天线和滤波器结构制造技术

一种组合的滤波器和天线结构（400），其包括多模空腔滤波器以及天线，其中：所述滤波器包括：被提供有传导性覆盖物（312）的介电体（310）；以及接口（412），其被布置以在所述体中的驻波与在所述体的外部传送的电流之间交换能量；以及天线（412），其被布置以在所述体之外的行波与在所述体的内部的驻波之间交换能量，并且所述天线包括：提供在所述覆盖物中的第一窗口（412）。以该方式形成的结构紧密地组合滤波和天线操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于处理电信号的滤波器和天线。
技术介绍
单模的介电滤波器在许多通信系统中具有广泛的使用，包括在蜂窝通信行业之内的低和高功率使用两者。特别地，在许多手持装置中使用的双工滤波器通常将采用该形式的滤波器技术，并且存在某些较高功率的应用，虽然与商业产品相关联的高损耗通常将它们的使用限制到几瓦特(平均功率)或更低的功率级别。为了在介电滤波器设计中实现陡峭的滚降(roll-off)以及宽通带带宽，通常需要串联地级联多个介电谐振器。该工艺通常将导致在(想要的)通带中的损耗的显著增加，这是由于介电材料本身的插入损耗(即，在该材料之内的介电损耗)以及将能量传送入以及出电介质中的耦合损耗两者。对使用多模滤波器的兴趣正在增长，因为这些滤波器允许介电材料片(或者“冰球体(puck)”)被有效地多次重新使用以形成更复杂的滤波器特性。这将通常具有比等同的单模谐振器能够实现的更陡峭的滚降和更宽的通带带宽。其通常还将导致较低的损耗，因为信号需要被耦合到介电材料中和被耦合出介电材料的次数减少。典型的示例将是三模滤波器，其中在三个维度或“平面”一一X平面、Y平面和Z平面一一中激励介电材料。激励可以是H场(磁)或E场(电)或者两者的组合(以任何比率)的形式。在图1A至IC中示出了在立方体100中的三模谐振，其中的每个示出了模式中的不同的一个。在这些图中，由实线箭头示出E场(在图1A的情况下指向纸面中)，并且由环绕E场线的环中的虚线表示H场。在图1A至IC中示出的结构是空腔滤波器的结构。这是被广泛使用并且固有低损耗的结构，这归因于接触电介质并且“反射”在电介质之内设立的场的较大的金属面积一一该较大的金属面积减少在金属中的I2R损耗。相对而言，传输线滤波器(例如，梳状线或交指滤波器)一般将电流集中在相对小的导体中并且因此一般具有较高的损耗。空腔滤波器通常具有大且沉重的缺点，然而使用多模方法允许滤波器的电介质被(实际上)多次使用并且因此允许滤波器针对在其响应中的给定数量的极点和零点更紧密。例如，三模滤波器可以具有每谐振器多达三个极点和三个零点，而常规的单空腔滤波器将仅具有最多一个极点和一个零点，并且因此将需要三倍数量的谐振器来实现相同的滤波器特性。使用多模方法的结果是具有原理上低成本结构、低损耗和小尺寸的滤波器(或谐振器)。这在有源天线应用中是高度有利的，在有源天线应用中在每个有源天线产品中需要许多滤波器——例如，在16元件(element)900 MHz有源天线产品中通常将需要多达16个。除非使用小的、低成本、低损耗的滤波器，否则产品变得过于沉重或者过于昂贵而不能被大规模部署。有源天线系统还包含天线元件以辐射和接收信号。这些天线元件一致(unison)地动作以形成单个束或多个束，这取决于馈送它们的一个或多个信号的相位关系或者相位和幅度关系。这样的系统在本领域公知并且这里将不详细描述。虽然在有源天线架构中使用的多模滤波器可以带来显著的益处，但是仍然可能进一步改善这样的系统。通常指定用于这样的系统的双工滤波器通常具有到被设计成辐射和接收所期望的无线电信号的天线元件的直接连接。尽管该连接的长度短，但是由于所涉及的各种阻抗的失配(这样的失配不是由设计引起，而是由在所涉及的各种部件和材料的制造工艺中的不足产生)并且由于所使用的导体的非零的电阻两者，该连接将招致损耗。