平衡介质滤波器制造技术

本发明专利技术涉及具有平衡的输入／输出端子的平衡介质滤波器。平衡介质滤波器包括两个谐振器以及耦合至每个谐振器的输入和输出端子，每个谐振器包括多个带状线谐振器段，它们平行设置并且相互电磁耦合。其中，把两个谐振器设置在陶瓷介质中，相互面对和互为镜象。谐振腔段是四分之一谐振腔段，其带状线的端部接地。把带状线和耦合电极安排在陶瓷层中；由此把滤波器集成为一个陶瓷多层结构。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主要用于高频电路(诸如那些用于无线通信设备的电路)的平衡介质滤波器。按照移动通信(包括蜂窝电话系统)的最新进展，要求滤波器尺寸更紧凑而性能更良好，因而已广泛使用满足这些要求的介质滤波器。这些介质滤波器用于微波波段，其范围从数百兆赫至大约五吉赫，这些介质滤波器被安装在通信设备(特别是蜂窝电话)中的电路板上。结果，大量使用的陶瓷多层滤波器可适宜于做得特别小和薄。图9B示出传统的不平衡介质滤波器的结构。把五个陶瓷介质层61至65层叠为一个多层，并且在介质层63和64之间形成两个带状线谐振器66、66，它们是一对，长度为谐振波长的四分之一，终端短路。在此例中，输入电容电极68耦合至谐振器66之一的一端，而输出电容电极69耦合至另一个谐振器66的一端。由级间耦合电容电极70使两个谐振器作静电耦合。通过介质层把带状线谐振器66固定在屏蔽电极71、72之间，由此形成三板结构。一对带状线谐振器66通过负载电容电极67接地。此外，分别把输入端子73(11)和输出端子74(12)连至输入电容电极68和输出电容电极69。此外，把端子75、76(4)连至屏蔽电极71、72以及负载电容电极67，从而把它们接地。图9A是示出端子与传统的介质滤波器的连接的图。把高频输入信号施加在输入端子11和接地端子4之间，于是在输出端子51和接地端子4之间递送输出信号。在如上所述构成的介质滤波器中，首先，两个带状线谐振器66相互电磁耦合，以形成梳状线型滤波器。使用负载电容电极67以把电容与谐振器并联，由此降低相同长度的带状线的谐振频率。在此例中，滤波器的输入级和输出级是电容耦合的，而在与带状线谐振器66相对的介质层上的输入/输出电容电极68、69的部分处，形成平板电容器。使用级间耦合电容电极70，以在传递特性中产生一个衰减极点，从而通过使用电磁场耦合和电场耦合的组合，能够获得谐振器之间的级间耦合。例如参见日本专利公报JP-A5-95202)。在日本专利公报JP-A7-312503中揭示了以介质陶瓷多层结构整体形成的使用分段阻抗谐振器的不平衡滤波器。在该滤波器中，一对带状线是分段阻抗谐振器，每个谐振器包括第一传输线部分和第二传输线部分，第一传输线部分的一端接地，第二传输线部分的一端开路，且第二传输线部分的特性阻抗低于第一传输线部分的特性阻抗。改变第一传输线部分之间的耦合系数和第二传输线部分之间的耦合系数，以控制滤波器电路的传递特性。此外，作为又一个传统的例子，如附图说明图10所示，在PCT国际公布WO92/02969中提出了一种仅仅平衡输出侧的企图。在本例的情形中，包括了两个微带线型的裂开的环形谐振器80、81，谐振器之一通过输入耦合电容85连至不平衡输入端子82，而另一谐振器连至平衡输出端子83、84。环的开裂端分别用负载电容86、87相互连接。在此种结构中，开裂的环形谐振器80、81电磁耦合以形成滤波器。在上述传统的带状线型滤波器中，由于输入端子是不平衡的，因此需要平衡-不平衡变换器(BALUN)，以把不平衡端子连至高频平衡放大器或半导体集成电路。此外，不平衡电路中，电流在其接地电路中流动，于是产生这样一个问题，即，对电磁干扰的抵御能力差，以及易于对噪声等等敏感。此外，PCT国际公布WO92/02969揭示了使用一对带有平衡的输入和输出端子的环形带状谐振器的滤波器的另一个实施例。此平衡滤波器在介质基片上必须占有较大的区域，以在基片的表面上设置一对谐振器。迫切希望一种尺寸更小的新颖的平衡滤波器。因此，对于制造平衡滤波器，需要在基片上更紧凑地安排谐振器。因此，本专利技术的目的是提供一种具有平衡的输入和输出端子的介质滤波器，它的抗电磁干扰的能力很强，并且能够容易地设计。