專利名稱：使用帶狀線濾波器的接收機(jī)和帶狀線濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶狀線濾波器，該濾波器至少包括耦合到第二帶狀線諧振器的第一帶狀線諧振器。
本發(fā)明還涉及一種使用這種帶狀線濾波器的接收機(jī)。
根據(jù)前言的一種帶狀線濾波器由公開的歐洲專利申請(qǐng)No.541397所公知。
這種濾波器特別適用于高頻信號(hào)的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)，例如GSM，PCN和DECT的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)。
GSM(用于移動(dòng)通信的全球系統(tǒng))是一種使用900MHz帶寬的高頻信號(hào)的數(shù)字式蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)。
PCN(個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò))是一種供小型便攜式電話用的并使用1800MHz頻率的數(shù)字式蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)。
DECT(數(shù)字式歐洲無繩電話)特別是用作在無繩電話和專用基站之間相當(dāng)短的距離上的無繩電話。在大約1800MHz的頻率上，DECT象PCN一樣運(yùn)作。
本濾波器特別適用于具有位于分配給特定系統(tǒng)的范圍以外的頻率的不需要信號(hào)的抑制。因?yàn)椴徊捎脼V波，接收機(jī)很容易被從該范圍之外發(fā)送的強(qiáng)發(fā)送機(jī)過載，所以這種抑制是必要的。
已知的濾波器使用至少兩個(gè)相互耦合的帶狀線諧振器。濾波器的輸入和輸出可以不同的方式耦合到諧振器。這種耦合的幾個(gè)例子在由G.L.Matthaei，L.Young和E.M.T.Jones所著的，由MC Graw-HillBook公司于1964年出版的，名稱為“微波濾波器，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和耦合結(jié)構(gòu)”的書中第217-229頁中予以描述。
在根據(jù)上述歐洲專利申請(qǐng)的帶狀線濾波器中，改變帶狀線濾波器傳遞函數(shù)的唯一方法是改變諧振器的諧振頻率和它們耦合的強(qiáng)度。
本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)前言具有改變傳遞函數(shù)的更多方法的帶狀線濾波器。
因此，根據(jù)本發(fā)明的帶狀線濾波器，其特征在于，第一帶狀線諧振器和第二帶狀線諧振器之間的距離在所述的帶狀線諧振器的長度上進(jìn)行改變。
通過在帶狀線諧振器的長度上改變帶狀線諧振器之間的距離，對(duì)于在帶狀線諧振器之間耦合類型的選擇變成可能的。該耦合可以做成電感的、電容的或兩者的組合。如果對(duì)于在帶狀線諧振器中電流為最大值的位置，在帶狀線諧振器之間的距離具有最小值，那么該耦合基本上是感性的。如果對(duì)于在帶狀線諧振器中電壓為最大值的位置，在帶狀線諧振器之間的距離具有最小值，該耦合基本上是容性的。
顯然，美國專利3,528,038公開了具有在帶狀線的長度上變化的距離的兩個(gè)耦合帶狀線。可見上述美國專利涉及寬帶定向耦合器。采用變化距離，以便增加定向耦合器的帶寬。供濾波器使用的具有改變距離的帶狀線諧振器的應(yīng)用在上述美國專利中既沒有公開又沒有提出。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于，帶狀線諧振器之間的距離在帶狀線諧振器的第一端具有它的最小值。
如果帶狀線諧振器之間的距離在帶狀線諧振器的第一端具有最小值，就可容易地得到基本上感性或容性耦合。如果在第一端將帶狀線諧振器短路，則在第一端附近電流具有最大值和電壓具有最小值。在帶狀線之間的耦合現(xiàn)在基本上是感性的。如果帶狀線諧振器在第一端是開路(或容性負(fù)載)的，則在帶狀線諧振器的第一端電流具有最小值和電壓具有最大值。該耦合現(xiàn)在基本上是容性的。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其特征在于，在第一帶狀線諧振器和第二帶狀線諧振器之間的距離在所述的帶狀線諧振器的長度上逐漸改變。
