专利名称：谐振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及装在无线电通讯设备上的谐振器，其包括介电基底和形成在该介电基底上的预定长度的导线。
背景技术：
在利用高频进行无线电通讯的领域里，通过从许多信号中取出特定频率的信号将需要的和不需要的信号分类。完成这种功能的电路通常叫做滤波器，并装在许多无线电通讯设备中。构成滤波器并具有导线结构的谐振器需要有谐振频率的四分之一或二分之一的导线长度。在这样的谐振器中，作为设计参数的中心频率和带宽通常是固定的。当在使用这些谐振器的无线电通讯设备中使用多个频带时，有这样一种方法，该方法可提供多个分别具有不同中心频率和不同带宽的谐振器并且通过切换开关等来选择要使用的谐振器。除了使用多个谐振器外，一种也可考虑的方法是将一可变电容元件与具有导线结构的一电感元件结合以获得想要的谐振频率。作为该方法的例子，图1示出了日本公开专利申请6-61092(以后称为文献1)的第四段和图2描述的内容。具有形成在地基板270上的绝缘体上的输入端272的输入带状线273连接到形成在机械移位装置275的移位面276 上的可移动电极277。机械移位装置275被用于固定其的结构体278支撑。面对可移动电极277的基板270的一部分相对其他部分突出出来，电极279形成在突出的基板270表面， 从而可移动电极277和电极279构成可变电容元件。可移动电极277连接到作为感抗的带状线观1，带状线281形成在基板270上的绝缘体280上，其末端接地。通过改变可移动电极277的位置改变间隙d，从而使形成在可移动电极277和电极279之间的可变电容元件的容抗改变，其结果是改变谐振频率。除了上述方法，在日本公开专利申请7-321509(以后称为文献2)的第十八段也描述了一个例子。其也提出一种方法，其中电容设置在谐振器外，而不使用机械移位装置，通过选择与设置在外面的电容连接来改变谐振频率。为了降低具有导线结构的谐振器的谐振频率，必须延长导线长度。为了使谐振频率减半，需要使导线长度加倍。因此，产生谐振器变大的问题。例如，当谐振频率从4GHz改变到2GHz时，对四分之一波长谐振器的情况，导线长度需要从18. 75mm加倍到37. 5mm。这个例子的情况是不考虑介电基底的波长减小效应，但即使是考虑该效应，也不会改变导线长度需要加倍以使谐振频率减半这个条件。常规的可改变谐振频率的可变谐振器，还具有大规模生产率较差的缺点，因为容抗成分的改变是通过使用机械移位装置，及谐振频率的再现性较低的缺点，因为机械移位装置容易受周围环境的影响。对于电容设置在具有导线结构的谐振器外面并选择性连接的方法，宽0. 5mm而长1.0mm的所谓的小的片形电容1005被用作电容。在这种方法中，除了电容元件本身的尺寸， 还需要传导信号的配线，结果是，谐振器变大。此外，谐振器具有一个共同的缺点，即由于在安装片形电容时的偏差其谐振频率改变，由此谐振频率的再现性较差。
发明内容
由于上述情况，提出本发明，本发明的一目的是提供一种谐振器，其可组成具有小尺寸、高的大规模生产率、低损耗和高频率再现性的可变滤波器。本发明提供一种谐振器包括形成有电介质或半导体的基板；形成在基板上的输入/输出线，信号从输入/输出线的一侧的终端输入并从输入/输出线的另一侧的终端输出；耦合到输入/输出线上并具有预定长度的谐振线；设置为在与基板垂直的方向上以一间隔面对谐振线的对电极(counter electrode)；及接地的支撑对电极的导电部分，在谐振线和对电极之间形成容抗。此外，构成额外的容抗的在谐振线和对电极之间的重叠表面区域，如果需要的话被作成为较大，而且对在谐振线上产生的驻波的电压幅度较大的部分提供对电极。
