NO162399B

NO162399B - CERAMIC BAND PASS FILTER.

Info

Publication number: NO162399B
Application number: NO83833289A
Authority: NO
Inventors: Raymond Sokola; Charles Choi
Original assignee: Motorola Inc
Priority date: 1982-02-16
Filing date: 1983-09-14
Publication date: 1989-09-11
Also published as: BR8305744A; HK87090A; NO833289L

Description

Denne oppfinnelsen omfattet generelt signalfiltre for radiofrekvenser (RF), og mer spesielt keramiske båndpassfiltre egnet til bruk i radiosender- og mottakerkretser. This invention generally encompassed signal filters for radio frequencies (RF), and more particularly ceramic bandpass filters suitable for use in radio transmitter and receiver circuits.

Konvensjonelle multi-resonatorf iltre inkluderer flere resonatorer som typisk er forkortede, kortsluttede kvart-bølgelengde, koaksiale eller spiralformete overførings-linjer. Resonatorene er arrangert i ei ledende samling, og kan induktivt kobles sammen av hull i sine felles vegger. Hver cesanator Kar stilles inn ved hjelp av en stiiiskrue som er satt inn i et hull som går tvers gjennom resonatoren. Når resonatoren er stilt inn, er filterets respons bestemt av størrelsen på de mellomliggende koblingshullene. Da innstillingen av filteret kan forstyrres ved en liten forskyvning av stillskruen, må det brukes en låsemutter som holder stillskruen på plass hele tiden. Bruken av stillskruer omfatter ikke bare filtre som er mottakelig for innstilling, men medfører også problemer som f.eks. mekanisk låsing av stillskruen og bøying mellom stillskruen og resonator-strukturen. Videre tenderer slike filtre til å være heller store, og er derfor lite attraktive i anvendelser der størrelsen er en viktig faktor. Conventional multi-resonator filters include multiple resonators that are typically shortened, short-circuited quarter-wavelength, coaxial or helical transmission lines. The resonators are arranged in a conductive assembly, and can be inductively connected by holes in their common walls. Each cesanator Kar is tuned by means of a stiii screw which is inserted into a hole which runs transversely through the resonator. When the resonator is tuned, the filter's response is determined by the size of the intermediate coupling holes. As the setting of the filter can be disturbed by a small displacement of the adjusting screw, a locking nut must be used to keep the adjusting screw in place at all times. The use of set screws not only covers filters that are susceptible to setting, but also causes problems such as e.g. mechanical locking of the set screw and bending between the set screw and the resonator structure. Furthermore, such filters tend to be rather large, and are therefore unattractive in applications where size is an important factor.

US-patent nr. 3.505.618 viser og beskriver et mikrobølge-filter som omfatter hull som er en kvart bølgelengde lang. Dette mikrobølgefilteret er plettert med sølv på hele den ytre overflata og på den indre overflata i hullene H2-H7. Hullene H2-H7 i dette mikrobølgefilteret må være en kvart bølgelengde lang. I US-patent 4.225.729 er et filter vist og beskrevet, som omfatter individuelle sylindriske resonatorer som er en kvart bølgelengde lang. US Patent No. 3,505,618 shows and describes a microwave filter that includes holes that are a quarter wavelength long. This microwave filter is plated with silver on the entire outer surface and on the inner surface in holes H2-H7. The holes H2-H7 in this microwave filter must be a quarter wavelength long. In US Patent 4,225,729 a filter is shown and described, comprising individual cylindrical resonators that are a quarter wavelength long.

<\><\>

Et formål foc denne op<p>finr^lsen er å lage et forbedret keramisk båndpassfilter som er mindre og som har færre deler enn de eksisterende filtrene. One purpose of this invention is to make an improved ceramic bandpass filter which is smaller and has fewer parts than the existing filters.

Et annet formål for denne oppfinnelsen er å lage et keramisk båndpassfilter med lavt tap og stor temperatur-stabilitet. Another object of this invention is to make a ceramic bandpass filter with low loss and great temperature stability.

Ettredje formål for oppfinnelsen er å laget keramisk båndpassfilter som kan stilles inn automatisk. A third purpose of the invention is to create a ceramic bandpass filter that can be set automatically.

Videre har oppfinnelsen som formål å lage et keramisk båndpassfilter hvor resonansfrekvensen lett kan justeres, som uestår av et enkelt stykke, selektivt belagt, dielektrisk materiale. Furthermore, the purpose of the invention is to create a ceramic bandpass filter where the resonance frequency can be easily adjusted, which consists of a single piece of selectively coated dielectric material.

Det keramiske båndpassf i 11eret fremgår av de etterfølgende patentkrav. Det omfatter ei dielektrisk blokk som har ett eller flere hull fra toppflata til bunnflata, og av en første og en andre elektrode som hver er plassert på den dielektriske blokka i en forhåndsbestemt avstand fra hullene. Dersom det bare er ett hull i den dielektriske blokka, kan elektrodene arrangeres rundt dette hullet. Dersom det er to eller flere hull i den dielektriske blokka, kan den første elektroden plasseres nær hullet i den ene enden av den dielektriske blokka, mens den andre elektroden kan plasseres nær hullet i den motsatte enden av den dielektriske blokka. Den dielektriske blokka er også helt dekket eller belagt av et ledende materiale, unntatt områdene nær en ende av hvert hull og nær første og andre elektrode. The ceramic band fit in the 11er appears from the subsequent patent claims. It comprises a dielectric block which has one or more holes from the top surface to the bottom surface, and of a first and a second electrode which are each placed on the dielectric block at a predetermined distance from the holes. If there is only one hole in the dielectric block, the electrodes can be arranged around this hole. If there are two or more holes in the dielectric block, the first electrode can be placed near the hole at one end of the dielectric block, while the second electrode can be placed near the hole at the opposite end of the dielectric block. The dielectric block is also completely covered or coated with a conductive material, except for the areas near one end of each hole and near the first and second electrodes.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der The invention will be described in more detail below with reference to the drawings, where

fig. 1 viser et keramisk båndpassfilter i samsvar med oppfinnelsen sett i perspektiv, fig. 1 shows a ceramic bandpass filter in accordance with the invention seen in perspective,

fig. 2 viser et snitt av det keramiske båndpassfilteret i fig. fig. 2 shows a section of the ceramic bandpass filter in fig.

