专利名称：介质滤波器、天线共享装置和通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于微波频带中的介质滤波器、天线共享装置和通信装置。
传统地，带通滤波器和带阻滤波器是已知的，其中将诸如PIN二极管或可变电容二极管之类的电抗元件连接到同轴介质谐振器，由此，每一个滤波器的谐振频率能够通过电抗元件的电压控制而偏移。
图18是平面图，示出传统的频率可变频带滤波器1的配置。图19是该带通滤波器的电路图。滤波器1包含有以二级耦合的谐振电路，并包含介质谐振器2和3，耦合电容器5到7，用于产生衰减极点的极化电容器C1和C2，频率偏移电容器C3和C4，作为电抗元件的PIN二极管D1和D2，用作扼流线圈的电感器L1和L2，控制电压施加电阻器R1和R2，电容器C8和C9，以及用于安装这些部件的电路基片5。另外，输入端电极P1、输出端电极P2、电压控制端电极CONT1和CONT2，以及接地图案G1和G2在图中示出。
但是，传统频率可变带通滤波器1中所包含的部件数量大，从而使最小化困难。具体地说，在电路基片5上由诸如PIN二极管等电路元件占据的空间基本上等于由介质谐振器2和3占据的空间。
另外，传统的，当希望频率的偏移程度增加时，增加频率偏移电容器C3和C4的静电电容。但是，当对于图19所述的频率可变带通滤波器1的谐振电路的电容元件，PIN二极管D1和D2接通时，频率偏移电容器C3和C4分别是占优势的。当PIN二极管D1和D2断开时，每一个二极管D1和D2的阴极和阳极之间的电容占优势。为此，如果增加频率偏移电容器C3和C4的电容，则当PIN二极管D1和D2接通时得到的谐振电路的阻抗和在二极管D1和D2断开时得到的阻抗之间的差变大。由此，当PIN二极管D1和D2接通时(即滤波器1的通过频率低时)得到的通带宽度比二极管D1和D2断开时(即滤波器1的通过频率高时)得到的窄。相应地，频率的偏移程度受限制。设计上的弹性低。
相应地，本发明的一个目的是提供一种频率偏移程度弹性大，部件数量少，并且尺寸小的介质滤波器，天线共享装置和通信装置。
为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种介质滤波器，具有至少一个谐振电极的介质块；将所述介质滤波器连接到外部电路的输入和输出端电极；和设置在所述介质块的外部表面上的分离电极，所述分离电极不连接到输入和输出端和接地电极，而通过一电容器连接到谐振电极。分离电极和输入和输出端电极设置在介质块的外表面，最好是电路基片的表面上。
通过上述配置，设置在介质块上的谐振电极构成谐振器。另一方面，分离电极在分离电极和谐振电极之间产生电容，这在功能上等效于频率偏移电容器。相应地，不必设置分离的频率偏移电容器。
较好地，将电压可控电抗元件和用于控制该电抗元件的电路元件电气连接到分离电极。由此，电压控制电抗元件，进行切换，从而由分离电极形成的频率偏移电容器接地，或打开以改变滤波器的频率特性。这里，介质块、电抗元件和电路元件可以安装到电路基片上，从而电抗元件和电路元件通过设置在电路基片上的电路图案电气连接到分离电极。可以将例如PIN二极管，场效应晶体管或可变电容二极管用作电压可控电抗元件。
另外，通过由耦合调整元件电气连接至少两个分离电极，可以独立设置当电压可控电抗元件接通时得到的滤波器带宽和元件断开时得到的带宽。作为耦合调整元件，可以使用例如电容器、电感器之类的电抗元件和可变电容器等。
另外，根据本发明，提供了一种介质滤波器，它包含一种介质滤波器，其特征在于包含具有至少一个谐振孔的介质块，插入所述谐振孔的导体，并且所述导体与所述谐振孔的内部导体绝缘；电气连接到所述导体的可电压控制的电抗元件；和设置在所述介质块的除其下表面以外的外表面上，并用于将所述电抗元件安装到其上的电路基片。由此，谐振孔的内部导体和插入谐振孔的导体形成频率偏移电容器。由此不必设置传统的频率偏移电容器或元件。