例如，在冰球体上使用的耦合结构(即，在冰球体上的传导性接口，用于将信号传递入和/或出冰球体)和在其上安装冰球体的PCB之间将存在失配，连同在PCB走线中的损耗；在将该PCB连接到在其上形成天线元件的PCB (如果其是贴片天线)或者到已形成的金属天线结构(例如，偶极子)的同轴(或其他传输线)连接中也将存在损耗。甚至辐射元件本身将具有非零的电阻率并且因此具有某些损耗。单独地，这些损耗中的每个将非常小，但是合计起来，它们将具有对总体天线的EIRP (有效各向同性辐射功率)及其接收噪声系数的明显的影响。图2示出了针对在例如有源天线系统中形成双工器214的两个滤波器210和212的连接以及天线元件216的典型示意图。如从该图可见的那样，需要多个传输线，连同从例如滤波器210和212 (例如，介电谐振器)到它们的相关联的传输线218、220和222的转变。这些转变将不可避免地招致某些小的失配损耗，并且由于传输线218、220和222的有限的电阻率，传输线218、220和222本身也将招致损耗。同样，从最终传输线222到天线元件216的转变也将招致某些失配相关的损耗。最后，天线元件216本身将具有非零的电阻率，并且因此将引入损耗。单独地，这些损耗将是小的，但合计起来，总数通常将在I至2 dB的范围中，这取决于针对所涉及的频率和各种元件而选择的技术。这些损耗将使天线系统的传输EIRP和接收敏感度(噪声系数)两者降级并且减少其覆盖面积。
技术实现思路
根据一个方面，本专利技术的实施例提供了一种组合的滤波器和天线结构，其包括多模空腔滤波器和天线。所述滤波器包括被提供有传导性覆盖物的介电体以及接口，所述接口被布置以在所述体中的驻波与在所述体的外部传送的电流之间交换能量。所述天线被布置以在所述体之外的行波与在所述体的内部的驻波之间交换能量。所述天线包括第一窗口，其被提供在所述覆盖物中。以该方式形成的结构可以紧密地组合滤波和天线操作。在某些实施例中，所述接口可以包括被提供在所述覆盖物中的第二窗口以及连接到在第二窗口中的体的传导性材料的接触(contact)。所述接触可以是被提供在第二窗口中的体上的传导性材料贴片。这样的贴片可以延伸到第二窗口的边缘并且电连接到所述覆盖物。所述接触可以是刺入到(penetrate into)在第二窗口中的体中的传导性探针。第一窗口可以是在所述覆盖物中的直槽。所述槽可以与电流平行或垂直，所述电流对应于当正在使用所述结构时将被建立在所述体中的驻波。在某些实施例中，第一窗口可以以第一和第二交叉直槽的方式是十字形的。第一槽可以与第二槽垂直地伸展(run)。第一和第二槽可以分别与当正在使用所述结构时将被建立在所述体中的第一驻波和第二驻波平行。所述接口可以包括被提供在所述覆盖物中的第二窗口、在第二窗口中的体上的第一传导性走线以及在第二窗口中的体上的第二传导性走线，其中第一和第二走线被配置成分别优选地(preferentially)親合到第一和第二驻波。在某些实施例中，所述天线可以包括在第一窗口中的体上的传导性材料的岛(island)。在某些实施例中，所述接口可以包括被提供在所述覆盖物中的第二窗口以及连接到在第二窗口中的体的传导性材料的接触，其中所述天线还包括与所述岛分离的接地平面，其中定位所述接地平面以至少部分地覆盖第二窗口。在某些实施例中，所述当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合的滤波器和天线结构，其包括多模空腔滤波器以及天线，其中：所述滤波器包括：　　介电体，其被提供有传导性覆盖物；以及　　接口，其被布置以在所述体中的驻波与在所述体的外部传送的电流之间交换能量；以及所述天线被布置以在所述体之外的行波与在所述体的内部的驻波之间交换能量，并且所述天线包括：　　第一窗口，其被提供在所述覆盖物中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PB克宁顿，DR亨德里，SJ库珀，
申请(专利权)人：梅萨普莱克斯私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU