專利名稱：帶定向耦合器的濾波器及通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波通信用的濾波器及定向耦合器，特別涉及內(nèi)裝定向耦合器的濾波器以及具有帶定向耦合器的濾波器的復(fù)合濾波器裝置及通信裝置。
背景技術(shù)：
一般，在通信裝置的前級設(shè)置濾波器，為了確認(rèn)該通信裝置的動作狀況，還設(shè)置定向耦合器。圖18所示為以往的移動電話等通信裝置的方框圖。
在圖18中，功率放大器將發(fā)送信號進(jìn)行功率放大，低通濾波器使其高次濾波分量衰減。定向耦合器將發(fā)送信號的一部分向天線發(fā)送功率監(jiān)視裝置輸出。天線發(fā)送功率監(jiān)視裝置通過檢測輸入的信號后，調(diào)整功率放大器的輸出，使得從定向耦合器傳送給天線并向外部發(fā)射的天線功率始終保持穩(wěn)定。前述的微波通信利用的濾波器設(shè)計方法是眾所周知的內(nèi)容。例如在“MicrowaveFilters，Impendanse-Matching and Networks，and Coupling StructureArtech House公司，Matthaei等”中所述有采用同軸線路的低通濾波器、共線濾波器及波導(dǎo)管濾波器等。另外，在“通信濾波器電路的設(shè)計及其應(yīng)用，綜合電子出版，小西著1994年”中敘述了采用微帶線的低通濾波器及帶通濾波器的設(shè)計方法。
圖19及圖20所示為利用這些設(shè)計方法得到的低通濾波器中的代表性的結(jié)構(gòu)。
圖19為采用同軸線路的低通濾波器的分解立體圖，圖20為微帶型低通濾波器的外形立體圖。
圖19所示的低通濾波器是在外導(dǎo)體104內(nèi)配置內(nèi)導(dǎo)體103，而該內(nèi)導(dǎo)體103具有將垂直于信號傳輸方向的面內(nèi)直徑大而軸長較長的高阻抗部分101與直徑小而軸長較短的低阻抗部分102交替連接形成的形狀。
另外，圖20所示的低通濾波器是在介質(zhì)基板108的表面形成線路電極107，在介質(zhì)基板的背面形成接地電極109，該線路電極107交替具有對于信號傳輸方向的寬度窄而長度長的高阻抗部分105及寬度寬而長度短的低阻抗部分106。
通過這樣交替具有高阻抗部分及低阻抗部分，則高阻抗部分起到電感的作用，低阻抗部分起到電容的作用。若用等效電路表示，則形成圖21的電路，構(gòu)成由多級LC梯形電路形成的低通濾波器。
另外，定向耦合器的設(shè)計方法在“通信用微波電路電子通信學(xué)會1981年”等中敘述，作為代表性的結(jié)構(gòu)，已知有圖22及圖23等所示的圖形。
圖22為混合電路的示意圖，圖23為橫向耦合型定向耦合器的示意圖。
圖22所示的混合電路是在介質(zhì)基板110的表面形成主線路111，在相對的表面形成接地電極。該電路這樣設(shè)定，取主線路111的各線路部分111a～111d的線路長為傳送信號的1/4波長的長度，使其能夠在各線路的特性阻抗之間進(jìn)行匹配。
另外，圖23所示的橫向耦合型定向耦合器是在背面設(shè)置接地電極115的介質(zhì)基板113的表面，在主線路114a相鄰的位置，配置耦合線路114b，是作為分布耦合線路的橫向耦合型定向耦合器，若耦合部分的線路長度較短，則方向性變小，若采用傳輸信號的1/4波長的長度，則得到良好的方向性。
另外，為了拓寬能得到方向性的頻帶，一般還知道采用將耦合部分的線路導(dǎo)體分成幾段的結(jié)構(gòu)。圖24所示為該多段結(jié)構(gòu)的橫向耦合型定向耦合器。在圖24中，116為介質(zhì)基板，117a為主線路，117b為耦合線路，118為接地電極。
另外，在這樣的橫向耦合型定向耦合器中，由于大小的限制，因此對于耦合度有限度，如圖25所示，還有一種結(jié)構(gòu)是在耦合部分上配置耦合量調(diào)整導(dǎo)體121a及121b，當(dāng)中夾有介質(zhì)基板119的第一層的結(jié)構(gòu)與圖23所示的電路相同。
但是，在這樣的具有以往的濾波器及定向耦合器的通信裝置中，存在下述要解決的問題。
即、在以往的通信裝置中，由于分別獨立形成濾波器及定向耦合器，因此尺寸大。另外，由于通過兩個元件傳輸信號，因而產(chǎn)生通過損耗的部位增加，作為整體的傳輸損耗增加。
為了解決這樣的問題，考慮并公開了一種將濾波器及定向耦合器在同一基板或同一殼體內(nèi)形成的方法。
作為這種方法的例子，在日本專利的1)特開平6-120708、2)特開平9-270732、3)特開平11-220312及4)特開2001-94315中已經(jīng)揭示。
(1)的發(fā)明是將構(gòu)成濾波器的諧振器與輸入輸出端通過線路進(jìn)行耦合，使耦合用線路接近該線路，通過這樣構(gòu)成定向耦合器。
(2)的發(fā)明是將介質(zhì)基板上配置的帶通濾波器作為分波器合成的傳輸線路配置，通過這樣構(gòu)成定向耦合器。
(3)的發(fā)明是在與利用層疊多層基板的內(nèi)部電極形成的低通濾波器的線圈圖形部分耦合的位置，配置耦合用線路，使其耦合，通過這樣構(gòu)成定向耦合器。
(4)的發(fā)明是用接近的兩個耦合線路構(gòu)成定向耦合器，在該耦合線路的主線路兩端配置起到電容作用的線路，使主線路起到電感作用，通過這樣構(gòu)成低通濾波器。
但是，在這些定向耦合器與濾波器的一體化元件中，是對構(gòu)成濾波器的傳輸線路，配置與該傳輸線路耦合的耦合線路，通過這樣構(gòu)成定向耦合器。在這樣的構(gòu)成中，需要能夠構(gòu)成與濾波器耦合的耦合電路的構(gòu)成要素。另外，在橫向耦合型定向耦合器中，為了得到使其具有足夠方向性的耦合度，必須確保耦合部分的長度。例如，將橫線耦合型定向耦合器與由圖形電極構(gòu)成的低通濾波器組合時，由于構(gòu)成低通濾波器的線路長比傳輸信號的1/4波長要短，因此不能得到足夠的耦合線路長度，能夠?qū)崿F(xiàn)的方向性有限制。
另外，在帶通濾波器中，主要采用的結(jié)構(gòu)是通過構(gòu)成濾波器的各諧振器間的耦合來得到帶通特性，在這樣的元件中，由于不存在主線路部分，因此在諧振器之間不能形成耦合線路方式的定向耦合器。
另外，在帶阻濾波器中，多采用的結(jié)構(gòu)是用傳輸信號的1/4波長長度的線路連接諧振器，但是由于在濾波器內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)雜的駐波，因此即使簡單地用平行的兩個導(dǎo)體形成耦合線路，也不能得到良好的方向性。
本發(fā)明的目的在于提供以簡單的結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的耦合特性并得到良好方向性的帶定向耦合器的濾波器、復(fù)合濾波器裝置及通信裝置，以及提供該定向耦合器的調(diào)整方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，在發(fā)明是從濾波器的多個部位取出部分傳輸信號，利用電路圖形控制并合成該信號的相位，通過這樣對于濾波器的輸入或輸出，實現(xiàn)了起到定向耦合器作用的特性。在該結(jié)構(gòu)中，濾波器不需要有傳輸線路部分，通過控制并合成取出信號的相位，抑制對濾波器特性的影響，提高所希望頻率的方向性特性。
下面參照圖26說明該結(jié)構(gòu)的原理。
圖26為帶定向耦合器的濾波器的等效電路圖。
在圖26中，120表示濾波器，151表示定向耦合器。
如圖26所示，對于傳輸信號，濾波器150具有端口1及端口2這兩個輸入端，利用各自的特性阻抗為Z的多個諧振器構(gòu)成。另外，定向耦合器151具有端口3及端口4這兩個外部輸入輸出端，通過端口A及端口B與濾波器耦合。另外，在端口A-端口3之間、端口B-端口4之間及端口3-端口4之間的各線路的電角度為θa、θb及θo。