另外，根据本发明，提供了一种介质滤波器，包含具有至少一个谐振孔的介质块，电气连接到所述谐振孔的内部导体的导体，电气连接到导体的可电压控制的电抗元件，和设置在所述介质块除下表面以外的外表面上，并用于将所述电抗元件安装到其上的电路基片。除了电抗元件，将用于控制频率偏移电容器元件和电抗元件的电路元件等安装到电路基片上。
较好地，将台阶或凹面设置在介质块上，并将分离电极设置在台阶上和凹面内。由此，由于将电抗元件和电路元件安装在台阶上和凹面内，故可以减小介质滤波器的尺寸。
本发明的天线共享装置和通信装置都包含至少一种具有上述特性的介质滤波器。因此，可以加强设计的弹性，并且可以减小尺寸。
图1是根据本发明的第一实施例的介质滤波器的透视图；图2是图1的介质滤波器的等效电路图；图3是说明当PIN二极管接通时介质滤波器的操作的电路图；图4是说明当PIN二极管断开时滤波器操作的电路图；图5是根据本发明的本发明的第二实施例的介质滤波器的分解透视图；图6是根据本发明的第三实施例的介质滤波器的分解透视图；图7是根据本发明的第四实施例的介质滤波器的分解透视图；图8是根据本发明的第五实施例的介质滤波器的分解透视图；图9是根据本发明的第六实施例的介质滤波器的分解透视图；图10是根据本发明的第七实施例的介质滤波器的分解透视图；图11是根据本发明的第八实施例的介质滤波器的分解透视图；图12是根据本发明的第九实施例的介质滤波器的分解透视图；图13是如图12所示，在安装PIN二极管之前，沿ⅩⅢ-ⅩⅢ切得到的截面图；图14是如图12所示，在安装PIN二极管之前，沿ⅩⅣ-ⅩⅣ切得到的截面图；图15是根据第十实施例的介质滤波器的分解透视图；图16是根据本发明的一个实施例的天线共享装置的电路方框图；图17是根据本发明的实施例的通信装置的电路方框图；图18是传统介质滤波器的平面图；和图19是图18的介质滤波器的电路图。
下面，将参照附图描述本发明的介质滤波器、天线共享装置和通信装置的实施例。在各个实施例中，类似的元件和类似的部件由相同的标号表示，并且省略了重复的描述。
(第一实施例，图1到4)频率可变带通滤波器11包含基本上为长方体形状的单个介质块12。在介质块12中，形成两个谐振孔13和14通过控制块12上相对的端面12a和12b。谐振孔13和14如此设置，从而它们的轴在介质块12中相互平行。谐振孔13和14每一个都具有圆形的截面。在谐振孔13和14的内壁上形成内部导体16。谐振孔13和14以及内部导体16分别形成谐振电极。谐振孔13和14是相互耦合的电磁场。
在介质块12的上表面上形成台阶18。分离电极24和25形成在下台阶上。将诸如PIN二极管D11和D12之类的片部件安装在其上。相应地，虽然将芯片部件安装在介质块12的上表面12c上，滤波器11的整个高度可以减小到小值。不需要说明，不必在介质块12的上表面12c上形成台阶18。
在介质块12的外部表面上，形成外部导体17、输入端电极21、输出端电极22、电压控制端电极23和两个分离电极24和25。在介质块12的外部表面上形成外部导体17，但是不包括形成电极21和25的地方，以及在开路的端面中的那个谐振孔13和14开口的一个端面12a(下面称为开路侧端面12a)。
形成一对输入和输出端电极21和22，分别从介质块12的右侧和左侧表面12d和12e伸长，弯曲，并在底面12f上延伸。电压控制端子电极23从介质块12的上表面12c上通过侧表面12e延伸到底面12f上。底面12f用作介质滤波器11的安装表面。将介质滤波器11安装在印刷电路板或类似的部件上，同时，底面12f朝下。在介质块12的上表面12c上形成分离电极24和25，以便不连接到导体17和其它电极21到23。
谐振孔13和14的内部导体16与开路侧端面12a的外部导体17是电气开路(分离)的，并电气短路到另一个开路端面12b(下面称为短路侧端面12b)的外部导体17。相应地，在介质块12中，谐振孔13和14与内部导体16分别形成1/4波长介质谐振器R1和R2。
另外，在介质块12的上表面12c上，安装PIN二极管D11和D12作为电压可控电抗元件，用于电压控制PIN二极管D11和D12的电感器L11和L12，以及耦合调整电容器C11。通过焊料或导电粘剂，将PIN二极管D11电气连接在外部导体17和分离电极24之间。将PIN二极管D12电气连接在导体外部导体17和分离电极25之间。将电感器11和耦合调整电容器C11相互平行地连接在分离电极24和25之间。
