EP1704617A1 - Duplexer mit schirmung und niedriger bauhöhe - Google Patents

Duplexer mit schirmung und niedriger bauhöhe

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Publication number
EP1704617A1
EP1704617A1 EP04803915A EP04803915A EP1704617A1 EP 1704617 A1 EP1704617 A1 EP 1704617A1 EP 04803915 A EP04803915 A EP 04803915A EP 04803915 A EP04803915 A EP 04803915A EP 1704617 A1 EP1704617 A1 EP 1704617A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base body
shielding
duplexer
duplexer according
bodies
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04803915A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Faistauer
Bernhard Reichel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epcos AG filed Critical Epcos AG
Publication of EP1704617A1 publication Critical patent/EP1704617A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/213—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
    • H01P1/2136—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies using comb or interdigital filters; using cascaded coaxial cavities

Definitions

  • a duplexer is a crossover for separating the receive and transmit signals of a specific frequency band of a data transmission system, the data being transmitted in both directions via a common antenna.
  • a duplexer has i in each signal path.
  • a bandpass filter e.g. B. an acoustic wave filter or a filter consisting of several electrically and mechanically interconnected dielectric resonators, e.g. are formed in a microwave ceramic.
  • the duplexer ensures that the paths do not mutually influence one another and, for example, do not couple a transmit signal into the receive path.
  • a known microwave ceramic filter consists of at least one resonator which is formed in a dielectric ceramic base body.
  • the base body has a central bore, the inner walls of which are metallized.
  • the outer walls of the ceramic base body are also metallized, with the exception of one end face, and are in contact with the metallized bore on the short-circuit side, which lies opposite the non-metallized end face.
  • Galvanically separated from the outer metallization there are electrical connection surfaces on the underside or on a side surface, which are used for capacitive coupling to the metallized bore, which is the actual resonator.
  • Microwave ceramic filters have the advantage that they are comparatively simple in design and inexpensive to manufacture can be. In addition, they have a low insertion loss.
  • a monolithic duplexer is known from US Pat. No. 5,686,873.
  • a single ceramic body is provided there, in which a transmitting branch and a receiving branch, each consisting of a plurality of coupled resonators, are arranged.
  • the advantage of such a monolithic duplexer lies in its manufacture: only one ceramic body needs to be pressed in one piece, which simplifies the manufacture considerably compared to the manufacture of two ceramic bodies.
  • a monolithic duplexer which, for electromagnetic shielding and for improving the blocking attenuation between the Rx filter (input or reception filter) and the Tx filter (transmission or output filter), has a metallic shielding plate which is at a clear distance from the end face of the duplexer is arranged with the resonator bores opening therein and extends over the full width over at least part of the duplexer top side.
  • this increases the overall height of the duplexer by at least 0.2 mm, which is necessary for sufficient stability of the shielding sheet. With a target total height of only approx. 2 mm, this is an additional 10% height.
  • microwave ceramic filters such as quality in particular, depend on the height of the filters measured across the resonators. A further minimization of the overall height desired by a user of the filter reaches its natural limits in terms of the associated quality losses, since it causes a considerable loss in performance and in particular an increase in insertion loss in both branches.
  • the object of the present invention is therefore to provide a duplexer with a shield that has a lower overall height than known duplexers with shielding with at least constant electrical properties.
  • a duplexer is specified in which an RX and a TX filter are formed in at least one ceramic base body.
  • Each of the filters has internally metallized holes that extend from an end face of the ceramic. Reach the base body to the floor surface opposite the front surface.
  • Each base body has an outer metallization, which covers the surfaces of the base body with the exception of the end face, largely closed.
  • a metallic shielding structure is provided, which has a front end plate running at a clear distance from and parallel to the end face, an upper shielding bracket resting on the upper side of the base body and at least one lower shielding bracket engaging under the base body. The parts of the upper and lower shielding ball which are in contact with the base body run in these receiving upper and lower depressions in the surface of the base body.
  • the ceramic base body of a duplexer with shield brackets countersunk in this way has a larger volume than the base body of one with the same dimensions known duplexes with conventional shielding structures. This means that with constant external dimensions, the quality of the duplexer according to the invention is improved compared to known ones. Alternatively, a duplexer can be manufactured with the same quality and with smaller external dimensions than before.
  • the compact design of the duplexer according to the invention is also advantageous.
  • the surfaces of the ceramic base body are preferably flush with the outwardly facing surfaces of the corresponding parts of the shielding structures or the shielding brackets.
  • the shielding ball sunk into the surface of the base body also has the result that the shielding structure is held more firmly on the base body.
  • a duplexer according to the invention can already be used without additional soldering or gluing of the shielding structure.
  • the good mechanical hold of the shielding structure on the base body also ensures good fixation in the event of further fastening by means of soldering or gluing.
  • the recesses also guarantee a precise fit of the shielding structure on the base body, which corresponds exactly to one of the desired positions specified by the recesses, in which the shielding bow and thus the shielding structure can then snap into place.
  • a duplexer according to the invention can consist of a single monolithic, ceramic base body in which RX filters and TX filters are formed.
  • the upper shielding ball has a longitudinal section that runs parallel to the longitudinal axis of the bores and that is narrow relative to the width of the base body. That is, the said longitudinal section occupies only part of the surface, wherein on both sides of the longitudinal section the base body has a greater height than in the area of the longitudinal section or the corresponding recess.
  • the width of the upper shield bracket and in particular the width of the narrow longitudinal section is chosen so that a sufficient shielding function is achieved.