在這樣的電路中，從端口A及端口B的兩出取出傳輸信號，若從端口1分別通過端口A及端口B到達(dá)端口3的信號由于疊加而增大，到達(dá)端口4的信號由于抵消而減小，則祈禱定向耦合器的作用。當(dāng)然，若到達(dá)端口4的信號疊加，到達(dá)端口3的信號抵消，也起到定向耦合器的作用。即通過分別適當(dāng)設(shè)定在端口A及端口B取出的信號強(qiáng)度、端口A-端口3之間的線路傳輸相位及端口B-端口4之間的線路傳輸相，就能夠得到方向性。因此，對于取出端口A與B的傳輸信號的相位差沒有必要取為π/2。
構(gòu)成端口A的耦合元件例如通過將導(dǎo)體環(huán)、與該導(dǎo)體環(huán)連接的線路電極及與其連接的短截線等進(jìn)行適當(dāng)組合而構(gòu)成。另外，該傳輸相位是通過改變環(huán)的材料、形狀、線路電極的長度、短截線元件的形狀及設(shè)置位置進(jìn)行調(diào)整。
這樣的原理也可以適用于耦合部分的多段構(gòu)成，即增加從濾波器的取出端口數(shù)，通過加高它組合而構(gòu)成。
在實際的濾波器中，對于從端口1輸入的信號的端口A與端口B的相位差和對于從端口2輸入的信號的端口A與端口B的相位差不同。但是，利用所述定向耦合器內(nèi)的線路長的組合，能夠進(jìn)行設(shè)定，使得該問題也得以解決，得到良好的方向性及耦合度。
作為該原理的簡單例子，進(jìn)行下述一些假定。即從端口A的信號各有一半流向端口3及端口4，從端口B來的信號也各有一半流向端口3及端口4。設(shè)端口A的信號與端口B的信號的相位差對于從端口1輸入的信號為θ1，對于從端口2輸入的喜好為-θ2。另外，設(shè)振幅都為2W。這里，θ1與θ2的符號相反，由于前進(jìn)方向不同，因此取符號為相反。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，對于從端口1的輸入，進(jìn)入端口3側(cè)的信號可以表示為
Wsin(ωt-θ1-θa)+Wsin(ωt-θb-θ0)＝Wcds[(-θ1-θa+θb+θ0)/2]sin[(2ωt-θ1-θa-θb-θ0)/2] ……(1)另外，對于從端口1的輸入，進(jìn)入端口4側(cè)的信號可以表示為Wsin(ωt-θ1-θa-θ0)+Wsin(ωt-θb)＝Wcds[(-θ1-θa+θb-θ0)/2]sin[(2ωt-θ1-θa-θb+θ0)/2] ……(2)這里，式(1)及式(2)的sin項是表示時間變化的項。Cos項表示振幅，與方向性及耦合度有關(guān)。
因此，若cos[(-θ1-θa+θb-θ0)/2]及cos[(-θ1-θa+θb-θ0)/2]為±1及0，則這意味著信號是單方向流動。即通過-θ1-θ0與-θ1+θ0的相位差為π，適當(dāng)設(shè)定-θa+θb的值，就能夠構(gòu)成定向耦合器。
另外，對于從端口2的輸入，進(jìn)入端口3側(cè)的信號為Wsin(ωt+θ2-θa)+Wsin(ωt-θb-θ0)＝Wcos[(+θ2-θa+θb+θ0/2]sin[(2ωt+θ2-θa-θb-θ0)/2](3)對于從端口2的輸入，進(jìn)入端口4側(cè)的信號可以表示為Wsin(ωt+θ2-θa-θ0)+Wsin(ωt-θb) (4)＝Wcos[(+θ2-θa+θb-θ0/2]sin[(2ωt+θ2-θa-θb+θ0)/2]在這些式(3)及式(4)中也同樣，若cos[(+θ2-θa+θb+θ0)/2]及cos[(+θ2-θa+θb-θ0)/2]為±1及0，則這意味著信號是單方向流動。即通過+θ2-θ0與+θ2+θ0的相位差為π，適當(dāng)設(shè)定-θa+θb的值，就能夠構(gòu)成定向耦合器。
如上所述，對于信號取出位置的間隔可以不限于π/2，能夠構(gòu)成定向耦合器。
本發(fā)明具有由與濾波器構(gòu)成元件或多個該濾波器構(gòu)成元件形成的濾波器構(gòu)成部分電磁耦合的多個耦合元件、將該多個耦合元件導(dǎo)通的耦合用線路、以及與該耦合用線路導(dǎo)通這樣構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器。通過這樣，使定向耦合器與濾波器一體化，抑制傳輸損耗。
另外，本發(fā)明利用將集中參數(shù)元件、分布常數(shù)線路、分布常數(shù)諧振器、平面電路、波導(dǎo)管、介質(zhì)諧振器、介質(zhì)線路或多個電極層進(jìn)行層疊形成的電路中的至少一個電路構(gòu)成濾波器構(gòu)成元件，通過這樣構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器。通過這樣，不用特別復(fù)雜的電路，將定向耦合器與濾波器構(gòu)成一體。
另外，本發(fā)明利用配置在由中心導(dǎo)體與接地導(dǎo)體形成的空間或所述濾波器構(gòu)成元件的附近的耦合用探頭、插入金屬殼體內(nèi)的耦合用探頭、在絕緣基板表面形成的耦合用電極圖形或電抗元件，形成耦合元件。通過這樣，以簡單的結(jié)構(gòu)使耦合元件與濾波器元件耦合。
另外，本發(fā)明的濾波器構(gòu)成元件的至少一個是多重諧振模式元件，對該多重諧振模式元件配置耦合元件，使得與多個模式的耦合量不同，這樣構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器。通過這樣，使定向耦合器與采用多模介質(zhì)諧振器的濾波器一體化。
另外，本發(fā)明的耦合元件有三個以上，將至少一個耦合元件對于其他耦合元件，以對于信號傳輸方向不同的順序，與耦合用線路導(dǎo)通，這樣構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器。通過這樣，方向性及耦合度設(shè)計自由度提高。
另外，本發(fā)明利用前端開放探頭或者與接地導(dǎo)體或所述金屬殼體電磁方式連接的前端環(huán)形探頭形成耦合用探頭。通過這樣，不受探頭形狀的約束，構(gòu)成電路。
另外，本發(fā)明是在絕緣基板表面用導(dǎo)體形成濾波器構(gòu)成元件的電容。通過這樣，容易形成濾波器構(gòu)成元件的電容。
另外，本發(fā)明用引線、板狀金屬、絕緣基板表面形成的耦合用電極圖形、同軸線路、微帶線或螺釘形狀導(dǎo)體的至少一個形成耦合用探頭。通過這樣，以簡單的結(jié)構(gòu)形成小型耦合元件。
另外，本發(fā)明具有對耦合元件及耦合用線路調(diào)整耦合特性的短截線元件或電抗元件，這樣構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器。通過這樣，方向性及耦合度的設(shè)計自由度提高。
另外，本發(fā)明利用特性阻抗不同的至少兩個線路元件形成耦合用線路。通過這樣，耦合用線路的設(shè)計自由度提高，容易形成帶定向耦合器的濾波器。
另外，本發(fā)明以傳輸信號基波的1/4波長的長度形成短截線元件。通過這樣，能夠適當(dāng)設(shè)定方向性及耦合度，得到優(yōu)異的方向性及耦合度。
另外，本發(fā)明將耦合用線路配置在對于濾波器構(gòu)成元件被電磁隔離的濾波器外部。通過這樣，抑制沿濾波器傳輸?shù)男盘枌︸詈嫌镁€路的影響。
另外，本發(fā)明將耦合用線路的至少一部分配置在所述濾波器內(nèi)。通過這樣，減小整帶定向耦合器的濾波器的形狀。
另外，本發(fā)明在金屬殼體設(shè)置通過物理方法使耦合元件或耦合用線路變化的構(gòu)件及將其穿入金屬殼體內(nèi)的孔，這樣構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器。通過這樣，在組裝后改變特性。
另外，本發(fā)明在金屬殼體具有調(diào)整耦合元件或耦合用線路特性的螺釘。通過這樣，容易調(diào)整特性。
