專利名稱：介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器、雙工器和通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波波段、毫米波段中使用的介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器、雙工器，還涉及使用這種零件的通信裝置。
近年來，隨著移動通信系統(tǒng)和多媒體的日益普及，對高速度和大容量通信系統(tǒng)需求在增加。隨著通過這些通信系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒘康脑鲩L，通信中使用的頻率范圍正從微波波段擴(kuò)展和增大到毫米波段。盡管在毫米波段也可以使用在微波波段中廣泛使用的TE01δ模介質(zhì)諧振器，但在形成諧振器時需要極高的精度，因為決定諧振器諧振頻率的諧振器圓柱形介質(zhì)材料的尺寸在毫米波段變得非常小。在用TE01δ模介質(zhì)諧振器構(gòu)造毫米波段中使用的濾波器的情況下，當(dāng)在波導(dǎo)中以合適的間隔位置放置TE01δ模介質(zhì)諧振器時，需要極高的定位精度。另外，應(yīng)該對每個諧振器的諧振頻率作精確調(diào)節(jié)。還需要精確調(diào)節(jié)介質(zhì)諧振器之間的耦合。然而，需要一個非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)精確調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的申請人已在日本專利申請第7-62625號中提出了一種不存在上述問題的介質(zhì)諧振器和帶通濾波器。


圖10A和10B示出了上述專利申請中揭示的介質(zhì)諧振器的結(jié)構(gòu)，但圖中僅示出了基本部分。在圖10A和10B中，標(biāo)號3表示一具有特定相對介電常數(shù)的介質(zhì)基片。電極1和2形成于介質(zhì)基片的兩個主表面上，并且每個電極都具有一個圓形的直徑被適當(dāng)確定的非電極部分4或5。導(dǎo)電板17和18位于介質(zhì)基片3的兩側(cè)，與介質(zhì)基片3相隔一段合適的距離。在該結(jié)構(gòu)中，在介質(zhì)基片3中形成圓柱形的諧振器區(qū)域60，它起TE010模介質(zhì)諧振器的作用。
在上述介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)中，電極位于介質(zhì)板的兩個相對的主表面上，它們具有形狀基本相同的非電極部分，而介質(zhì)板則位于兩個彼此隔開的導(dǎo)電板之間，在各介質(zhì)板主表面上的電極與其相應(yīng)的導(dǎo)電板之間產(chǎn)生TE模寄生波(spuriouswave)，并且該寄生波在介質(zhì)板主表面與導(dǎo)電板之間的空間中傳播。寄生波被腔壁反射，并由此產(chǎn)生駐波。這意味著會發(fā)生與這些駐波相關(guān)的諧振。
如果產(chǎn)生了這種TE模寄生波并且寄生波在介質(zhì)板各主表面與導(dǎo)電板之間的空間中傳播，那么，TE010模諧振器的能量(在該介質(zhì)諧振器中這是最重要的)會被部分轉(zhuǎn)換成寄生波的能量，從而無載Q值(Qo)變低并使帶通濾波器通帶外的頻率范圍中的特性劣化。
如日本專利申請第8-54452號中揭示的，本發(fā)明的申請人已提出了一種技術(shù)，該技術(shù)能夠構(gòu)造不存在上述問題的介質(zhì)諧振器和帶通濾波器。
本發(fā)明的一個目的是提供介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器、雙工器以及使用這種器件的通信裝置，在這些器件中用不同于日本專利申請第8-54452號的方式防止了上述問題。
