NO321147B1 - Dielektrisk resonator, filter og duplekser, og oscillator - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en dielektrisk resonator, et dielektrisk filter, en dielektrisk duplekser, og en oscillator.

Et raskt økende behov for og flermedie-systematisering av mobilkommunika-sjonssystemer tilsier at disse både må være store og kunne overføre informasjon ves store hastigheter. Den økende mengde informasjon som skal overføres må ta i bruk bredere frekvensbånd, og spekteret utvides fra mikrobølge- til millimeterbølgeområdet. I millimeterbølgeområdet kan konvensjonelle kjente TE018-modus dielektriske resonatorer med sylindrisk svingekjerne også brukes på lignende måte som i mikrobølgeområdet, men siden deres resonansfrekvens er nøye bestemt av kjernens ytre dimensjoner vil en rigorøs maskineringsnøyaktighet kreves.

I et dielektrisk filter med flere TEOlS-resonatorer i gitt avstand fra hverandre i et metallhus vil også koplingen mellom inn- og utgang på hver resonator, bl.a. via koplingssløyfer, være bestemt av denne avstand, og stor posisjonsnøyaktighet kreves derfor også av denne grunn.

I den japanske ueksaminerte patentsøknad, publikasjon nummer 7-62625, foreslo vi (søkeren Murata) en dielektrisk resonator og et dielektrisk filter som nettopp skulle forbedre prosesseringsnøyaktigheten for å løse de problemene som er skissert ovenfor.

Det dielektriske filter ifølge den ovennevnte patentsøknad er vist på fig. 12 i et eksplosjonsriss i perspektiv og består av et filter 101 med et dielektrisk substrat 102 og dielektriske plater 104a og 104b.

Det dielektriske substrat 102 har en konstant relativ dielektrisitetskonstant og pålagte elektriske ledere 102a og 102b med sirkelrunde åpninger, på sine to hovedoverflater, slik at åpningene på disse vender mot hverandre.

En inngangslinje 105a og en utgangslinje 105b i samme plan er utformet slik at de er i nærheten av de to endene på de fem åpninger på en av hovedoverfiatene på det dielektriske substrat 102 (oversiden på fig. 12).

De dielektriske plater 104a og 104b er festet slik at de blir holdt i en forutbestemt avstand fra det dielektriske substrat 102 og slik at de danner en laminert struktur sammen med det dielektriske substrat 102. Inngangslinjen 105a og utgangslinjen 105b i samme plan er projisert fra de dielektriske plater 104a og 104b. Utsnitt er anordnet på platen 104a slik at inngangslinjen 105a og utgangslinjen 105b ikke er forbundet. Den dielektriske plate 104a og den elektriske leder 102a på det dielektriske substrat 102 er elektrisk forbundet, og den dielektriske plate 104b og den elektriske leder 102b på det dielektriske substrat 102 er også elektrisk forbundet.

I den konfigurasjon som er beskrevet ovenfor, er elektromagnetisk feltenergi begrenset til det dielektriske substrat 102 i nærheten mellom åpningene som ligger mot de elektriske ledere 102a og 102b, og fem resonansseksjoner er utformet. Nærliggende resonansseksjoner er sammenkoplet og et dielektrisk filter som har resonansseksjoner i fem trinn blir således utformet.

Som beskrevet ovenfor, kan resonansseksj onene defineres i henhold til størrelsen av åpningene i en elektrode. Dette gjør det mulig at en prosesseringsanordning så som etsing kan brukes til produksjon, og tillater produksjon av en dielektrisk resonator, et dielektrisk filter og lignende som har nøyaktig reprodusert dimensjonell nøyaktighet for resonansseksj onen.

I det dielektriske filter 101 som beskrevet ovenfor, er begrensningen av elektromagnetisk feltenergi høy i resonansseksj onene utformet ved det dielektriske substrat 102 som ligger mellom åpningene på de motsatte elektriske ledere 102a og 102b. Derfor, når en inngangs- og utgangsterminal er utformet på linjene 105a og 105b i samme plan, er koplingen svak mellom resonansseksjonene og inngangs- og utgangsterminalen. Avstanden mellom åpningene i lederne 102a og 102b som altså danner elektroder og inngangslinjene 105a og 105b er da mest mulig kortsluttet for å forsterke koplingen mellom resonansseksj onen og inngangs- og utgangsterminalene.

I det dielektriske filter 101 som er beskrevet ovenfor, siden begrensningen av elektromagnetisk feltenergi er høy i resonansseksjonene, er koplingen svak mellom de nærliggende resonansseksjoner. Avstanden mellom åpningene er da avkortet mest mulig for å styrke koplingen mellom resonansseksjonene.

I tillegg, som et apparat som bruker en dielektrisk resonator, er en spenningsstyrt oscillator konvensjonelt kjent. Som en slik spenningsstyrt oscillator, er en oscillator vist på fig. 13.

Som vist på fig. 13, benytter en spenningsstyrt oscillator 111 en sylindrisk TE018-modus dielektrisk resonator 112. Denne TEOlS-modus dielektrisk resonator 112 er montert på et ledningssubstrat 113 via en støttebase 112a. På den nedre overflate av ledningssubstratet 113, er det utformet jordelektroder, ikke vist. Ledningssubstratet 113 er huset inne i et øvre metallhus 130 og et nedre metallhus 131.

På ledningssubstratet 113 overlapper en mikrostrimmellinje 114 som utgjør en primær linje og en mikrostrimmellinje 115 som utgjør en sekundær linje hverandre, sett nedover fra punkter over den TE018-modus dielektriske resonator 112 på fig. 13.

Mikrostrimmellinjen 114 er anordnet slik at en ende av den er forbundet med en jordelektrode 117 via en chipmotstand 116, og den andre enden er forbundet med en port på en felteffekttransistor 118.

En resonansseksjon er utformet ved elektromagnetisk feltkopling mellom primærlinjen som består av primærlinjen og en TE018-modus dielektrisk resonator 112. Mikrostrimmellinjen 115 er anordnet slik at en ende av den er forbundet med jordelektroden 117 via en kapasitetsdiode 119, og den andre enden er en åpen ende.