另外，本發(fā)明在耦合用線路的至少一端具有衰減電路，該衰減電路衰減在耦合用線路激勵產(chǎn)生的不需要模式的信號。通過這樣，消除不需要模式的信號。通過這樣，消除不需要的信號，得到優(yōu)異的特性。
另外，本發(fā)明將構(gòu)成衰減電路的至少一個電阻形成可變電阻器。通過這樣，容易改變衰減電路的參數(shù)，得到適當(dāng)?shù)奶匦浴?br> 另外，本發(fā)明在耦合用線路的至少一段連接終端用電阻器。通過這樣，適當(dāng)進(jìn)行終端處理，得到優(yōu)異的傳輸特性。
另外，本發(fā)明通過改變耦合用線路或短截線的形狀配置位置，或者使導(dǎo)體或介質(zhì)與濾波器構(gòu)成元件接合或接近，來調(diào)整耦合特性。通過這樣，容易調(diào)整耦合特性。
另外，本發(fā)明調(diào)整耦合用的有效螺釘長度，來調(diào)整濾波器構(gòu)成元件與耦合元件的電磁耦合量。通過這樣，容易調(diào)整濾波器構(gòu)成元件與耦合元件的電磁耦合量。
另外，本發(fā)明將構(gòu)成復(fù)合濾波器裝置的濾波器中的至少一個濾波器形成帶定向耦合器的濾波器。通過這樣，對于雙工器等具有多個濾波器的裝置，也容易構(gòu)成具有優(yōu)異的方向性及耦合度、傳輸損耗少而且結(jié)構(gòu)簡單的帶定向耦合器的復(fù)合濾波器裝置。
另外，本發(fā)明構(gòu)成具有所述帶定向耦合器的濾波器或所述帶定向耦合器的復(fù)合濾波器裝置的通信裝置。通過這樣，容易構(gòu)成傳輸特性優(yōu)異的通信裝置。


圖1為第一實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器的部分立體圖。
圖2所示為本實施形態(tài)所示的帶定向耦合器的低通濾波器及將定向耦合器與低通濾波器串聯(lián)連接的電路之通過特性圖。
圖3為第二實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器的部分立體圖。
圖4所示為各種探頭的形狀。
圖5為第三實施形態(tài)的帶定性耦合器的正面剖視圖及部分側(cè)面剖視圖。
圖6為第4實施形態(tài)的帶定向耦合器的上面剖視圖及部分側(cè)面剖視圖。
圖7為第5實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器的外形立體圖。
圖8為第6實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器的外形立體圖及部分剖視圖。
圖9為第7實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器的外形立體圖。
圖10為構(gòu)成定向耦合器的介質(zhì)基板的外形立體圖。
圖11為構(gòu)成定向耦合器的介質(zhì)基板的外形立體圖。
圖12為構(gòu)成定向耦合器的介質(zhì)基板的外形立體圖。
圖13為定向耦合器的部分外形立體圖。
圖14為定向耦合器的外形立體圖。
圖15為第8實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器的剖視立體圖。
圖16為第9實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器的正面剖視圖及該濾波器產(chǎn)生的電場狀態(tài)圖。
圖17為第10實施形態(tài)的通信裝置的方框圖。
圖18為以往的通信裝置的方框圖。
圖19為以往的低通濾波器的分解立體圖(同軸線路型)。
圖20為以往的低通濾波器的外形立體圖(微帶電路型)。
圖21為低通濾波器的等效電路圖。
圖22為混合電路的示意圖。
圖23為橫向耦合型定向耦合器的示意圖。
圖24為多段結(jié)構(gòu)的橫向耦合型定向耦合器的示意圖。
圖25為多層結(jié)構(gòu)的橫向耦合型定向耦合器的示意圖，(a)為立體圖，(b)為在A-A’切斷的剖視圖。
圖26為本發(fā)明的帶定向耦合器的濾波器的等效電路圖。
符號說明1、103—內(nèi)導(dǎo)體1a、101—內(nèi)導(dǎo)體的高阻抗部分1b、102—內(nèi)導(dǎo)體的低阻抗部分2、104—外導(dǎo)體3—介質(zhì)基板4、4a、4b、4c—探頭
5—耦合用線路6—電阻器7—接地電極8—探頭插入用孔9—探頭變形夾具用孔10—同軸線路11—短截線元件13—狹縫14—螺釘15—殼體16—可變電阻器20—輸出端(耦合端)21、108—介質(zhì)基板21a、21b—介質(zhì)層22、107—線路電極22a、105—線路電極的高阻抗部分22b、106—線路電極的低阻抗部分23—耦合用線路24a、24b—探頭25—短截線元件26—輸出端(耦合端)27、109—接地電極28—環(huán)形線29—通孔30—電阻器32—線路電極群41—介質(zhì)基板42—耦合用電極43—導(dǎo)電板44——實質(zhì)上コ字形的導(dǎo)電體45—環(huán)形線
46—通孔47—表面形成螺釘頭的導(dǎo)體棒47b—螺母51—外導(dǎo)體52a～52b—內(nèi)導(dǎo)體53—輸出輸入耦合導(dǎo)體54—輸出輸入端55—介質(zhì)基板56—耦合用線路57a、57b—耦合元件58—半硬性電纜59—接地電極60—輸出端61—電阻器71—外導(dǎo)體72—介質(zhì)73a、73b—探頭74a、74b—傳輸電纜110、113、116、119—介質(zhì)基板111、111a～111d—混合電路的主線路及主線路的各部分112、115、118、122—接地電極114a、120a—定向耦合器的主線路114b、120b—定向耦合器的耦合線路117a、117b—多段構(gòu)成的定向耦合器的主線路及耦合線路121a、121b—耦合量調(diào)整導(dǎo)體150—濾波器材的等效電路151—定向耦合器的等效電路c—安裝金屬零件具體實施方式
實施形態(tài)1
下面參照圖1說明第1實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器構(gòu)成。
圖1為帶定向耦合器的低通濾波器的部分立體圖。
在圖1中，1為內(nèi)導(dǎo)體，1a為高阻抗部分，1b為低阻抗部分，2為外導(dǎo)體，3為介質(zhì)基板，4a及4b為耦合元件的探頭，5為耦合用線路，6為電阻器，7為接地電極，8為探頭插入用孔，20為耦合端的輸出端，c為安裝金屬零件。
內(nèi)導(dǎo)體1一體化形成將高阻抗部分1a與低阻抗部分1b交替連接而成的形狀。將該內(nèi)導(dǎo)體1配置在截面為實質(zhì)上正方形的外導(dǎo)體2內(nèi)的中心。在外導(dǎo)體2的一個側(cè)面(圖中的上側(cè)面)形成兩個貫通外導(dǎo)體2的側(cè)壁的孔子。
在電介質(zhì)基板3的表面形成由與信號傳輸方向平行形成的主線路及與該主線路連接的兩個耦合元件導(dǎo)通線路構(gòu)成的實質(zhì)上π形形狀的耦合用線路5。在介質(zhì)基板3的與形成耦合用線路5的面相對的表面形成接地電極7。在耦合用線路5的兩個耦合元件導(dǎo)通線路的端部連接導(dǎo)體棒形的探頭4a及4b，在主線路的一端連接作為終端電阻的電阻器6。即在主線路的端部與接地電極7之間連接電阻器6。主線路的另一端部作為輸出端(耦合端)20，將外部電路與該端子連接。
利用安裝金屬零件c將介質(zhì)基板3固定在外導(dǎo)體2的外壁，使這些探頭4a及4b插入前述孔子，設(shè)置在外導(dǎo)體2內(nèi)的規(guī)定位置。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，用內(nèi)導(dǎo)體1及外導(dǎo)體2構(gòu)成低通濾波器，用介質(zhì)基板3、耦合用線路5、接地電極7、探頭4a及4b、以及電阻器6構(gòu)成定向耦合器。