1 tatt langs linja 2-2, 1 taken along the line 2-2,

fig. 3 viser et .snitt av en annen utførelse av det keramiske båndpassfilteret i fig. 1 tatt langs linja 2-2, fig. 3 shows a section of another embodiment of the ceramic bandpass filter in fig. 1 taken along the line 2-2,

fig. 4 viser et snitt av enda en annen utførelse av det keramiske båndpassfilteret i fig. 1 tatt langs linja 2-2, fig. 4 shows a section of yet another embodiment of the ceramic bandpass filter in fig. 1 taken along the line 2-2,

fig. 5 viser en annen utførelse av det keramiske båndpassfilteret i samsvar med oppfinnelsen, fig. 5 shows another embodiment of the ceramic bandpass filter in accordance with the invention,

fig. 6 viser et ekvivalent kretsskjema for det keramiske båndpassfilteret i fig. 1, fig. 6 shows an equivalent circuit diagram for the ceramic bandpass filter of FIG. 1,

fig. 7 viser et koblingsarrangement for inngangssignalet, tilpasset for bruk i det keramsiek båndpassfi 1 teret i denne oppf innelsen, fig. 7 shows a switching arrangement for the input signal, adapted for use in the ceramic bandpass filter of this invention,

fig. 8 viser et annet koblingsarrangement for inngangssignalet, tilpasset for bruk i det keramiske båndpassfilteret i denne oppfinnelsen, fig. 8 shows another input signal switching arrangement adapted for use in the ceramic bandpass filter of this invention,

fig. 9 viser enda et annet koblingsarrangement for inngangssignalet , fig. 9 shows yet another switching arrangement for the input signal,

fig. 10 viser en oppstilling for kaskadekobling av to keramiske båndpassfiltre i samsvar med oppfinnelsen, fig. 10 shows an arrangement for cascade connection of two ceramic bandpass filters in accordance with the invention,

fig. 11 viser en annen oppstilling for kaskadekobling av to keramiske båndpassfiltre i samsvar med oppfinnelsen, fig. 11 shows another arrangement for cascade connection of two ceramic bandpass filters in accordance with the invention,

fig. 12 viser en siste utførelse av det keramiske båndpassfilteret i samsvar med oppfinnelsen. fig. 12 shows a final embodiment of the ceramic bandpass filter in accordance with the invention.

I fig. 1 er et keramisk båndpassfilter 100 i samsvar med denne oppfinnelsen vist. Filteret 100 inkluderer ei blokk 130 som omfatter et dielektrisk materiale som er selektivt belagt med et ledende materiale. Filteret 100 kan lages av alle passende dielektriske materialer som har lavt tap, høy dielektrisitetskonstant og lav temperaturkoeffisient til dielektiristetskonstanten. I en foretrukket utførelse omfattes filteret 100 av ei keramisk blanding bestående av bl.a. bariumoksyd, titaniumoksyd og zirconiumoksyd. Den elektriske karakteristikken er beskrevet i mer detalj i en artikkel av G.G. jonker og W. Kwestroo med tittelen "The Termary Systems BaO-Ti02-Sn02 og BaO-Ti02-ZrI2" som ble publisert i In fig. 1, a ceramic bandpass filter 100 in accordance with this invention is shown. The filter 100 includes a block 130 which comprises a dielectric material which is selectively coated with a conductive material. The filter 100 can be made of any suitable dielectric material having low loss, high dielectric constant and low temperature coefficient of dielectric constant. In a preferred embodiment, the filter 100 is comprised of a ceramic mixture consisting of, among other things barium oxide, titanium oxide and zirconium oxide. The electrical characteristic is described in more detail in an article by G.G. jonker and W. Kwestroo entitled "The Termary Systems BaO-Ti02-Sn02 and BaO-Ti02-ZrI2" which was published in

"The Journal of the American Ceramic Society" volume 41, nummer 10, på sidene 390-394. Av de keramiske blandingene som er beskrevet i denne artikkelen, er blandingen i tabell VI som har sammensetningen 18,5 mol% BaO, 77,0 mol% Ti02 og 4,5 "The Journal of the American Ceramic Society" Volume 41, Number 10, on pages 390-394. Of the ceramic mixtures described in this article, the mixture in Table VI has the composition 18.5 mol% BaO, 77.0 mol% TiO 2 and 4.5

mol% Zr02 og som har en dielektrisitetskonstant på 40, godt egnet til bruk i det keramiske filteret i denne oppfinnelsen. mol% ZrO 2 and having a dielectric constant of 40, well suited for use in the ceramic filter of this invention.