En oscillasjonsfrekvens variabel krets består av mikrostrimmellinjen 115 som omfatter primærlinjen og kapasitetsdioden 119.

Felteffekt transistoren 118 er anordnet slik at et dren er forbundet med en inngangsterminal 122 via en mikrostrimmellinje 121, og en kilde er forbundet med en ende av en mikrostrimmellinje 123.

Mikrostrimmellinjen 121 er forbundet med en tilpasningsbit 124 ved et forbindelsespunkt med drainledningen for felteffekttransistoren 118.

Den andre enden av mikrostrimmellinjen 123 er forbundet med jordelektroden 127 via en chipmotstand 125. Mikrostrimmelen 123 er utformet til å være parallell fra et punkt med en mikrostrimmellinje 126 med konstant avstand for å være elektrisk koplet.

Mikrostrimmellinjen 126 er forbundet med en utgangsterminal-elektrode 128 via en chipmotstand 127.

En tilpasningsbit 124 er forbundet med inngangsterminal-elektroden 122 i parallell med mikrostrimmellinjen 121. En chipkondensator 129 er forbundet med utgangsterminal-elektroden 128 i parallell med chipmotstanden 127.

I en konfigurasjon som den som er beskrevet ovenfor, blir kapasitetsdioden 119 en variabel kondensator i henhold til påtrykte spenninger for å variere resonansfrekvensen, ved hvilke oscillasjonsfrekvensen varierer.

Som beskrevet ovenfor, i det dielektriske filter 101 som vist på fig. 12, blir avstanden mellom åpningene i de elektriske lederne 102a og 102b og inngangslinjene 105a og 105b forkortet mest mulig for å styrke koplingen mellom resonansseksjonene og inngangs- og utgangsterminalene.

På grunn av en begrenset avkortning av avstanden mellom åpningene i de elektriske lederne 102a og 102b og inngangslinjene 105a og 105b, kan imidlertid ikke koplingsstyrken økes ytterligere.

Lengden av det dielektriske substrat 102 blir også øket i retning av resonansseksjonsanordningen ved dannelse av inngang/utgangslinjene 105a og 105b, hvilket øker den totale lengde av det dielektriske filter 101. Derfor er rommet for inngangs- og utgangsterminalene slik at inngang/utgangslinjene 105a og 105b er en hindring for å redusere totallengden av det dielektriske filter 101.

Som vist på fig. 12, når det dielektriske filter som har fem trinns resonansseksjoner er slik utformet, og fem åpninger utformet på de elektriske lederne 102a og 102b og de to hovedoverfiatene på det dielektriske substrat 102. Følgelig blir totalstørrelsen av det dielektriske substrat 102 øket, og som en følge av dette blir totalstørrelsen av det dielektriske filter 101 øket. Den totale størrelse av det dielektriske filter blir derfor øket i proporsjon med økningen i antallet åpninger i de elektriske lederne utformet på de to hovedoverfiatene av det dielektriske substrat, dvs., antallet av trinn i resonansseksjonene.

Karakteristikkene ved de individuelle resonansseksjoner i det dielektriske filter, så som frekvenskarakteristikkene, blir også justert ved å eliminere elektriske ledere i nærhet av åpningene for de elektroder som danner resonansseksjonene. Imidlertid, siden dette endrer formen av åpningene, blir elektromagnetiske felter brakt til å divergere, og unødige tilfeldige komponenter blir av og til produsert.

Når koplingen mellom de individuelle resonansseksjoner i det dielektriske filter må styrkes, vil også avstanden mellom åpningene i den elektriske leder i det dielektriske filter bli avkortet. Dvs., et annet dielektrisk substrat som har en mindre avstand mellom åpningene i den elektriske leder blir brukt, og et annet elektrisk substrat må fremstilles. Dette tar tid, og øker kostnadene.

For å justere karakteristikkene ved det dielektriske filter, f.eks. for indirekte kopling av resonansseksjoner som er atskilt fra hverandre, er en annen kondensator, en spole og lignende, og kretselementer så som Iedningslinjer utformet på det dielektriske substrat 102 anordnet på det dielektriske substrat 102. For å anordne disse kretselementer på det dielektriske substrat 102, er Iedningslinjer for å anordne dem også utformet på det samme substrat. Når slike Iedningslinjer er utformet rundt resonansseksjonene, må imidlertid dimensjonene på substratet som brukes være større, størrelsen av den dielektriske innretning økers og totalstørrelsen av det dielektriske filter blir også øket.

I tillegg, i den spenningsstyrte oscillator 111, blir elektromagnetiske felter av TE015-modus dielektrisk resonator 112 spredt rundt TE018-modus dielektrisk resonator 112. Det oppstår derfor et problem idet de elektromagnetiske felter koples til mikrostrimmellinjene 121 og 123 og lignende, istedenfor mikrostrimmellinjen 114 og mikrostrimmellinjen 115. Når slike unødige koplinger oppstår, kan oscillasjonsfrekvensen i den spenningsstyrte oscillator 111 bli ustabile. Konvensjonelt, for å minimalisere defekter på grunn av slike unødige koplinger, ble ledningsføringen konstruert slik at mikrostrimmellinjene 121 og 123 som man ikke ønsker skal koples til TE018-modus dielektrisk resonator 112, atskilt mest mulig fra TEOlS-modus dielektrisk resonator 112.

Atskillelse av mikrostrimmellinjene, andre enn primærlinjen og sekundærlinjen, krever imidlertid at ledningsføringssubstratet 113 blir forstørret proporsjonalt med atskillelsen, hvilket resulterer i en forstørrelse av totalstørrelsen av den spenningsstyrte oscillator 111.

Siden ledningsføringen er konstruert i den tilstand at mikrostrimmellinjene 121 og 123 som man ikke ønsker skal koples til TE018-modus dielektrisk resonator 112 blir atskilt lengst mulig fra TEOlS-modus dielektrisk resonator 112, blir det mindre fleksibilitet i ledningsføringskonstruksj onene.