從圖1的左側(cè)背面入射傳輸信號沿低通濾波器向右手前面?zhèn)鬏?。這里，探頭4a及4b分別與該傳輸信號進(jìn)行電磁耦合，通過這樣將傳輸信號的一部分向耦合用線路5傳輸。
耦合用線路5根據(jù)前述原理進(jìn)行設(shè)計，使得信號僅向輸出端20傳輸。但是在實際電路中，極微量的信號向5輸出端20相反的端子(連接電阻器6的端子)傳輸。電阻器6將該不需要的信號衰減，通過這樣進(jìn)行終端處理。這樣，與在低通濾波器內(nèi)傳輸?shù)膫鬏斝盘柕囊徊糠竹詈希瑑H在輸出端20產(chǎn)生信號，通過這樣起到定向耦合器的作用。
圖2所示為本實施形態(tài)所示的帶定向耦合器的低通濾波器(本發(fā)明)及將定向耦合器與低通濾波器串聯(lián)連接的電路(以往技術(shù))的通過特性。
由圖2可知，本實施形態(tài)所示的帶定向耦合器的低通濾波器(本發(fā)明)與以往技術(shù)相比，通過衰減量至少減少約0.1db，有的頻率甚至減少約0.2dB。
這樣，通過將定向耦合器與濾波器一體化，能夠減少通過衰減量。另外，整體所占的空間減少，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
另外，不需要將探頭插入間隔固定在π/2，設(shè)計自由度提高。
另外，由于能夠照原樣使用以往有的濾波器，因此能夠抑制設(shè)備投資的費用。
實施形態(tài)2下面參照圖3說明第2實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器構(gòu)成。
圖3為帶定向耦合器的低通濾波器的部分立體圖。
1為內(nèi)導(dǎo)體，1a為高阻抗部分，1b為低阻抗部分，2為外導(dǎo)體，3為介質(zhì)基板，4a及4b及4c為作為耦合元件的探頭，5為耦合用線路，6為電阻器，7為接地電阻，8為探頭插入用孔，9為探頭調(diào)整用孔，10為與輸出端連接的同軸電纜。
由內(nèi)導(dǎo)體1及外導(dǎo)體2構(gòu)成的低通濾波器與圖1所示的相同。這里，在外導(dǎo)體2的一個側(cè)面(圖中的上側(cè)面)形成3個貫通外導(dǎo)體2的側(cè)壁的孔子。
在介質(zhì)基板3的表面形成由與信號傳輸方向平行形成的主線路及與其連接的3個耦合元件導(dǎo)通線路構(gòu)成的耦合用線路5。在該耦合用線路5的3個耦合元件導(dǎo)通線路的端部連接用導(dǎo)體棒形成的探頭4a、4b及4c，在主線路的一端連接電阻器6。在另一端(輸出端)連接同軸電纜10。另外，在介質(zhì)基板3的與形成耦合用線路5的面相對的表面形成接地電極7。
將介質(zhì)基板3的接地電極面7與外導(dǎo)體2的外壁粘合固定，使這些探頭4a、4b及4c插入前述控孔子，設(shè)置在外導(dǎo)體2內(nèi)的規(guī)定位置。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，用內(nèi)導(dǎo)體1及外導(dǎo)體2構(gòu)成低通濾波器，用介質(zhì)基板3、耦合用線路5、接地電極7、探頭4a、4b及4c、以及電阻器6構(gòu)成定向耦合器。
從圖3的左側(cè)背面入射的傳輸信號沿低通濾波器向右手前面?zhèn)鬏?，這里，探頭4a、4b及4c分別與該傳輸信號進(jìn)行電磁耦合，通過這樣將傳輸信號的一部分向耦合用線路5傳輸。
耦合用線路5根據(jù)前述原理進(jìn)行設(shè)計，使得信號僅向與輸出端連接的同軸電纜10傳輸。但是，與向輸出端的方向相反方向傳輸?shù)奈⒘啃盘栍秒娮杵?進(jìn)行終端處理。這樣，與在低通濾波器傳輸?shù)膫鬏斝盘柕囊徊糠竹詈?，僅在同軸電纜10產(chǎn)生信號，通過這樣起到定向耦合器的作用。
這里，將前端帶有鉤子等形狀的夾具插入孔9，使探頭4a、4b及4c變形，通過這樣可以調(diào)整與傳輸信號的耦合度。
通過具有這樣從外部利用物理方法使耦合元件變形的手段，在組裝后也能夠容易調(diào)整特性。
另外，通過將介質(zhì)基板的主表面與外導(dǎo)體粘合劑固定，能夠使整個帶定向耦合器的濾波器的尺寸小型化。
另外，在本實施形態(tài)中，是用導(dǎo)體棒形成耦合元件即探頭，但也可以采用圖4所示的探頭。
圖4的(a)～(f)所示為探頭的各形態(tài)的部分立體圖。
圖4(a)所示的探頭是前述實施形態(tài)所示的僅由導(dǎo)體棒4構(gòu)成的前端開放的探頭。
圖4(b)所示的探頭是在介質(zhì)基板41的一個表面形成耦合用電極42而在另一面形成接地電極，從而形成微帶線的前端開放的探頭。
圖4(c)所示的探頭是在導(dǎo)體板43的前端連接實質(zhì)上 字形導(dǎo)電體44的探頭，實質(zhì)上 字形的導(dǎo)電體44起到環(huán)的作用，形成前端環(huán)形探頭。
圖4(d)所示的探頭是在介質(zhì)基板41的兩面形成相同形狀的耦合用電極42并在其前端用導(dǎo)電性的細(xì)線等形成環(huán)狀的前端環(huán)形探頭，圖4(e)所示的探頭是在介質(zhì)基板41的兩面形成相同形狀的耦合用電極42并在其前端部附近設(shè)置通孔46從而形成環(huán)狀的前端環(huán)形探頭。
圖4(f)所示的探頭是在介質(zhì)基板41的表面形成的耦合用電極42的前端耦合附近設(shè)置通孔，將表面切削成螺紋的導(dǎo)體棒47a插入并從上下用螺母47b擰緊而固定的前端開放探頭。
這樣，存在多種探頭形狀，根據(jù)所需要的特性及設(shè)定，可以采用某種形狀的探頭。另外，也可以同時采用不同種類的探頭。
實施形態(tài)3下面參照圖5說明第3實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器構(gòu)成。
圖5(a)為帶定向耦合器的濾波器的正面剖視圖，(b)為其部分側(cè)面剖視圖。
在圖5中，1為內(nèi)導(dǎo)體，1a為高阻抗部分，1b為低阻抗部分，2為外導(dǎo)體，3為介質(zhì)基板，4a及4b為作為耦合元件的探頭，5為耦合用線路，6為電阻器，20為耦合端。
由內(nèi)導(dǎo)體1及外導(dǎo)體2構(gòu)成的低通濾波器與第1實施形態(tài)所示的相同。
在介質(zhì)基板3的一個表面形成由與信號傳輸方向平行形成的主線路及與該主線路連接的兩個耦合元件導(dǎo)通線路構(gòu)成的實質(zhì)上π形形狀的耦合用線路5。在該耦合用線路的兩個耦合用元件導(dǎo)通線路的端部連接用導(dǎo)體棒形成的探頭4a及4b，在主線路的一端連接電阻器6。另一端作為輸出端(耦合端)20，在這里與外部電路連接。
將具有該探頭4a、4b及電阻器6的介質(zhì)基板3粘合固定在外導(dǎo)體2的內(nèi)壁的規(guī)定位置。通過這樣，各探頭4a及4b與傳輸信號進(jìn)行電磁耦合，傳輸信號的一部分向耦合用線路5傳輸。耦合用線路5由于與前面的實施形態(tài)相同，按照前述原理進(jìn)行設(shè)計，因此介質(zhì)基板3上形成的電路起到定向耦合器的作用。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，整個定向耦合器就配置在濾波器內(nèi)，濾波器的尺寸仍照原樣，但還包含了定向耦合器，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
實施形態(tài)4下面參照圖6說明第4實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器構(gòu)成。
圖6(a)為帶定向耦合器的濾波器的正面剖視圖。(b)為其部分側(cè)面剖視圖。