依照本發(fā)明的一個方面，提供了一種介質(zhì)諧振器，它包括電極，它們形成于介質(zhì)板的兩個主表面上；非電極部分，它們具有基本相同的形狀且形成于各電極中，致使非電極部分位于介質(zhì)板相對主表面之相互對應(yīng)的位置上；位于非電極部分之間的區(qū)域，起諧振區(qū)的作用，并且非電極部分被在導(dǎo)體盒內(nèi)形成的空腔所包圍，介質(zhì)諧振器的特征在于確定空腔的大小，使空腔的截止頻率高于諧振區(qū)的諧振頻率，并且使空腔的尺寸大于非電極部分的外尺寸，從而確保在介質(zhì)板之主表面上的電極與空腔內(nèi)壁之間的空間中產(chǎn)生寄生波。
在上述介質(zhì)諧振器中，最好將空腔制成圓柱形，其內(nèi)直徑2a滿足條件a＜c/(3.412fo)，其中fo是諧振區(qū)的諧振頻率，而c是光速。
當(dāng)把空腔當(dāng)作半徑為a的圓形波導(dǎo)時，圓形波導(dǎo)的最低次模為TE11，并且它的截止波長λc為λc＝3.412a。因此，如果選擇半徑a，使其滿足a＜c/(3.412fo)，其中fo是諧振區(qū)的諧振頻率，而c是光速，那么TE11波截止，從而抑制了TE11波在空腔中的傳播。
還可以將空腔制成矩形，矩形的寬度滿足條件a＜c/(2fo)，其中fo為諧振區(qū)的諧振頻率，而c為光速。
當(dāng)把空腔當(dāng)作矩形波導(dǎo)時，最低次模式為TE10，而截止波長λc為λc＝2a。因此，如果選擇寬度a，使其滿足a＜c/(2fo)，其中fo為諧振區(qū)的諧振頻率，而c為光速，那么TE10波截止，從而抑制了TE10波在空腔中的傳播。
依照本發(fā)明的另一方面，提供了一種介質(zhì)濾波器，它包括電極，它們形成于介質(zhì)板的兩個主表面上；多個非電極部分，它們具有基本相同的形狀，并且形成于各電極中，致使介質(zhì)板一個主表面上的非電極部分位于與另一側(cè)的另一主表面上的各個非電極部分對應(yīng)的位置上；在非電極部分之間的各個區(qū)域，起諧振區(qū)的作用，所述非電極部分被在導(dǎo)電盒內(nèi)形成的空腔所包圍，介質(zhì)濾波器還包括一個信號輸入零件和一個信號輸出零件，這兩個零件都與多個諧振區(qū)中任何區(qū)域附近的電磁場耦合，介質(zhì)濾波器的特征在于，這樣確定相鄰的非電極部分之間的邊界部分處的空腔寬度，使與邊界相關(guān)的截止頻率高于諧振區(qū)的諧振頻率，從而確保在介質(zhì)板之主表面上的電極與空腔內(nèi)壁之間的空間中產(chǎn)生寄生波。因此，所得的介質(zhì)濾波器是很優(yōu)秀的，它可以通帶外的頻率范圍中獲得較大的衰減，并可以抑制寄生波。
通過適當(dāng)?shù)剡x擇空腔邊界部分的寬度可以調(diào)節(jié)在相應(yīng)諧振區(qū)中形成的相鄰諧振器之間的耦合。
在該介質(zhì)濾波器中，最好將包圍在非電極部分周圍的空腔制成圓柱形，并且這樣確定所述空腔邊界部分的寬度e，使其滿足e＜c/(2fo)，其中fo為諧振區(qū)的諧振頻率，而c為光速。
空腔起波導(dǎo)的作用，其邊界部分處的截止頻率為c/(2fo)。因此，如果這樣選擇寬度e，使其滿足e＜c(2fo)，那么就可以抑制寄生波通過邊界部分傳播。
依照本發(fā)明的又一方面，提供了一種雙工器，其特征在于，介質(zhì)濾波器包括一個依照本發(fā)明任何一方面的介質(zhì)諧振器，并且還包括一個信號輸入零件和一個信號輸出零件，或者把依照本發(fā)明上述方面的介質(zhì)濾波器用作發(fā)射濾波器或接收濾波器，或者用作接收和發(fā)射濾波器兩者，發(fā)射濾波器放置在發(fā)射信號輸入端口和輸入/輸出端口之間，接收濾波器放置在接收信號輸出端口和輸入/輸出端口之間。
依照本發(fā)明的再一方面，提供了一種通信裝置，其特征在于，它包括一個射頻電路，該射頻電路具有依照本發(fā)明任何方面的介質(zhì)諧振器，依照本發(fā)明任何方面的介質(zhì)濾波器，或依照本發(fā)明的雙工器。