  • the area proportion of the recess which corresponds to the area of the upper shielding bracket on the upper side of the base body, is minimized, as a result of which the volume of the base body can be set to a maximum value for a given external dimension.
  • the upper shielding ball has a longitudinal section running parallel to the longitudinal axis of the bores, which is narrow relative to the width of the base body, is arranged centrally above the parting line between the two base bodies and covers part of the tops of both base bodies. This ensures that the upper shielding ball encompasses both base bodies and fixes them relative to the shielding structure and relative to one another.
  • a widened or two spaced lower shielding ball is provided.
  • two upper shielding brackets are provided, each of which fix one of the two base bodies.
  • the lower shielding ball has a purely mechanical function for fixing the shielding structure to the base body or for Fixing the base body or the base body to the shielding structure. It is sufficient to provide only one lower shielding arm or one lower shielding arm which engages under the base body with only one bracket.
  • the shielding structure preferably has two lower shielding brackets or two temple ends which engage at a distance from one another under the one monolithic base body or under the two base bodies.
  • the provision of two lower shielding brackets has the advantage that, together with the upper shielding bracket, there is a three-point fastening for the ceramic base body or bodies.
  • a central area on the base body between the two lower shielding structures remains freely accessible, so that the coupling structure usually provided there, which forms an electrical connection surface for connection to the external circuit environment, remains freely accessible.
  • the lower shielding ball is preferably made as short as possible, so that sufficient mechanical hold is still ensured by reaching under the base body or bodies.
  • An advantageous shielding structure has an end plate that is extended at the two lateral, outer ends and ends in lateral shielding brackets that are bent toward the rear in the direction of the ceramic base body and laterally encompass the base body or bodies.
  • the lateral shielding ball also runs in lateral recesses within the surface of the base body or bodies, the height of the side shielding ball being less than the height of the ceramic base body or bodies.
  • the two lower shielding brackets advantageously form a ⁇ -shaped structure together with the faceplate, while the upper shielding bracket forms a T-shaped structure together with the faceplate.
  • the T-shaped part of the shielding structure can be designed such that only the foot of the T rests on the upper side of the base body, where it forms the longitudinal section.
  • part of the crossbar it is also possible for part of the crossbar to rest on the top of the base body. At its end the crossbar is angled downwards and forms the end plate there with the bent part.
  • the upper shielding arch does not extend over the entire length of the base body or bodies and therefore does not extend to its bottom surface.
  • the shielding structure can be connected to the base body or bodies solely by mechanical latching and jamming, and also additionally by gluing or soldering.
  • the connection is then preferably made in the area of the outer metallization, which will later be connected to ground. In this way it is achieved that the shielding structure is simultaneously grounded via the ground connection of the outer metallization and can thereby develop a better shielding effect.
  • the shielding function of the shielding structure is predominantly achieved by the end plate and the upper shielding bracket, which on the one hand protects the holes opening into the end face of the base body or bodies against external influences and, on the other hand, a better blocking effect between the RX filter and TX filter causes.
  • the height of the end plate is less than the height of the ceramic base body. In this way, the holes in the end face remain accessible, so that after the shielding structure has been applied, individual filters of the duplexer or the entire duplexer can be trimmed. Trimming can be carried out by removing material in the area of the holes from the end face.
  • An advantageous embodiment of the end plate and lateral shielding brackets consists of a narrow metallic strip of uniform width, the ends of which are bent backwards towards the ceramic base body and form the lateral shielding bracket.
  • FIG. 1 shows a duplexer according to the invention obliquely from the top front
  • FIG. 2 shows a duplexer according to the invention from the side
  • FIG. 3 shows a duplexer according to the invention from above
  • FIG. 4 shows a further variant of a duplexer according to the invention obliquely from the front and from above.
  • FIG. 1 shows an advantageous embodiment of a duplexer according to the invention.
  • the duplexer essentially comprises a first filter F1 and a second filter F2, which are designed as RX filters and TX filters and can be formed in a single monolithic basic body or in two separate ceramic basic bodies.
  • the dashed line TL symbolizes the virtual separation in a monolithic basic body or the real separation between two separate basic bodies.
  • the shielding structure ST is preferably formed in one piece from a correspondingly punched and bent metal sheet, which is pushed onto the base body (s) GK.
  • the shielding structure ST shown comprises an end plate SP, an upper shielding arm OB, two lower shielding arms ÜB and here two side shielding arms SB.
  • the end plate SP and the lateral shielding bracket SB have a uniform height h s , which is less than the height h G of the base body GK.
  • Each of the two filters has internally metallized resonator bores RB which extend through the entire length of the base body. At least two resonator bores are provided for each filter. However, each filter advantageously has three (as shown) or more resonator bores, as shown, with a middle one of the bores representing a so-called coupling bore with which pole points or notes are located can be realized with which, if located in the immediate vicinity of the pass band, the flank of the pass band can be taxed or with the help of which a desired frequency can alternatively be filtered out.
  • the shielding structure is preferably formed from a non-magnetic metal sheet, the strength of which is selected under stability criteria. Sufficient stability shows e.g. a steel sheet from approx. 0.1 mm thickness, so that the thickness is preferably selected from approximately 0.15 to 0.20 mm.
  • the shielding structure ST from other metals or alloys, for example from nickel silver or copper-containing alloys. Good electrical conductivity is crucial for the shielding effect.
  • the shielding structure or the material of the shielding structure has good solderability. Such can be mediated by a suitable choice of material or by a corresponding thin coating on a non-solderable material.
  • a certain minimum distance of the end plate SP from the end face SF is required, which is, for example, 0.5 mm.
