專(zhuān)利名稱(chēng)：介質(zhì)諧振器和介質(zhì)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及介質(zhì)諧振器和介質(zhì)濾波器，其可用于構(gòu)成數(shù)百M(fèi)Hz到數(shù)個(gè)GHz微波段的諧振回路。具體地講，本發(fā)明涉及一種介質(zhì)諧振器和一種介質(zhì)濾波器，可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)濾波器或類(lèi)似器件小型化以及減少其損耗。
為了實(shí)現(xiàn)介質(zhì)濾波器的小型化，有必要減少諧振器(諧振電極)的尺寸。
通常，諧振電極的開(kāi)口端形成電容。例如，如圖6和7所示，介質(zhì)濾波器100具有介質(zhì)基體104，其中多個(gè)介質(zhì)層(S1到S9，見(jiàn)圖7)層疊在一起，進(jìn)行燒結(jié)，然后形成一個(gè)整體。接著，至少在介質(zhì)基體104的兩個(gè)主表面上形成接地電極102。介質(zhì)濾波器100包括分別設(shè)置在介質(zhì)基體104上的兩組諧振器(第一和第二諧振器106A，106B)。諧振器106A，106B分別包括兩個(gè)層疊在一起的諧振電極108A1，108A2和108B1，108B2。介質(zhì)層沿層疊方向位于各諧振電極之間。
另外，對(duì)于諧振電極108A1，108A2和108B1，108B2分別設(shè)置了位于垂直方向上的三個(gè)內(nèi)層接地電極112A1，112A2，112A3和112B1，112B2，112B3。諧振電極108A1，108A2和108B1，108B2的開(kāi)口端設(shè)置在位于垂直方向上的三個(gè)內(nèi)層接地電極112A1，112A2，112A3和112B1，112B2，112B3之間。
換句話(huà)，諧振電極108A1，108A2和108B1，108B2的開(kāi)口端和內(nèi)層接地電極112A1，112A2，112A3和112B1，112B2，112B3之間形成電容，使濾波器通頻帶的頻率降低和使尺寸變小。
為了濾波器通頻帶進(jìn)一步向低頻側(cè)移動(dòng)和減小介質(zhì)濾波器的尺寸，在圖8所示的介質(zhì)濾波器100中，增加了諧振器106A，106B的諧振電極108A1，108A2，...，108An和108B1，108B2...，108Bn的數(shù)量并沿介質(zhì)層的疊層方向設(shè)置。內(nèi)層接地電極112A1，112A2...，112An和112B1，112B2...112Bn分別設(shè)置在各諧振電極108A1，108A2，...，108An和108B1，108B2，...，108Bn的開(kāi)口端之間。
然而，如果諧振電極108A1，108A2，...，108An和108B1，108B2，...，108Bn只是簡(jiǎn)單地疊放，諧振電極108A1，108B1和108An，108Bn的短路端部接近設(shè)置在兩個(gè)主表面的接地電極102。其結(jié)果是空載Q值下降。
另外，如果諧振電極108A1，108A2....，108An和108B1，108B2，...，108Bn只是簡(jiǎn)單地疊放，還有必要另外設(shè)置耦合-調(diào)整電極120(見(jiàn)圖7)所需的空間，以調(diào)整諧振器106A、106B之間的耦合程度；還要有輸入電極122和輸出電極124所需的空間，以便各諧振電極106A，106B連接輸入及輸出端子。結(jié)果是，不可能實(shí)現(xiàn)介質(zhì)濾波器100的小型化。
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種介質(zhì)諧振器，其包括介質(zhì)基體和在介質(zhì)基體兩個(gè)主表面上形成的接地電極；所述介質(zhì)基體由多個(gè)介質(zhì)層疊加而成，多個(gè)諧振電極層疊在介質(zhì)基體上，介質(zhì)層位于所述諧振電極之間，各所述諧振電極具有短路端部。其中，介質(zhì)諧振器滿(mǎn)足關(guān)系式0.03＜Lb/La＜0.5，假定La表示在所述介質(zhì)基體的兩個(gè)主表面形成的接地電極之間的距離；Lb表示最接近所述介質(zhì)基體的一個(gè)主表面上形成的接地電極的短路端部到最接近所述介質(zhì)基體的另一個(gè)主表面上形成的接地電極的短路端部之間的距離。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種介質(zhì)濾波器，其包括介質(zhì)基體和在介質(zhì)基體兩個(gè)主表面上形成的接地電極；介質(zhì)基體由多個(gè)介質(zhì)層疊加而成，復(fù)數(shù)個(gè)諧振器設(shè)置在所述介質(zhì)基體上。其中，諧振器包括多個(gè)層疊的諧振電極，所述介質(zhì)層位于諧振電極之間。介質(zhì)濾波器滿(mǎn)足關(guān)系式0.03＜Lb/La＜0.5，假定La表示在介質(zhì)基體的兩個(gè)主表面形成的接地電極之間的距離；Lb表示最接近介質(zhì)基體的一個(gè)主表面上形成的接地電極的短路端部到最接近介質(zhì)基體的另一個(gè)主表面上形成的接地電極的短路端部之間的距離。