圖1A和1B是依照本發(fā)明第一實施例的介質(zhì)諧振器的示意圖；圖2A和2B是依照本發(fā)明第二實施例的介質(zhì)諧振器的示意圖；圖3A和3B是依照本發(fā)明第三實施例的介質(zhì)濾波器的示意圖；圖4A和4B示出了圖3A、3B、9A和9B中所示介質(zhì)濾波器的特性曲線；圖5A和5B是依照本發(fā)明第四實施例的介質(zhì)濾波器的示意圖；圖6A和6B是依照本發(fā)明第五實施例的介質(zhì)濾波器的示意圖；圖7A和7B是依照本發(fā)明第六實施例的介質(zhì)濾波器的示意圖8A和8B是依照本發(fā)明第七實施例的介質(zhì)濾波器的示意圖；圖9A和9B是依照傳統(tǒng)技術(shù)的介質(zhì)濾波器的示意圖；圖10A和10B是例示依照傳統(tǒng)技術(shù)的介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)的示意圖，圖中還示出了電磁場的分布；圖11是依照本發(fā)明的雙工器的示意圖；圖12示出了依照本發(fā)明的通信裝置的方框圖。
以下將參照圖1A和1B描述依照本發(fā)明第一實施例的介質(zhì)諧振器。圖1A是一外觀透視圖，而圖1B是其剖面圖。在圖1A和1B中，標(biāo)號3表示一介質(zhì)板。在介質(zhì)板3的兩個主表面上形成電極1和2，并在電極1和2中分別形成圓形的非電極部分4和5，使非電極部分4和5分別位于介質(zhì)板3兩側(cè)的相似位置上。介質(zhì)板3在非電極部分4和5之間的區(qū)域起諧振區(qū)60的作用。整個結(jié)構(gòu)如一個以TE010模工作的介質(zhì)諧振器。將介質(zhì)基片3放在一導(dǎo)體6中，以便在導(dǎo)體6和介質(zhì)板3之間形成空腔8和9。將空腔8和9制成與非電極部分4和5同軸的圓柱形。
當(dāng)把空腔8和9當(dāng)作內(nèi)直徑為2a的圓形波導(dǎo)時，這些圓形波導(dǎo)的最低次模為TE11，而它們的截止波長λc為λc＝3.412a(1)當(dāng)用fo表示諧振區(qū)60的諧振頻率，并用c表示光速時，選擇空腔8和9的內(nèi)直徑2a，使其滿足a＜c/(3.412fo) (2)從而確保TE11模的截止頻率高于諧振區(qū)60的諧振頻率。另外，選擇內(nèi)直徑2a，使其大于非電極部分4和5的直徑d。當(dāng)諧振器之諧振頻率例如為20GHz時，不等式(2)變成2a＜8.8mm。也就是說，空腔8和9的內(nèi)直徑應(yīng)該小于8.8mm。在實踐中，將截止頻率選為上述理論值的1.5至2倍，以便具有足夠大的余量，從而確保不讓TE010模的主電磁場擴(kuò)展到空腔中(換句話說，即將電磁場限制在介質(zhì)板內(nèi))。如果將截止頻率選為理論值的1.5倍，那么空腔8和9的內(nèi)直徑2a為5.8mm。
圖2A和2B示出了依照本發(fā)明第二實施例的介質(zhì)諧振器的結(jié)構(gòu)。該介質(zhì)諧振器與圖1A和1B中所示諧振器的不同之處在于，導(dǎo)體6與介質(zhì)板3之間形成的空腔8和9為矩形。當(dāng)把空腔8和9當(dāng)作矩形波導(dǎo)時，它們的最低次模為TE10，并且截止波長λc為λc＝2a當(dāng)用fo表示諧振區(qū)60的諧振頻率，并用c表示光速時，選擇空腔8和9的內(nèi)部尺寸，使其滿足a＜c/(2fo) (3)從而確保TE10模的截止頻率高于諧振區(qū)60的諧振頻率。另外，選擇空腔的內(nèi)部尺寸a，使其大于非電極部分4和5的直徑d。當(dāng)諧振器之諧振頻率例如為20GHz時，不等式(2)變成a＜7.5mm。也就是說，空腔8和9的內(nèi)部尺寸應(yīng)該小于7.5mm。在實踐中，將截止頻率選為上述理論值的1.5至2倍，以便具有足夠大的余量。如果將截止頻率選為理論值的1.5倍，那么空腔8和9的內(nèi)部尺寸a為5mm。
用上述方式，通過選擇空腔的大小可以抑制TE10或TE11模寄生波，從而防止TE010主模的能量轉(zhuǎn)換成寄生模式，由此防止Qo的劣化。
現(xiàn)參照圖3A、3B、4A、4B、9A和9B，描述依照本發(fā)明第三實施例的介質(zhì)濾波器。
