TW404080B - High-frequency module - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 404080 五、發明説明（丨） 發明背景 發明領域 本發明係關於高頻模組，而且更特別地關於共鳴器、 過濾器、振盪器或類似物’其用來微波波段或公厘波段通 訊。 相關技術描述 隨著進來行動電話通訊系統之增加需求，公厘波段已 廣泛使用以便增加系統中傳送資訊之能力。高頻電介質過 濾器或高頻電壓控制振盪器（VCO)例如包括圓柱形式之 TEOl J模式電介質共鳴器。 通常，該共鳴器之共鳴頻率係藉由形狀所決定，當介 於共鳴器及微帶或相似物間之電磁連結強度係藉由其間距 離所決定。因此，爲製造一過濾器或共鳴器符合一預期規 格，共鳴器之形狀組成及定位要求高度精確性。 在曰本專利申請案第8-265015號中，該申請案之受讓 人已經提供一模組，其電極被排列在電介質平板之兩個主 要表面以形成電介質共鳴器在該平板之一部份。被排列於 電介質平板之電極充當接地電壓；而且被排列在其他電介 質平板之微帶被堆積在電介質平板。這排列提供高頻模'袓 例如VCO。 此外，相似形式高頻模組已經提供於日本專利第8_ 265015號及共同申請案美國專利申請案第965464號。圖5 至8顯示高頻模組之結構。應該注意的是該高頻模組不公 _______3______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） -----^---「--裝------r訂-----線 (請先閱讀背面之注意爭項再填寫本頁) 經濟部中央標举局員工消費合作社印裝 404080_%_ 五、發明説明（>) 開給大眾在日本申請案第1〇·17006號提出申請時，本發明 係基於該申請案。因此，本發明不以該高頻模組成爲本發 明之習知技術。 圖5顯示該模組之立體圖。電極2及3形成在電介質 平板1之兩個主要表面，排除平板之每個主要表面之一部 份，該平板係開口 4。這允許TE010模式電介質共鳴器被 形成。兩線11及12，其被形成在電介質或絕緣基質6係 以磁性地連接至該電介質共鳴器。 如顯示圖6者，因爲該電磁場被捕捉介於開口 4及5 ，除線11及12外之電子元件與共鳴器之連結可被降低。 再者，在開口之電磁場能量密度允許一強連結介於該共鳴 器及連結線間，導致頻率調製寬度增加，當該共鳴器當作 振盪器時。 然而，在開口之線Π及12之阻抗是稍微高於其他區 域之線阻抗，因爲沒有接地電極出現在開口之上及下部分 。結果，由於阻抗不匹配之傳送訊號反射發生，導致共鳴 產生由於電氣長度介於提昇反射及負電阻電路之部分。對 於TE010形式電介質共鳴器獨特之問題但不是TE01 5形式 電介質共鳴器之問題。 在圖5，通過開口之線11及12不具有彎曲部分。在 此案例中，越靠近開口之內側，線之阻抗越高，如圖7所 示。換言之，阻抗不匹配發生。因此，共鳴以一頻率被製 造’其該頻率係異於電介質共鳴器之共鳴頻率。 圖8顯示史密斯阻抗圖表，其中/·方向表示藉由共鳴 ___4___ _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） —-------r--裝------^訂 -----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) . 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 404080_^_ 五、發明説明（4 ) 所產生之反射強度，當0方向表示反射相位。顯示於圖5 之模組中，由於連接線之阻抗不匹配之共鳴發生，與藉由 電介質共鳴器所製造之共鳴所調變。因此，當這類共鳴器 用來電壓控制振盪器時，次要線之特徵阻抗之定位從屬允 許該次要線之特徵阻抗以改變相對於振盪頻率之改變。結 果，VCO之頻率調變線性之問題需要被注意。 發明摘要 本發明目的係提供高頻模組，其降低由於阻抗不匹配 之寄生振盪。 本發明另一目的係提供高頻模組帶有頻率調整之增進 線性。 符號表示區域之特性阻抗，其接地電極及線係相 對的，當符號Zi表示該區域之特性阻抗，其中電極及線 不是相對的，換言之，在開口上方區域。當線末端以電阻 地被終止，在線以電磁連接電介質共鳴器（此後稱爲共鳴 點）之點，反射係數之數量藉由公式（Z厂-Z02) / ( Ζ/2+Ζ02)所表示。Ζ//Ζ0比率越高，該反射越大。 另一方面，線之電容元件主要地發生在一部份，該開 口邊緣相對於該線。因此，藉由縮短介於開口之邊緣及線 之距離，線之電容量可被增加，而且線之特性阻抗可被抑 制。此外，該次要線之特性阻抗之定位從屬允許頻率調變 之線性被增加。 本發明提供高頻模組包括一電介質平板，被放置在該 _____5____ 本紙^尺度適ϋ國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇父297公11 n n m - m ----*^------Γ τ -L」--------------------- (請先閲讀背面之注意事項再填荈本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^ A7 _ 404080 B7___ 五、發明説明（+ ) 平板之兩個主要表面之電極，形成於每個電極之開口被對 準以便使得該開口成爲一電介質共鳴器，被連接於電介質 共鳴器之線，一基質具有線而且被堆疊在電介質平板，而 且傳導盒以放置基質及電介質平板，其中被連接至電介質 共鳴器之線被對準在一位置，該位置與開口內側一致實質 上沿著該開口邊緣。 上述裝置允許該開口上方該線之阻抗不被增加，導致 反射降低。該線也包括其他線，一末端可以電阻終結而且 另末端可被連接至負電阻電路以便形成振盪器。因此，寄 生振盪可被控制。 再者，連接至電介質共鳴器之上述第一末端可被連接 至可變化電阻元件，當上述第二線之末端可以電阻終結而 且相同線之另一端可被連接至負反應電路以形成一振盪器 。該裝置允許頻率調整之線性被增加，因爲被連接至可變 化反應元件之次要線之特性阻抗之定位從屬是小的。 此外，兩線可被安排在一位置與開口之內側一致’該 開口實質上沿著該開口之邊緣。這允許寄生振盪被壓制’ 以至於具有頻率調變之高線性之振盪器可被獲得。 圖式詳細描述 第1圖係部分立體圖，其顯示本發明實施例之電壓控 制振盪器（VCO)主要部分之結構： 第2圖係VCO之平面圖； 第3圖係VC〇之相等電路圖； ________6 _____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ；---^---裝------—訂 L;-----線 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) . 404080 五、發明説明（< ) A7 B7 經濟部中夬榡準局員K消費合作杈印製 第4圖係平面圖顯示本發明第二實施例之振盪器結構 * 第5圖係部分立體圖顯示另一形式VCO之結構； 第6圖係TE010形式電介質共鳴器之電磁分布之案例 ’該共鳴器被排列於電介質平板； 第7圖係被連接於電介質共鳴器之線特性阻抗案例之 視圖： 第8圖係藉由連接線所產生之寄生振盪案例之視圖。 較佳實施例之描述 現在參考圖式，描述將給予本發明之實施例。圖1至 3顯示VCO (電壓控制振盪器）之結構，其被運用於本發 明之第一實施例。 圖1係部分立體圖式顯示該VCO之主要部分結構。 形成於電介質平板1之兩主要表面之傳導層，排除平板之 特定部分以至於排列TE010形式電介質共鳴器。線11及 12係形成於基質6之表面，其以電介質或絕緣平板之形式 出現。基質6被堆疊於電介質平板1而且該線11及12以 磁性地被連結至電介質共鳴器。 爲簡單說明，圖1只顯示包圍該層狀結構之傳導盒7 之部分。較佳地，傳導盒7具有至少兩個傳導表面相對於 該層狀結構之至少上及下主要表面。此外，介於該盒之傳 導上及下表面及層狀結構之主要表面係較佳地被調整以此 方式具有等於該電介質共鳴器之共鳴頻率之訊號被減弱， 尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ^ . 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 404080 at ___B7_ 五、發明説明（k ) 除了該開口之區域外。 圖3係上述VCO之相等電路圖式。符號表示電介 質共鳴器。在此圖式中，主要線11之末端以電阻地被終止 而且相同線之其他末端被連接至使用FET15之負電壓電路 以便形成一振遨器；隨後，被連接該次要線12之變容二極 體16之電抗，以便振盪器頻率可被控制。 圖2係VCO之平面圖。在此圖中，元件符號11表示 主要線，而且元件符號表示次要線。介於主要線11之末端 及接地電極U間被連接一終止電阻13，當該線11之其他 端被連接至FET15，其被安裝在串聯反饋線18。元件符號 21表示一晶片電阻，元件符號20及22表示對於FET15之 偏向電路而且元件符號19係輸出電路。次要線12之末端 被接地通過可變化反元件例如變容二極體16。元件23表 示對於二極體16之偏向電路》 在此實施例中，該電介質共鳴器之振盪頻率係30GHz ，該電介質平板之相對電介常數係24，而且該基質6之相 對電介常數係3.4。該次要線之部分以圓形地形成以此方式 以至於該次要線12通過一位置沿著該開口之內側，其遠離 開口之邊緣0.4公厘。次要線12具有另一部分，其從該變 容二極體16直接地延伸進入電介質共鳴器。