TEOlS-modus dielektrisk resonator 112 er anordnet på ledningssubstratet 113, og ledningssubstratet 113 er dekket med det øvre metallhus 130 for å begrense elektromagnetiske felter i TEOlS-modus dielektrisk resonator 112. I dette tilfellet, må høyden på det øvre metallhus 130 gjøres større enn høyden av TEOlS-modus dielektrisk resonator 112. Dette øker også høyden på den spenningsstyrte oscillator 111.

Oppfinnelsen er gjort på bakgrunn av disse problemene og har som mål å frembringe en dielektrisk resonator, et dielektrisk filter, en dielektrisk duplekser, og en oscillator som tillater total størrelsesreduksjon, lett justering av koplingen mellom resonatorer nær hverandre, og fleksibel ledningskonstruksjon.

Resultatet er det som fremgår av patentkravene, i første rekke krav lfor en resonator, krav 5 for et filter, krav 7 for en duplekser og krav 9 for en oscillator.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: fig. 1 er et eksplosjonsriss i perspektiv av en dielektrisk resonator ifølge en første utførelse; fig. 2 er et eksplosjonsriss i perspektiv av et dielektrisk filter ifølge en annen utførelse; fig. 3 er et eksplosjonsriss i perspektiv av et dielektrisk filter ifølge et første modifikasjonseksempel av den andre utførelsen; fig. 4 er et eksplosjonsriss i perspektiv av et dielektrisk filter ifølge et annet modifikasjonseksempel av den andre utførelsen; fig. 5 er et eksplosjonsriss i perspektiv av et dielektrisk filter ifølge et tredje modifikasjonseksempel av den andre utførelsen; fig. 6 er et eksplosjonsriss i perspektiv av en dielektrisk duplekser ifølge en tredje utførelse; fig. 7 er et eksplosjonsriss i perspektiv av en spenningsstyrt oscillator ifølge en fjerde utførelse; fig. 8 er et tverrsnittsriss langs linjen x-x på fig. 7; fig. 9 er et tverrsnittsriss av en spenningsstyrt oscillator ifølge et første modifikasjonseksempel av den fjerde utførelse; fig. 10 er et tverrsnittsriss av en spenningsstyrt oscillator ifølge et annet modifikasjonseksempel av den fjerde utførelse; fig. 11 er et tverrsnittsriss av en spenningsstyrt oscillator ifølge et tredje modifikasjonseksempel av den fjerde utførelse; fig. 12 er et eksplosjonsriss i perspektiv av et dielektrisk filter som tidligere forslått av søkeren; og fig. 13 er et eksplosjonsriss i perspektiv av en konvensjonell spenningsstyrt oscillator.

Med bruk av fig. 1, er en første utførelse av oppfinnelsen beskrevet nedenfor. Fig. 1 er et eksplosjonsriss i perspektiv av en dielektrisk resonator ifølge en første utførelse av oppfinnelsen.

Som vist på fig. 1, er en dielektrisk resonator 1 sammensatt av et dielektrisk substrat 2, støttedeler 3a og 3b, og lederplater 4a og 4b.

Det dielektriske substrat 2 har en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilken elektriske ledere 2a og 2b som har sirkelrunde åpninger på deres to hovedoverflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverflater ligger mot hverandre. Størrelsen på åpningene i de elektriske ledere 2a og 2b på det dielektriske substrat 2 er definert i henhold til et forutbestemt frekvens. Ved disse åpninger, er det anordnet en resonansseksjon.

Støttedelen 3a er et isolerende substrat anordnet parallelt med det dielektriske substrat 2. Også støttedelen 3a har en elektrode S utformet på den overflate som er motsatt det dielektriske substrat 2. Elektroden 5 virker som en ledningslinje og er koplet til åpningene i de dielektriske ledere 2a og 2b av det dielektriske substrat 2 via elektromagnetiske felter.

Støttedelen 3b er et isolerende substrat, i likhet med støttedelen 3a, og er anordnet parallelt med det dielektriske substrat 2 på en side som er forskjellig fra støttedelen 3a. Støttedelen 3 b har en elektrode 6 utformet på den overflaten som er motsatt det dielektriske substrat 2. Elektroden 6 virker som en frekvensmodulerende elektrode, og en økning eller reduksjon i arealer av elektroden 6 tillater modulasjon av resonanssekvensen 1 resonansseksjonen utformet på de motsatte dielektriske substrat.

For å holde det dielektriske substrat 2 og støttedelene 3a og 3b med konstant avstand, er avstandsstykket 9 anordnet individuelt mellom det dielektriske substrat 2 og støttedelen 3a og mellom det dielektriske substrat 2 og støttedelen 3b.

I den konfigurasjonen som er beskrevet ovenfor, virker åpningene og det dielektriske substrat som ligger mellom dem som en resonansseksjon, og danner den dielektriske resonator 1 som har en resonansseksjon. Denne utførelsen tillater også en konfigurasjon i hvilken elektrodene er nær åpningene, og gir sterkere kopling, sammenlignet med en konfigurasjon i hvilken elektrodene og en resonansseksjon er utformet på det samme substrat. I tillegg, sammenlignet med en konfigurasjon i hvilken elektrodene og resonansseksjonen er utformet på det samme substrat, siden ledningslinjene er utformet på et annet substrat, kan dimensjonene i horisontal retning dermed gjøres mindre.

I det følgende skal en annen utførelse beskrives nedenfor ved bruk av fig. 2. Fig. 2 er et eksplosjonsriss i perspektiv av et dielektrisk filter ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen.

Som vist på fig. 2, er et dielektrisk filter 11 sammensatt av et dielektrisk substrat 12, en støttedel 13, og dielektriske plater 14a og 14b.

Det dielektriske substrat 12 har en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilket elektriske ledere 12a og 12b som har tre sirkelrunde åpninger på deres to hovedoverflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverfiatene ligger mot hverandre. Størrelsen av åpningen i de elektriske ledere 12a og 12b på det dielektriske substrat 12 er definert i henhold til en forutbestemt frekvens.

I likhet med det dielektriske substrat 12, har støttedelen 13 en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilken elektroder 13a og 13b som har to sirkelrunde åpninger på deres to hovedoverflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverflater ligger mot hverandre. På samme måte som i det dielektriske substrat 12, er størrelsen på åpningene i elektrodene 3 a og 3b av støttedelen 13 også definert i henhold til en forutbestemt frekvens.