圖3A和3B是表示介質(zhì)濾波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖面圖，其中圖3A是沿圖3B中B-B線截取的剖面圖，而圖3B是沿圖3A中A-A線截取的剖面圖。在圖3A和3B中，標(biāo)號3表示一介質(zhì)板。在介質(zhì)板3的兩個主表面上形成電極1和2，其中每個電極都具有一些圓形的直徑為d的非電極部分4a、4b和4c，或5a、5b和5c。非電極部分4a、4b和4c位于介質(zhì)板3的一個主表面上，而非電極部分5a、5b和5c則分別位于相對主表面上與4a、4b和4c對應(yīng)的位置上，從而形成三個諧振區(qū)60a、60b和60c。在圖3A和3B中，標(biāo)號7表示一個盒子，而標(biāo)號16表示一基板。將介質(zhì)板3放在盒子7中，并用基板16蓋住盒子的開口。在盒子與介質(zhì)板3之間形成空腔8a、8b和8c，在介質(zhì)板3與基板16之間形成空腔9a、9b和9c，其中空腔8a、8b和8c分別與非電極部分4a、4b和4c同軸，并且空腔9a、9b和9c分別與非電極部分5a、5b和5c同軸?？涨?a、8b和8c在邊界處是連續(xù)的，相鄰空腔之間具有較小的寬度e。同樣，空腔9a、9b和9c在其各自的邊界處也是連續(xù)的。
當(dāng)用fo表示諧振區(qū)60a、60b和60c的諧振頻率，并用c表示光速時，選擇空腔8a、8b、8c、9a、9b和9c的內(nèi)直徑2a，使其滿足不等式(2)，從而確?？涨坏慕刂诡l率高于諧振頻率fo。另外，將內(nèi)直徑2a選擇成大于非電極部分的直徑d。
當(dāng)把上述空腔當(dāng)作波導(dǎo)時，相鄰空腔間寬度為e的邊界處的截止波長λc為λc＝2e (4)因此，當(dāng)諧振區(qū)的諧振頻率為fo時，如果將邊界寬度設(shè)置成小于c/(2fo)，那么便抑制了通過空腔邊界傳播的TE10模寄生波。例如，當(dāng)fo＝20GHz時，將e選擇成小于7.5mm。
由于如上所述通過適當(dāng)?shù)剡x擇空腔間邊界的寬度e可以抑制寄生波，所以如果滿足了等式(4)，就不必滿足不等式(2)。
圖3A和3B所示的基板16是由一絕緣或介質(zhì)板制成的，在介質(zhì)板上適當(dāng)形成電極圖案?；旧显诨?6之下表面(圖3A和3B中的下方)的整個面積上形成地電極。在基板16的上表面上形成地電極和微帶線12和13。探針10和11通過焊料之類的東西與各自的微帶線12和13的端部相連。在微帶線12和13的附近，形成通孔14，它們穿過基板16，致使形成于基板16之上下表面上的地電極彼此電氣連接，從而確保在微帶線附近的區(qū)域中，上下地電極之間沒有地電勢差，由此可以在防止在這些區(qū)域中產(chǎn)生寄生波。
在圖3A和3B所示的結(jié)構(gòu)中，探針10和11分別與諧振區(qū)60a和60c磁耦合。相鄰的諧振區(qū)60a和60b通過相鄰諧振區(qū)之間的空間彼此磁耦合。相鄰的諧振區(qū)60b和60c也以相同的方式彼此磁耦合。
為與圖3A和3B所示的介質(zhì)濾波器相比較，在圖9A和9B中提供了一剖面圖，它們示出了依照傳統(tǒng)技術(shù)的介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu)。與圖3A和3B中所示的介質(zhì)濾波器不同，用這樣的方式在介質(zhì)板3的上下方形成空腔8和9，致使空腔壁的形狀與盒子7的外壁相似。在圖9A和9B中，標(biāo)號19表示一寄生波抑制板，它位于基板16與電極2之間的一個適當(dāng)位置處，其中電極2形成于介質(zhì)板3的下表面，由此在電極2與設(shè)置寄生波抑制板19之位置處的地電極之間形成一LC電路(LC諧振器)。運用這種寄生波抑制板的技術(shù)落在上述日本專利申請第8-54452號的范圍內(nèi)。
以下列出了圖3A、3B、9A和9B所示的介質(zhì)濾波器各部分的尺寸，其中還示出了相對介電常數(shù)εr。