  • the upper shielding bracket OB, the lateral shielding bracket SB and the lower shielding bracket ÜB are arranged on the ceramic base body GK in corresponding recesses or recesses, so that the surface of the shielding bracket is flush with the rest of the surface of the exposed base body.
  • Figure 2 shows a duplexer according to the invention from the side.
  • the side shielding bracket SB is shorter and does not extend over the entire length L Q of the base body GK.
  • the lower shielding bracket ÜB is only short and just grips under the base body GK.
  • the upper shielding ball OB extends over the entire length L Q of the base body GK.
  • the broken line indicates that the upper and lower shielding bows are arranged behind the plane of the drawing and run in recesses and therefore do not protrude beyond the surface of the base body GK or the underside of the base body. Accordingly, the total height of the duplexer in the embodiment shown corresponds to the height h G of the base body.
  • a suitable height is, for example, 2 mm.
  • the distance of the end plate SP from the end face SF can also be clearly seen from the figure.
  • the figure also shows the arrangement in which the duplexer is arranged and mounted on a base plate BP.
  • the underside faces the base plate, on which the electrical connections to the corresponding connection surfaces on the underside of the base body or bodies, to the outer metallization or to the shielding structure ST are also made.
  • the coplanarity of the duplexer is essentially determined by the achievable coplanarity of the ceramic base body GK and by the achievable coplanarity of the shielding structure ST in the area of the lower shielding bow ÜB.
  • a maximum deviation from the plane of 0.02 mm is achieved for the ceramic body, while tolerable tolerances for the shielding structure are in the range of only 0.01 mm lie.
  • Figure 3 shows a duplexer according to the invention in plan view. It consists of two basic bodies, which form a first filter F1 and a second filter F2.
  • the two filters, the RX filter and the TX filter are arranged at a short distance from one another of approximately 0.1 to 1.0 mm, for example at a distance of 0.5 mm from one another.
  • the shielding structure ST is flush on all sides with the ceramic base body or with the two ceramic base bodies and does not protrude beyond them.
  • the recesses in which the securing brackets running on the base body GK are so deep that they just correspond to the material thickness of the metal used for the shielding structure ST.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention with a differently designed shielding structure.
  • This embodiment is also suitable for a single monolithic base body GK or alternatively, as shown in the figure, for a duplexer in which the RX filter and TX filter each consist of a base body GB.
  • the shielding structure consists of an upper shielding bracket OB, an end plate SP and two lower shielding brackets ÜB.
  • the upper shielding bow OB consists of a longitudinal section LA, which is arranged parallel to the longitudinal extent of the resonator bores RB and covers the parting line between the two base bodies GK or between the two filters F1 and F2.
  • the upper shielding bow goes in the direction of the end face SF of the base body into a transverse section QA, which has a greater width than the longitudinal section LA and forms a T-shaped structure with these.
  • the cross section of the upper shield bracket lies only partially on the base body GK, stands out with the rest and is bent downwards at the end where it forms the end plate SP. This in turn runs downwards in a fork shape into two lower shielding brackets ÜB, which are bent back at the lower edge of the base body and reach under these. All surfaces of the shielding structure ST which rest on the base bodies GK run in corresponding recesses within the base body and are flush with the surface of the base body.
  • the end plate SP of the shielding structure enables good access to all resonator bores RB of the two filters F1 and F2 and thus enables subsequent tuning, trimming or adjustment after connecting the filter to the shielding structure.
  • this screen structure which is reduced in size, also fulfills the desired purpose of optimal barrier damping in the RX or TX band (towards the respective opposing band) and good insulation of the RX band from the TX band and vice versa. Due to the relatively wide transverse section QA of the upper shielding bracket, a particularly good fixation of two base bodies is achieved with this embodiment. This version is therefore particularly suitable for a modular duplexer consisting of two independent individual filters Fl and F2.

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

Es wird ein aus keramischen Mikrowellenresonatoren aufgebauter Duplexer vorgeschlagen, dessen keramischer Grundkörper mit einer metallischen Schirmungsstruktur versehen ist. Diese umfasst zumindest eine Stirnplatte über der Stirnfläche des Grundkörpers, einen oberen Schirmungsbügel und zumindest einen unteren Schirmungsbügel. Auf der Oberfläche des Grundkörpers verlaufen die Schirmungsbügel in entsprechenden Vertiefungen und schließen bündig mit der restlichen Oberfläche der keramischen Grundkörper ab. Bei gleichen elektrischen Eigenschaften ist so eine geringere Gesamtbauhöhe des Duplexers möglich.

Description

Beschreibung
Duplexer mit Schirmung und niedriger Bauhöhe
Ein Duplexer ist eine Frequenzweiche zur Trennung der Empfangs- und Sendesignale eines bestimmten Frequenzbandes eines Datenübertragungssystems, wobei die Datenübertragung in beide Richtungen über eine gemeinsame Antenne erfolgt . Ein Duplexer weist in jedem Signalpfad i. d. R. ein Bandpass- filter, z. B. ein mit akustischen Wellen arbeitendes Filter oder ein Filter, das aus mehreren elektrisch und mechanisch miteinander verbundenen dielektrischen Resonatoren besteht, die z.B. in einer Mikrowellenkeramik ausgebildet sind. Der Duplexer gewährleistet dabei, daß sich die Pfade wechselseitig nicht beeinflussen und beispielsweise ein Sendesignal nicht in den Empfangspfad einkoppelt.