實(shí)驗(yàn)表明，利用在帶狀線諧振器之間的漸變距離可以使一種耦合類型(感性或容性)到最大和使另一種耦合類型(容性或感性)到最小。這便導(dǎo)致插入損耗減小。
本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，其特征在于，帶狀線諧振器定位于兩個(gè)基本上平行的平面內(nèi)。由于它們?cè)O(shè)置在兩個(gè)基本上平行的平面上，帶狀線經(jīng)寬邊耦合，插入損耗比帶狀線設(shè)置在一個(gè)平面中的情況要低。
本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例其特征在于，帶狀線諧振器提供在多層介質(zhì)中。
通過把帶狀線放入多層介質(zhì)中，基本上可減小濾波器的尺寸。適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)材料是諸如氧化鋇、氧化鈣等，或其混合物之類的陶瓷。
現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明予以描述。其中


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的帶狀線濾波器；圖2是根據(jù)圖1的濾波器的剖面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的帶狀線濾波器；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的帶狀線濾波器；圖5是根據(jù)圖4的濾波器的等效電路圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的帶狀線濾波器；圖7是根據(jù)圖6的濾波器的等效電路圖；圖8是帶狀線設(shè)置在一個(gè)平面上的帶狀線濾波器；圖9是帶狀線設(shè)置在一個(gè)平面上的帶狀線濾波器的第二實(shí)施例；圖10是根據(jù)本發(fā)明的收發(fā)信機(jī)。
根據(jù)圖1的帶狀線濾波器包括一個(gè)其中插入第一帶狀線諧振器2和第二帶狀線諧振器3的介質(zhì)體。如圖2可見，帶狀線諧振器2和3設(shè)置在兩個(gè)平行平面上。諧振器2和3之間的距離在它們的長度上從在第一端6和9的最小值，經(jīng)諧振器中間的中間值改變到在第二端4和5的最小值。帶狀線諧振器通過電容器板7和8在第一端6和9被容性加載。帶狀線諧振器在第二端4和5被短路。帶狀線諧振器的長度例如為λ/8。電容負(fù)載的值被選擇來得到λ/4諧振器的性能。
帶狀線諧振器和地之間的電壓在第二端4和5是零并向第一端6和9增加。帶狀線諧振器中的電流在第二端4和5為最大值并向第一端6和9減小。由于帶狀線諧振器2和3之間的最小距離和在第一端6和9的最大電壓，兩個(gè)帶狀線諧振器之間的耦合在很大程度上是容性的。由于在諧振器中間的區(qū)域也存在有某些感性耦合。
根據(jù)圖3的濾波器包括兩個(gè)帶狀線諧振器11和12?，F(xiàn)在短路第一端13和14，并且第二端15和16由電容器板15和16容性加載。因?yàn)樵趲罹€諧振器11和12中的電流在第一端具有最大值，帶狀線諧振器11和12之間的耦合基本上將是感性的，這正與根據(jù)圖1的帶狀線濾波器相反。
根據(jù)圖4的帶狀線濾波器20與根據(jù)圖3的帶狀線濾波器10相似，但是，在根據(jù)圖4的濾波器中，帶狀線22和24之間的距離是漸變的而不按根據(jù)圖3的帶狀線濾波器10分段逐步改變的。由于缺少根據(jù)圖3的濾波器的中間區(qū)域的緣故。距離的漸變使容性耦合程度減小。
圖5表示根據(jù)圖4的濾波器相應(yīng)的等效電路圖。包括電感器30和電容器31的并聯(lián)諧振電路對(duì)應(yīng)于由電容器板29加載的帶狀線22。包括電感器34和電容器33的并聯(lián)諧振電路對(duì)應(yīng)于由電容器板21加載的帶狀線24。帶狀線22和24的感性耦合是由電感器32模擬的。