表1
圖4A和4B示出了圖3A和3B、9A和9B中所示的兩種介質(zhì)濾波器的衰減-頻率特性，其中圖4A示出了圖3A和3B中介質(zhì)濾波器的特性，而圖4B示出了圖9A和9B中介質(zhì)濾波器的特性。
在圖9A和9B所示的介質(zhì)濾波器中，當(dāng)把沿盒子7之長邊的長度b當(dāng)作波導(dǎo)的寬度時，沿波導(dǎo)的這個方向會產(chǎn)生TE10模的最低次諧振。在這一具體的例子中，b＝18.0，所以TE10模的截止頻率為8.3GHz。事實上，如圖4B所示，與該截止頻率對應(yīng)的諧振峰出現(xiàn)在9-9GHz的范圍內(nèi)。當(dāng)把沿盒子7之短邊的長度a當(dāng)作波導(dǎo)的寬度時，由于a＝8.0，所以可算出TE10模的截止頻率為fc＝18.8GHz。但在圖4B中，在該頻率處出現(xiàn)了衰減。這是因為用圖9A所示寄生波抑制板19形成的LC電路起著陷波器的作用，它把信號陷波在18-20GHz的范圍內(nèi)。如果不提供寄生波抑制板，那么TE10模式的諧振會出現(xiàn)在18.8GHz附近，而18.8GHz附近的頻率范圍則變成一通帶，從而濾波器不再起TE010模濾波器的作用。
在圖3A和3B所示介質(zhì)濾波器的情況下，如果假設(shè)把總長度b為15.3mm的空腔作為一個整體，所起作用如同寬度為15.3mm的波導(dǎo)，那么TE10模式的諧振會出現(xiàn)9.8GHz附近。然而，盒子的內(nèi)部形狀是用這樣的方式形成的，它與TE010模諧振器零件的形狀相似，因此寬度e小至2.5mm。結(jié)果，TE10模的fc高于30GHz，并如圖4A所示，可以在9-11GHz的頻率范圍中獲得大于70分貝的衰減。另一方面，由不等式(2)以及2a＝5.5mm可以計算出對應(yīng)于圖3A和3B所示直徑2a的與TE11模諧振相關(guān)的截止頻率fc約為32GHz。因此，從圖4A中可見，該模的諧振不受影響。
因此，在圖3A和3B所示的結(jié)構(gòu)中，在DC至25GHz的寬的頻率范圍內(nèi)，除了對應(yīng)于HE110、HE210、HE310和TE110模(它們出現(xiàn)在諧振區(qū)中)的寄生諧振的諧振峰之外，可以獲得大于40分貝的衰減。
由以上描述可見，如果如圖3A和3B所示確定盒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸，那么截止頻率會落在所考慮的頻率范圍內(nèi)，不必使用如圖9A和9B所示的寄生波抑制板，并且由此很容易實現(xiàn)具有所需特性的濾波器。這使得可以用數(shù)目較少的部件來制作濾波器。部件數(shù)目的減少可以降低生產(chǎn)成本，并提高可靠性。
現(xiàn)參照圖5A和5B，描述依照本發(fā)明第四實施例的介質(zhì)濾波器。在該實施例中，與圖3A和3B所示的結(jié)構(gòu)不同，用這樣的方式分別在介質(zhì)板3的上下側(cè)形成空腔8和9，致使空腔8和9在設(shè)置有三個諧振區(qū)60a、60b和60c的空腔的整個長度上具有固定的寬度a。如此選擇寬度a，使其滿足上述不等式(3)。另外，選擇空腔的寬度a，使其大于非電極部分的直徑d。其余零件類似于圖3A和3B所示的零件。
圖6A和6B示出了依照本發(fā)明第五實施例的介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu)。與圖5A和5B所示濾波器的不同之處于，空腔8a、8b和8c分別形成于諧振區(qū)60a、60b和60c的上方，而空腔9a、9b和9c分別形成于諧振區(qū)60a、60b和60c的下方，其中使相鄰空腔之間的邊界部分變窄至寬度b。其余零件類似于圖5A和5B所示的零件。通過使相鄰空腔之間的邊界部分變窄至寬度b，進(jìn)一步抑制了寄生波通過邊界部分在空腔中的傳播。通過改變變窄部分的寬度b，可以調(diào)節(jié)相鄰諧振區(qū)之間的耦合。也就是說，如果減小寬度b并保持相鄰非電極部分之間的間距不變，那么相鄰諧振區(qū)之間的耦合會降低。相反，如果增加寬度b，那么相鄰諧振區(qū)之間的耦合會增加。