該次要線12 之直線部分長度係實質上等於電磁波之1/4波長，該波長 具有共鳴頻率。該次要線12之直線部分長度意謂一距離介 於次要線之變容二極體16及彎角121間，該彎曲從次要線 開始。 _______8___ 本紙張尺度適用中國國家橾窣（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----^---^--裝------^訂 L.-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 404080 A7 B7___ 五、發明説明（Ί ) 如此處所顯示者，介於次要線12及電極2間之距離在 電介質共鳴器實質上被固定，以至於該次要線12之特性阻 抗幾乎等於該共鳴器上方任意位置。因此，VCO之頻率調 變之滿意線是可獲得的。 再者，主要線11及次要線12可被排列以這類方式兩 者沿著相同線之內側邊之開口延伸。這允許該頻率調整之 線性進一步被增進，而且寄生振盪可被壓制。 圖4係本發明第二實施例之振盪器之平面圖。所顯示 之振盪器不具有次要線或二極體，因爲係具有固定振盪頻 率之振盪器。在圖式中，線11直接地延伸從終電阻器13 至電介質共鳴器4，進入該共鳴器一些，換言之大約0.4公 厘而且隨後沿著該共鳴器之外形而延伸。再者，在通過適 當地點之共鳴器外形上方後，線11直接地延伸至FET 15 〇 相似於第一實施例、第二實施例，共鳴頻率爲30GHz ，電介質平板之相對電介質常數係24，而且基質6之相對 電介質常數爲3.4。雖然第二實施例採取一直線形式對於該 共鳴器外之主要線11，從該線路之經濟考慮，該形式可隨 需要被修改。 該裝置允許該主要線11之電容量增加，而且控制在電 極開口 4之區域中該主要線11之特性阻抗增加。結果，線 11之阻抗不匹配可被壓制以便控制由於該反射之不必要共 鳴。 ______9___ 本紙張尺度遙用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐^ _ ； 裝------rIT__-----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ' . 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣

Claims (1)

1. 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A8 B8404080_ 六、申請專利範圍 1. 一種高頻模組，其包括： 一電介質平板； 電極被放置在該平板之兩個主要表面，一開口被形成 在每個電介質被對準以便使得該開口成爲電介質共鳴器； 線以磁性地連接至電介質共鳴器； 基質形成該線而且被堆疊在電介質平板；而且 導電盒具有基質及電介質平板； 其中連接至電介質共鳴器之線被排列在一位置與沿著 開口邊緣實質上開口之內側邊。 2. 如申請專利範圍第1項之高頻模組，其中另一線具 有一邊，該邊以電阻被終止而且另一端被連接至負電阻以 形成一振盪器。 3. 如申請專利範圍第1項之高頻模組，其中被連接至 電介質共鳴器之線具有一末端，該端連接至可變化電阻元 件，而且另一線具有一末端，該端以電阻地終止而且另一 端被連接至負電阻電路以形成一振盪器。 4. 如申請專利範圍第1項之高頻模組，其中另一線被 排列在一位置，該位置相對於實質上沿著開口邊緣之開口 內部側邊。 5. —種高頻模組，其包括： 一電介基質； 至少一組傳導平板被放置在該電介基質之兩個表面； 一組開口相對地被放置在傳導平板被對準； 一條線被放置在另一電介基質以一方式一組線通過該 _1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） -----Γ--：--^-------.1T—-----^ > (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 4040S0 六、申請專利範圍 開口，延伸超越該開口，當保持從該開口之外形之實質上 固定距離：而且 至少另一組傳導平板被排列在該層狀結構之兩側。 6.如申請專利範圍第5項之高頻模組，其中該條線被 接地通過一電阻，當該條線之另一端係連接至FET。 --------；--^------^ir—~-----.it--- AF (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) > 經濟部4-央標隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度速用中國國家輮準（CNS ) A4規格（210X297公釐）