Ein bekanntes Mikrowellenkeramik-Filter besteht aus zumindest einem Resonator, der in einem dielektrischen keramischen Grundkörper ausgebildet ist. Dazu weist der Grundkörper eine zentrale Bohrung auf, deren Innenwände metallisiert sind. Auch die Außenwände des keramischen Grundkörpers sind mit Ausnahme einer Stirnfläche metallisiert und an, der Kurzschlussseite, die der nicht metallisierten Stirnfläche gegenüberliegt, mit der metallisierten Bohrung kontaktiert. Galvanisch von der Außenmetallisierung getrennt befinden sich an der Unterseite oder an einer Seitenfläche elektrische Anschlussflächen, die zur kapazitiven Ankopplung an die metallisierte Bohrung, die den eigentlichen Resonator darstellt, dienen.
Mikrowellenkeramik-Filter haben den Vorteil, daß sie vergleichsweise einfach entworfen und kostengünstig hergestellt werden können. Darüber hinaus weisen sie eine geringe Einfügedämpfung auf .
Aus US 5 686 873 ist ein monolithischer Duplexer bekannt. Dort ist ein einziger Keramikkörper vorgesehen, in welchem ein Sendezweig und ein Empf ngszweig aus jeweils mehreren gekoppelten Resonatoren angeordnet ist. Der Vorteil eines solchen monolithischen Duplexers liegt in dessen Herstellung: es braucht nur ein Keramikkörper in einem Stück gepreßt zu werden, was die Fertigung erheblich gegenüber der Herstellung von zwei Keramikkörpern vereinfacht .
Aus dem Patent US 5 959 511 Bl ist ein monolithischer Duplexer bekannt, der zur elektromagnetischen Schirmung und zur Verbesserung der Sperrdämpfung zwischen Rx Filter (Eingangsoder Empfangsfilter) und Tx Filter (Sende- oder Ausgangsfilter) eine metallisches Abschirmblech aufweist, das im lichten Abstand zur Stirnfläche des Duplexers mit den darin mündenden Resonatorbohrungen angeordnet ist und sich in voller Breite noch über zumindest einen Teil der Duplexer- Oberseite erstreckt. Dies erhöht die Bauhöhe des Duplexers je nach Stärke des Blechs um mindestens 0,2 mm, die für eine ausreichende Stabilität des Abschirmblechs erforderlich sind. Bei einer angestrebten Gesamthöhe von nur ca. 2 mm sind das immerhin 10% zusätzliche Höhe.
Verschiedene Eigenschaften von Mikrowellenkeramikfiltern wie insbesondere die Güte sind von der quer zu den Resonatoren gemessenen Höhe der Filter abhängig. Eine von einem Anwender des Filters gewünschte weitere Minimierung der Bauhöhe stößt bezüglich der damit verbundenen Qualitätseinbußen an natürliche Grenzen, da sie eine erhebliche Einbuße der Performance und insbesondere eine Erhöhung der Einfügedämpfung in beiden Zweigen zur Folge hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Duplexer mit einer Schirmung anzugeben, der eine niedrigere Bauhöhe gegenüber bekannten Duplexern mit Schirmung bei zumindest gleichbleibenden elektrischen Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Duplexer nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
Es wird einen Duplexer angegeben, bei dem ein RX- und ein TX- Filter in zumindest einem keramischen Grundkörper ausgebildet sind. Jedes der Filter weist innen metallisierte Bohrungen auf, die von einer Stirnfläche des keramischen. Grundkörpers bis zur der Stirnfläche gegenüberliegenden Bodenfläche reichen. Jeder Grundkörper weist eine Außenmetallisierung auf, die weitgehend geschlossen die Oberflächen des Grundk rpers mit Ausnahme der Stirnfläche bedeckt. Erfindungsgemäß ist eine metallische Schirmungsstruktur vorgesehen, die eine im lichten Abstand zur Stirnfläche und parallel zu dieser verlaufende vordere Stirnplatte, einen auf der Oberseite des Grundkörpers anliegenden oberen Schirmungsbugel und zumindest einen unter den Grundkörper greifenden unteren Schirmungsbugel aufweist. Die Teile von oberem und unterem Schirmungsbugel, die im Kontakt zum Grundkörper stehen, verlaufen in diese aufnehmenden oberen und unteren Vertiefungen in der Oberfläche des Grundkörpers.
Der keramische Grundkörper eines Duplexers mit auf diese Weise versenkten Schirmungsbügeln hat bei gleichbleibenden Abmessungen ein höheres Volumen als der Grundkörper eines bekannten Duplexes mit herkömmlichen Schirmungsstrukturen. Dies bedeutet, daß bei gleichbleibenden äußeren Abmessungen die Güte des erfindungsgemäßen Duplexers gegenüber bekannten verbessert ist. Alternativ kann ein Duplexer bei gleichbleibender Güte mit geringeren äußeren Abmessungen als bisher hergestellt werden.
Vorteilhaft ist außerdem die kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Duplexers. Vorzugsweise schließen die Oberflächen des keramischen Grundkörpers mit den nach außen weisenden Oberflächen der entsprechenden Teile der Schirmungsstrukturen bzw. den Schirmungsbügeln bündig ab. Die in die Oberfläche des Grundkörpers versenkten Schirmungsbugel haben außerdem zur Folge, daß ein festerer Halt der Schirmungsstruktur auf dem Grundkörper erzielt wird. Ein erfindungsgemäßer Duplexer kann bereits ohne zusätzliche Verlötung oder Verklebung der Schirmungsstruktur eingesetzt werden. Auch gewährleistet der gute mechanische Halt der Schirmungsstruktur am Grundkörper eine gute Fixierung im Fall einer weiteren Befestigung mittels Löten oder Verkleben. Die Ausnehmungen garantieren außerdem einen passgenauen Sitz der Schirmungsstruktur am Grundkörper, der genau einer der durch die Ausnehmungen vorgegebenen gewünschten Position entspricht, in der die Schirmungsbugel und damit die Schirmungsstruktur dann einrasten kann.