I fig. 1 er blokka 130 til filteret 100 dekket eller belagt med et elektrisk ledende materiale, slik som kobber eller sølv, med unntak av områdene 140. Blokka 130 har seks hull 101-106 som går fra blokkas topp- til bunnflate. Hullene 101-106 er ;også belagt med et elektrisk ledende materiale. Hvert av de belagte hullene 101-106 er hovedsakelig en forkortet koaksialresonator som omfattes av ei kortsluttet koaksial overføringslinje som har en lengde som er valgt ut ifra karakteristikken til f ilter responsen. In fig. 1, the block 130 of the filter 100 is covered or coated with an electrically conductive material, such as copper or silver, with the exception of the areas 140. The block 130 has six holes 101-106 which run from the top to the bottom surface of the block. The holes 101-106 are also coated with an electrically conductive material. Each of the coated holes 101-106 is mainly a shortened coaxial resonator which is comprised of a short-circuited coaxial transmission line having a length selected from the characteristic of the filter response.

Blokka 130 i fig. 1 inkluderer også inngangs- og utgangselektrodene 124 og 125 og tilsvarende inngangs- og utgangstilknytninger 120 og 122. Selv om blokka 130 er vist med seks belagte hull, kan ethvert antall hull benyttes avhengig av den ønskede filterrespons-karakteristikken. For eksempel kan det keramiske båndpassfilteret i denne oppfinnelsen ha bare ett belagt hull, en inngangselektrode og en utgangselektrode som vist for filteret 500 i fig. 5. I tillegg kan RF-signalene kobles til filteret 500 ved hjelp av koaksialkablene 520 og 522 i fig. 5 istedet for kablene 120 og 122 i fig. 1. Block 130 in fig. 1 also includes input and output electrodes 124 and 125 and corresponding input and output connections 120 and 122. Although block 130 is shown with six coated holes, any number of holes may be used depending on the desired filter response characteristic. For example, the ceramic bandpass filter of this invention may have only one coated hole, one input electrode, and one output electrode as shown for filter 500 in FIG. 5. In addition, the RF signals can be connected to the filter 500 using the coaxial cables 520 and 522 in fig. 5 instead of the cables 120 and 122 in fig. 1.

Beleggingen av hullene 101-106 i filteret 100 i fig. 1 er bedre vist i snittskissen i fig. 2, som er tatt langs linja 2-2 i fig. 1. I fig. 2 går det ledende belegget 204 på det dielektriske materialet 202 gjennom hullet 201 til toppflata, med unntak av en sirkulær del 240 rundt hullet 201. Andre ledende beleggingsarrangementer kan også brukes. To av disse er vist i fig. 3 og 4. I fig. 3 går det ledende belegget 304 på det dielektriske materialet 302 gjennom hullet 301 til bunnflata, med unntak av en sirkulær del 340. The coating of the holes 101-106 in the filter 100 in fig. 1 is better shown in the sectional sketch in fig. 2, which is taken along line 2-2 in fig. 1. In fig. 2, the conductive coating 204 on the dielectric material 202 passes through the hole 201 to the top surface, with the exception of a circular portion 240 around the hole 201. Other conductive coating arrangements may also be used. Two of these are shown in fig. 3 and 4. In fig. 3, the conductive coating 304 on the dielectric material 302 passes through the hole 301 to the bottom surface, with the exception of a circular part 340.

Beleggingsarrangementet i fig. 3 er hovedsaklig identisk med det i fig. 2. Forskjellen er at den delen som ikke er belagt, 340, er på bunnflata istedet for på toppflata. I fig. 4 går det ledende belegget 404 på det dielektriske materialet 402 bare delvis gjennom hullet 401, og lar dermed deler av hullet 401 være ubelagt. Belggingsarrangementet i fig. 4 kan også snues som i fig. 3, slik at den ubelagte delen 440 er på bunnflata. The coating arrangement in fig. 3 is essentially identical to that in fig. 2. The difference is that the part that is not coated, 340, is on the bottom surface instead of on the top surface. In fig. 4, the conductive coating 404 on the dielectric material 402 only partially passes through the hole 401, thus leaving parts of the hole 401 uncoated. The sealing arrangement in fig. 4 can also be reversed as in fig. 3, so that the uncoated part 440 is on the bottom surface.

Koblingen mellom de koaksiale resonatorene som er dannet av de belagte hullene 101-106 i fig. 1 er utført gjennom det dielektriske materialet, og varieres ved å variere bredden til det dielektriske materialet, og avstanden mellom tilstøtende koaksiale resonatorer. Bredden av det dielektriske materialet mellom tilstøtende hull 101-106 kan tilpasses på enhver passende regulær eller irregulær måte, slik som f.eks.' ved bruk av spalter, sylindriske, kvadratiske, rektangulære eller irregulære hull. Andre trekk ved filteret 100 i fig. 1 er spaltene 110-114 for justering av koblingen mellom de koaksiale resonatorene som dannes av hullene 101-106. Graden av kobling varieres ved å variere dybden på spaltene 110-114. Selvom spaltene 110-114 er vist på sideflatene til filteret 100 i fig. 1, kan spaltene også plasseres på bunn- eller toppflata som vist i fig. 12. Videre kan spaltene 110-114 fordeles mellom tilstøtende belagte hull på en overflate, motstående overflater eller alle overflatene. Spaltene 110-114 i fig. 1 kan enten være belagt eller ubelagt, avgengig av ønsket koblingsgrad. The coupling between the coaxial resonators formed by the coated holes 101-106 in fig. 1 is performed through the dielectric material, and is varied by varying the width of the dielectric material, and the distance between adjacent coaxial resonators. The width of the dielectric material between adjacent holes 101-106 can be adjusted in any suitable regular or irregular manner, such as for example. using slots, cylindrical, square, rectangular or irregular holes. Other features of the filter 100 in fig. 1, the slots 110-114 are for adjusting the coupling between the coaxial resonators formed by the holes 101-106. The degree of coupling is varied by varying the depth of the slots 110-114. Although the slits 110-114 are shown on the side surfaces of the filter 100 in fig. 1, the slots can also be placed on the bottom or top surface as shown in fig. 12. Furthermore, the slots 110-114 can be distributed between adjacent coated holes on one surface, opposite surfaces or all surfaces. Columns 110-114 in fig. 1 can either be coated or uncoated, depending on the desired degree of coupling.