Støttedelen 13 er anordnet i en konstant avstand fra det dielektriske substrat 12, i hvilket hver av de to åpninger i elektroden 13 overlapper med to av de tre åpningene i det dielektriske substrat 12 av den elektriske leder 12a. For å holde det dielektriske substrat 12 og støttedelen 13 i en konstant avstand, er avstandsstykker 19 og 19 anordnet mellom det dielektriske substrat 12 og støttedelen 13.

En inngangslinje 15a og en utgangslinje 15b i samme plan er utformet ved begge endeområder på siden av elektroden 13b av støttedelen 13. Inngangslinjen 15a er anordnet i en posisjon som overlapper med en av de to endene på de tre åpninger i den elektriske leder 12a i det dielektriske substrat 12. Utgangslinjen 15b er anordnet i en posisjon som overlapper med en av de to endene på de tre åpninger i en elektrisk leder 12a av det dielektriske substrat 12.

De dielektriske plater 14a og 14b er festet slik at de er i en forutbestemt avstand fra støttedelen 13 og slik at de danner en sandwich med det dielektriske substrat og støttedelen 13. Inngangslinjen 15a og utgangslinjen 15b kommer ut fra de elektriske plater 14a og 14b.

I den konfigurasjon som er beskrevet ovenfor, virker åpningene og det dielektriske substrat mellom dem som en resonansseksjon, slik at den dielektriske resonator 11 som har resonansseksjoner i fem trinn kan oppnås. På denne måten, for å anordne et dielektrisk filter, ikke bare i fem trinn, men i andre multipler av trinn i denne utførelsen, sammenlignet med en konfigurasjon i hvilken resonansseksjonen i flere trinn er utformet på et dielektrisk substrat, kan dimensjonene i horisontal retning lages mindre. I tillegg, er resonansseksjonene utformet på det dielektriske substrat 12 og resonansseksjonene utformet på støttedelen 13 alternativt forbundet. I denne anordningen, kan koplingen mellom resonansseksjonene derfor varieres ved å endre avstanden mellom det dielektriske substrat 12 og støttedelen 13 eller ved å endre det areal i hvilket resonansseksjonene av det dielektriske substrat 2 og resonansseksjonen av støttedelen 13 overlapper med hverandre. Spesielt, sammenlignet med en konvensjonell måte på hvilken avstanden i horisontal retning av de nærliggende resonansseksjoner på samme substrat er redusert, kan avstanden mellom resonansseksjonene gjøres mindre ved å redusere avstanden mellom det dielektriske substrat 12 og støttedelen 13. Derfor kan sterkere kopling oppnås.

Ved bruk av fig. 2, er det gitt en beskrivelse angående det dielektriske filter i hvilket resonansseksjonene er utformet på de to dielektriske substrater. Dette er imidlertid ikke begrenset. Resonansseksjonene kan f.eks. utformes individuelt på tre substrater, som vist på fig. 3.

Fig. 3 er et eksplosjonsriss i perspektiv av et dielektrisk filter av et første modifikasjonseksempel for den annen utførelse. For de samme deler som på fig. 2, er de samme symboler gitt, og en detaljert beskrivelse er utelatt.

Som vist på fig. 3, er forskjellene fra fig. 2 at koplingselektroder 17a og 17b er anordnet på siden av en elektrode 13a av en støttedel 13, og støttedelen 16 er anordnet i tillegg.

Dvs., koplingselektrodene 17a og 17b er utformet ved to endeområder av elektroden 13a på siden av støttedelen 13. Koplingselektroden 17a er elektrisk forbundet med en inngangslinje 15a via et gjennomgående hull; koplingselektroden 17b er elektrisk forbundet med en utgangslinje 15b via et gjennomgående hull.

Støttedelen 16 har en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilken elektroder 16a og 16b som har to sirkelrunde åpninger på deres to hovedoverflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverflater ligger mot hverandre. Størrelsen av åpningene i elektrodene 16a og 16b av støttedelen 16 er definert slik at frekvensen ved åpningene er forskjellig fra en frekvens ved åpningene i elektriske ledere på et dielektrisk substrat 12 og fra en frekvens ved en åpningene ved elektrodene i støttedelen 13. De to åpningene i elektroden 16 er motsatt koplingselektrodene 17a og 17b. For å holde støttedelen 13 og støttedelen 16 i en konstant avstand, er avstandsstykker 19 anordnet mellom støttedelen 13 og støttedelen 16. Resonansseksjonene som definert ved åpninger utformet på støttedelen 16 er således koplet til koplingselektroden 17a og 17b for å virke som en felle. Uønskede frekvenser kan derfor bli dempet.

Ved utforming av anordningen, kan en dielektrisk resonator lia som har en felle-resonansseksjoner i to trinn og resonansseksjoner i fem trinn bli oppnådd.

I tillegg, ved bruk av fig. 4, er et annet modifikasjonseksempel på den andre utførelsen beskrevet nedenfor. Fig. 4 er et eksplosjonsriss i perspektiv av et dielektrisk filter av det andre modifikasjonseksempel på den andre utførelsen. For de samme deler som på fig. 2, er de samme symboler gitt, og en detaljert beskrivelse er utelatt.

Som vist på fig. 4, er et dielektrisk filter 21 sammensatt av et dielektrisk substrat 22, en støttedel 23, og leddeplater 4a og 4b.

Det dielektriske substrat 22 har en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilken elektriske ledere 22a og 22b som har tre sirkelrunde åpninger på sine to motsatte overflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverflater ligger mot hverandre. Størrelsen av åpningene i de elektriske ledere 22a og 22b av det dielektriske substrat 22 er definert i henhold til en forutbestemt frekvens. En inngangslinje 25a og en utgangslinje 25b i samme plan er utformet ved begge endeområder av det dielektriske substrat 22.