如果帶狀線22和24調(diào)諧到同一頻率，根據(jù)圖4和5的濾波器表示帶狀線22和24被調(diào)諧至的諧振頻率的最小衰減。對(duì)于比帶狀線的諧振頻率高的某個(gè)頻率，由于由電感器32、電感器34和電容器33構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路，該濾波器將顯示一個(gè)凹口。
根據(jù)圖6的帶狀線濾波器包括在第二端46和41短路的帶狀線42和44。帶狀線諧振器42和44由電容器板49容性加載。在諧振器42和44之間的耦合因帶狀線諧振器之間的距離在第一端最小而基本上呈容性的。帶狀線濾波器40的輸入45和輸出43通過在帶狀線42和44上的電鍍抽頭耦合到帶狀線諧振器。
圖7表示根據(jù)圖6的帶狀線濾波器40的等效電路圖。電感器50和電容器52對(duì)應(yīng)于帶狀線諧振器44。輸入45對(duì)應(yīng)于在電感器50上的抽頭。電感器54和電容器53對(duì)應(yīng)于帶狀線諧振器42。電容器52對(duì)應(yīng)于耦合在帶狀線諧振器42和44之間的容性耦合。根據(jù)圖7的濾波器表示用于帶狀線的諧振頻率的最大傳遞函數(shù)，并且它表示對(duì)于低于帶狀線諧振器42和44的諧振頻率的頻率的凹口。
圖8表示根據(jù)圖6的帶狀線濾波器的變型。在根據(jù)圖8的帶狀線濾波器中，帶狀線56和57置于一個(gè)單個(gè)平面上。圖9表示根據(jù)圖4的濾波器的變型。在根據(jù)圖9的濾波器中，帶狀線63和64也置于一個(gè)單個(gè)平面上。
在圖10中，天線102連接到收發(fā)信機(jī)104的輸入/輸出端。收發(fā)信機(jī)104的輸入/輸出連接到收發(fā)信機(jī)開關(guān)110。收發(fā)信機(jī)開關(guān)110的輸出連接到接收機(jī)106的輸入。
根據(jù)發(fā)明的設(shè)想接收機(jī)106的輸入端連接到帶通濾波器112的輸入。帶通濾波器112的輸出連接到放大器114的輸入。放大器114的輸出連接到帶通濾波器116的輸入，它的輸出連接到在這種情況下，由第一混頻器118構(gòu)成的變頻裝置的第一輸入。第一振蕩器120的輸出連接到第一混頻器118的第二輸入。第一混頻器118的輸出連接到放大器122的輸入。放大器122的輸出連接到SAW濾波器124(表面聲波)的輸入。SAW濾波器124的輸出連接到第二混頻器126的第一輸入。第二振蕩器128的輸出連接到第二混頻器126的第二輸入。第二混頻器126的輸出連接到濾波器/解調(diào)器130的輸入。濾波器/解調(diào)器130的輸出也構(gòu)成接收機(jī)106的輸出。要發(fā)送的信號(hào)加到發(fā)送機(jī)108，它的輸出連接到收發(fā)信機(jī)開關(guān)110的輸入。
如圖1所示，收發(fā)信機(jī)104被安排用于雙工傳輸系統(tǒng)中，其中發(fā)送機(jī)和接收不需要同時(shí)切換。這種傳輸系統(tǒng)的例子是GSM、PCN和DECT。其優(yōu)點(diǎn)在于，收發(fā)信機(jī)4比全雙工操作按排的收發(fā)信機(jī)要簡(jiǎn)單的多，全雙工操作中發(fā)送機(jī)和接收機(jī)可同時(shí)工作。后者收發(fā)信機(jī)需要復(fù)雜的雙工濾波器，以避免發(fā)送機(jī)的輸出信號(hào)在接收機(jī)的輸入處終止。
如果收發(fā)信機(jī)開關(guān)110處于接收方式，接收信號(hào)傳送到帶通濾波器112。對(duì)于DECT，該帶通濾波器具有一個(gè)1890MHz的中心頻率和一個(gè)150MHz的帶寬。帶通濾波器112的輸出信號(hào)被放大器114放大，并接著加到與帶通濾波器112相同的帶通濾波器116處。
帶通濾波器116的輸出信號(hào)在混頻器118中與來自第一振蕩器120的信號(hào)進(jìn)行混頻，該信號(hào)的頻率在1771-1787MHz的范圍中?；祛l器118的輸出信號(hào)被放大器122進(jìn)行放大，并且SAW濾波器124從放大器122的輸出信號(hào)中選擇具有110.592MHz中心頻率的分量。
該輸出信號(hào)在第二混頻器126與來自第二振蕩器128的具有100MHz頻率的信號(hào)進(jìn)行混頻。然后，混頻器126的輸出傳送一個(gè)具有10.592MHz的中心頻率的信號(hào)，該信號(hào)然后由濾波器/解調(diào)器130濾波和解調(diào)。