Videre kan også de belagte eller ubelagte hullene mellom de koaksiale resonatorene som er dannet av hullene 101-106 brukes for justering av koblingen. Likedan kan slike hull være belagt eller ubelagt, ha variabel størrelse, plassering og orientering for å oppnå ønsket kobling. I fig. 11 brukes hullene 1150 og 1152 til justering av koblingen til filteret 1110, og spaltene 1160 og 1162 for justering av koblinger til filteret 1112. Hullene 1150 og 1152 i filteret 1110 i fig. 11 kan gå delvis, eller hele vegen, fra toppflata til bunnflata, og kan også være plassert på sideflata til filteret 1110 istedet for på dets toppflate. Furthermore, the coated or uncoated holes between the coaxial resonators formed by the holes 101-106 can also be used for adjusting the coupling. Similarly, such holes can be coated or uncoated, have variable size, location and orientation to achieve the desired connection. In fig. 11, the holes 1150 and 1152 are used for adjusting the connection to the filter 1110, and the slots 1160 and 1162 for adjusting the connections to the filter 1112. The holes 1150 and 1152 in the filter 1110 in fig. 11 can go partially, or all the way, from the top surface to the bottom surface, and can also be located on the side surface of the filter 1110 instead of on its top surface.

RF-signalene er kapasitivt koblet til og fra filteret 100 i fig. 1 og filter 500 i fig. 5 ved hjelp av inngangs- og utgangselektrodene 124, 125 og 524, 525. Resonansfrekvensen til de koaksiale resonatorene som er dannet av de belagte hullene 101-106 i fig. 1 og det belagte hullet 501 i fig. 5 er først og fremst bestemt av hullets dybde, tykkelsen på den dielektriske blokka i hullets retning og graden av fjernet belegg fra filterets topp nær hullet. Innstilling av filteret 100 og 500 oppnås ved fjerning av jordingsbelegget nær toppen av hvert belagt hull. Fjerning av jordingsbelegget for innstilling av filteret kan enkelt automatiseres, og kan utføres av en laser, sandblåseu^styr eller annet passende utstyr, mens returtapsvinkelen t<:>l filteret kontrolleres. Innsti 11ingsprosessen utføres ved først å jorde belegget på toppen av hvert belagt hull 101-106 i fig. 1 og måle returtapsvinkelen. Deretter fjeres jordinga fra hvert belagt hull, ei for ei, og jordingsbelegget nær toppen til det belagte hullet trimmes inntil 180 grader faseskift er oppnådd. Jordinga av hvert belagt hull 101-106 kan gjøres ved hjelp av små plater som lager bru over det ubelagte området 140 mellom det belagte hullet og det omsluttende belegget på den dielektriske blokka 130. The RF signals are capacitively coupled to and from the filter 100 in fig. 1 and filter 500 in fig. 5 by means of the input and output electrodes 124, 125 and 524, 525. The resonant frequency of the coaxial resonators formed by the coated holes 101-106 in FIG. 1 and the coated hole 501 in fig. 5 is primarily determined by the depth of the hole, the thickness of the dielectric block in the direction of the hole and the degree of removed coating from the top of the filter near the hole. Setting the filter 100 and 500 is accomplished by removing the ground coating near the top of each coated hole. Removal of the ground coating for setting the filter can be easily automated, and can be performed by a laser, sandblaster or other suitable equipment, while the return loss angle to the filter is controlled. The installation process is carried out by first grounding the coating on top of each coated hole 101-106 in fig. 1 and measure the return loss angle. Then, the ground is removed from each coated hole, one by one, and the ground coating near the top of the coated hole is trimmed until 180 degrees of phase shift is achieved. The grounding of each coated hole 101-106 can be done using small plates that create a bridge over the uncoated area 140 between the coated hole and the surrounding coating on the dielectric block 130.

I fig. 6 er det vist et ekvivalent kretsskjema for det keramiske båndpassfilteret 100 i fig. 1. Et inngangssignal fra ei signalkilde kan tilføres inngangselektroden 124 i fig. 1 via tilknytningen 120. Inngangselektroden samsvarer med felleskoblinga av kondensatorene 624 og 644 i fig. 6. Kondensatoren 644 er kapasitansen mellom elektroden 124 og det omsluttende jordingsbelegget, mens kondensatoren 624 er kapasitansen som dannes av det belagte hullet 101 i fig. 1. Den koaksiale resonatoren som er dannet av de belagte hullene 101-106 i fig. 1 samsvarer med de kortsluttete overførings-linjene 601-606 i fig. 6. Kondensatorene 631-636 i fig. 6 representerer kapaitansen mellom de koaksiale resonatorene som er dannet av de belagte hullene 101-106 i fig. 1 og det omliggende jordingsbelegget på toppflata. Kondensatorer 625 representerer kapasitansen mellom resonatoren som er dannet av det belagte hullet 106 og elektroden 125 i fig. 1, og kondensatoren 645 representerer kapasitansen mellom elektroden 125 og det omsluttende jordingsbelegget. Et utgangssignal dannes ved koblingen mellom kondensatorene 625 og 645, som samsvarer med utgangselektroden 125 i fig. 1. In fig. 6 shows an equivalent circuit diagram for the ceramic bandpass filter 100 in fig. 1. An input signal from a signal source can be applied to the input electrode 124 in fig. 1 via connection 120. The input electrode corresponds to the common connection of capacitors 624 and 644 in fig. 6. The capacitor 644 is the capacitance between the electrode 124 and the surrounding ground coating, while the capacitor 624 is the capacitance formed by the coated hole 101 in FIG. 1. The coaxial resonator formed by the coated holes 101-106 in FIG. 1 corresponds to the shorted transmission lines 601-606 in FIG. 6. The capacitors 631-636 in fig. 6 represents the capacitance between the coaxial resonators formed by the coated holes 101-106 in fig. 1 and the surrounding earthing coating on the top surface. Capacitors 625 represent the capacitance between the resonator formed by the coated hole 106 and the electrode 125 in FIG. 1, and the capacitor 645 represents the capacitance between the electrode 125 and the enclosing ground coating. An output signal is formed by the connection between the capacitors 625 and 645, which corresponds to the output electrode 125 in FIG. 1.