Ein erfindungsgemäßer Duplexer kann aus einem einzigen monolithischen, keramischen Grundkörper bestehen, in dem RX-Fil- ter und TX-Filter ausgebildet sind. Der obere Schirmungsbugel weist dabei einen parallel zur Längsachse der Bohrungen verlaufenden Längsabschnitt auf, der relativ zur Breite des Grundkörpers gesehen schmal ausgebildet ist. D.h., der genannte Längsabschnitt belegt nur einen Teil der Oberfläche, wobei beiderseits des Längsabschnittes der Grundkörper eine größere Höhe als im Bereich des Längsabschnitts bzw. der entsprechenden Ausnehmung aufweist. Die Breite des oberen Schirmungsbügels und insbesondere die Breite des schmalen Längsabschnittes ist so gewählt, daß eine ausreichende Schirmungsfunktion erzielt wird. Gleichzeitig ist der Flächenanteil der Ausnehmung, die der Fläche des oberen Schirmungsbügels auf der Oberseite des Grundkörpers entspricht, minimiert, wodurch sich das Volumen des Grundkörpers auf einen maximalen Wert bei gegebenen äußeren Abmessungen einstellen läßt.
Möglich ist es jedoch auch, für das RX-Filter und das TX-Filter voneinander getrennte Grundkörper vorzusehen, die vorzugsweise im Abstand zueinander im Duplexer angeordnet sind. Der obere Schirmungsbugel weist in diesem Fall einen parallel zur Längsachse der Bohrungen verlaufenden Längs- abschnitt auf, der relativ zur Breite des Grundkörpers gesehen schmal ausgebildet ist, zentral über der Trennfuge zwischen den beiden Grundkörpern angeordnet ist und einen Teil der Oberseiten beider Grundkörper überdeckt. Damit ist gewährleistet, daß der obere Schirmungsbugel beide Grundkörper umfasst und diese relativ zur Schirmungsstruktur und relativ zueinander fixiert. In diesem Fall ist ein verbreiterter oder zwei voneinander beabstandete untere Schirmungsbugel vorgesehen. Möglich ist es natürlich auch, daß zwei obere Schirmungsbugel vorgesehen sind, die je einen der beiden Grundkörper fixieren. Bezüglich der Schirmungsfunktion ist es jedoch vorteilhaft, den oberen Schirmungsbugel zentral im Bereich zwischen RX-Filter und TX-Filter anzuordnen.
Die unteren Schirmungsbugel haben rein mechanische Funktion zur Fixierung der SchirmungsStruktur am Grundkörper bzw. zur Fixierung des Grundkörpers oder der Grundkörper an der Schirmungsstruktur. Es ist ausreichend, nur einen unteren Schirmungsbugel vorzusehen, bzw. einen unteren Schirmungsbugel der mit nur einem Bügel den Grundkörper untergreift. Vorzugsweise weist die Schirmungsstruktur jedoch zwei untere Schirmungsbugel bzw. zwei Bügelenden auf, die im Abstand zueinander unter den einen monolithischen Grundkörper oder unter die beiden Grundkörper greifen. Das Vorsehen von zwei unteren Schirmungsbügeln hat den Vorteil, daß sich zusammen mit dem oberen Schirmungsbugel eine Dreipunktbefestigung für den oder die keramischen Grundkörper ergibt. Außerdem bleibt so ein zentraler Bereich am Grundkörper zwischen den beiden unteren Schirmungsstrukturen frei zugänglich, so daß die dort üblicherweise vorgesehene AnkoppelStruktur, die eine elektrische Anschlussfläche zum Verbinden mit der äußeren Schaltungs- umgebung ausbildet, frei zugänglich bleibt.
Die unteren Schirmungsbugel sind vorzugsweise möglichst kurz ausgebildet, so daß aber noch ausreichend mechanischer Halt durch das Untergreifen unter den oder die Grundkörper gewährleistet ist.
Eine vorteilhafte Schirmungsstruktur weist eine Stirnplatte auf, die an den beiden seitlichen, äußeren Enden verlängert ist und in seitliche Schirmungsbugel ausläuft, die nach hinten in Richtung keramischer Grundkörper abgebogen sind und den oder die Grundkörper seitlich umgreifen. Auch die seitlichen Schirmungsbugel verlaufen in seitlichen Ausnehmungen innerhalb der Oberfläche des oder der Grundkörper, wobei die Höhe der seitlichen Schirmungsbugel geringer als die Höhe des oder der keramischen Grundkörper. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der oder die keramischen Grundkörper noch besser relativ zur Schirmungsstruktur und relativ zueinander fixiert sind.
Vorteilhaft bilden die beiden unteren Schirmungsbugel zusammen mit der Stirnplatte eine π-förmige Struktur, während der obere Schirmungsbugel zusammen mit der Stirnplatte eine T- förmige Struktur ausbildet. Der T-förmige Teil der Schirmungsstruktur kann so ausgebildet sein, daß ausschließlich der Fuß des T's auf der Oberseite dese Grundkörpers aufliegt, wo er den Längsabschnitt ausbildet. Möglich ist es jedoch auch, daß ein Teil der Querbalkens auf der Oberseite des Grundkörpers aufliegt. An seinem Ende ist der Querbalken nach unten abgewinkelt und bildet dort mit dem abgebogenen Teil die Stirnplatte aus.