圖7A和7B是依照本發(fā)明第六實施例的介質(zhì)濾波器之結(jié)構(gòu)的剖面圖。與圖5A和圖5B的不同之處在于，非電極部分4a、4b、4c、5a、5b和5c被制成矩形，而探針10和11被制成在整個長度上筆直地延伸到其端部的形狀。其余零件與圖5A和5B中所示的類似。如果把非電極部分制成矩形，那么各個諧振區(qū)60a、60b和60c起TE100模介質(zhì)諧振器的作用。探針10和11分別在諧振區(qū)60a和60c中與諧振器磁耦合。諧振區(qū)60a和60c中的相鄰諧振器彼此磁耦合。同樣，諧振區(qū)60b和60c中的相鄰諧振器也彼此磁耦合。
圖8A和8B是依照本發(fā)明第七實施例的介質(zhì)濾波器之結(jié)構(gòu)的剖面圖。與圖7A和圖7B的不同之處在于，空腔8a、8b和8c分別形成于諧振區(qū)60a、60b和60c的上方，而空腔9a、9b和9c分別形成于諧振區(qū)60a、60b和60c的下方，其中相鄰空腔之間的邊界部分變窄。其余零件與圖7A和7B所示的類似。通過使相鄰空腔間的邊界部分變窄，進(jìn)一步抑制了寄生波通過邊界部分在空腔中的傳播。通過改變變窄部分的寬度，可以調(diào)節(jié)相鄰諧振器之間的耦合。
現(xiàn)參照圖11，描述依照本發(fā)明第八實施例的雙工器。
圖11所示的截面是用類似于圖3A和3B所示的方式沿穿過盒子7延伸的平面截取得的。其總體結(jié)構(gòu)基本上與圖3A和3B所示的雙端口介質(zhì)濾波器相同。在介質(zhì)板的上表面上形成一電極，使該電極具有六個非電極部分4a、4b、4c、4d、4e和4f。在介質(zhì)板的下表面上形成一個相似的電極，使下電極的非電極部分位于與上電極非電極部分對應(yīng)的位置上。在該結(jié)構(gòu)中，六個介質(zhì)諧振器形成于單個介質(zhì)板上。
將探針10、11、20和21放置在介質(zhì)板以下。將一個元件一分為二，形成探針11和20。如此確定盒子7的內(nèi)部形狀，不僅在探針與介質(zhì)諧振器耦合的區(qū)域中在各探針周圍留有空間，而且在整個探針周圍存在空間。
探針10與形成于非電極部分4a上的諧振區(qū)60a磁耦合。探針21與形成于非電極部分4f上的諧振區(qū)60f磁耦合。探針11和20分別與形成于非電極部分4c和4d上的諧振區(qū)60c和60d磁耦合。
用位于一側(cè)的三個諧振區(qū)60a、60b和60c形成一個接收濾波器，并用位于另一側(cè)的其余三個諧振區(qū)60d、60e和60f形成一個發(fā)射濾波器。盒子7的一部分在起接收濾波器第一級作用的諧振區(qū)60c和起發(fā)射濾波器末級作用的諧振區(qū)60d之間延伸，以便確保接收濾波器與發(fā)射濾波器彼此良好地隔離。
選擇從諧振區(qū)60c之等效短路平面至探針11與20之分支點的電長度，使其為在傳輸線上測得的發(fā)射頻率之1/4波長的奇數(shù)倍。選擇從諧振區(qū)60d之等效短路平面至探針11與20之分支點的電長度，使其為在傳輸線上測得的接收頻率之1/4波長的奇數(shù)倍。
該結(jié)構(gòu)可使發(fā)射信號與接收信號分離，并且同時在接收濾波器和發(fā)射濾波器中抑制寄生波在介質(zhì)板上下空間中的傳播。
圖12示出了依照本發(fā)明第九實施例的通信裝置的方框圖。
在圖12所示的該通信裝置中，把依照上述第八實施例的雙工器用作天線雙工器。在圖12中，標(biāo)號46a和46b分別表示接收濾波器和發(fā)射濾波器，它們形成一個天線雙工器46。如圖12所示，接收電路47與天線雙工器46的接收信號輸出端口46c相連，而發(fā)射電路48與發(fā)射信號端口46d相連。另外，天線49與輸入/輸出端口46e相連，致使整個結(jié)構(gòu)起通信裝置50的作用。
通過使用在寄生抑制以及發(fā)射、接收信號分離方面具有優(yōu)良特性的天線雙工器，可以實現(xiàn)高性能的小型化通信裝置。