RE-signalene kan kobles til det keramiske båndpassfilteret i samsvar med oppfinnelsen, ved kapasitivt å koble sammen det belagte hullet 101 eller 106 med elektrodene 124 eller 125 i fig. 1, eller ved en kapasitiv og induktiv kobling som vist i fig. 7, 8 og 9. The RE signals can be connected to the ceramic bandpass filter in accordance with the invention, by capacitively connecting the coated hole 101 or 106 with the electrodes 124 or 125 in fig. 1, or by a capacitive and inductive connection as shown in fig. 7, 8 and 9.

I fig. 7 er elektroden 702 omgitt av det ubelagte området 740 og plassert på den siden av den dielektriske blokka som er motsatt av den koaksiale resonatoren som dannes av det belagte hullet 701. Et RF-signal fra koaksialkabelen 710 er tilført elektroden 702 og kapasitivt koblet til den koaksiale resonatoren som dannes av det belagte hullet 701. I fig. 8 kobler en båndelektrode 802 som er omgitt av det ubelagte området 840, et RF-signal induktivt fra koaksialkabelen 810 til den koaksiale resonatoren som dannes av det belagte hullet 801. Senterlederen til koaksialkabelen 810 er forbundet med jordingsbelegget i den motsatte enden av båndelektroden 802. I fig. 9 er senterlederen til koaksialkabelen 910 forbundet til jordingsbelegget over det ubelagte området 940 og på motsatt side av den koaksiale resonatoren som dannes av det belagte hullet 901. Jordingsdelen av koaksialkabelen 910 er forbundet med jordingsbelegget under det ubelagte området 940, også det på motsatt side av den koaksiale resonatoren som dannes av det belagte hullet 901. Avhengig av hva som trengs for hver anvendelse av det keramiske båndpassfilteret i samsvar med oppfinnelsen, kan RF-signalene kobles til og fra det koaksiale båndpassfilteret på en av de måtene som er vist i figurene 1, 5, 7, 8 og 9. Dersom koblingen av RF-signalene til det keramiske båndpassfilteret utføres ved hjelp av elektroder som vist i fig. 1 og 5, kan elektrodene orienteres som vist i fig. 1 og 5 eller i en annen passende posisjon på periferien til det tilsvarende belagte hullet. For eksempel kan en elektrode gå helt ut til enden av den dielektriske blokka slik som elektrodene 124 og 125 i fig. 1, eller til siden av den dielektriske blokka slik som elektrodene 1014, 1016, 1018 og 1020 i fig. 10.. In fig. 7, the electrode 702 is surrounded by the uncoated area 740 and located on the side of the dielectric block opposite the coaxial resonator formed by the coated hole 701. An RF signal from the coaxial cable 710 is applied to the electrode 702 and capacitively coupled to it. the coaxial resonator formed by the coated hole 701. In fig. 8, a strip electrode 802 surrounded by the uncoated area 840 couples an RF signal inductively from the coaxial cable 810 to the coaxial resonator formed by the coated hole 801. The center conductor of the coaxial cable 810 is connected to the grounding coating at the opposite end of the strip electrode 802. In fig. 9, the center conductor of the coaxial cable 910 is connected to the grounding coating above the uncoated area 940 and on the opposite side of the coaxial resonator formed by the coated hole 901. The grounding part of the coaxial cable 910 is connected to the grounding coating below the uncoated area 940, also on the opposite side of the coaxial resonator formed by the coated hole 901. Depending on what is needed for each application of the ceramic bandpass filter according to the invention, the RF signals can be coupled to and from the coaxial bandpass filter in one of the ways shown in Figures 1 , 5, 7, 8 and 9. If the connection of the RF signals to the ceramic bandpass filter is carried out using electrodes as shown in fig. 1 and 5, the electrodes can be oriented as shown in fig. 1 and 5 or in another suitable position on the periphery of the corresponding coated hole. For example, an electrode can extend all the way to the end of the dielectric block such as electrodes 124 and 125 in fig. 1, or to the side of the dielectric block such as electrodes 1014, 1016, 1018 and 1020 in fig. 10..