Støttedelen 23 er et isolerende substrat anordnet slik at tre sirkelrunde stripelektroder 23b er utformet. Støttedelen 23 er anordnet med konstant avstand fra det dielektriske substrat 22, i hvilket en hovedoverflate av den har stripelektroder 23b, 23c, 23 d som overlapper med tre åpninger i den elektriske leder 22a. For å holde det dielektriske substrat 22 og støttedelen 23 i en konstant avstand, er avstandsstykker 9 anordnet individuelt mellom det dielektriske substrat 22 og støttedelen 23.

I en konfigurasjon som den som er beskrevet ovenfor, kan resonansfrekvensene ved individuelle resonansseksjoner varieres ved å eliminere stripelektrodene 23b i støttedelen 23, tillegg av en elektrodeleder til stripelektroden 23b, modifisering av avstanden mellom støttedelen 23 og det dielektriske substrat 22, eller på andre måter. Dvs., konvensjonelt, siden en elektrisk leder av et dielektrisk substrat på hvilken resonansseksjonene er utformet er eliminert, kan divergerende elektromagnetiske felter oppstå for å generere unødige tilfeldige komponenter. I denne utførelse vil imidlertid ikke slike problemer oppstå fordi resonansseksjonene justeres ved støttedelen, hvilket er en annen del enn det dielektriske substrat på hvilken resonansseksjonene er utformet.

Et tredje modifikasjonseksempel for den andre utførelsen er beskrevet nedenfor, ved bruk av fig. 5. Fig. 5 er et eksplosjonsriss i perspektiv av et dielektrisk filter ifølge det tredje modifikasjonseksempel for den andre utførelsen. For de samme deler som de i det dielektriske filter lia vist på fig. 3 som det første modifikasjonseksempel for den andre utførelsen, er de samme symboler gitt, og en detaljert beskrivelse er utelatt.

Forskjellen fra det første modifikasjonseksempel av den andre utførelsen, som var vist på fig. 3, er at en annen støttedel 33 har en strimmellinje i denne utførelsen, mens på fig. 3, har den andre støttedel 16 resonansseksjoner i likhet med det dielektriske substrat 12.

Dvs., som vist på fig. 5, er et dielektrisk filter 31 sammensatt av et dielektrisk substrat 12, en støttedel 13, støttedelen 33, og dielektriske plater 14a og 14b.

Støttedelen 33 er et isolerende substrat anordnet slik at en hovedoverflate av dette har en mikrostrimmellinje 33a. Støttedelen 33 er anordnet med en konstant avstand fra det dielektriske substrat 13, i hvilket hovedoverflaten har stripelektroden 33a overlappende to åpninger i elektroden 3a. For å holde støttedelen 13 og støttedelen 33 i en konstant avstand, er avstandsstykker 19 anordnet individuelt mellom støttedelen 13 og støttedelen 33.

Ved mikrostrimmellinjen 33a på dette substrat 31, kan kopling mellom de to resonansseksjoner utformet på støttedelen 13 bli oppnådd.

Ved å utforme anordningen som ovenfor, er resonansseksjonene i det andre trinn og resonansseksjonene i det fjerde trinn indirekte koplet i det dielektriske filter 31 bestående resonatorene i fem trinn, ved hvilken poler kan utformes i filterkarak-teristikkene for det dielektriske filter. Dvs., ved å sette polen til en uønsket frekvens ved å justere styrken av den indirekte kopling, kan den uønskede frekvens bli dempet.

En tredje utførelse er beskrevet nedenfor ved bruk av fig. 6. Fig. 6 er et eksplosjonsriss i perspektiv av en dielektrisk duplekser ifølge den andre utførelsen.

Som vist på fig. 6, er en dielektrisk duplekser 41 sammensatt av dielektriske substrater 42 og 43, en støttedel 46, og dielektriske plater 44a og 44b.

Det dielektriske substrat 43 har en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilken elektriske ledere 43a og 43b som har tre sirkelrunde åpninger på sine to hovedoverflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverflater er motsatt hverandre. Størrelsen av åpningene i de elektriske ledere 42a og 42b av det dielektriske substrat 42 er definert i henhold til en forutbestemt frekvens. En linje 45a er utformet på siden av den elektriske leder 42b for å være i nærheten av en av åpningene i de to endene.

Det dielektriske substrat 43 har en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilken elektriske ledere 43a og 43b som har tre sirkelrunde åpninger i sine to hovedoverflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverflater ér motsatt hverandre. Størrelsene og åpningene i de elektriske ledere 43a og 43b av det dielektriske substrat 43 er definert i henhold til en forutbestemt frekvens. En linje 45b er utformet på siden av den elektriske leder 43b for å være i nærheten av en av åpningene ved de to ender.

Støttedelen 46 er anordnet i en flerlags struktur i hvilken elektrodene 46b og 46c med lav dielektrisk konstant er utformet i hovedsak i sin helhet på to hovedoverflater av et støttesubstrat 46 på hvilken en endedel har lag av understøttende substrater 47a og 48a med lav dielektrisk konstant.

En linje 45c som er isolert fra elektroden 46b er utformet i et endeområde av siden av elektroden 46b utformet på støttesubstratet 46a, og en gjennomgående hull som når en overflate på siden av elektroden 46c er utformet ved en ende av linjen 45c. Rundt det gjennomgående hull på den andre overflaten av støttesubstratet 46, er ikke elektroden 46c utformet slik at elektroden 46c og det gjennomgående hull ikke er forbundet.

Støttesubstratet 47a er lagt på linjen 45c utformet på støttesubstratet 46a. en mikrostrimmellinje 47b er utformet på en overflate motsatt en overflate som er i kontakt med støttesubstratet 46a på støttesubstratet 47a, og et gjennomgående hull som når den andre overflaten på støttesubstratet 46a er utformet på en ende av mikrostrimmellinjen 47b. Mikrostrimmellinjen 47b er forbundet med linjen 46c via det gjennomgående hull.

Støttesubstratet 48a er lagt i en sandwich med støttesubstratet 46a for å ligge mot støttesubstratet 47a. En mikrostrimmellinje 48b er også utformet på en overflate som er motsatt en overflate som er i kontakt med støttesubstratet 46a på støttesubstratet 48a, og et gjennomgående hull som når den andre overflaten av støttesubstratet 48a er utformet på en ende av mikrostrimmellinjen 48b. Mikrostrimmellinjen 48b er forbundet med linjen 45c via et gjennomgående hull 48d og et gjennomgående hull 46d.