图1示出常规可变谐振器的例子；图2示出使用微带线的本发明谐振器；图3示出本发明谐振器的等效电路；图4示出电极间隔与谐振频率之间关系的图示；图5A示出具有固定线宽的微带线的电流分布的图示；图5B示出没有统一线宽的微带线的电流分布的图示；图6示出根据本发明的使用趋肤效应的谐振器；图7A示出介电基底和谐振线构成谐振器的侧视图；图7B示出在谐振线线长为λ /4并在谐振线尖端被接地和短路的情况下，在谐振线中产生的电压驻波的图示；图7C示出在谐振线线长为λ /2并在谐振线尖端被接地和短路的情况下，在谐振线中产生的电压驻波的图示；图7D示出在谐振线线长为λ /4并在谐振线尖端开放的情况下，在谐振线中产生的电压驻波的图示；图7Ε示出在谐振线线长为λ /2并在谐振线尖端开放的情况下，在谐振线中产生的电压驻波的图示；图8示出考虑了趋肤效应和驻波效应时的一端接地的四分之一波长线谐振器的实施例；图9示出由在图8中说明的本发明谐振器形成的可变谐振器的实施例；图IOA示出开关的实施例的顶视图；图IOB示出在打开状态下的沿图IOA中Β_Β’线切开而获得的切断面的前视图；图IOC示出在打开状态下的的图IOA中的开关的侧视图；图IOD示出在闭合状态下的沿图IOA中Β_Β’线切开而获得的切断面的前视图IOE示出在闭合状态下的的图IOA中的开关的侧视图；图11示出本发明可变谐振器的更明确的实施例；图12A示出图11所示的谐振器的反射系数的图示；图12B示出图11所示的谐振器的传递系数的图示；图13示出图11所示的谐振器的打开开关的个数与谐振频率之间的关系的图示；图14示出一实施例，其中改变了对电极的区域和加宽的部分；图15A示出一实施例，其中改变了对电极和谐振线之间的间隔；图15B示出沿图15A中A_A，线的截面从右方(从对电极13b到对电极13a的方向)看到的剖视图；图16示出通过磁耦合完成输入/输出信号的谐振器的实施例；图17示出通过电场耦合完成输入/输出信号的谐振器的实施例；图18示出由图11所述的谐振器形成巴特沃思滤波器的例子；图19示出图18所示的滤波器的传输特性的图示；图20示出由常规谐振器形成巴特沃思滤波器的例子；图21示出图18和图20所示的巴特沃思滤波器的最大插入损失的对比的图示；图22示出具有中空结构的本发明谐振线的例子；图23示出制造中空电极的方法的示意性流程图；图M在对电极间形成屏蔽导体板的例子；图25示出一实施例，其中通过使用共面波导形成本发明谐振器；图沈示出一实施例，其中在对电极和谐振线之间具有介电材料；图27A示出一结构实施例，其中在支撑部分上具有电极连接部分；及图27B示出一结构实施例，其结构为配线部分设置在支撑部分外。
具体实施例方式以下，参考附图描述本发明的优选实施例。第一种实施例实施例1图2示出使用微带线的本发明谐振器。输入/输出线3形成在介电基底2的表面上，地平面1形成在基板2的相反侧。从输入/输出线3的一端输入高频信号。长度为谐振频率f的波长λ的四分之一的谐振线4，连接到输入/输出线3的靠近中心的部分，并在与输入/输出线3垂直的方向形成在介电基底2上。谐振线4的末端电连接到接地的地平面1。设置对电极6，其在与谐振线4垂直的方向上以距离d的空气间隙100面对谐振线4 的部分区域。对电极6被导体柱5支撑，导体柱5通过一未示出的通孔(电连接基板两侧的导体的导体)连接到地平面1。通常，在四分之一波长谐振器中，如果谐振线4的长度设定为L，谐振频率f可以下式表达
权利要求
1.一种谐振器，包括由电介质或半导体形成的基板；输入线，形成在基板上，该输入线构造成接收输入至输入线中的信号； 谐振线，形成在基板上，耦合至所述输入线并构造成与输入到所述输入线中的信号谐振；输出线，形成在基板上，耦合至所述谐振线并构造成接收所述谐振线的输出； 形成在基板上的地平面；至少一个对电极，所述至少一个对电极固定在基板的与谐振线相同的一侧上从而覆盖所述谐振线，而二者之间在与所述基板垂直的方向上具有恒定间隔，提供给在所述谐振线中产生的电压驻波的波腹部分，并构造成在谐振线和所述至少一个对电极之间形成电容； 至少一个支撑件，其构造成在所述基板上支撑所述至少一个对电极； 在所述至少一个对电极和所述地平面之间的至少一个导体。