Andre trekk ved den foreliggende oppfinnelsen er at to eller flere keramiske båndpassfiltre kan kaskadekobles for å oppnå større selektivitet, eller de kan kobles sammen for å oppnå responskarakteristikken til et multibånd. To ulike kaskadesammensetninger av båndpassfilteret er vist i fig. 10 og 11. I fig. 10 er filtrene 1010 og 1012 satt sammen side ved side. Et inngangssignal kobles fra koaksialkabelen 1002 til inngangselektroden 1014 på filteret 1010. Utgangselektroden 1016 fra filteret 1010 er koblet til inngangselektroden 1018 på filteret 1012 ved hjelp av ko~te ledninger. Et utgangssignal fra utgangselektroden 1020 på filteret 1012 er forbundet til koaksialkabelen 1004. For å lette sammen-knytningen går elektrodene 1016 og 1018 ut til sidene til filtrene 1010 og 1012 istedet for til enden til filteret, slik som elektrodene 124 og 125 i fig. l. Other features of the present invention are that two or more ceramic bandpass filters can be cascaded to achieve greater selectivity, or they can be connected together to achieve the response characteristic of a multiband. Two different cascade compositions of the bandpass filter are shown in fig. 10 and 11. In fig. 10, the filters 1010 and 1012 are assembled side by side. An input signal is connected from the coaxial cable 1002 to the input electrode 1014 of the filter 1010. The output electrode 1016 from the filter 1010 is connected to the input electrode 1018 of the filter 1012 by means of coiled wires. An output signal from the output electrode 1020 of the filter 1012 is connected to the coaxial cable 1004. To facilitate the connection, the electrodes 1016 and 1018 go out to the sides of the filters 1010 and 1012 instead of to the end of the filter, as electrodes 124 and 125 in fig. l.

I fig. 11 er filtrene 1110 og 1112 lagt oppe på hverandre. Et inngangssignal fra koaksialkabelen 1102 knyttes til inngangselektroden 1114 på filteret 1110. Hullet 1140 på filteret 1110 er belagt som vist i fig. 3, dvs. slik at det birkulære ubelagte området rundt det belagte hullet 1140 er på bunnflata av filteret 1110. Derfor kan utgangen f ra.filteret 1110 kapasitivt kobles derfra ved hjelp av utgangselektroden 1116 på samme måte som vist og beskrevet i fig. 7. In fig. 11, the filters 1110 and 1112 are superimposed on each other. An input signal from the coaxial cable 1102 is connected to the input electrode 1114 on the filter 1110. The hole 1140 on the filter 1110 is coated as shown in fig. 3, i.e. so that the bicular uncoated area around the coated hole 1140 is on the bottom surface of the filter 1110. Therefore, the output from the filter 1110 can be capacitively coupled from there by means of the output electrode 1116 in the same way as shown and described in fig. 7.

Den samme kapasitive koblinga framkommer av inngangselektroden 1118 og utgangselektroden 1120 i filteret 1112. Angående utgangen fra filteret 1110 så er denne koblet fra utgangselektroden 1116 til inngangselektroden 1118 til filteret 1112, ved hjelp av korte ledninger. Utgangen fra filteret 1112, som dannes ved utgangselektroden 1120, kan kobles til koaksialkabelen 1104. The same capacitive coupling occurs from the input electrode 1118 and the output electrode 1120 in the filter 1112. Regarding the output from the filter 1110, this is connected from the output electrode 1116 to the input electrode 1118 to the filter 1112, by means of short wires. The output of the filter 1112, which is formed at the output electrode 1120, can be connected to the coaxial cable 1104.

Koblinga mellom de koaksiale resonatorene som dannes av de belagte hullene 1140-1142 i filteret 1110 kan justeres ved hjelp av tilleggshullene 1150 og 1152, som er plassert mellom de tilstøtende belagte .hullene 1140-1142. Størrelsen, plasseringen, orienteringen og beleggingen til tilleggshullene 1150 og 1152 kan varieres for variering av koblingsgraden mellom tilstøtende koaksialresonatorer. For eksempel kan tilleggshullene 1150 og 1152 være parallelle eller vinkelrette med de belagte hullene 1140, 1141 og 1142. I filteret 1112 er koblinga blitt justert ved hjelp av spaltene 1160 og 1162 som er plassert på topp- og bunnflatene mellom de tilstøtende koaksialresonatorene. Spaltene kan også være plassert på sideflatene til filteret 1112, slik at det dannes spalter på alle overflatene mellom tilstøtende resonatorer. The coupling between the coaxial resonators formed by the coated holes 1140-1142 in the filter 1110 can be adjusted by means of the additional holes 1150 and 1152, which are located between the adjacent coated holes 1140-1142. The size, location, orientation and coating of the additional holes 1150 and 1152 can be varied to vary the degree of coupling between adjacent coaxial resonators. For example, the additional holes 1150 and 1152 may be parallel or perpendicular to the coated holes 1140, 1141 and 1142. In the filter 1112, the coupling has been adjusted by means of the slots 1160 and 1162 which are located on the top and bottom surfaces between the adjacent coaxial resonators. The slits can also be located on the side surfaces of the filter 1112, so that slits are formed on all the surfaces between adjacent resonators.

1 fig. 12 er en annen utførelse av det keramiske båndpassfilteret i samsvar med oppfinnelsen vist. Denne utførelsen har seks belagte hull 1230 og 1235 arrangert i to rekker. Koaksialresonatoren som er dannet av hvert belagt hull i filteret 1210 et koblet til to tilstøtende koaksialresonatorer istedet for bare en som vist for filteret i fig. 1. Koblingen fra hver av koaksialresonatorene til de to tilstøtende resonatorene kan justeres individuelt ved hjelp av spaltene 1222, 1223 og 1224 som ligger mellom dem. Et inngangssignal kan kobles med koaksialkabelen 1202 til inngangselektroden 1214, mens et utgangssignal kan kobles til elektroden 1220 ved hjelp av koaksialkabelen 1204. Dersom den delen av spalten 1224 som ligger mellom de belagte hullene 1230 og 1235 og mellom de belagte hullene 1231 og 1234 er dypere enn spaltene 1222 og 1223, kan inngangssignalet fra koaksialkabelen 1202 kobles mellom de belagte hullene 1230, 1231 og 1232, så på tvers til det belagte hullet 1233 og videre mellom de belagte hullene 1233, 1234 og 1235 til koaksialkabelen 1204. 1 fig. 12 another embodiment of the ceramic bandpass filter in accordance with the invention is shown. This embodiment has six coated holes 1230 and 1235 arranged in two rows. The coaxial resonator formed by each plated hole in the filter 1210 is coupled to two adjacent coaxial resonators instead of just one as shown for the filter in FIG. 1. The coupling from each of the coaxial resonators to the two adjacent resonators can be adjusted individually by means of the slots 1222, 1223 and 1224 located between them. An input signal can be connected with the coaxial cable 1202 to the input electrode 1214, while an output signal can be connected to the electrode 1220 using the coaxial cable 1204. If the part of the gap 1224 that lies between the coated holes 1230 and 1235 and between the coated holes 1231 and 1234 is deeper than the slots 1222 and 1223, the input signal from the coaxial cable 1202 can be connected between the coated holes 1230, 1231 and 1232, then across to the coated hole 1233 and further between the coated holes 1233, 1234 and 1235 to the coaxial cable 1204.