在圖6中，1為內(nèi)導(dǎo)體，1a為高阻抗部分，1b為低阻抗部分，2為外導(dǎo)體，3為介質(zhì)基板，4a及4b為作為耦合元件的探頭，5為耦合用線路，11為短截線元件，13為狹縫，20為耦合端。
由內(nèi)導(dǎo)體1及外導(dǎo)體2構(gòu)成的低通濾波器與第1實施形態(tài)所示的相同。在外導(dǎo)體2的一個側(cè)面形成能夠插入介質(zhì)基板3這樣大小的狹縫13。
在介質(zhì)基板3的一個表面形成由與信號傳輸方向平行形成的主線路及與該主線路連接的兩個耦合元件導(dǎo)通線路構(gòu)成的實質(zhì)上π形形狀的耦合用線路5。在該耦合線路5的兩個耦合元件導(dǎo)通線路的端部連接微帶線狀的探頭4a及4b，主線路的一邊的兩端部作為輸出端(耦合端)20與外部電路連接。另外，在主線路的規(guī)定位置形成多個短截線元件11。
將該介質(zhì)基板3的一部分插入外導(dǎo)體2上設(shè)置的狹縫13。這里，將介質(zhì)基板3插入，使得介質(zhì)基板3形成的耦合用線路5的主線路部分(與信號傳輸方向平行的線路)不進(jìn)入外導(dǎo)體2的內(nèi)部。
由微帶線構(gòu)成的探頭4a及4b與沿著由內(nèi)導(dǎo)體1及外導(dǎo)體2構(gòu)成的低通濾波器傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行電磁耦合，信號的一部分向耦合用線路5傳輸。這里，通過設(shè)置短截線元件11，對于由探頭4a輸入的信號與由探頭4b輸入的信號，調(diào)整其相位，使其匹配，使信號僅向兩個輸出端20的一端傳輸。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，介質(zhì)基板3形成的電路起到定向耦合的作用。
另外，對于前述兩個輸出端20的設(shè)計為不傳輸信號的輸出端20，也有若干信號傳輸。因此，若對該輸出端20連接衰減電路，通過這樣進(jìn)行終端處理，則能夠構(gòu)成具有更優(yōu)異方向性的定向耦合器。
另外，如前所述，由于主線路部分不設(shè)置在外導(dǎo)體內(nèi)，因此主線路部分不受沿外導(dǎo)體傳輸?shù)男盘柕挠绊?。這樣，能夠構(gòu)成具有優(yōu)異方向性及耦合度的定向耦合器。
實施形態(tài)5下面參照圖7說明第5實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器構(gòu)成。
圖7為帶定向耦合器的濾波器的外形立體圖。
在圖7中，21為介質(zhì)基板，22為構(gòu)成濾波器的線路電極22a及22b分別為線路電極，22的高阻抗部分及低阻抗部分，23為耦合用線路，24a及24b為探頭，25為短截線元件，26為作為耦合端的輸出端，27為接地電極。
在介質(zhì)基板21的一主表面形成線路電極22，該線路電極22具有將沿信號傳輸方向的寬度窄而長度較長的高阻抗部分22a與寬度寬而長度較短的低阻抗部分22b交替連接的形狀。另外，在電介質(zhì)基板3的同一主表面形成由與該線路電極22平行的主線路部分、與探頭24a及24b連接的耦合元件連接部分、以及與外部電路連接的輸出端26構(gòu)成的耦合用線路23。這里，探頭24a及24b由介質(zhì)基板21表面形成的電極(耦合用電極)構(gòu)成。另外在介質(zhì)基板21的另一主表面(圖中的下表面)形成接地電極27。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，由線路電極22、介質(zhì)基板21及接地電極27構(gòu)成利用微帶電路形成的低通濾波器。這里，通過接近線路電極22形成前述耦合用電極，與沿該低通濾波器傳輸?shù)男盘栺詈?，將信號的一部分向耦合用線路23傳輸。在該耦合用線路23的規(guī)定位置設(shè)置短截線元件25，利用該短截線元件25調(diào)整方向性及耦合度，將信號僅向輸出端26的一端傳輸。在沒有信號傳輸?shù)妮敵龆?6進(jìn)行終端處理。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，形成定向耦合器。
如上所述，僅利用在介質(zhì)基板表面設(shè)置的平面線路，能夠形成帶定向耦合器的濾波器。
實施形態(tài)6下面參照圖8說明第6實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器構(gòu)成。
圖8(a)為從帶定向耦合器的濾波器的上面一側(cè)來看的外形立體圖，(b)為從下面一側(cè)來看的外形立體圖，(c)為定向耦合器的探頭24a的側(cè)面剖視圖。
在圖8中，21為介質(zhì)基板，21a及22b為介質(zhì)層，22為構(gòu)成濾波器的線路電極。22a及22b分別為線路電極22的高阻抗部分及低阻抗部分，23為耦合用線路，24a、24b及24c為探頭，25為短截線元件，26為作為耦合端的輸出端，27為接地電極，28為環(huán)形線，29為通孔，30為電阻器。
介質(zhì)基板21由兩層介質(zhì)層21a及21b構(gòu)成，在層間形成接地電極27。
在介質(zhì)層21a的不設(shè)接地電極27的主表面，與第5實施形態(tài)所示相同，形成線路電極22。通過這樣，在該電介質(zhì)層21a構(gòu)成低通濾波器。
在介質(zhì)層21a的主表面設(shè)置由線狀電極構(gòu)成的探頭24b、由實質(zhì)上方形電極構(gòu)成的探頭24c、以及由環(huán)形線24a。
在介質(zhì)層21b的不設(shè)接地電極27的主表面，形成耦合用線路23。另外，分別形成與構(gòu)成探頭24b的線狀電極、構(gòu)成探頭24c的實質(zhì)上方形電極及構(gòu)成探頭24a的環(huán)形線28導(dǎo)通的通孔29。
上述探頭24a如圖8(c)所示，是這樣構(gòu)成的，它將環(huán)形線28通過通孔29與耦合用線路23導(dǎo)通，同時通過另外的通孔29與接地電極27導(dǎo)通。
探頭24a與高阻抗部分22a的一部分進(jìn)行磁場耦合，探頭24b與低阻抗部分22b的一部分進(jìn)行電場耦合，探頭24c與其他低阻抗部分22b的一部分進(jìn)行電場耦合。
在耦合用線路23的規(guī)定位置形成短截線元件25，利用該短截線元件25調(diào)整方向性及耦合度，將信號僅向輸出端26的一端傳輸。在沒有信號傳輸?shù)妮敵龆?6連接電阻器30，進(jìn)行終端處理。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，形成定向耦合器。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于將構(gòu)成濾波器的電路與構(gòu)成定向耦合器的電路當(dāng)中夾有接地電極，能夠進(jìn)行電磁隔離，因此能夠提高各種特性。
另外，在本實施形態(tài)中，所示的是單個濾波器與定向耦合器的組合，但也可以如下面的實施形態(tài)所示，將連續(xù)的兩個濾波器與定向耦合器組合。
實施形態(tài)7下面參照圖9說明第7實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器構(gòu)成。
圖9為帶定向耦合器的濾波器的外形立體圖。
在圖9中，21為介質(zhì)基板，22為構(gòu)成第二濾波器的線路電極，32為構(gòu)成第一濾波器的線路電極群，24a 及24b為探頭，25為短截線元件，26為輸出端，27為接地電極，30為電阻器。
在介質(zhì)基板21的一主表面(圖中的上表面)，第五及第六實施形態(tài)相同，形成線路電極22，構(gòu)成低通濾波器。在該線路電極22的一端，形成由沿著信號傳輸方向的垂直方向較長的多個長方形電極構(gòu)成的線路電極群32。形成的這些多個長方形電極，沿信號傳輸方向的垂直方向每隔規(guī)定的長度錯開位置。通過這樣形成的線路電極群32，構(gòu)成帶通濾波器。