Et avstandsstykke 49a og et avstandsstykke 49 er anordnet mellom det dielektriske substrat 42 og støttedelen 46 og mellom det dielektriske substrat 43 og støttedelen 46, og åpningene mellom dem blir opprettholdt ved en konstant avstand. Avstandsstykket 49b mellom det dielektriske substrat 42 og støttedelen 46 har den samme høyde som de kombinerte høyder av støttesubstratet 47a og avstandsstykket 49a, og er anordnet slik at det dielektriske substrat 42 og støttedelen 46 er parallelle med hverandre. På lignende måte har avstandsstykket 49b mellom det dielektriske substrat 43 og støttedelen 46 den samme høyde som de kombinerte høyder av støttesubstratet 48a og avstandsstykket 49a, og er anordnet slik at det dielektriske substrat 43 og støttedelen 46 er parallelle med hverandre.

Ved å utforme anordningen som ovenfor, kan to filtre bli oppnådd: et filter som har tre resonansseksjoner utformet på det dielektriske substrat 42, og et annet filter som har resonansseksjoner på det dielektriske substrat 43. I dette tilfellet, hvis linjen 45c er forbundet med en antenne, linjen 45c er forbundet med en mottaker, og linjen 45d med en sender, kan den dielektriske duplekser 41 brukes som en antennedelingsanordning.

For referanse, skjønt linjene i samme plan er brukt som inngang/utgang-struktur i de andre og tredje utførelser, er det ikke begrenset til dette, og andre Iedningslinjer, så som mikrostrimmellinjer, mikrostrimmellinjer eller slisselinjer, kan utformes. Som en alternativ inngang/utgang-struktur, kan en sløyfe, en sonde eller lignende utformes som en separat struktur.

Ved bruk av figurene 7 og 8 er en fjerde utførelse beskrevet nedenfor. Fig. 7 er et eksplosjonsriss i perspektiv av en spenningsstyrt oscillator ifølge den fjerde utførelse; fig. 8 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen x-x på fig. 7. For de samme deler som de i den konvensjonelle spenningsstyrte oscillator 111 vist på fig. 13, er de samme symboler gitt, og en detaljert beskrivelse er utelatt.

Som vist på fig. 7, er en spenningsstyrt oscillator 51 sammensatt av et dielektrisk substrat 52, et ledningsføringssubstrat 113 som er en støttedel, og et øvre metallhus 130 og et nedre metallhus 131 som er ledningsplater.

Det dielektriske substrat 52 har en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilken elektriske ledere 52a og 52b som har sirkelrunde åpninger på deres to hovedoverflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverflater er motsatt hverandre. Størrelsen av åpningene i de elektriske ledere 52a og 52b i det dielektriske substrat 52 er definert i henhold til en forutbestemt frekvens. En resonansseksjon er anordnet ved åpningene.

På ledningsføringssubstratet 113, er en mikrostrimmellinje 114 som danner en primærlinje, og en mikrostrimmellinje 115 som danner en sekundærlinje, utformet slik at de overlapper åpningen i den elektriske leder 52b av det dielektriske substrat 52 som sett ovenfra og nedover på fig. 7.

Et avstandsstykke 59 med lav dielektrisk konstant er anordnet på ledningsførings-substratet 113, og som vist på fig. 8, er det festet slik at det dielektriske substrat 52 og ledningsføringssubstratet 113 er anordnet i en konstant avstand.

Som beskrevet ovenfor,, i utformingen av denne utførelsen, sammenlignet med konvensjonelle utforminger, kan tykkelsen av resonansseksjonen reduseres; følgelig kan høyden av den spenningsstyrte oscillator også reduseres, sammenlignet med konvensjonell utforming. Dvs., sammenlignet med konvensjonell TEOlS-modus dielektriske resonatorer, er enten tykkelsen av resonatoren eller rommet som er nødvendig for resonatoren mindre, og høyden av den spenningsstyrte oscillator kan reduseres.

Ved bruk av fig. 9, er et første modifikasjonseksempel på den fjerde utførelse beskrevet nedenfor. Fig. 9 er et tverrsnittsriss av en spenningsstyrt oscillator i samme område som den på fig. 8. For de samme deler som de i den konvensjonelle spenningsstyrte oscillator 11 vist på fig. 13 og den spenningsstyrte oscillator i den fjerde utførelse som er vist på fig. 7, er de samme symboler brukt, og en detaljert beskrivelse er utelatt.

Forskjellen fra den fjerde utførelse på fig. 7 er at en spenningsstyrt oscillator 61 ifølge dette modifikasjonseksempel har en bladfjær 63.

Som vist på fig. 9, er en elektrisk leder 2a av det dielektriske substrat 52 elektrisk forbundet via bladfjæren 63 med en takoverflate av et øvre metallhus 130. Når det øvre metallhus 130 er i kontakt med et nedre metallhus 131, er bladfjæren 63 bøyd og presset til å tvinge det dielektriske substrat 52 for å immobilisere det dielektriske substrat 52. På denne måten, blir den elektriske leder 52a av det dielektriske substrat 52 og det øvre metallhus 130 holdt i elektrisk kontakt ved bladfjæren 63, og de er ubevegelige når deres elektriske potensialer er de samme. Derfor kan en stabil oscillasjonsfrekvens bli oppnådd.

Grunnen er den, at uten bladfjæren, kan avstanden mellom det dielektriske substrat 52 og det øvre metallhus 130 variere, og forårsaker at fordelingen av elektromagnetiske felt blir divergerende mellom de øvre og nedre ledningshus 130 og 131. Når den elektromagnetiske feltfordeling vil bli divergerende innenfor øvre og nedre hus 130 og 131, vil en uønsket frekvens nærme seg et gjennompassingsområde av resonansseksjonen utformet på det dielektriske substrat 52, og uønskede frekvenser kunne bli generert. I dette modifikasjonseksempel, er slik uønskede frekvenser unngått ved bladfjæren 63.