En sik-sakk koblingsveg kan oppnås ved å lage spaltene mellom de belagte hullene 1230 og 1231 og mellom de belagte hullene 1233 og 1234 dypere, samtidig som utgangselektroden flyttes nær hullet 1233 istedet for hullet 1235. Inngangselektroden 1214 og utgangselektroden 1220 kan også plasseres på endeflata slik at filteret 1210 kan stå på enden for å spare plass. A zig-zag connection path can be achieved by making the gaps between the coated holes 1230 and 1231 and between the coated holes 1233 and 1234 deeper, while moving the output electrode close to the hole 1233 instead of the hole 1235. The input electrode 1214 and the output electrode 1220 can also be placed on the end face so that the filter 1210 can stand on end to save space.

En kan også koble sammen de belagte hullene 1230 og 1235 og de belagte hullene 1231 og 1234 i fig. 12, og skaffe overføringsnullpunkter i responskarakteristikken til filteret 1210. Disse overføringsnullpunktene gjør kantdempingen til filteret 1210 brattere. Som en ser av filteret 1210 i fig. 12 kan antallet av og utseende til de belagte hullene i det keramiske båndpassfilteret i samsvar med oppfinnelsen varieres for å oppnå den responskarakteristikken som den spesielle anvendelsen krever. One can also connect the coated holes 1230 and 1235 and the coated holes 1231 and 1234 in fig. 12, and provide transfer nulls in the response characteristic of filter 1210. These transfer nulls steepen the edge attenuation of filter 1210. As can be seen from the filter 1210 in fig. 12, the number and appearance of the coated holes in the ceramic bandpass filter according to the invention can be varied to achieve the response characteristic required by the particular application.

I fig. 13 er et multibåndfilter bestående av to sammenkoblete keramiske båndpassfiltre 1304 og 1312 i samsvar med oppfinnelsen vist. To eller flere båndpassfiltre kan kobles sammen til dannelse av utstyr som kombinerer og/eller frekvenssorterer to RF-signaler til og/eller fra et sammensatt RF-signal. In fig. 13 is a multiband filter consisting of two interconnected ceramic bandpass filters 1304 and 1312 in accordance with the invention shown. Two or more bandpass filters can be connected together to form equipment that combines and/or frequency-sorts two RF signals to and/or from a composite RF signal.

En anvendelse av denne egentkapen til den foreliggende oppfinnelsen er vist i fig. 13, der et sendesignal fra en RF-sender 1302 til ei antenne 1308 kobles sammen med et mottatt signal fra antenna 1308 til en RF-mottaker 1314. Oppstillingen i fig. 13 kan med fordel brukes i mobile, portable og faststasjons-radioer som en antenne-duplexer. Sendesignalet fra RF-senderen 1302 er koblet til filteret "1304 og deretter via overføringslinja 1306 til antenna 1308. Filteret 1304 er et keramisk båndpassfilter i samsvar med oppfinnelsen slik som vist i fig. 1, 5, 10, 11 og 12. Passbåndet til filteret 1304 er sentrert om frekvensen til sendesignalet fra RF-senderen 1302, med samtidig kraftig svekking av frekvensen til det mottatte signalet. I tillegg er lengden av overføringslinja 1306 valgt slik at den maksimaliserer sin impedans ved frekvensen til det mottatte signalet. An application of this property to the present invention is shown in fig. 13, where a transmission signal from an RF transmitter 1302 to an antenna 1308 is connected together with a received signal from antenna 1308 to an RF receiver 1314. The arrangement in fig. 13 can be advantageously used in mobile, portable and fixed-station radios as an antenna duplexer. The transmission signal from the RF transmitter 1302 is connected to the filter 1304 and then via the transmission line 1306 to the antenna 1308. The filter 1304 is a ceramic bandpass filter in accordance with the invention as shown in Fig. 1, 5, 10, 11 and 12. The passband of the filter 1304 is centered on the frequency of the transmit signal from the RF transmitter 1302, while greatly attenuating the frequency of the received signal.In addition, the length of the transmission line 1306 is chosen to maximize its impedance at the frequency of the received signal.

Et mottatt signal fra antenna 1308 i fig. 13 er koblet til filteret 1312 via overføringslinja 1310 og deretter til RF-mottakeren 1314. Filteret 1312, som også kan være keramisk båndpassfilter i samsvar med oppfinnelsen slik som vist i fig. I, 5, 10, 11 og 12, har et passbånd sentrert om frekvensen til det mottatt signalet, samtidig som det sendte signalet svekkes kraftig. Likedan er lengden av overføringslinja 1310 valgt slik at den maksimaliserer sin impedans ved frekvensen til det sendte signalet, slik at dette signalet svekkes ytterligere. A received signal from antenna 1308 in fig. 13 is connected to the filter 1312 via the transmission line 1310 and then to the RF receiver 1314. The filter 1312, which can also be a ceramic bandpass filter in accordance with the invention as shown in fig. I, 5, 10, 11 and 12, have a passband centered on the frequency of the received signal, while the transmitted signal is greatly attenuated. Likewise, the length of the transmission line 1310 is chosen so that it maximizes its impedance at the frequency of the transmitted signal, so that this signal is further attenuated.