将电感器L12电气连接在分离电极25和电压控制端子电极23之间。
为了有助于各个元件的焊接工作，可在上表面12c上印刷焊料抗蚀膜。另外，可以用金属片等覆盖介质块12的开路侧端面12a，以增强介质滤波器11的电磁屏蔽特性。
图2示出如上所述构成的介质滤波器11的等效电路图。介质滤波器11包含以二级耦合的谐振电路。介质谐振器R1通过耦合电容器C13电气连接到输入端电极21。通过耦合电容器C14将介质谐振器R2电气连接到输出端电极22。
由于在输入端电极21和谐振孔13的内部导体16之间产生静电电容，故形成耦合电容器C13。由于在输出端电极22和谐振孔14的内部导体16之间产生静电电容，故形成耦合电容器C14。介质谐振器R1和R2是耦合的电磁场(还用图2中的标号K表示)，这是由以预定间隔相对的谐振孔13和14的内部导体16引起的。另外，在输入和输出端电极21和22与外部导体17之间产生静电电容，由此，形成电容器C12和C15，其一端分别接地。
由于在分离电极24和谐振孔13的内部导体16之间产生静电电容，故形成了频率偏移电容器Cs1。类似地，由于在分离电极25和谐振孔14的内部导体16之间产生静电电容，故形成频率偏移电容器Cs2。即，将频率偏移电容器Cs1的一端通过电容电气连接到介质谐振器R1的开路端，并将另一端电气连接到PIN二极管D11的阳极。类似地，将频率偏移电容器Cs2的一端通过电容电气连接到介质谐振器R2的开路端，并将另一端连接到PIN二极管D12的阳极。分别将PIN二极管D11和D12的阴极接地。
将用作扼流线圈和耦合调整电容器C11的电感器L11的平行电路连接在PIN二极管D11的阳极的中间连接点与频率偏移电容器Cs1之间，以及PIN二极管D12的阳极的连接点和频率偏移电容器Cs2之间。
将电压控制端电极23通过电感器L12电气连接到PIN二极管12的阳极作为扼流线圈，另外通过电感器L11和L12电气连接到PIN二极管D11的阳极。
如上所述，在介质滤波器11中，由设置在介质块12的上表面上的分离电极24和25、谐振孔13和14的内部导体16等分别形成频率偏移电容器Cs1和Cs2。另外，通过利用谐振孔13和14的内部导体16之间的电磁耦合K实现介质谐振器R1和R2之间的耦合。即，能够省略掉传统的频率偏移电容器和谐振器之间的耦合电容器(等效于图18中的耦合电容器C6)，它们与介质谐振器是分开的部件。
另外，诸如PIN二极管D11和D12之类的芯片部件直接安装到介质块12上。相应地，通过对应于芯片部件的直接耦合的安装，由通信装置的印刷电路基片等占据的面积可以减小。另外，可以通过适当设计谐振电极的形状，或介质块的形状，即，通过在谐振孔中形成大尺寸和小尺寸部分以产生台阶结构而得到具有理想的衰减极点的滤波器11。相应地，还不必设置传统的极化电容器。由此可以进一步减小尺寸。
下面将描述介质滤波器11的工作效果。
介质滤波器11的通带频率由包含频率偏移电容器Cs1和介质谐振器R1的谐振系统以及包含频率偏移电容器Cs2和介质谐振器R2的谐振频率决定。即，当将正电压作为控制电压施加到电压控制端子电极23时，PIN二极管D11和D12接通。相应地，如图3所示，分别通过PIN二极管D11和D12使频率偏移电容器Cs1和Cs2接地，从而减小了带通频率。同时由于耦合调整电容器C11不产生影响，故它接地。通过电磁耦合K使介质谐振器R1和R2相互耦合。由此，设置介质滤波器11的通带宽度。
相反，当将负电压作为控制电压施加到电压控制端子电极23时，PIN二极管D11和D12断开。由此，如图4所示，频率偏移电容器Cs1和Cs2开路，并且增加了通带频率。然后，通过电磁场耦合和电容耦合(由频率偏移电容器Cs1和Cs2与耦合调整电容器C11引起的)使介质谐振器R1和R2相互耦合。相应地，能够使用数量减少的部件和小的电流消耗，独立地设置PIN二极管D11和D12断开时得到的通带带宽和当PIN二极管D11和D12接通时得到的通带带宽。