在介質(zhì)基板21還形成由主線路部分、使各探頭24a及24b導(dǎo)通的耦合元件連接部分、短截線元件25及輸出端26構(gòu)成的耦合用線路23。這里，形成探頭24a的電極接近線路電極群32形成，而形成探頭24b的電極接近線路電極22形成。另外，在耦合用線路23的幾乎沒有信號傳輸?shù)亩瞬?，連接電阻器30，進(jìn)行終端處理。這樣，構(gòu)成與兩個濾波器耦合的定向耦合器。
另外，在前述實施形態(tài)中所示的是幾個定向耦合器的形成方法，但為了與傳輸?shù)男盘柸〉闷ヅ洌{(diào)整方向性及耦合度，也可以采用下面圖10～圖12所示的結(jié)構(gòu)。
圖10～圖12為構(gòu)成定向耦合器的介質(zhì)基板的外形立體圖，其構(gòu)成的元件各不相同。
在圖10～圖12中，3為介質(zhì)基板，4a及4b為探頭，5為耦合用線路，5a、5b及5c為耦合用線路的各部分，7為接地電極，11為短截線元件。
圖10所示定向耦合器是通過用各自寬度不同的線路部分5a、5b及5c形成耦合用下落5，來調(diào)整各線路參數(shù)，進(jìn)行匹配。
圖11所示定向耦合器是通過在耦合用線路5的固定位置形成短截線元件11，同時改變耦合用線路5的部分寬度，來進(jìn)行匹配。
圖12所示的定向耦合器是通過在形成探頭的耦合用電極附近形成短截線元件11，同時使耦合用線路的部分寬度不同，來進(jìn)行匹配。
這樣，由于能夠用多種方法進(jìn)行匹配，因此為了得到所希望的特性，設(shè)計的自由度提高能夠容易形成具有優(yōu)異方向性及耦合度的定向耦合器。
另外，作為其他定向耦合器的結(jié)構(gòu)及調(diào)整方法，還有下面圖13及圖14所示的定向耦合器。
圖13為定向耦合器的部分外形立體圖，圖14為外形立體圖。
在圖13中，3為介質(zhì)基板，5為耦合用線路，7為接地電極14為螺釘，15為殼體。另外，在圖14中，3為介質(zhì)基板，5為耦合用線路，4a 4b為探頭，6為電阻器，16為可變電阻器，7為接地電極。
在圖13所示帶定向耦合器的濾波器中，使螺釘14接近構(gòu)成定向耦合器的耦合用線路5，通過改變該螺釘14與耦合用線路5的間隔，來調(diào)整耦合度。通過采用該結(jié)構(gòu)，在將帶定向耦合器的濾波器組裝后，能夠調(diào)整耦合度。
另外，圖14所示的定向耦合器由多個電阻器6及可變電阻器16構(gòu)成進(jìn)行終端處理的衰減電路。通過采用該結(jié)構(gòu)，能夠調(diào)整可變電阻器16的電阻器，進(jìn)行終端處理，能夠構(gòu)成具有更優(yōu)異特性的定向耦合器。
實施形態(tài)8下面參照圖15說明第8實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器。
圖15為帶定向耦合器的濾波器的剖視立體圖。
在圖15中，51為外導(dǎo)體，52a～52d為圓柱形狀的內(nèi)導(dǎo)體，53為濾波器的輸入輸出耦合用導(dǎo)體，54為濾波器的同軸連接器，55為介質(zhì)基板，56膸耦合用線路，57a及57b為探頭電極，58為半硬性電纜，59為接地電極，60為方向性耦合器的輸出端(耦合端)，61為電阻器。
從成為外導(dǎo)體51的殼體的某一面至內(nèi)部形成圓柱形狀的內(nèi)導(dǎo)體52a～52d。另外，在該內(nèi)導(dǎo)體52a～52d排列端面設(shè)置同軸連接器54，形成與該同軸連接器并在實質(zhì)上整個長度與內(nèi)導(dǎo)體52a～52d平行的輸入輸出耦合用導(dǎo)體53。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，各內(nèi)導(dǎo)體52a～52d起到諧振器的作用，這些諧振器之間進(jìn)行耦合，構(gòu)成兩端諧振器的內(nèi)導(dǎo)體52a及52d分別通過輸入輸出耦合導(dǎo)體53與同軸連接器54耦合。這樣構(gòu)成帶通濾波器。
在介質(zhì)基板55形成與用下落電極形成的探頭57a及57c連接并具有輸出端60的耦合用下落56。與輸出端60相反的端部連接電阻器61，進(jìn)行終端處理。另外，在耦合用線路56的連接兩個探頭57a及57c之間的位置處連接半硬性電纜58。在該半硬性電纜的另一端部形成由環(huán)形線構(gòu)成的探頭57b。
在外導(dǎo)體51上形成多個孔，將探頭57a～57c插入外導(dǎo)體51內(nèi)。這里，使探頭57a接近內(nèi)導(dǎo)體52c，使探頭57b接近輸入輸出耦合導(dǎo)體53，使探頭57c接近內(nèi)導(dǎo)體52a。
各探頭57a、57b及57c與沿帶通濾波器傳輸?shù)男盘栺詈?，將信號傳輸至耦合用下?6。這里，根據(jù)前述原理，以規(guī)定的設(shè)定值形成探頭形狀及耦合用線路形狀等，通過這樣構(gòu)成定向耦合器。另外，也可以使探頭僅與輸入輸出耦合導(dǎo)體耦合，構(gòu)成定向耦合器。
通過以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器，能夠調(diào)換從沿濾波器傳輸中的傳輸信號取出信號的順序與耦合用線路中連接探頭的順序。通過這樣，方向性及耦合度的設(shè)計自由度提高。另外，如本實施形態(tài)所示，通過采用多種導(dǎo)體(耦合用線路及半硬性電纜)，能夠采用各種布線結(jié)構(gòu)，能夠跟容易形成定向耦合器。
實施形態(tài)9下面參照圖16說明第9實施形態(tài)的帶定向耦合器的濾波器。
圖16(a)為帶定向耦合器的濾波器的正面剖視圖，(b)所示為該濾波器中產(chǎn)生的電場狀態(tài)圖。
圖16所示的帶定向耦合器的濾波器欲介質(zhì)諧振器構(gòu)成，該介質(zhì)諧振器是將圓柱形的介質(zhì)72配置在圓筒形導(dǎo)體構(gòu)成的外導(dǎo)體71的內(nèi)部，使介質(zhì)72與外導(dǎo)體71的軸一致而構(gòu)成。在這樣的濾波器中，如圖16(b)所示，將激勵兩種不同模式即雙重模式的電場E1及E2。該兩個電場E1及E2以規(guī)定的手段耦合，起到2級諧振器的作用。將環(huán)形線形狀的探頭73a及73b插入外導(dǎo)體71內(nèi)，使其分別與該電場E1及E2耦合。探頭73a與電場E1進(jìn)行磁場耦合，探頭73b與電場E2進(jìn)行磁場耦合，通過這樣取入傳輸信號的一部分。探頭73a及73b分別與傳輸電纜74a及74b連接，該傳輸電纜74a及74b與耦合用線路(未圖示)連接。通過這樣，探頭73a及73b將分別由它們?nèi)∪氲男盘栠M(jìn)行耦合。
這里，通過設(shè)置探頭73a及73b，使得用探頭73a取入的信號與用探頭73b取入的信號分居前述的原理形成規(guī)定的相位差，能夠起到定向耦合器的作用。
這樣，即使對于由多重模式的介質(zhì)諧振器構(gòu)成的濾波器，也能夠容易將定向耦合器實現(xiàn)一體化。
另外，在本實施形態(tài)中所示的是由圓柱形介質(zhì)及圓筒形外導(dǎo)體構(gòu)成的介質(zhì)諧振器，但對于采用它們的截面為長方形的介質(zhì)諧振器等其他形狀的介質(zhì)諧振器的濾波器，也同樣能夠構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器。
另外，在前述實施形態(tài)中所示的是將定向耦合器與濾波器實現(xiàn)一體化的結(jié)構(gòu)，但對于具有多個該濾波器而構(gòu)成的雙工器等復(fù)合濾波器裝置，也同樣能夠形成定向性耦合器。
實施形態(tài)10下面參照圖17說明第10實施形態(tài)的通信裝置構(gòu)成。