For referanse, i dette modifikasjonseksempel, er bladfjæren som har elektrisk ledeevne brukt til å forbinde det dielektriske substrat 52 og det øvre metallhus 130. En anordning kan imidlertid brukes hvor avstandsstykket 59 utformet av et ledende materiale er forbundet med det øvre lederhus 131. Med andre ord, så lenge de øvre og nedre lederhus er elektrisk forbundet, kan hvilken som helst annen utforming brukes for å unngå uønsket oscillasjon.

I tillegg, ved bruk av fig. 10 er et annet modifikasjonseksempel for den fjerde utførelse beskrevet nedenfor. Fig. 10 er et tverrsnittsriss av en spenningsstyrt oscillator i det samme området som på fig. 8. For de samme deler som de i den konvensjonelle spenningsstyrte oscillator 111 vist på fig. 13 og den spenningsstyrte oscillator ifølge det første modifikasjonseksempel for den fjerde utførelse vist på fig. 9, er de samme symbolene gitt, og en detaljert beskrivelse av disse er utelatt.

Forskjellen fra det første modifikasjonseksempel av den fjerde utførelse på fig. 9 er at en spenningsstyrt oscillator 71 ifølge dette modifikasjonseksempel har en kort leder 72 utformet på et dielektrisk substrat 72.

Som vist på fig. 10, har det dielektriske substrat 72 en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilken elektriske ledere 72a og 72b som har åpninger på deres to hovedoverflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverfiatene er motsatt hverandre. Størrelsen av åpningene i de elektriske ledere 72a og 72b i det dielektriske substrat 72 er definert i henhold til en forutbestemt frekvens. En resonansseksjon er anordnet ved disse åpningene. De elektriske lederne 72a og 72b er også forbundet via kortslutningslederen 72c utformet på en sideoverflate av det dielektriske substrat 72.

En elektrisk forbindelse mellom den elektriske leder 72a og den elektriske leder 72b på det dielektriske substrat 72, som beskrevet ovenfor, tillater jevn vertikal elektromagnetisk feltfordeling sett fra sentrum av tykkelsesretningen for det dielektriske substrat 72. Derfor kan en stabil oscillasjonsfrekvens oppnås.

Grunnen er at hvis den elektriske leder 72a og den elektriske leder 72b ikke er elektrisk forbundet, vil den vertikale elektromagnetiske feltfordeling sett fra sentrum i tykkelsesretningen for det dielektriske substrat 72, bli heterogen. Dvs., når den vertikale elektromagnetiske feltfordeling sett fra sentrum i tykkelsesretningen av det dielektriske substrat 72 vil bli heterogent, vil en uønsket frekvens nærme seg en gjennompasningsregion av resonansseksjonen utformet på det dielektriske substrat 72, og en oscillasjon med uønsket frekvens kan oppstå. I dette modifikasjonseksempel, er en slik uønsket frekvens oscillasjon unngått ved kortslutningslederen 72c.

I tillegg er et fjerde modifikasjonseksempel av den fjerde utførelse beskrevet nedenfor ved bruk av fig. 11. Fig. 11 er et tverrsnittsriss av en spenningsstyrt oscillator i samme område som den på fig. 8. For de samme deler som de av den konvensjonelle spenningsstyrte oscillator 111 vist på fig. 13 og den spenningsstyrte oscillator ifølge det første modifikasjonseksempel av den fjerde utførelse som er vist på fig. 9, er de samme symboler gitt, og en detaljert beskrivelse er utelatt.

Forskjellen fra det første modifikasjonseksempel av den fjerde utførelse på fig. 9 er at en spenningsstyrt oscillator 81 ifølge dette modifikasjonseksempel har et gjennomgående hull 82c og en kortslutningsleder 82d i et dielektrisk substrat 82.

Som vist på fig. 11, har det dielektriske substrat 82 en konstant relativ dielektrisk konstant, på hvilken elektriske ledere 82a og 82b som har åpninger i sine to hovedoverflater er utformet slik at åpningene på de to hovedoverflater er motsatt hverandre. Størrelsen av åpningene i de elektriske ledere 82a og 82b på det dielektriske substrat 82 er definert i henhold til en forutbestemt frekvens. En resonansseksjon er anordnet ved åpningene.

Det gjennomgående hull 82 som passerer gjennom i tykkelsesretningen er utformet i det dielektriske substrat 82, og kortslutningslederen 82d er utformet på en indre perifer overflate av de gjennomgående hull. De elektriske lederne 82a og 82b av det dielektriske substrat 82 er elektrisk forbundet ved kortslutningslederen 82d.

Den utforming som er beskrevet ovenfor tillater de samme virkninger som det andre modifikasjonseksempel av den fjerde utførelse, som er vist på fig. 10, som skal gis. For referanse, er det gitt beskrivelser angående den fjerde utførelse og modifikasjon eksempler for dette som bruker den spenningsstyrte oscillator. Det er imidlertid ingen slik begrensning, og en standard resonator konfigurasjon, f.eks. uten en funksjon som tillater at resonansfrekvensen er variabel, kan utføres.

I de første, andre, tredje og fjerde utførelser, er avstandsstykker brukt til å ha en konstant avstand mellom det dielektriske substrat og støttedelen. Det er imidlertid ingen slik begrensning. Det eneste krav er å ha en konstant avstand mellom de nevnte enheter, og derfor er andre anordninger mulige. F.eks., en utforming kan gjøres ved bruk av en lederplate som er større enn enhetene så som et dielektrisk substrat og en støttedel for å gjøre rom for enhetene i den, og fremspring eller lignende er anordnet på de indre vegger for å holde det dielektriske substrat, støttedelen og lignende, i en konstant avstand. Det eneste krav er å holde avstanden mellom dem konstant. Avstandsstykkene kan også være av hvilken som helst form.

Som beskrevet ovenfor, ifølge oppfinnelsen, er kretselementer så som resonatorer og Iedningslinjer, som er konvensjonelt anordnet på det samme dielektriske substrat, utformet separat på et dielektrisk substrat og en støttedel. På denne måten, kan de totale horisontale dimensjoner av enheter så som den dielektriske resonator og det dielektriske filter bli redusert.