如上所述，介质滤波器11具有两个不同的通带频率特性，另外，可以独立设置各个通带频带宽度。在第一实施例中，电容器C11用于调整介质谐振器R1和R2之间的耦合。但是，如果需要，可以使用电感器或电压可控电抗元件，诸如可变电容器等。
(第二实施例，图5)在频率可变介质滤波器31中，如图5所示，形成外部导体17、输入端电极21、输出端电极22和两个分离电极34和35。
在介质块12的开路侧端面12a上形成分离电极34和35，以便不电气连接到外部导体17和输入和输出端电极21和22。分离电极35从开路侧端面12a延伸到底面12f上。各个分离电极34和35的一部分延伸到谐振孔13和14。作为谐振电极的谐振孔13和14的内部导体16与延伸到谐振孔13和14中的分离电极34和35相对，以便分别在开路侧端面12a的附近夹住导体不形成部分32。
另外，将PIN二极管D11和D12与耦合调整电容器C11安装在介质块12的开路侧端面12a上。将PIN二极管D11电气连接在外部导体17和分离电极34之间。将PIN二极管D12电气连接在外部导体17和分离电极35之间。将耦合调整电容器C11电气连接在分离电极34和35之间。
在具有上述配置的介质滤波器31中，由分离电极34和相对的谐振孔13的内部导体16形成频率偏移电容器Cs1，以便夹住导体不形成部分32，并在分离电极34和内部导体16之间产生电容耦合。类似地，由分离电极35和相对的谐振孔14的内部导体16形成频率偏移电容器Cs2，以便夹住导体不形成部分32，并在分离电极35和内部导体16之间形成静电电容耦合。结果，可以减小介质滤波器31的尺寸。当与上述第一实施例的滤波器11相比时，可以更加减小介质滤波器31的高度。
(第三实施例)如图6所示，在频率可变介质滤波器41中，在介质块12的外部表面上形成外部电极17、输入端电极21、输出端电极22、电压控制端电极23和两个分离电极44和45。
在介质块12的开路侧端面12a上形成分离电极44和45，以便不电气连接到外部导体17和其它电极21到23。分离电极44从开路侧端面12a延伸到侧表面12e。分离电极45从开路侧端面12a延伸到侧面12d。各个分离电极44和45的一部分延伸到谐振孔13和14内。用作谐振电极的谐振孔13和14的内部导体16通过导体不形成部分32在开路侧端面12a附近分别与延伸到谐振孔13和14中的分离电极44和45相对。
另外，分别将PIN二极管D11和D12安装到介质块12的两个侧表面12e和12d。将电感器L11和L12安装到开路侧端面12a上。将PIN二极管D11电气连接在外部导体和分离电极44之间。将PIN二极管D12电气连接在导体17和分离电极45之间。将电感器L11电气连接在分离电极44和45之间。电感器L12电气连接在分离电极45和电压控制端电极23之间。
在具有上述配置的介质滤波器41中，由通过导体不形成部分32相对的分离电极44和谐振孔13的内部导体16形成频率偏移电容器Cs1，并产生在分离电极44和谐振孔13的内部导体16之间耦合的静电电容。类似地，由通过导体不形成部分32相对的分离电极45和谐振孔14的内部导体16形成频率偏移电容器Cs2，产生在分离电极45和内部导体16之间耦合的静电电容。结果，可以减小介质滤波器41的尺寸。
(第四实施例，图7)如图7所示，在频率可变介质滤波器51中，将介质块12安装在其上安装有PIN二极管D11和D12以及电感器L11和L12的电路基片60上。
在电路基片60的上表面上形成输入电极图案61、删除电极图案62，和电压控制电极图案63，中继电极图案65，以及宽面积的接地图案64。将PIN二极管D11电气连接在接地图案64和中继电极图案65之间。将PIN二极管D12电气连接在接地图案64和中继电极图案66之间。电感器L11电气连接在引出电极图案65和66之间。电感器L12电气连接在引出电极图案66和电压控制电极图案63之间。
同时，在介质块12的外部表面上形成外部导体17、输入端电极21、输出端电极22和两个分离电极54和55。分别在介质块12的底面12f上形成分离电极54和55，从而不电气连接到外部导体17和输入和输出端电极21和22。