首先，Lb/La和空載Q值之間的關(guān)系如下所述。當(dāng)Lb/La位于0.15的附近，空載Q值趨于增加。但是當(dāng)Lb/La超過(guò)0.15時(shí)，空載Q值大致上是下降。
因此，希望比值Lb/La處于0.03＜Lb/La＜0.5的范圍，更希望比值Lb/La處于0.05＜Lb/La＜0.45，最希望其處于0.05＜Lb/La＜0.35的范圍。當(dāng)比值Lb/La處于0.05＜Lb/La＜0.45的范圍，可以得到都是低損耗的介質(zhì)諧振器和介質(zhì)濾波器。
另外，多個(gè)諧振電極與介質(zhì)層層疊在一起，介質(zhì)層設(shè)置在電極之間，從而形成諧振器。因此，可以使濾波器的通頻帶進(jìn)一步向低頻側(cè)移動(dòng)和實(shí)現(xiàn)小型化。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)諧振器和介質(zhì)濾波器可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)濾波器的小型化和低損耗。
下面通過(guò)參考附圖所作的介紹，對(duì)本發(fā)明的上述和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)可有更清楚的了解。其中本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)說(shuō)明性示例進(jìn)行顯示。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的介質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的介質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)的分解透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的介質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖；圖5是說(shuō)明Lb/la和空載Q值之間關(guān)系的圖表；圖6是說(shuō)明性的現(xiàn)有技術(shù)的介質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖；圖7是說(shuō)明性的現(xiàn)有技術(shù)的介質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)的分解透視圖；圖8是具有許多疊放在一起的諧振電極的介質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖。
首先，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的介質(zhì)諧振器10具有包括多個(gè)介質(zhì)層的介質(zhì)基體14，介質(zhì)層疊放到一起，進(jìn)行燒結(jié)，形成一個(gè)整體；和分別在介質(zhì)基體14的兩個(gè)主表面上形成的接地電極12a，12b。
介質(zhì)基體14上層疊了多個(gè)諧振電極16，18，20(在圖1所示的實(shí)施例中有三個(gè))。介質(zhì)層位于各諧振電極16，18，20之間。
特別地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，介質(zhì)諧振器滿(mǎn)足關(guān)系式0.03＜Lb/La＜0.5，假定La表示在介質(zhì)基體14的兩個(gè)主表面形成的接地電極12a，12b之間的距離；Lb表示第一層諧振電極16的短路端部到第三層諧振電極20的短路端部之間的距離。