圖17為通信裝置方框圖。
在圖17所示的通信裝置中，將利用前級的功率放大器放大的發(fā)送信號，通過帶定向耦合器的低通濾波器，使發(fā)送信號的高次諧波分量衰減，同時將發(fā)送信號的一部分向天線發(fā)送功率監(jiān)視裝置輸出。天線發(fā)送功率監(jiān)視裝置根據(jù)輸入的信號，調(diào)整功率放大器的輸出。通過這樣，使得從天線向外部發(fā)射的功率始終保持穩(wěn)定。
圖17所示的通信裝置中，對于帶定向耦合器的濾波器采用前述實施形態(tài)所示的各種帶定向耦合器的濾波器。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以縮小整體尺寸，能夠減少傳輸損耗，能夠構(gòu)成具有優(yōu)異通信特性的通信裝置。
根據(jù)發(fā)明，具有由與濾波器構(gòu)成元件或多個該濾波器構(gòu)成元件形成的濾波器構(gòu)成部分電磁耦合的多個耦合元件、使該多個耦合元件導(dǎo)通的耦合用線路、以及與該耦合用線路導(dǎo)通的多個耦合用端子構(gòu)成的定向耦合器，通過這樣，能夠使定向耦合器與濾波器一體化，抑制傳輸損耗。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由集中參數(shù)元件、分布常數(shù)線路、分布常數(shù)諧振器、平面電路、波導(dǎo)管、疊層電路、介質(zhì)線路或介質(zhì)諧振器中的至少一個電路構(gòu)成濾波器構(gòu)成元件，通過這樣，能夠不用特別復(fù)雜的電路，將定向耦合器與濾波器構(gòu)成一體。
另外，根據(jù)本發(fā)明，利用配置在由中心導(dǎo)體與接地導(dǎo)體形成的空間或所述濾波器構(gòu)成元件的附近的耦合用探頭、插入金屬殼體內(nèi)的耦合用探頭、在絕緣基板表面形成的耦合用電極圖形或電抗元件形成耦合元件，通過這樣，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)使耦合元件與濾波器元件耦合。
另外，根據(jù)本發(fā)明，濾波器構(gòu)成元件的至少一個是多重諧振模式元件，對該多重諧振模式元件配置耦合元件，使得與多個模式的耦合量不同，通過這樣，對于采用多模介質(zhì)諧振器的濾波器等，也能夠使定向耦合器與濾波器一體化。
另外，根據(jù)本發(fā)明，耦合元件有三個以上，將至少一個耦合元件對于其他耦合元件，以對于信號傳輸方向不同的順序，與耦合用線路串聯(lián)或并聯(lián)導(dǎo)通，通過這樣，能夠提高方向性及耦合度的設(shè)計自由度。
另外，根據(jù)本發(fā)明利用前端開放探頭或者與接地導(dǎo)體或所述金屬殼體通過電磁方式連接的前端環(huán)形探頭形成耦合用探頭，通過這樣，能夠不受探頭形狀的約束，構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器。
另外，根據(jù)本發(fā)明，是在絕緣基板表面用導(dǎo)體圖形或用金屬殼體內(nèi)配置的多個導(dǎo)體形成濾波器構(gòu)成元件的電容，通過這樣，能夠容易形成濾波器構(gòu)成元件的電容。
另外，根據(jù)本發(fā)明，用引線、板狀金屬、絕緣基板表面形成的耦合用電極圖形、同軸線路、微帶線或螺釘?shù)闹辽僖粋€形成耦合用探頭，通過這樣，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)形成小型耦合元件。
另外，根據(jù)本發(fā)明，具有對耦合元件及耦合用線路調(diào)整耦合特性的短截線元件或電抗元件，通過這樣，能夠提高方向性及耦合度的設(shè)計自由度。
另外，根據(jù)本發(fā)明，利用特性阻抗不同的至少兩線路元件形成耦合用線路，通過這樣，能夠提高耦合用線路的設(shè)計自由度，容易形成帶定向耦合器的濾波器。
另外，根據(jù)本發(fā)明，以傳輸信號的基波的1/4波長的長度形成短截線元件，通過這樣，能夠適當(dāng)設(shè)定方向性及耦合度，能夠得到優(yōu)異的方向性及耦合度。
另外，根據(jù)本發(fā)明，將耦合用線路配置在對于濾波器構(gòu)成元件被電磁隔離的濾波器外部，通過這樣，能夠抑制沿濾波器傳輸?shù)男盘枌︸詈嫌镁€路的影響。
另外，根據(jù)本發(fā)明，將耦合用線路的至少一部分配置在所述濾波器內(nèi)。通過這樣，能夠減小整個帶定向耦合器的濾波器的形狀。
另外，根據(jù)本發(fā)明，自愛金屬殼體設(shè)置通過物理方法使耦合元件或耦合用下落變化的手段及將其穿入金屬殼體內(nèi)的孔，這樣構(gòu)成帶定向耦合器的濾波器，通過這樣，能夠在組裝后改變特性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在金屬殼體具有調(diào)整耦合元件或耦合用線路特性的螺釘，通過這樣，能夠容易調(diào)整特性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在耦合用線路的至少一端具有衰減電路，該衰減電路衰減在耦合用線路激勵產(chǎn)生的不需要模式的信號，通過這樣，能夠消除不需要的信號，得到優(yōu)異的特性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，將構(gòu)成衰減電路的至少一個電阻形成可變電阻器，通過這樣，能夠容易改變衰減電路的參數(shù)，得到適當(dāng)?shù)奶匦浴?br> 另外，根據(jù)本發(fā)明，在耦合用線路的至少一端連接終端用電阻器，通過這樣，能夠適當(dāng)進(jìn)行終端處理，得到優(yōu)異的傳輸特性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，改變耦合用探頭的配置位置或耦合用探頭的形狀，通過這樣，能夠容易調(diào)整定向耦合器的耦合特性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，改變耦合用線路或短截線的形狀及配置位置，或者使導(dǎo)體或介質(zhì)與濾波器構(gòu)成元件接合或接近，通過這樣，容易調(diào)整定向耦合器的耦合特性。
另外，根據(jù)本發(fā)明調(diào)整耦合用的有效螺釘長度，來調(diào)整濾波器構(gòu)成元件與耦合元件的電磁耦合量。通過這樣，能夠容易調(diào)整濾波器構(gòu)成元件與耦合元件的電磁耦合量。
另外，根據(jù)本發(fā)明，具有分別由多個濾波器構(gòu)成元件構(gòu)成并具備分別與規(guī)定的濾波器構(gòu)成元件耦合的多個輸入輸出端的多個濾波器、以及與該多個濾波器的多個所述濾波器構(gòu)成元件或所述輸入輸出端耦合的定向耦合器，通過這樣，通過這樣，能夠容易構(gòu)成具有優(yōu)異方向性及耦合度，傳輸損耗少而且解雇簡單的帶定向耦合器的復(fù)合濾波器裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明，具有所述帶定向耦合器的濾波器或所述帶定向耦合器的復(fù)合濾波器裝置，通過這樣，能夠容易構(gòu)成傳輸特性優(yōu)異的通信裝置。
權(quán)利要求
1.一種帶定向耦合器的濾波器，由多個輸入輸出端及多個濾波器構(gòu)成元件構(gòu)成，其特征在于，包括由與所述濾波器構(gòu)成元件電磁耦合的、或與多個該濾波器構(gòu)成元件形成的濾波器構(gòu)成部分電磁耦合的多個耦合元件，使該多個耦合元件相互之間導(dǎo)通的耦合用線路，以及與該耦合用線路導(dǎo)通的多個耦合端構(gòu)成的定向耦合器。