通过使用焊料、导电粘剂等将介质块12安装到电路基片60上。由此，将介质块12的输入端电极21电气连接到电路基底60的输入电极图案61。类似地输出端电极22电气连接到输出电极图案62。分别将分离电极54和55电气连接到中继电极图案65和66。将外部导体17电气连接到接地图案64。
在具有上述配置的介质滤波器51中，形成频率偏移电容器Cs1，这归因于在分离电极54和谐振孔13的内部导体16之间产生静电电容。类似的，形成频率偏移电容器Cs2，这归因于在分离电极55和谐振孔14的内部导体16之间产生静电电容。相应地，介质滤波器51具有和例如图2的电路相同的等效电路，只是不包括耦合调整电容器C11。结果，可以得到小尺寸的介质滤波器51。
(第五实施例，图8)如图8所示，频率可变介质滤波器71包含其上安装有PIN二极管D11和D12以及电感器L11和L12，并结合到介质块12的开路侧端面12a的电路基片80。
在电路基片80的前侧，形成中继电极图案81和82、接地图案85、电压控制端子电极电极图案86。中继电极图案81和82通过设置在电路基片80中的通孔83连接到形成在电路基片80的后侧上的中继电极图案81a和82a。将PIN二极管D11电气连接在接地图案85和中继电极图案82之间。将PIN二极管D12电气连接在接地图案85和中继电极图案81之间。将电感器L11电气连接在中继电极图案81和82之间。将电感器L12电气连接在中继电极图案81和电压控制电极图案86之间。
同时，在介质块12的外部表面上形成外部导体17、输入端电极21、输出端电极22、两个分离电极74和75。在介质块12的开路侧端面12a上形成分离电极74和75，以便不电气连接到外部导体17，和输入和输出端电极21和22。谐振孔13和14的内部导体通过导体不形成部分32与在谐振孔13和14中延伸的分离电极74和75相对，以便在开路侧端面12a附近夹住导体不形成部分32。
当将电路基片80结合到介质块12的开路侧端面12a时，分别将电路基片80的中继电极图案81a和82a电气连接到介质块12的分离电极74和75。
在具有上述配置的介质滤波器71中，由互相相对以便夹住导体形成部分32，并产生静电电容耦合的分离电极75和谐振孔13的内部导体16形成频率偏移电容器Cs1。类似地，由与谐振孔14的内部导体16相对以便夹住导体不形成部分32，并产生静电电容耦合的分离电极74形成频率偏移电容器Cs2。
相应地，介质滤波器71的等效电路基本上和如图2中所示的相同，但不包括耦合调整电容器C11。结果，介质滤波器71的尺寸能够减小。滤波器71的高度与第四实施例的滤波器51相比能够进一步减小。
(第六实施例，图9)在第一到第五实施例所描述的介质滤波器中，由分别形成在介质块的表面上的分离电极形成频率偏移电容器。但是，在一些情况下，使用这种分离电极，无法满意地产生静电电容。相应地，在第六实施例中，描述了一种介质滤波器，它包含具有大的静电电容的频率偏移耦合电容器。
如图9所示，频率可变介质滤波器91包含介质块12、其上安装有PIN二极管D11和D12等的电路基片80，具有理想介电常数的绝缘部件92和93，以及与分离电极具有相同功能的金属销94和95。筒形绝缘部件92和93(它们具有在压力下插入其中心轴部分的金属销94和95)分别插入谐振孔14和13。电路基片80设置得与介质块12的开路侧端面12a相对，并且金属销94和95的头部插入通过电路基片80的通孔83，并焊接。
在具有上述配置的介质滤波器91中，通过在金属销95和谐振孔13的内部导体16之间产生频率偏移电容器Cs1。通过在金属销94和谐振孔14的内部导体16之间产生静电电容，形成频率偏移电容器Cs2。由此，频率偏移电容器Cs1和Cs2具有所谓的同轴电容器的结构，并且因而分别具有大的静电电容。介质电容器91的等效电路基本上和如图2所示的电路相同，但是不包括耦合调整电容器C11。