下面，將參考圖2到圖5，對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的介質(zhì)濾波器進(jìn)行說(shuō)明。其中介質(zhì)濾波器50是由上面介紹的介質(zhì)諧振器10組成。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的介質(zhì)濾波器50具有包括多個(gè)介質(zhì)層(S1到S9，見(jiàn)圖3)的介質(zhì)基體14，多個(gè)介質(zhì)層疊放到一起，進(jìn)行燒結(jié)，形成一個(gè)整體；和分別在介質(zhì)基體14的兩個(gè)主表面上形成的接地電極12a，12b。介質(zhì)濾波器50包括兩組設(shè)置在介質(zhì)基體14上的諧振器(第一和第二諧振器10A，10B)。各諧振器10A，10B可包括三個(gè)層疊的諧振電極16A，18A，20A和16B，18B，20B，介質(zhì)層在層疊方向上位于各諧振電極之間。
當(dāng)各個(gè)諧振器10A，10B是四分之一波長(zhǎng)諧振器時(shí)，接地電極12c(見(jiàn)圖4)在介質(zhì)基體14的諧振電極16A，18A，20A和16B，18B，20B面對(duì)的側(cè)表面上形成，所以各個(gè)諧振電極16A，18A，20A和16B，18B，20B的端部與接地電極12c短路。
如圖2所示，輸入端子22在介質(zhì)基體14的一側(cè)表面上形成，輸出端子24在另一側(cè)表面上形成，絕緣區(qū)(介質(zhì)基體14在這部分是暴露的)28，30分別設(shè)置在輸入端子22和接地電極之間，以及輸出端子24和接地電極之間。
另外，在這個(gè)實(shí)施例中，第一內(nèi)層接地電極30A，30B分別在第一層諧振電極16A，16B的開(kāi)口端和接地電極12a之間形成。第二內(nèi)層接地電極32A，32B分別在第三層諧振電極20A，20B的開(kāi)口端和接地電極12b之間形成。第一和第二內(nèi)層接地電極30A，30B和32A，32B分別與介質(zhì)基體14的側(cè)表面上形成的接地電極12d(見(jiàn)圖4)連接。
在這種結(jié)構(gòu)設(shè)置中，各諧振器10A，10B的開(kāi)口端通過(guò)第一和第二內(nèi)層接地電極30A，30B，和32A，32B電容耦合到接地電極12a，12b。因此，可縮短諧振器10A，10B的電極長(zhǎng)度。
介質(zhì)濾波器50的設(shè)置將通過(guò)圖3和圖4進(jìn)行特別的說(shuō)明，介質(zhì)基體14通過(guò)連續(xù)地疊放第一到第九介質(zhì)層S1到S9形成。第一到第九介質(zhì)層S1到S9各由一層或多層組成。
兩個(gè)第一內(nèi)層接地電極30A，30B在第三介質(zhì)層S3的第一主表面上形成。用于調(diào)整第一和第二諧振器10A和10B之間耦合程度的耦合-調(diào)整電極34也在第三介質(zhì)層S3的第一主表面上形成。
兩個(gè)第一層諧振電極16A，16B在第四介質(zhì)層S4的第一主表面上形成。兩個(gè)第二層諧振電極18A，18B在第五介質(zhì)層S5的第一主表面上形成。兩個(gè)第三層諧振電極20A，20B在第六介質(zhì)層S6的第一主表面上形成。
在第七介質(zhì)層S7的第一主表面上設(shè)置通過(guò)電容連接第一諧振器10A和輸入端子22(見(jiàn)圖2)的輸入電極36、通過(guò)電容連接第二諧振器10B和輸出端子24(見(jiàn)圖2)的輸出電極38、和兩個(gè)內(nèi)層接地電極32A，32B。
如圖4所示，假定La表示在介質(zhì)基體14的兩個(gè)主表面形成的接地電極12a，12b之間的距離，Lb表示第一層諧振電極16A，16B的短路端部到第三層諧振電極20A，20B的短路端部之間的距離。根據(jù)這個(gè)假定，濾波器應(yīng)滿(mǎn)足0.03＜Lb/La＜0.5。
另外，應(yīng)當(dāng)指出，Lb/La與空載Q值互相之間的關(guān)系在圖5顯示?？梢岳斫饪蛰dQ值當(dāng)Lb/La處于0.15附近時(shí)趨于增加，但當(dāng)Lb/La超過(guò)0.15時(shí)空載Q值大體上是下降的。
希望空載Q值處于0.03＜Lb/La＜0.5的范圍，更希望Lb/La值處于0.05＜Lb/La＜0.45，最希望處于0.05＜Lb/La＜0.35的范圍。尤其是，當(dāng)比值Lb/La處于0.05＜Lb/La＜0.45的范圍，可以得到低損耗的介質(zhì)諧振器10和低損耗的介質(zhì)濾波器50。
另外多個(gè)諧振電極16A，18A，20A與介質(zhì)層層疊在一起，介質(zhì)層分別位于電極之間，從而形成諧振器10A。多個(gè)諧振電極16B，18B，20B與介質(zhì)層層疊在一起，介質(zhì)層分別位于電極之間，從而形成諧振器10B。因此，介質(zhì)濾波器50的通頻帶可以進(jìn)一步向低頻側(cè)移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)小型化。
