein.

Claims

Dielektrisches geschichtetes Bandsperrfilter, das umfasst: einen dielektrischen geschichteten Block, in dem eine Mehrzahl dielektrischer Platten (202, 203 und 204) geschichtet ist; eine Mehrzahl von Resonanzelektroden (207a, 207b), die auf einer inneren Schicht (203) des dielektrischen geschichteten Blocks gebildet sind; und wenigstens eine Kopplungsleitungselektrode (211), die auf einer anderen inneren Schicht (204) des dielektrischen geschichteten Blocks gebildet ist, um jede der Resonanzelektroden (207a, 207b) parallel zu schalten, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische geschichtete Bandsperrfilter elektromagnetische Kopplung, die zwischen der Vielzahl von Resonanzelektroden (207a, 207b) auftritt, nutzt, um eine elliptische Funktionscharakteristik zu erzielen; und die jeweiligen Resonanzelektroden (207a, 207b) direkt ohne dazwischen befindliche Erdelektroden auf der inneren Schicht (203) gekoppelt sind.
Dielektrisches geschichtetes Bandsperrfilter nach Anspruch 1, wobei Resonanzfrequenzen der Resonanzelektroden (207a, 207b) zueinander versetzt sind.
Dielektrisches geschichtetes Bandsperrfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Länge der Kopplungsleitungselektrode (211) einer Achtellängenwelle bezüglich der Mittenfrequenz des Sperrbandes gleich ist oder kürzer als diese.
Kommunikationsvorrichtung, die umfasst: eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines Signals; eine Signalverarbeitungseinrichtung, die ein dielektrisches geschichtetes Bandsperrfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 verwendet; und eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben des verarbeiteten Signals.