在介质电容器91中，输入和输出端电极21和22可以设置在电路基片80上，而不是在介质块12的前表面上。另外，通过如图5所示，将导体不形成部分32设置在谐振孔13和14的内部导体16内，并用外部导体17覆盖介质块12的开路侧端面12a，增强电磁屏蔽。
(第七实施例，图10)在第七实施例中，如果无法通过形成在介质块的表面上的分离电极得到足够的静电电容，则频率偏移电容器Cs1和Cs2由芯片形电容器形成。如图10所示，频率可变介质滤波器101包含介质块12、具有PIN二极管D11和D12，并安装到其上的电路基片80，以及连接部件102和103。通过冲压具有弹性特性的金属薄片，以及弯曲加工形成连接部件102和103。通过将连接部件102和103的脚104(它具有弹性)分别插入谐振孔14和13，将连接部件102和103电气连接到内部导体16。由此，将部件102和103固定到介质块12。
将电路基片80设置得与介质块12的开路侧端面12a相对。连接部件102和103的头部焊接到形成在电路基片80的后侧上的中继电极图案81a和82a。在电路基片80的前侧上设置中继电极图案81、82、88a和88b、电压控制电极86、和电压控制电极86、以及接地图案89a和89b。除了PIN二极管D11和D12以及电感器L11和L12以外，将片形电容器Cs1和Cs2作为频率偏移电容器安装到电路基片80。
(第八实施例，图11)第八实施例基本上和第一实施例相同，但是设置了凹面112，来替代第一实施例的介质滤波器11的台阶18。如图11所示，在频率可变介质滤波器111中，凹面112形成在介质块12的上表面上。
两个分离电极24和25和外部导体17的一部分以及电压控制端子电极23形成在介质12的上表面12c上的凹面112内，以便不电气连接到外部导体17和其它电极21到23。在凹面112中，安装PIN二极管D11和D12，以及电感器L11和L12。将PIN二极管D11电气连接在外部导体17和分离电极24之间。将PIN二极管D12电气连接在外部导体17和分离电极25之间。电感器L11电气连接在分离电极24和25之间，与它们平行。将电感器L12电气连接在分离电极25和电压控制端子电极23之间。
在具有上述配置介质滤波器111内，由形成在介质块12的上表面12a上的分离电极24和25与谐振孔13和14的内部导体16形成频率偏移电容器Cs1和Cs2。另外，将PIN二极管D11和D12以及电感器L11和L12安装在介质块12的上表面12c的凹面112内。相应地，可以减小介质滤波器111的尺寸。
(第九实施例，图12到14)图12是分解透视图，示出本发明的介质滤波器。图13是在安装如图12所示的PIN二极管之前沿ⅩⅢ-ⅩⅢ得到的截面图。图14是在如图12所示安装PIN二极管之前沿线ⅩⅣ-ⅩⅣ得到的截面图。
如图12所示，频率可变带通介质滤波器12基本上和第一实施例的介质滤波器11相同，但是分别将PIN二极管D11和D12安装在谐振孔13和14中。具体地说，在基本上长方体的单个介质块12的外部表面上形成外部导体17、输入端电极21、输出端电极22和分离电极24以及25。在介质块12的上表面12c上形成台阶。电感器L11和L12安装在下台阶上。另外，在谐振孔13和14中形成PIN二极管D11和D12。为了安装PIN二极管D11和D12，将在谐振孔13和14的开路侧端面12a处的孔径设置得大于其在短路侧端面处的孔径。
在介质块12的上表面12c的台阶18的下台阶上形成分离电极24和25，从而不电气连接到外部导体17和电压控制端电极23。如图13所示，分离电极24和25从上表面12c通过开路侧端面12a和谐振孔13和14内壁上表面，延伸到谐振孔13和14的大致中心位置。分离电极24和25分别在谐振孔13和14的中心内，在谐振孔13和14的内壁表面的整个周围上延伸。谐振孔13和14的内部导体16与谐振孔13和14中延伸的分离电极24和25相对。另外，如图14所示，外部导体17在开路侧端面12a附近延伸到谐振孔13和14的内壁底面上。
将PIN二极管D11电气连接在外部导体17和谐振孔13中的分离电极24之间。将PIN二极管D12电气连接在谐振孔14中的外部导体17和谐振孔14中的分离电极25之间。将电感器L11电气连接在分离电极24和25之间。将电感器L12电气连接在分离电极25和电压控制端电极23之间。