本专利技术的另一个目的是提供一种具有良好特性的平衡介质滤波器，用于连至平衡电路或平衡集成电路。本专利技术的又一个目的是提供一种能够有效地安装在电路板上的平衡介质滤波器。按照本专利技术的平衡介质滤波器包括两个谐振器、两个输入端子和两个输出端子，每个谐振器包括多个TEM模式谐振器段，平行地设置这些TEM模式谐振器段，并且相互电磁耦合，每个输入端子连至相应的谐振器，每个输出端子连至相应的谐振器，这些端子用作平衡的输入和输出端子，其中，把两个谐振器设置在介质中，它们彼此相向并且相互镜面对称。在按照本专利技术的平衡介质滤波器中，输入端子和输出端子都是平衡型的，并且把两个谐振器设置得使它们互为镜象。当高频信号反相地施加至两个谐振器的两个输入端子时，在两个谐振器之间的镜面对称平面中形成具有零电位的电壁。因此，滤波器的输入侧和输出侧都平衡得很好。抵消了外部的电磁干扰，因而不在输出侧产生。结果，可以构造出对外部电磁干扰有很强抵御能力的滤波器。在本专利技术中，TEM模式谐振器段包括由嵌在电介质中的薄导体形成的带状线。包含在电介质中的中空的谐振器可以用作另一种类型的TEM模式谐振器段。在此情形中，可以使用安排在介质块中的起着谐振腔作用的孔，以构成介质块型平衡滤波器。带状线谐振器段可以用作四分之一波长谐振器，它的由导体做成的带状线的端部接地。说得更详细些，本专利技术的滤波器包括一对具有作为谐振器段的多条带状线的谐振器，它们平行设置并且相互电磁耦合。如此设置多条带状线的每个谐振器，使在电介质中它们互为镜象，并且起着四分之一波长谐振器的作用。把两个谐振器中的带状线的输入侧的两端分别连至输入端子，而把一对输出端子连至谐振器的输出侧的两端。可以把相互对称的两个谐振器的每个谐振器的带状线在带状线的端部相互连接，从而形成半波长谐振器。换句话说，本专利技术包括一种平衡介质滤波器，它由产生半波长谐振的带状线结成，把带状线弯折得镜象对称。说得更具体些，平介质滤波器包括平行设置并且相互电磁耦合的多个带状线谐振器段；分别连至谐振器段输入侧的两个端侧的一对输入端子；以及连至谐振器段输出侧的两个端侧的一对输出端子，其中，把谐振器段连接起来，以形成弯折形状，从而相互镜象对称并且设置在电介质中。特别，在此平衡介质滤波器中，设置已弯折的两条带状线，从而面对面，相互具有镜象关系。因此，在介质滤波器中的镜面对称面上形成电壁，因而滤波器的输入侧和输出侧能够保持几乎完全平衡。在上述带状线谐振器中，在弯折的带状线之间的镜面对称平面上形成电壁。然而，电壁可以是没有任何导体的假想的壁。最好在电壁上设置由金属导体做成的中间屏蔽并且接地，由此能可靠地平衡滤波器电路。为了形成滤波器，独立地设置两个带状线谐振器，从而在介质陶瓷多层结构中相互对称。换言之，在陶瓷层的顶侧和底侧形成每个谐振器，从而两组四分之一波长带状线导体相互面对。在这两个谐振器的每个谐振器中，相互邻近的带状线导体设置得相互平行，在它们之间有要作电磁耦合的小空隙。此外，把连至谐振器的输入/输出电容电极分开设置在与谐振器相邻的其他的介质陶瓷层上，并且分别与带状线的端部电耦合。如上所述，把两个谐振器、输入/输出电容电极和谐振器之间的耦合电容电极(如果需要的话)集成为一个陶瓷多层结构，由此获得一种紧凑的滤波器结构。本专利技术能够获得一种尺寸小而性能良好的平衡滤波器，如上所述，这是由在介质陶瓷多层结构中电磁耦合由带状线做成的四分之一波长谐振器得到的。此外，本专利技术能够获得一种由两个半波长谐振器形成的小尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平衡介质滤波器，其特征在于，所述平衡介质滤波器包括两个谐振器，每个所述谐振器包括多个平行设置并且相互电磁耦合的ＴＥＭ模式谐振器段、两个输入端子和两个输出端子，每个所述输入端子与各自所述的谐振器相连，每个所述输出端子与各自的所述谐振器相连，所述输入端子和输出端子形成平衡的输入和输出端子，其中，所述两个谐振器设置在电介质中，相互面对，并且互为镜象。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石崎俊雄，山田彻，中久保英明，北泽祥一，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]