2.一种谐振器，包括由电介质或半导体形成的基板；输入线，形成在基板上，该输入线构造成接收输入至输入线中的信号； 谐振线，形成在基板上，耦合至所述输入线并构造成与输入到所述输入线中的信号谐振；输出线，形成在基板上，耦合至所述谐振线并构造成接收所述谐振线的输出； 形成在基板上的地平面；至少一个对电极，所述至少一个对电极固定在基板的与谐振线相同的一侧上从而覆盖所述谐振线，而二者之间在与所述基板垂直的方向上具有恒定间隔，并构造成在谐振线和所述至少一个对电极之间形成电容；至少一个支撑件，其构造成在所述基板上支撑所述至少一个对电极；和在所述至少一个对电极和所述地平面之间的至少一个导体， 其中所述谐振线为四分之一波长线，其尖端接地，及为所述谐振线的一部分提供所述至少一个对电极，该部分距所述谐振线的接地部分的距离不小于1/8波长并不大于1/4波长。
3.一种谐振器，包括由电介质或半导体形成的基板；输入线，形成在基板上，该输入线构造成接收输入至输入线中的信号； 谐振线，形成在基板上，耦合至所述输入线并构造成与输入到所述输入线中的信号谐振；输出线，形成在基板上，耦合至所述谐振线并构造成接收所述谐振线的输出； 形成在基板上的地平面；至少一个对电极，所述至少一个对电极固定在基板的与谐振线相同的一侧上从而覆盖所述谐振线，而二者之间在与所述基板垂直的方向上具有恒定间隔，并构造成在谐振线和所述至少一个对电极之间形成电容；至少一个支撑件，其构造成在所述基板上支撑所述至少一个对电极；和在所述至少一个对电极和所述地平面之间的至少一个导体， 其中所述谐振线为二分之一波长线，其尖端接地，及为所述谐振线的一部分提供所述至少一个对电极，该部分距所述谐振线的接地部分的距离不小于1/8波长并不大于3/8波长。
4.一种谐振器，包括由电介质或半导体形成的基板；输入线，形成在基板上，该输入线构造成接收输入至输入线中的信号； 谐振线，形成在基板上，耦合至所述输入线并构造成与输入到所述输入线中的信号谐振；输出线，形成在基板上，耦合至所述谐振线并构造成接收所述谐振线的输出； 形成在基板上的地平面；至少一个对电极，所述至少一个对电极固定在基板的与谐振线相同的一侧上从而覆盖所述谐振线，而二者之间在与所述基板垂直的方向上具有恒定间隔，提供给在所述谐振线中产生的电压驻波的波腹部分，并构造成在谐振线和所述至少一个对电极之间形成电容； 至少一个支撑件，其构造成在所述基板上支撑所述至少一个对电极； 在所述至少一个对电极和所述地平面之间的至少一个导体， 其中所述谐振线为四分之一波长线，其尖端开放，及为所述谐振线的一部分提供所述至少一个对电极，该部分距所述谐振线的尖端的距离不大于1/8波长。
5.一种谐振器，包括由电介质或半导体形成的基板；输入线，形成在基板上，该输入线构造成接收输入至输入线中的信号； 谐振线，形成在基板上，耦合至所述输入线并构造成与输入到所述输入线中的信号谐振；输出线，形成在基板上，耦合至所述谐振线并构造成接收所述谐振线的输出； 形成在基板上的地平面；至少一个对电极，所述至少一个对电极固定在基板的与谐振线相同的一侧上从而覆盖所述谐振线，而二者之间在与所述基板垂直的方向上具有恒定间隔，并构造成在谐振线和所述至少一个对电极之间形成电容；至少一个支撑件，其构造成在所述基板上支撑所述至少一个对电极；和在所述至少一个对电极和所述地平面之间的至少一个导体， 其中所述谐振线为二分之一波长线，其尖端开放，及为所述谐振线的一部分提供所述至少一个对电极，该部分距所述谐振线的尖端的距离不大于1/8波长，或者距所述谐振线的尖端的距离不小于3/8波长并不大于1/2波长。
全文摘要
本发明公开了谐振器。谐振器可组成具有小尺寸、高的大规模生产率、低损失和高的频率再现性的可变滤波器。根据本发明，一种具有形成在介电基底(2)上的线结构的谐振器，其通过在与谐振线(4)的表面垂直的方向上设置对电极(6)来减小尺寸，该表面用于形成加入到谐振电路的容抗。通过使用电信号在谐振线传播的趋肤效应在谐振线上设置加宽部分(7a，7b)，以获得较大的容抗，以及通过在谐振线上电压驻波的高振幅大的部分上设置加宽部分和对电极，可进一步减小谐振器的尺寸。
文档编号H01P7/10GK102496766SQ20111040930
公开日2012年6月13日 申请日期2005年10月27日 优先权日2004年10月27日
发明者冈崎浩司, 楢桥祥一, 河合邦浩 申请人:株式会社Ntt都科摩