在具有上述配置的介质滤波器121中，频率偏移电容器Cs1由相对而将导体不形成部分32夹住的分离电极24和谐振孔13的内部导体16形成。类似地，频率偏移电容器Cs2由相对而将导体不形成部分32夹住的分离电极25和谐振孔13的内部导体16形成。另外，将电感器L11和L12安装到台阶18的下台阶上，另外，将PIN二极管D11和D12分别安装在谐振孔13和14中。因此，可以减小介质滤波器121的尺寸。
(第十实施例，图15)如图15所示，第十实施例和第二实施例相同，但是在介质滤波器31的介质块12的开路侧端面12a上形成凹面132。
分离电极34和35，与外部导体17的一部分，形成在介质块12的开路侧端面12a的凹面132中，以便不电气连接到外部导体17和输入和输出端电极21和22。分离电极35从开路侧端面12a延伸到下表面12f。分离电极34和35的一部分延伸到谐振孔13和14内。谐振孔13和14的内部导体16与延伸到谐振孔13内的分离电极34和35相对，以便分别在开路侧端面12a附近夹住导体不形成部分32。
另外，将PIN二极管D11和D12，以及耦合调整电容器C11安装在介质块12的开路侧端面12a上的凹面132内。将PIN二极管D11电气连接在外部导体17和分离电极34之间。将PIN二极管D12电气连接在外部导体17和分离电极35之间。将耦合调整电容器C11电气连接在分离电极34和35之间。
在具有上述配置的介质滤波器131中，由相对而夹住导体不形成部分32的分离电极34和谐振孔13的内部导体形成频率偏移电容器Cs1。另外，将PIN二极管D11和D12以及耦合调整电容器C11安装在介质块12的开路侧端面12a的凹面132内。因此，能够减小介质滤波器131的尺寸。
(第十一实施例，图16)第十一实施例描述了本发明的天线共享装置的实施例。如图16所示，在天线共享装置141内，将发送滤波器142电气连接在发送终端Tx和天线终端ANT之间。将接收滤波器143电气连接在接收终端Rx和天线终端ANT之间。这里，可以将第一到第十实施例的滤波器11,31,41,51,71,91,101,111,121和131用作发送滤波器142和接收滤波器143。通过安装滤波器11等，可以实现一种天线共享装置141，其设计弹性大，并且尺寸可以减小。
(第十二实施例，图17)第十二实施例通过便携式电话说明了本发明的通信装置的实施例。
图17是便携式电话150的RF部分的电路方框图。图17中，示出天线元件152、双工器153、发送侧隔离器161、发送侧放大器162、发送侧级间带通滤波器163、接收侧放大器165、接收侧级间带通滤波器166、接收侧混频器167、电压控制振动装置(VCO)168，和本地带通滤波器169。
这里，可以将例如上述第十一实施例的天线共享装置141用作双工器153。另外，可以将第一到第十实施例的介质滤波器s11,31,41,51,71,91,101,111,121和131用作发送侧和接收侧级间带通滤波器163和166，以及本地带通滤波器169。通过安装天线共享装置141，介质滤波器11等，可以增加RF部分的设计弹性，并可以实现尺寸减小的便携式电话。
(其它实施例)本发明的介质滤波器、天线共享装置和通信装置不限于上述实施例，并且可以在不背离本发明的主旨和范围的条件下有各种修改。作为电压可控电抗元件，可以使用场效应晶体管、变容二极管等。
另外，介质块可以具有至少一个谐振孔。
如上所述，根据本发明，在分离电极和谐振电极之间产生预定电容，并用作等效于频率偏移电容器的电容元件。相应地，可以省略传统的频率偏移电容器元件。通过将电压可控电抗元件和用于控制打印机的电路元件电气连接到分离电极，可以电压控制电抗元件的切换，由此使由分离电极形成的频率偏移耦合电容器接地或开路，以使滤波器的频率特性偏移。
另外，通过由耦合调整元件电气连接至少两个分离电极，通过使用更少数量的部件，以及更少的电流消耗，可以独立设置当电压可控电抗元件接通时得到的谐振器之间的耦合程度，以及电压可控电抗元件断开时得到的耦合程度。结果，可以得到一种天线装置和通信装置，它们的设计弹性大，并且尺寸可以减小。