盡管在圖12所示的實施例中，在通信裝置中使用了依照本發(fā)明的雙工器，但是在通信裝置的射頻電路中可以使用任何依照本發(fā)明的介質(zhì)諧振器或介質(zhì)濾波器。這使得可以實現(xiàn)這樣的通信裝置，該通信裝置的射頻電路具有較低的寄生效應(yīng)。
由以上描述可見，本發(fā)明具有以下優(yōu)點。在依照本發(fā)明的諧振器中，抑制了在空腔內(nèi)壁與電極以及介質(zhì)板之主表面之間空間中產(chǎn)生寄生波。結(jié)果，抑制了能量向寄生模式的轉(zhuǎn)移，從而阻止了介質(zhì)諧振器之無載Q值的降低。
另外，選擇空腔的形狀，從而以更有效的方式抑制了寄生波的產(chǎn)生。
在依照本發(fā)明的濾波器中，抑制了寄生波，并且防止了通帶外頻率范圍中衰減特性的劣化。
在依照本發(fā)明的雙工器中，在通帶外的頻率范圍中獲得了良好的衰減特性。
在依照本發(fā)明的通信裝置中，在通信裝置的射頻電路中獲得了不受寄生效應(yīng)影響的良好特性。所得的通信裝置尺寸小，效率高。
權(quán)利要求
1.一種介質(zhì)諧振器，它包括電極，它們形成于一介質(zhì)板的兩個主表面上；非電極部分，它們具有基本相同的形狀且形成于各個所述電極中，致使所述非電極部分位于介質(zhì)板相對主表面之相互對應(yīng)的位置上；一區(qū)域，它位于所述非電極部分之間，起諧振區(qū)的作用，所述非電極部分被在一導(dǎo)體盒內(nèi)形成的空腔所包圍，所述介質(zhì)諧振器的特征在于如此確定所述空腔的大小，使所述空腔的截止頻率高于所述諧振區(qū)的諧振頻率，并且使所述空腔的尺寸大于所述非電極部分的外尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)諧振器，其特征在于，將所述空腔制成圓柱形，所述圓柱形的內(nèi)直徑2a滿足條件a＜c/(3.412fo)，其中fo是所述諧振區(qū)的諧振頻率，而c是光速。
3.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)諧振器，其特征在于，把所述空腔制成矩形，所述矩形的寬度a滿足條件a＜c/(2fo)，其中fo為所述諧振區(qū)的諧振頻率，而c為光速。
4.一種介質(zhì)濾波器，它包括電極，它們形成于一介質(zhì)板的兩個主表面上；多個非電極部分，它們具有基本相同的形狀并且形成于各個所述電極中，致使所述介質(zhì)板一個所述主表面上的所述非電極部分位于與另一側(cè)之另一所述主表面上的各所述非電極部分對應(yīng)的位置上；各個區(qū)域，它們分別位于所述非電極部分之間，起諧振區(qū)的作用，所述非電極部分被在一導(dǎo)電盒內(nèi)形成的空腔所包圍，所述介質(zhì)濾波器還包括一個信號輸入零件和一個信號輸出零件，這兩個零件都與所述多個諧振區(qū)中任何區(qū)域附近的電磁場耦合，所述介質(zhì)濾波器的特征在于如此確定相鄰非電極部分之間邊界部分處的所述空腔的寬度，使與邊界相關(guān)的截止頻率高于所述諧振區(qū)的諧振頻率。
5.如權(quán)利要求4所述的介質(zhì)濾波器，其特征在于，將包圍在非電極部分周圍的所述空腔制成圓柱形，并且如此確定所述空腔邊界部分的寬度e，使其滿足e＜c/(2fo)，其中fo為所述諧振區(qū)的諧振頻率，而c為光速。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種例如在TE010模的介質(zhì)諧振器,它用這樣的方式在介質(zhì)板的兩個主表面上形成電極,以便防止寄生波在電極與導(dǎo)體板之間空間中傳播所造成的影響,從而防止Q
文檔編號H04B1/50GK1199937SQ9810927
公開日1998年11月25日 申請日期1998年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月20日
發(fā)明者園田富哉, 平敏朗, 井田裕, 三上重幸, 金川潔 申請人:株式會社村田制作所