如上所述，介質(zhì)諧振器10和介質(zhì)濾波器50可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)濾波器和類(lèi)似器件的小型化和低損耗。
在上面介紹的實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于具有兩個(gè)諧振器10A，10B的介質(zhì)濾波器50。在另外的方案中，本發(fā)明也可以應(yīng)用于有三個(gè)或更多諧振器的濾波器。
在上面介紹的實(shí)施例中，各諧振器10A，10B分別包括三層諧振電極16A，18A，20A和16B，18B，20B。在可應(yīng)用的方案中，介質(zhì)濾波器可以由一層、二層、四層或更多層諧振電極組成。
當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)諧振器和介質(zhì)濾波器并不限于上面所介紹的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的基本特征或主要精神的情況下，本發(fā)明可以通過(guò)其他的方式來(lái)實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種介質(zhì)諧振器，其包括介質(zhì)基體(14)和在所述介質(zhì)基體(14)兩個(gè)主表面上形成的接地電極(12a，12b)；所述介質(zhì)基體(14)由多個(gè)介質(zhì)層疊加而成，多個(gè)諧振電極(16，18，20)層疊在所述介質(zhì)基體(14)上，所述介質(zhì)層位于所述諧振電極(16，18，20)之間，各所述諧振電極(16，18，20)具有短路端部；其中，所述介質(zhì)諧振器滿(mǎn)足關(guān)系式0.03＜Lb/La＜0.5，假定La表示在所述介質(zhì)基體(14)的兩個(gè)所述主表面形成的所述接地電極(12a，12b)之間的距離；Lb表示最接近所述介質(zhì)基體(14)的一個(gè)所述主表面形成的所述接地電極(12a)的短路端部到最接近所述介質(zhì)基體(14)的另一個(gè)所述主表面形成的所述接地電極(12b)的短路端部之間的距離。
2.一種介質(zhì)濾波器，其包括介質(zhì)基體(14)和在所述介質(zhì)基體(14)兩個(gè)主表面上形成的接地電極(12a，12b)；所述介質(zhì)基體(14)由多個(gè)介質(zhì)層疊加而成，復(fù)數(shù)個(gè)諧振器(10A，10B)設(shè)置在所述介質(zhì)基體(14)上；其中，所述諧振器(10A，10B)包括多個(gè)層疊的諧振電極(16A，18A，20A，16B，18B，20B)，所述介質(zhì)層位于所述諧振電極(16A，18A，20A，16B，18B，20B)之間；其中，所述介質(zhì)濾波器滿(mǎn)足關(guān)系式0.03＜Lb/La＜0.5，假定La表示在所述介質(zhì)基體(14)的兩個(gè)所述主表面形成的所述接地電極(12a，12b)之間的距離；Lb表示最接近所述介質(zhì)基體(14)的一個(gè)所述主表面形成的所述接地電極(12a)的短路端部到最接近所述介質(zhì)基體(14)的另一個(gè)所述主表面形成的所述接地電極(12b)的短路端部之間的距離。
全文摘要
一種介質(zhì)濾波器(50)包括由多個(gè)介質(zhì)層形成的介質(zhì)基體(14)，介質(zhì)層經(jīng)層疊、燒結(jié)、形成一個(gè)整體。接地電極(12a，12b)在介質(zhì)基體(14)的兩個(gè)主表面上形成。兩組諧振器(10A，10B)設(shè)置在介質(zhì)基體上。濾波器應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系式0.03<Lb/La<0.5，假定La表示在介質(zhì)基體(14)的上下表面形成的接地電極(12a，12b)之間的距離；Lb表示第一層諧振電極(16A)的短路端部到第三層諧振電極(20A)的短路端部之間的距離。
文檔編號(hào)H01P1/205GK1434542SQ0310346
公開(kāi)日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2003年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月25日
發(fā)明者水谷靖彥, 阪太伸, 平井隆己, 門(mén)田和博, 水野和幸 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社