Vorteilhaft ist es, wenn sich der obere Schirmungsbugel nicht über die gesamte Länge des oder der Grundkörper erstreckt und daher nicht bis zu dessen Bodenfläche reicht.
Die Schirmungsstruktur kann mit dem oder den Grundkörpern allein durch mechanisches Einrasten und Verklemmen, außerdem zusätzlich durch Verkleben oder Verlöten verbunden sein. Die Verbindung ist dann vorzugsweise im Bereich der Außenmetallisierung vorgenommen, die später mit Masse verbunden wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß über die Masseanbindung der Außenmetallisierung gleichzeitig die Schirmungsstruktur geerdet ist und dabei eine bessere Schirmungswirkung entfalten kann. Möglich ist es jedoch auch, die Schirmungsstruktur mit einem äußeren Masseanschluss zu verbinden, so daß ein separates Anschließen der Außenmetallisierung an einen äußeren Masseanschluss entfallen kann. Wie bereits erwähnt, wird die Schirmungsfunktion der Schirmungsstruktur überwiegend durch die Stirnplatte und den oberen Schirmungsbugel erreicht, die zum einen die in der Stirnfläche des oder der Grundkörper mündenden Bohrungen gegen äußere Einflüsse schützt und andererseits über den oberen Schirmungsbugel eine bessere Sperrwirkung zwischen RX-Filter und TX-Filter bewirkt. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Höhe der Stirnplatte geringer ist als die Höhe des keramischen Grundkörpers. Auf diese Weise bleiben die Bohrungen in der Stirnfläche zugänglich, so daß nach Aufbringen der SchirmungsStruktur ein Trimmen einzelner Filter des Duplexers oder des gesamten Duplexers möglich bleibt. Ein Trimmen kann vorgenommen werden, indem an der Stirnfläche Material im Bereich der Bohrungen abgetragen wird.
Eine vorteilhafte Ausführung von Stirnplatte und seitlichen Schirmungsbügeln besteht aus einem schmalen metallischen Streifen gleichmäßiger Breite, dessen nach hinten zum keramischen Grundkörper gebogene Enden die seitlichen Schirmungsbugel ausbilden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert . Zum besseren Verständnis sind die Figuren nicht maßstabsgetreu und nur schematisch ausgeführt wider, wobei außerdem auf die Darstellung feinster Details verzichtet wird.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Duplexer schräg von vorne oben,
Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Duplexer von der Seite, Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Duplexer von oben,
Figur 4 zeigt eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Duplexers von schräg vorne und oben.
Figur 1 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Duplexers. Der Duplexer umfasst im wesentlichen ein erstes Filter Fl und ein zweites Filter F2 , welche als RX-Filter und TX-Filter ausgebildet sind und in einem einzigen monolithischen Grundkörper oder in zwei voneinander getrennten keramischen Grundkörpern ausgebildet sein können. Die gestrichelte Linie TL symbolisiert die virtuelle Trennung in einem monolithischen Grundkörper bzw. die reale Trennung zwischen zwei getrennten Grundkörpern.
Die Schirmungsstruktur ST ist vorzugsweise einstückig aus einem entsprechend gestanzten und gebogenem Metallblech ausgebildet, welches auf den oder die Grundkörper GK aufgeschoben ist. Die dargestellte Schirmungsstruktur ST umfaßt eine Stirnplatte SP, einen oberen Schirmungsbugel OB, zwei untere Schirmungsbugel ÜB sowie hier zwei seitliche Schirmungsbugel SB. In der dargestellten vorteilhaften Ausführung weisen Stirnplatte SP und seitliche Schirmungsbugel SB eine einheitliche Höhe hs auf, die geringer ist als die Höhe hG des Grundkörpers GK.
Jedes der beiden Filter weist innen metallisierte Resonatorbohrungen RB auf, die sich durch die gesamte Länge des Grundkörpers erstrecken. Pro Filter sind zumindest zwei Resonatorbohrungen vorgesehen. Vorteilhaft besitzt jedoch jedes Filter wie dargestellt drei (wie dargestellt) oder mehr Resonatorbohrungen, wobei eine mittlere der Bohrungen eine sogenannte Koppelbohrung darstellt, mit der sich Polstellen oder Notehe verwirklichen lassen, mit denen, wenn in unmittelbarer Nachbarschaft zum Paßband gelegen, die Flanke des Paßbands versteuert werden kann oder mit deren Hilfe alternativ eine gewünschte Frequenz ausgefiltert werden kann.
Die Schirmungsstruktur ist vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Metallblech ausgebildet, dessen Stärke unter Stabilitätskriterien ausgewählt ist. Ausreichende Stabilität weist z.B. ein Stahlblech ab ca . 0,1 mm Dicke auf, so dass die Dicke vorzugsweise von ca. 0,15 bis 0,20mm gewählt wird. Möglich ist es jedoch auch, die Schirmungsstruktur ST aus anderen Metallen oder Legierungen zu fertigen, beispielsweise aus Neusilber oder kupferhaltigen Legierungen. Entscheidend für die Schirmungswirkung ist eine gute elektrische Leitfähigkeit. Für die bessere Verarbeitbarkeit ist es vorteilhaft, wenn die Schirmungsstruktur bzw. das Material der SchirmungsStruktur eine gute Lotbarkeit aufweist . Eine solche kann durch geeignete Materialwahl oder auch durch einen entsprechenden dünnen Überzug auf einem nicht lötbaren Material vermittelt werden.
Für eine gute Funktion des Duplexers ist ein gewisser Mindestabstand der Stirnplatte SP von der Stirnfläche SF erforderlich, der beispielsweise bei 0,5 mm liegt.