Spesielt, i oppfinnelsen ifølge kravene 2, 11 og 18, er et antall støttedeler brukt til å anordne kretselementene separat. Dette tillater ytterligere reduksjon av den totale horisontale dimensjon av komponentene.

I oppfinnelsen ifølge kravene 8 og 15, er resonansseksjoner også anordnet i en støttedel slik at resonansseksjonene i støttedelen overlapper med resonansseksjoner på det dielektriske substrat. I dette tilfellet, kan avstanden mellom resonansseksjonene som er utformet på det dielektriske substrat og resonansseksjonene utformet på støttedelene bli redusert, og dermed styrke koplingen mellom resonansseksjoner.

I oppfinnelsen ifølge kravene 3, 6 og 13, er inngang/utgangs-ledningslinjer, som konvensjonelt ble utformet på det samme dielektriske substrat, utformet på en separat støttedel. Derfor kan den horisontale dimensjon i en komponentmontert tilstand reduseres.

I oppfinnelsen ifølge kravene 10 og 17, kan den horisontale dimensjon av indirekte koplingsledningslinjer reduseres i en komponentmontert tilstand, sammenlignet med den konvensjonelle utforming i hvilken ledningslinjene er utformet på det samme dielektriske substrat.

I oppfinnelsen ifølge krav 19, er en resonansseksjon anordnet ved utforming av en elektrisk leder som har åpninger på et dielektrisk substrat brukt, hvor tykkelsen av det dielektriske substrat er mindre enn i tilfellet med en konvensjonell TE018-modus dielektrisk resonator. Følgelig, sammenlignet med den konvensjonelle resonator, kan oppfinnelsen gjøres tynnere og kan totalt gjøres mindre.

I tillegg, siden den resonansseksjon som er anordnet ved utforming av den elektriske leder som har åpninger på det dielektriske substrat er brukt, er begrensningen av det elektromagnetiske felt god, med kopling bare med elektroder anordnet i nærheten av åpningene, ikke med andre elektroder. Derfor, siden andre elektroder kan anordnes på hvilket som helst sted unntatt nærheten av åpningene, tillater dette en friere ledningskonstruksj on.

I oppfinnelsen ifølge krav 22, siden en elektrisk leder av et dielektrisk substrat er elektrisk forbundet med en lederplate, kan stabile oscillasjonsfrekvens karakteristikker oppnås. I tillegg, i oppfinnelsen ifølge krav 23, er elektriske ledere i to hovedoverflater av et dielektrisk substrat elektrisk forbundet, kan oscillasjonsfrekvens karakteristikker bli oppnådd.

Som det fremgår i den ovenstående beskrivelse, kan den dielektriske resonator, dielektrisk filter, dielektrisk duplekser og oscillator ifølge oppfinnelsen bli vidt brukt, f.eks. i terminaler for mobile kommunikasjonssystemer, i forskjellige elektroniske innretninger på basestasjoner, og lignende.

Claims (13)

1. Dielektrisk resonator (1, 11) som omfatter et dielektrisk substrat (2, 12) med to hovedoverflater, en første elektrisk leder (2a) på substratets ene hovedoverflate, en andre elektrisk leder (2b) utformet på substratets andre hovedoverflate, en første åpning i den første elektriske leder (2a) slik at det dielektriske substrat blir eksponert gjennom denne, og en andre åpning i den andre elektriske leder (2b) slik at substratet eksponeres på motsatt side gjennom denne andre leder (2b), karakterisert ved en første lederflate (4a) anordnet i en avstand fra den første leder (2a) rett utenfor i det minste den første åpning, en andre lederplate (4b) anordnet i en avstand fra den andre leder (2b), rett utenfor i det minste den andre åpning, hvorved det etableres en resonansseksjon definert ved den første og den andre åpning, hvor resonatoren videre omfatter minst én støttedel (3a, 3b) anordnet i sin respektive avstand fra substratet (2), idet avstanden strekker seg i dettes tykkelsesretning, og hvor det på den ene eller hver støttedel (3a, 3b) er anordnet en elektrode (5, 6).

2. Resonator ifølge krav 1, karakterisert ved at støttedelen (13) eller hver støttedel (3, 3b) er anordnet rett over hhv. under substratets (12, 2) ene hhv. andre hovedoverflate.

3. Resonator ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved Iedningslinjer (45) anordnet i forbindelse med elektrodene.

4. Resonator ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at minst én av elektrodene er innrettet for frekvensjustering ved å ha tilpassbar elektrodestørrelse, idet frekvensen er direkte avhengig av størrelsen.

5. Dielektrisk filter som omfatter minst én dielektrisk resonator ifølge krav 1-4, karakterisert ved koplingselektroder utformet på støttedelen og innrettet for å kople resonansseksjoner i resonatorene via et elektromagnetisk felt til en inngangs- hhv. en utgangsterminal.

6. Filter ifølge krav 5, karakterisert ved at minst én av støttedelene er anordnet på substratet, i dettes lengderetning.

7. Dielektrisk duplekser som omfatter minst to dielektriske resonatorer ifølge krav 1-4, særlig minst to filtre ifølge krav 5-7, karakterisert ved koplingselektroder for å kople resonansseksjonene via et elektromagnetisk felt til en første, en andre og en tredje inn- og utgangsterminal, idet koplingselektrodene er utformet på støttedelen.

8. Duplekser ifølge krav 7, karakterisert ved at minst én av støttedelene er anordnet på substratet, i dettes lengderetning.

9. Oscillator utformet av en dielektrisk resonator ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved en linje utformet på støttedelen og omfattende en resonanskrets med elektromagnetisk feltkopling til resonansseksjonen, og en oscillatorkrets med komponenter som representerer en negativ motstand, idet oscillatorkretsen er forbundet med resonanskretsen.

10. Oscillator ifølge krav 9, karakterisert ved at resonanskretsen omfatter komponenter for endring av oscillatorens frekvens.

11. Oscillator ifølge krav 10, karakterisert ved at komponentene for frekvens-endring er spenningsstyrbare.

12. Oscillator ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved at minst én av lederne på substratet er forbundet med den første eller andre lederplate.

13. Oscillator ifølge krav 10-12, karakterisert ved at den første og andre elektriske leder på substratet er forbundet med hverandre.