要發(fā)送的信號(hào)由發(fā)送機(jī)108在載波上進(jìn)行調(diào)制，在DECT情況下，該載波具有一個(gè)等于接收信號(hào)的頻率。發(fā)送機(jī)108的輸出信號(hào)經(jīng)收發(fā)信機(jī)開關(guān)110轉(zhuǎn)送到天線102。
圖1的濾波器112和116用多層涂復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。該濾波器由燒結(jié)的疊層箔組成，當(dāng)其操作期間，該箔在適當(dāng)?shù)奈恢镁哂袨樾纬蓭罹€諧振器等提供的鈀印制線等?？梢韵胂?，諸如銅或銀之類的另一種金屬可以替代鈀。該燒結(jié)最好在單軸壓力下實(shí)現(xiàn)，使得在箔平面中的濾波器的尺寸在燒結(jié)時(shí)不改變。該箔是由陶恣材料的粉末和有機(jī)粘合劑的混合物制成的。所述的技術(shù)在美國專利4,612,689中予以詳細(xì)地描述。另一方面，帶狀線諧振器由兩個(gè)被代替單個(gè)金屬層的薄陶瓷層隔開的金屬層組成。這導(dǎo)致濾波器的衰減在通帶中較小。
權(quán)利要求
1.至少包括耦合到第二帶狀線諧振器的第一帶狀線諧振器的帶狀線濾波器，其特征在于，第一帶狀線諧振器和第二帶狀線諧振器之間的距離在所述的帶狀線諧振器的長度上進(jìn)行改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的帶狀線濾波器，其特征在于，帶狀線諧振器之間的距離在帶狀線諧振器的第一端具有它的最小值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的帶狀線濾波器，其特征在于，第一帶狀線諧振器和第二帶狀線諧振器之間的距離在所述的帶狀線諧振器的長度上逐漸改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的帶狀線濾波器，其特征在于，帶狀線諧振器的第一端是容性加載的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的帶狀線濾波器，其特征在于，帶狀線諧振器的第一端基本上被短路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6的帶狀線濾波器，其特征在于，帶狀線諧振器設(shè)置在兩個(gè)基本上平行的平面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7之一的帶狀線濾波器，其特征在于，帶狀線諧振器放在多層介質(zhì)中。
8.高頻信號(hào)接收機(jī)，它的一個(gè)輸入耦合到包括至少兩個(gè)相互電磁耦合的帶狀線諧振器的濾波器，該濾波器耦合到用于把高頻信號(hào)變換成具有較低中心頻率信號(hào)的變頻器，其特征在于，第一帶狀線諧振器和第二帶狀線諧振器之間的距離在所述的帶狀線諧振器的長度上進(jìn)行改變。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的接收機(jī)，其特征在于，帶狀線諧振器之間的距離在帶狀線諧振器的第一端具有它的最小值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的接收機(jī)，其特征在于，第一帶狀線諧振器和第二帶狀線諧振器之間的距離在所述的帶狀線諧振器的長度上逐漸改變。
全文摘要
在帶狀線濾波器(40)中,帶狀線諧振器(42)和帶狀線諧振器(44)是相互耦合的。為了能夠影響耦合的類型(感性、容性或其混合),帶狀線諧振器(40,42)之間的距離在帶狀線諧振器(40,42)的長度上進(jìn)行改變。如果帶狀線諧振器在它們之間的距離具有最小值那端被短路,耦合基本上是感性的。如果帶狀線諧振器(40,42)在距離具有最小值的那一端是開路的或在該端是容性加載的,耦合基本上是容性的。
文檔編號(hào)H01P1/205GK1198258SQ97190951
公開日1998年11月4日 申請(qǐng)日期1997年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月7日
發(fā)明者J·斯內(nèi)爾 申請(qǐng)人:菲利浦電子有限公司