Oberer Schirmungsbugel OB, seitlicher Schirmungsbugel SB und unterer Schirmungsbugel ÜB sind auf dem keramischen Grundkörper GK in entsprechenden Vertiefungen bzw. Ausnehmungen angeordnet, so daß die Oberfläche der Schirmungsbugel plan mit der übrigen Oberfläche des freiliegenden Grundkörpers abschließt . Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Duplexer von der Seite. In der dargestellten Ausführungsform ist der seitliche Schirmungsbugel SB kürzer ausgebildet und reicht nicht über die gesamte Länge LQ des Grundkörpers GK. Es ist auch gut zu erkennen, daß der untere Schirmungsbugel ÜB nur kurz ausgebildet ist und gerade eben unter den Grundkörper GK greift. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich der obere Schirmungsbugel OB über die gesamte Länge LQ des Grundkörpers GK. Durch die unterbrochene Linie ist angedeutet, daß oberer und unterer Schirmungsbugel hinter der Zeichnungsebene angeordnet sind und, in Ausnehmungen verlaufen und daher die Oberfläche des Grundkörpers GK bzw. die Unterseite des Grundkörpers nicht überragen. Demzufolge entspricht die Gesamthöhe des Duplexers in der gezeigten Ausführung der Höhe hG des Grundkörpers. Eine geeignete Höhe liegt beispielsweise bei 2 mm.
Aus der Figur ist auch gut der Abstand der Stirnplatte SP von der Stirnfläche SF zu erkennen. Zusätzlich ist in der Figur dargestellt, in welcher Anordnung der Duplexer auf einer Basisplatte BP angeordnet und montiert wird. Dabei weist die Unterseite zur Basisplatte, an der auch die elektrischen Verbindungen zu den entsprechenden Anschlußflächen auf der Unterseite des oder der Grundkörper, zur Außenmetallisierung oder zur Schirmungsstruktur ST vorgenommen werden.
Aus der Ansicht wird auch klar, daß die Koplanarität des Duplexers im wesentlichen durch die erreichbare Koplanarität des keramischen Grundkörpers GK sowie durch die erreichbare Koplanarität der Schirmungsstruktur ST im Bereich der unteren Schirmungsbugel ÜB bestimmt wird. Mit heutigen Methoden wird beispielsweise eine maximale Abweichung aus der Ebene von 0,02 mm für den Keramikkörper erreicht, während einhaltbare Toleranzen bei der Schirmungsstruktur im Bereich von nur 0,01 mm liegen. Durch diese geringen Abweichungen wird die Gesamthöhe des Duplexers weiter reduziert und das Auflöten auf eine Basisplatte BP, beispielsweise eine Leiterplatte oder eine gedruckte Schaltung, erleichtert.
Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Duplexer in der Draufsicht. Er besteht aus zwei Grundkörpern, die einen ersten Filter Fl und einen zweiten Filter F2 bilden. Die beiden Filter, das RX-Filter und das TX-Filter sind in einem geringen Abstand zueinander von etwa 0,1 bis 1,0 mm, beispielsweise im von Abstand 0,5 mm zueinander angeordnet. In dieser Ansicht ist gut zu erkennen, daß die SchirmungsStruktur ST mit Ausnahme an der Stirnfläche allseitig bündig mit dem keramischen Grundkörper bzw. mit den beiden keramischen Grundkörpern abschließt und nicht über diesen hervorsteht. Die Ausnehmungen, in denen die auf dem Grundkörper GK verlaufenden Sicherungsbügel verlaufen, sind also so tief, daß sie gerade eben der Materialstärke des für die Schirmungsstruktur ST verwendeten Metalls entsprechen.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer anders gestalteten Schirmungsstruktur. Auch diese Ausführung ist für einen einzigen monolithischen Grundkörper GK geeignet oder alternativ wie in der Figur dargestellt, für einen Duplexer, bei dem RX-Filter und TX-Filter aus je einem Grundkörper GB bestehen. Die Schirmungsstruktur besteht aus einem oberen Schirmungsbugel OB, einer Stirnplatte SP und zwei unteren Schirmbügeln ÜB. Der obere Schirmungsbugel OB besteht aus einem Längsabschnitt LA, der parallel zur Längsausdehnung der Resonatorbohrungen RB angeordnet ist und die Trennfuge zwischen den beiden Grundkörpern GK bzw. zwischen den beiden Filtern Fl und F2 überdeckt. In Richtung der Stirnfläche SF der Grundkörper geht der obere Schirmungsbugel in einen Querabschnitt QA über, der eine größere Breite als der Längsabschnitt LA aufweist und mit diesen zusammen eine T-förmige Struktur ausbildet. Der Querabschnitt des oberen Schirmungsbügels liegt nur zum Teil auf den Grundkörpern GK auf, steht mit dem Rest über und ist am Ende nach unten abgebogen, wo er die Stirnplatte SP ausbildet. Diese wiederum läuft gabelförmig nach unten in zwei untere Schirmungsbugel ÜB aus, die an der Unterkante des Grundkörpers nach hinten umgebogen sind und diese untergreifen. Alle Flächen der Schirmungsstruktur ST, die auf den Grundkörpern GK aufliegen, verlaufen in entsprechenden Vertiefungen innerhalb des Grundkörpers und schließen bündig mit der Oberfläche der Grundkörper ab .
