[發明專利]介質濾波器、介質雙工器和通信設備

有效

• 申請號: 00106432.0
• 申請日: 2000-04-03
• 公開（公告）號: CN1269617A
• 公開（公告）日: 2000-10-11
• 發明（設計）人: 岡田貴浩;石原甚誠;加藤英幸
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 沈昭坤

本發明涉及一種介質濾波器和介質雙工器，每一個都具有設置在介質塊的內側上的內部導體形成的孔，和設置在介質塊的外部表面上的外部導體，本發明還涉及使用它們的通信設備。

形成使用基本上平行六面體的介質塊的傳統的介質濾波器，其中設置了多個內部導體形成的孔(其內壁上具有內部導體)，并在介質的外部表面上設置了外部導體。參照一種介質濾波器(其中一個端面用作開路表面，另一個相對的端面用作短路表面)，如果兩個相鄰的內部導體形成的孔是具有相同的內部直徑以及直線中心軸的直孔，則由兩個相鄰的內部導體和外部導體構成的兩個諧振器之間的偶數模和奇數模的諧振頻率相互一致，不能獲得諧振器之間的耦合。

為了耦合相鄰的兩個諧振器，一般使用下面的方法：

(1)通過分別使內部導體形成的孔的開路表面側和短路表面側上的內部直徑不同，給諧振器一種臺階阻抗結構。

(2)通過為介質塊的一部分設置縫隙或臺階，使諧振器開路表面側和短路表面側上的阻抗相互不同。

(3)在介質塊的開路表面上形成耦合諧振器的電極圖案。

上述傳統的介質諧振器分別具有下面的問題要解決。在其中內部導體形成在內部導體形成的孔的內壁上的結構的情況下，每一個諧振器的無載Q(Qo)在相當大的程度上隨著內部導體形成的孔的內部直徑而變化。當介質塊的厚度與內部導體形成的孔的內部直徑的比值改變時，無栽Qo在這個比值具有最大值。不論比值增加或減小，Qo都減小。由此，在內部導體形成的孔的內部直徑在開路表面和短路表面側上不同時，如(1)中所述，對于整個內部導體形成的孔而言，內部導體形成的孔的內部直徑無法最優化得使Qo具有最大值。

當有(2)中描述的裂縫、臺階等等畸變部分時，在內部導體和外部導體的電流分布中產生集中區域，從而每一個諧振器的Qo惡化。

另外，在介質塊的開路表面上設置電極圖案的結構的情況下，如(3)所述的耦合系數，電極印刷圖案的尺寸精度確定了諧振器之間的耦合系數。相應地，產生了問題，即需要高的精度，并且生產復雜。

為了克服上述問題，本發明的較佳實施例提供了一種介質濾波器，其中不會由于介質塊的外部形狀和尺寸的變形引起Qo的惡化，諧振器的Qo最佳化，并且可以容易地調節耦合。

本發明的一個較佳實施例提供了一種介質濾波器，其特征在于包含：介質塊；多個設置在所述介質塊中的內部導體形成的孔；設置在所述內部導體形成的孔的內壁上的內部導體；及設置在所述介質塊的外部表面上的外部導體，所述外部導體具有一個開路表面作為所述內部導體形成的孔的開路表面，并具有另一個開路表面作為短路表面；其中，內部導體形成的孔的剖面形狀在從所述開路表面到所述短路表面的范圍內基本上是恒定的，并在至少一個所述內部導體形成的孔的中心軸的中間部分設置臺階。

本發明的另一個較佳實施例提供了一種介質濾波器，其特征在于包含：介質塊；設置在所述介質塊中的多個內部導體形成的孔；設置在內部導體形成的孔的內壁上的內部導體，所述內部導體在所述孔的內壁上具有開口端；及設置在介質塊的外部表面上的外部導體；其中，內部導體形成的孔的剖面的形狀從所述孔的一個開路表面到另一個開路表面的范圍內大致上是恒定的，并且在至少一個所述內部導體形成的孔的中心軸的中間部分設置臺階。

在上述介質濾波器中，每一個內部導體形成的孔都可以具有方形的剖面。

根據上述結構和安排，不會因為介質塊的外部形狀變形而引起Qo的惡化，諧振器的Qo可以最佳化，并且可以容易地調節耦合。

較好地，比值d/D是0.2-0.4，其中D表示介質塊的短路側方向的寬度，d表示內部導體形成的孔的寬度。

根據上述安排，可以通過根據介質塊的外部形狀相對地確定內部導體形成的孔的內部直徑，使Qo最優化。

另外，相對于內部導體形成的孔的縱向的中心，臺階的位置可以更加接近于一個開路表面，內部導體形成的孔從所述臺階到其另一個開路表面范圍內的中心軸與所述內部導體形成的孔相鄰的內部導體形成的孔的中心軸之間的間隔基本上是每一個中心軸和相應的外部導體之間的間隔的兩倍。

根據上述安排，可以減小通過外部導體和內部導體的電流的偏置，并能阻止Qo減小。內部導體形成的孔的內部直徑根據介質塊的外部形狀的比值可以最優化(不僅沿介質塊的厚度方向，還沿設置諧振器的方向)，由此可以進一步使Qo最優化。

本發明的另一個較佳實施例提供了一種介質雙工器，它包含多個上述的介質濾波器，介質濾波器形成在單個介質塊中。

本發明的另一個較佳實施例提供了包含上述介質濾波器或介質雙工器的通信設備。