2.如權(quán)利要求1所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述濾波器構(gòu)成元件由參數(shù)線路、分布常數(shù)諧振器、平面電路、波悼管、介質(zhì)線路、介質(zhì)諧振器或多個電極層進(jìn)行層疊的電路中的至少一個電路構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述耦合元件為配置在由所述濾波器構(gòu)成元件的內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)體形成的空間內(nèi)或所述濾波器構(gòu)成元件的附近的耦合用探頭、插入所述濾波器構(gòu)成元件的金屬殼體內(nèi)的耦合用探頭、在所述濾波器構(gòu)成元件的絕緣基板表面形成的耦合用電極圖形、或與所述濾波器構(gòu)成元件通過電磁方式連接的電抗元件。
4.如權(quán)利要求1或2所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述濾波器構(gòu)成元件的至少一個是多重諧振模式元件，對該多重諧振模式元件配置所述耦合元件，使得與多重諧振模式中的各諧振模式的耦合量不同。
5.如權(quán)利要求1或2所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述耦合元件有三個以上，將至少一個所述耦合元件對于其他所述耦合元件，以對于信號傳輸方向不同的順序，與所述耦合用線路導(dǎo)通。
6.如權(quán)利要求3所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述耦合元件為前端開放探頭或者與接地導(dǎo)體或所述外導(dǎo)體通過電磁方式連接的前端環(huán)形探頭。
7.如權(quán)利要求3所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述濾波器構(gòu)成元件的電容，用在所述絕緣基板表面形成的導(dǎo)體圖形、或用所述金屬殼體內(nèi)配置的多個導(dǎo)體形成。
8.如權(quán)利要求3所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述耦合用探頭，用引線、板狀金屬、絕緣基板表面形成的耦合用電極圖形、同軸線路、微帶線、或螺釘?shù)闹辽僖粋€形成。
9.如權(quán)利要求1或2所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，包括對所述耦合元件或所述耦合用線路調(diào)整耦合特性的短截線元件或電抗元件。
10.如權(quán)利要求1或2所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述耦合用線路利用特性阻抗不同的至少兩個線路元件形成。
11.如權(quán)利要求9所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述短截線元件用傳輸信號的第1高頻的1/4波長的長度形成。
12.如權(quán)利要求1或2所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述耦合用線路配置在對于所述濾波器構(gòu)成元件電磁隔離的所述濾波器外部。
13.如權(quán)利要求1或2所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，所述耦合用線路的至少一部分配置在所述濾波器內(nèi)。
14.如權(quán)利要求3所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，在所述外導(dǎo)體設(shè)置通過物理方法使所述耦合元件或所述耦合用線路變化的構(gòu)件及將其穿入所述外導(dǎo)體內(nèi)的孔。
15.如權(quán)利要求3所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，在所述外導(dǎo)體具有調(diào)整所述耦合元件或所述耦合用線路特性的螺釘。
16.如權(quán)利要求1或2所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，在所述耦合用線路的至少一端具有衰減電路，衰減電路衰減在所述耦合用線路激勵產(chǎn)生的不需要模式的信號。
17.如權(quán)利要求16所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，構(gòu)成所述衰減電路的至少一個電阻為可變電阻器。
18.如權(quán)利要求1或2所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，在所述耦合用線路的至少一端連接終端用電阻器。
19.一種帶定向耦合器的濾波器的調(diào)整方法，調(diào)整如權(quán)利要求1所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，通過改變所述耦合元件的配置位置或所述耦合元件的形狀，調(diào)整所述定向耦合器的耦合特性。
20.一種帶定向耦合器的濾波器的調(diào)整方法，調(diào)整如權(quán)利要求1所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，通過改變所述耦合用線路或所述短截線的形狀及配置位置，或者使導(dǎo)體或介質(zhì)與所述濾波器構(gòu)成元件接合或接近，調(diào)整耦合特性。
21.一種帶定向耦合器的濾波器的調(diào)整方法，調(diào)整如權(quán)利要求8所述的帶定向耦合器的濾波器，其特征在于，通過改變與所述螺釘耦合的有效長度，調(diào)整所述濾波器構(gòu)成元件與所述耦合元件的電磁耦含量，調(diào)整耦合特性。
22.一種帶定向耦合器的復(fù)合濾波器裝置，其特征在于，包括分別由多個濾波器構(gòu)成元件構(gòu)成并具有分別與規(guī)定的濾波器構(gòu)成元件耦合的多個輸入輸出端的多個濾波器、以及與該多個濾波器的多個所述濾波器構(gòu)成元件或所述輸入輸出端耦合的定向耦合器的帶定向耦合器，所述濾波器的至少一個濾波器為如權(quán)利要求1所述的帶定向耦合器的濾波器。
23.一種通信裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1所述的帶定向耦合器的濾波器、或如權(quán)利要求22所述的帶定向耦合器的復(fù)合濾波器裝置。
全文摘要
本發(fā)明以簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成具有優(yōu)良的衰減特性并能得到良好方向性的帶定向耦合器的濾波器。將具有交替連接高阻抗部分1a及低阻抗部分1b的形狀的內(nèi)導(dǎo)體1，配置在截面為實質(zhì)上正方形的外導(dǎo)體2內(nèi)的中心。在外導(dǎo)體2的一個側(cè)面(圖中的上側(cè)面)形成二個貫通外導(dǎo)體2的側(cè)壁的孔8。介質(zhì)基板3的表面形成由主線路部分與探頭連接部分形成的實質(zhì)上π形形狀的耦合用線路5，在端部線路5的主線路部分的一端設(shè)置電阻器6。另一端作為輸出端20，能夠與外部電路連接。探頭4a及4b插入孔8，將介質(zhì)基板設(shè)置在外導(dǎo)體2內(nèi)的規(guī)定位置。
文檔編號H01P1/202GK1434539SQ03100989
公開日2003年8月6日 申請日期2003年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月8日
發(fā)明者角田紀(jì)久夫, 竹井泰範(fàn), 伊藤宏充 申請人:株式會社村田制作所