Die Stirnplatte SP der Schirmungsstruktur ermöglicht einen guten Zugang zu sämtlichen Resonatorbohrungen RB der beiden Filter Fl und F2 und ermöglicht so nach dem Verbinden der Filter mit der Schirmungsstruktur ein nachträgliches Tuning, Trimming oder einen Abgleich. Dennoch erfüllt auch diese in ihrer Größe reduzierte Schirmstruktur den gewünschten Zweck der optimalen- Sperrdämpfung im RX- bzw. TX-Band (zum jeweiligen Gegenband hin) sowie einer guten Isolation des RX- Bandes gegen das TX-Band und vice versa. Aufgrund des relativ breiten Querabschnitts QA des oberen Schirmungsbügels wird mit dieser Ausführungsform eine besonders gute Fixierung von zwei Grundkörpern erreicht. Daher ist diese Ausführung besonders für einen modular aufgebauten Duplexers aus zwei unabhängigen einzelnen Filtern Fl und F2 geeignet.
Obwohl die Erfindung nur anhand weniger Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie doch nicht auf diese begrenzt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind bezüglich der genauen geometrischen Ausbildung der SchirmungsStruktur möglich. Auch bezüglich der genauen sonstigen Ausgestaltung der Filter und der keramischen Grundkörper, der Resonatorbohrungen und der nicht dargestellten, da auf der Unterseite der Grundkörper befindlichen kapazitiven Anschlußflächen, sind weitere beliebige Variationen möglich. Allen Ausführungen ist jedoch die geringe Gesamtbauhöhe des Duplexers gemein, die sie gegenüber bekannten Duplexern mit Schirmung auszeichnet. Variationen sind auch bezüglich sämtlicher in den Ausführungsbeispielen nur beispielhaft angegebener Materialien und Maße möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Duplexer, mit jeweils aus keramischen Mikrowellenresonatoren aufgebautem Rx Filter und Tx Filter, umfassend einen keramischen Grundkörper (GK) mit innen metallisierten Bohrungen (RB) , die von einer Stirnfläche (SF) durch den gesamten Grundkörper bis zur der Stirnfläche gegenüberliegenden Bodenfläche des Grundkörpers reichen, mit einer Außenmetallisierung (AM) , die weitgehend geschlossen die Oberflächen des Grundkörpers mit Ausnahme der Stirnfläche bedeckt, bei dem eine metallische Schirmungsstruktur (ST) vorgesehen ist, die eine im Abstand zur Stirnfläche, parallel zu dieser verlaufenden vordere Stirnplatte (SP) , einen auf der Oberseite des Grundkörpers anliegenden oberen Schirmungsbugel (OB) und zumindest einen unter den Grundkörper greifenden unteren Schirmungsbugel (ÜB) aufweist , wobei der obere und der untere Schirmungsbugel jeweils in diese aufnehmenden oberen und unteren Vertiefungen in der Oberfläche des Grundkörpers verlaufen bei dem die Stirnplatte (SP) an den beiden seitlichen, äußeren Enden verlängert ist und in seitliche Schirmungsbugel (SB) ausläuft, die den Duplexer seitlich umgreifen und in seitlichen Ausnehmungen des oder der Grundkörper (GK) angeordnet sind.
2. Duplexer nach Anspruch 1, bei dem ein monolithischer Grundkörper (GK) vorgesehen ist, in dem Rx und Tx Filter ausgebildet sind, bei dem der obere Schirmungsbugel (OB) einen parallel zur Längsachse der Bohrungen verlaufenden Längsabschnitt (LA) aufweist, der relativ zur Breite des Grundkörpers gesehen schmal ausgebildet ist.
3. Duplexer nach Anspruch 1, bei dem Rx und Tx Filter in voneinander getrennten Grundkörpern (GK) realisiert sind, und bei dem der obere Schirmungsbugel (OB) einen parallel zur Längsachse der Bohrungen verlaufenden Längsabschnitt (LA) aufweist, der relativ zur Breite des Grundkörpers gesehen schmal ausgebildet ist, zentral über der Trennfuge angeordnet ist und einen Teil der Oberseiten beider Grundkörper überdeckt.
4. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Schirmungsstruktur (ST) zwei untere Schirmungsbugel (ÜB) aufweist, die mit der Stirnplatte (SP) eine π-förmige Struktur bilden und gegenüber der Länge des Grundkörpers (GK) verkürzte Enden aufweisen, die unter den oder die Grundkörper greifen.
5. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem sich der obere Schirmungsbugel (OB) nur über einen Teil der Länge des Grundkörpers (GK) erstreckt.
6. Duplexer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem das Rx und das Tx Filter in voneinander getrennten Grundkörpern (GK) realisiert sind, die im lichten Abstand zueinander angeordnet sind.
7. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Schirmungsstruktur (ST) mit dem oder den Grundkörpern durch mechanische Verklemmung, Kleben oder Löten verbunden ist.
8. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zumindest ein Element aus Stirnplatte (SP) und seitlichen Schirmungsbügeln (SB) eine Höhe hs aufweist, die geringer ist als die Höhe hG des Grundkörpers.
9. Duplexer nach Anspruch 8, bei dem die Stirnplatte (SP) aus einem metallischen Streifen gleichbleibender Breite gebildet ist, dessen Enden beidseitig nach hinten abgebogen sind und die seitlichen Schirmungsbugel bilden.
10. Duplexer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Stirnplatte (SP) aus dem Querbalken (QA) , und der obere Schirmungsbugel (OB) aus dem Fuß eines T-förmigen Blechstücks gebildet sind, wobei der Querbalken teilweise auf der Oberseite des Grundkorpers (GK) aufliegt und vorne um die Stirnfläche (SF) herum aber in lichtem Abstand zu dieser nach unten gebogen ist.
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