根据本发明的介质滤波器包含具有至少一个谐振孔的介质块，插入谐振孔，并且与谐振孔的内部导体绝缘的导体，电气连接到导体的可电压控制的电抗元件，和用于将电抗元件安装到其上的电路基片，该电路基片设置在介质块的外部表面上，不包括其下表面。相应地，由于谐振孔中的内部导体和插入谐振孔中的导体形成频率偏移电容器，故不需要提供传统频率偏移电容器。
根据本发明的介质滤波器包含具有至少一个谐振孔的介质块，电气连接到谐振孔的内部导体的导体，电气连接到导体并可电压控制的电抗元件，和将电抗元件安装到其上的电路基片，该电路基片设置在介质块的外部表面上，不包括其下表面。由此，在电路基片上，可以安装用于控制频率偏移电容器元件和电抗元件的电路元件。由此，可以减小滤波器尺寸。
较好地，在介质块中设置台阶或凹面，并在台阶上或凹面内设置分离电极。由于可以将电抗元件和电路元件安装在台阶上或凹面内，故可以减小介质滤波器的尺寸。
权利要求
1．一种介质滤波器，包含具有至少一个谐振电极的介质块；将所述介质滤波器连接到外部电路的输入和输出端电极；和设置在所述介质块的外部表面上的分离电极，所述分离电极不连接到输入和输出端和接地电极，而通过一电容器连接到谐振电极。
2．如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于，将电压可控电抗元件和用于控制电抗元件的电路元件电气连接到分离电极。
3．如权利要求1或2所述的介质滤波器，其特征在于将台阶或凹洞设置在介质块上，并将分离电极设置在台阶上或凹洞中。
4．如权利要求2所述的介质滤波器，其特征在于将介质块、电抗元件和电路元件安装到电路基片上，并且所述电抗元件和所述电路元件通过设置在所述电路基片上的电路图案，电气连接到分离电极。
5．如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于设置分离电极和输入和输出端电极，以便延伸到介质块的至少两个外部表面上。
6．如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于至少将分离电极和输入和输出端电极设置在介质块的下表面上。
7．如权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于分离电极的数量至少是两个，并且至少两个分离电极通过耦合调整元件电气连接。
8．一种介质滤波器，其特征在于包含具有至少一个谐振孔的介质块，插入所述谐振孔的导体，并且所述导体与所述谐振孔的内部导体绝缘；电气连接到所述导体的可电压控制的电抗元件；和设置在所述介质块的除其下表面以外的外表面上，并用于将所述电抗元件安装到其上的电路基片。
9．一种介质滤波器，其特征在于包含具有至少一个谐振孔的介质块，电气连接到所述谐振孔的内部导体的导体，电气连接到导体的可电压控制的电抗元件，和设置在所述介质块除下表面以外的外表面上，并用于将所述电抗元件安装到其上的电路基片。
10．如权利要求2、8和9任一条所述的介质滤波器，其特征在于电压可控电抗元件是PIN二极管、场效应晶体管和可变电容二极管中的一种。
11．一种天线共享装置，其特征在于包含权利要求1到10任一条所述的介质滤波器。
12．一种通信装置，其特征在于包含如权利要求1到10任一条所述的介质滤波器，或如权利要求11所述的通信装置。
全文摘要
将外部导体、输入端电极、输出端电极、电压可控端子电极和两个分离电极设置在介质外部表面上。另外,在介质块的上表面上安装作为电压可控电抗元件的PIN二极管、用于电压控制PIN二极管的电感器,以及耦合调整电容器。通过分别在分离电极和谐振孔内部导体之间产生静电电容,形成频率偏移电容器。
文档编号H01P1/20GK1306317SQ01103319
公开日2001年8月1日 申请日期2001年1月18日 优先权日2000年1月18日
发明者后川祐之, 宫本博文, 末政肇, 角田纪久夫, 山田康雄 申请人:株式会社村田制作所