I en utførelse av dupleksutstyret for RF-signalet som vist i fig. 13, hadde de sendte signalene et frekvensområde fra 825 mHz til 845 mHz, mens de mottatte signalene hadde et frekvensområde fra 870 mHz til til 890 mHz, når de var koblet til antenna til en mobilradio. De keramiske båndpassfiltrene 1304 og 1312 var av samme type som vist i fig. 1. Filtrene 1304 og 1312 hadde hver en lengde på 77,6 mm, en høyde på II, 54 mm og en bredde 11,74 mm. Filteret 1304 hadde et innføringstap på 1,6 db og en dempning av det mottatte signalet på minst 55 db. Filteret 1312 hadde et innføringstap på 1,6 db og en dempning av det sendte signalet på minst 55 db. Dette keramiske båndpassfilter er mer pålitelig og mindre enn tidligere filtre. Oppbygningen av det keramiske båndpassfilteret i samsvar med oppfinnelsen er ikke bare enkel, men også passende for automatisk fabrikasjons- og justerings-teknikker. Det keramiske båndpassfilteret kan kaskadekobles med ett eller flere keramiske båndpassfiltre for å oppnå større selektivitet. Likeledes kan det kobles sammen med ett eller flere andre keramiske båndpassfiltre for dannelse av utstyr som kombinerer og/eller frekvenssorterer to eller flere RF-signaler til/fra et felles RF-signal. Denne egenskapen til den foreliggende oppfinnelsen utnyttes fordelaktig ved en antenneduplekser hvor et sendesignal er koblet til ei antenne, og et mottakssignal er koblet fra antenna. In an embodiment of the duplex equipment for the RF signal as shown in fig. 13, the transmitted signals had a frequency range from 825 mHz to 845 mHz, while the received signals had a frequency range from 870 mHz to 890 mHz, when they were connected to the antenna of a mobile radio. The ceramic bandpass filters 1304 and 1312 were of the same type as shown in fig. 1. Filters 1304 and 1312 each had a length of 77.6 mm, a height of II.54 mm and a width of 11.74 mm. The filter 1304 had an insertion loss of 1.6 db and an attenuation of the received signal of at least 55 db. The filter 1312 had an insertion loss of 1.6 db and an attenuation of the transmitted signal of at least 55 db. This ceramic bandpass filter is more reliable and smaller than previous filters. The construction of the ceramic bandpass filter according to the invention is not only simple, but also suitable for automatic fabrication and adjustment techniques. The ceramic bandpass filter can be cascaded with one or more ceramic bandpass filters to achieve greater selectivity. Likewise, it can be connected together with one or more other ceramic bandpass filters to form equipment that combines and/or frequency sorts two or more RF signals to/from a common RF signal. This feature of the present invention is advantageously utilized by an antenna duplexer where a transmission signal is connected to an antenna, and a reception signal is connected from the antenna.

Claims

1. A bandpass felt, which consists of a block (130) of dielectric material with at least one hole (101, 106) between a top and a bottom surface with a predetermined distance between the holes, and input electrode (124) with connection to the first hole (101 ) in the dielectric block, output electrode (125) with connection to the second hole (106) in the dielectric block, characterized in that the input electrode (124) consists of a conductive material and is placed on the block at a predetermined distance from one end of the first hole, and in that the output electrode (125) consists of a conductive material that is placed on the block at a predetermined distance from one end of the second hole (106), and in that the dielectric block (130) is completely covered by a conductive material with the exception of the areas (140), which surround the input and output electrodes (124, 125) and one end of the hole(s) (101, 106), and where the ends of the hole(s) (101, 106) is capacitively coupled to the surrounding conductive material one whereby a shortened coaxial resonator is formed for each hole.

2. Bandpass filter in accordance with claim 1, characterized in that the dielectric block (130) consists of a block of dielectric material shaped like a parallelepiped.

3. Bandpass filter in accordance with claim 1, characterized in that it comprises at least one slot (110, 114) in the dielectric block between the holes to set the electrical signal connection between the input electrode and the output electrode.

4. Bandpass filter in accordance with claim 3, characterized in that the slots (110, 114) are covered with a conductive material.

5. Bandpass filter in accordance with claim 3 or 4, characterized in that the dielectric block (130) has two end surfaces and two side surfaces, and the slits are placed on at least one of the top, bottom or side surfaces.

6. Bandpass filter in accordance with claim 5, characterized in that the slots (110, 114) are placed on at least two opposite surfaces.

7. Bandpass filter in accordance with claim 5, characterized in that the slots (110, 114) are placed on top, bottom and on the side surfaces.

8. Bandpass filter in accordance with claims 1, 2 and 3, characterized in that a signal source (1302) for the input signal is connected to the input electrode (124), and that the conductive cover material is connected to the ground terminal of the signal generator.

9. Bandpass filter in accordance with claim 1, characterized in that the electrical signal coupling in the filter is adjustable by removing an area (1150, 1152) of the conductive material from the surface of the dielectric block between the holes.

10. Bandpass filter in accordance with claim 1, characterized in that the resonant frequency of the bandpass filter is adjustable by removing the portion of the conductive material in areas (140) surrounding one end of the hole(s).