专利名称：带除滤波器和双工器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带除滤波器和双工器，本发明尤其涉及一种用于在微波波段和毫米波波段中工作的无线电通信设备等中的带除滤波器和双工器。
近年来，作为用于在微波波段和毫米波波段中工作的无线电通信设备中的滤波器，已经提出了一种带除滤波器，这种带除滤波器包括环形谐振器(见第2516984号日本已审查专利公告)，以及包括环形谐振器的带通滤波器(见《电子信息通信会工程报告)》1996年5月)。
传统的带通滤波谐振器适合于以组合在一起的两个正交模式振动，即，以双模式振动。但是，滤波器具有一个问题，由于滤波器是带通滤波器，它们的插入损耗较高。
用于传统带除滤波器中的环形的谐振器针对增大带通滤波器的通带中的衰减因子。另外，谐振的两个正交模式相互依赖。这引起了一个问题，即，除了环形谐振器外，需要在输入-输出端子和环形谐振器之间插入输入-输出耦合电容器，以构成带除滤波器。
提供本发明的较佳实施例，以克服上述问题，并提供不需要在输入-输出终端子和环形谐振器之间插入输入-输出耦合电容器的带除滤波器和双工器。
本发明的较佳实施例提供了一种带除滤波器，包括适合于以组合在一起的两个正交模式振动的环形谐振器；一个电气连接到所述环形谐振器的输入-输出端子；以及设置在所述环形谐振器中的微扰部分。
在上述带除滤波器中，所述微扰部分可以设置在从所述输入-输出端子连接到所述环形谐振器的连接部分算起的电长度为45度或135度的距离处的部分中的至少一个部分处。
在上述带除滤波器中，所述微扰部分可以由集中常数无源元件组成。
在上述带除滤波器中，所述微扰部分可以由所述环形谐振器的一部分构成，该部分的图案宽度不同于所述环形谐振器的其它部分的宽度。
本发明的较佳实施例还提供了一种带除滤波器，这种带除滤波器包括多个上述带除滤波器，它们以90度的相移相互连接，
在上述结构中，环形谐振器由微扰部分的中心线划分为两个区域。即，在环形谐振器的谐振中在连接输入-输出端子的区域中，可以得到宽带宽的带通滤波特性。另外，在环形谐振器的谐振中，在不连接输入-输出端子的区域中，可以得到窄带宽的带除滤波(陷波)特性。
结果，可以得到带除滤波器，而不需在输入-输出端子和环形谐振器之间插入输入-输出耦合电容器。另外，通过连接具有90度相位差的多个带除滤波器可以构成多级滤波器。由此，可以产生具有不同衰减特性的滤波器。
本发明的较佳实施例还提供双工器，包括发射滤波器，所述发射滤波器包括至少一个适合于以组合在一起的两个正交模式谐振的第一环形谐振器；电气连接到所述第一环形谐振器的第一输入-输出端子；以及设置在所述第一环形谐振器中的第一微扰部分；以及接收滤波器，包括至少一个适合于以组合在一起的两个正交模式谐振的第二环形谐振器；电气连接到所述第二环形谐振器的第二输入一输出端；以及设置在所述第二环形谐振器中的第二输入-输出微扰部分。
通过上述的结构，可以产生具有不同衰减特性的双工器。另外，由上述结构形成的，包括以组合在一起的两个正交模式谐振的环形谐振器的双工器形成在介质基片上，并可以通过减小高度使其小型化。
从下面参照附图对本发明的较佳实施例的描述，本发明的其它特点和优点是显而易见的，其中相同的标号表示相同的元件，以避免重复的描述。
图1是根据本发明的第一较佳实施例的带除滤波器的部件分解透视图。
图2是图1的带除滤波器的平面图。
图3是示出图1的带除滤波器的衰减特性的曲线图。
图4是根据本发明的第二较佳实施例的带除滤波器的平面图。
图5是根据本发明的第三较佳实施例的带除滤波器的平面图。
图6是根据本发明的第四较佳实施例的带除滤波器的平面图。
图7是示出图6的带除滤波器的衰减特性的曲线图。
图8是根据本发明的一个较佳实施例的双工器的平面图。
图9是示出图8的双工器的发射滤波器的衰减特性的曲线图。
图10是示出图8的双工器的接收滤波器的衰减特性的曲线图。
图11是本发明的另一个较佳实施例的平面图。
图12是本发明的再一个较佳实施例的平面图。
图13是本发明的又一个较佳实施例的平面图。
图14是本发明的另一个较佳实施例的平面图。如图1中所示，带除滤波器1包括介质基片2，在其上表面上设置有环形谐振器3和一个电气连接到环形谐振器3的输入-输出端子4，并且大致在其整个下表面上设置有接地导体5。另外，用介质基片8从所述介质基片的侧覆盖，带除滤波器1的环形谐振器3和输入-输出端子4，如果需要的话，在介质基片8的上表面和下表面上设置接地导体9。
环形谐振器3具有如图2中所示的环形，并给出组合在一起的两个正交模式。对于环形谐振器3，宽图案部分3a设置在从环形谐振器3和输入-输出端子4的连接点A算起沿顺时针方向有135度电长度的位置处。对于宽图案部分3a，环形谐振器3的传输线的一部分的特性阻抗阶跃变化。相应地，环形谐振器3适合于以两个不相互独立，而是组合在一起正交模式，(即，以双模式)谐振。
输入-输出端子4具有大致上为字母T的形状。端子4的输入端子4a露出至介质基片2位于图1中描绘的带除滤波器1前面的一侧，而输出端子4b露出至压电基片2位于图1描绘的带除滤波器1的后面的一侧。从输出之间的中心部分延长的连接端子4c连接到环形谐振器3。
在带除滤波器1的上述结构中，环形谐振器3由宽图案部分3a的中心线L划分为两个区域R1、R2。即，在连接输入-输出端子4的区域R1的谐振中，可以得到如图3中所示的宽带宽带通滤波特性(见由箭头表示的带宽W)。在不连接输入-输出端子4的谐振区域R2中，可以得到窄带宽带除滤波(陷波)特性(见由虚线画的圆B)。通过改变宽图案部分3a的图案宽度和电长度θ1可以控制陷波强度(深度)。结果，可以实现不需在输入-输出端子4和环形谐振器3之间插入输入-输出耦合电容器的带除滤波器1。根据第二实施例的带除滤波器11和根据第一较佳实施例的带除滤波器1相同，只是再将一个宽图案部分3b提供给环形谐振器3，如图4中所示。宽图案部分3b设置从输入-输出端子4和环形谐振器3之间的接点算起在沿逆时针方向45度电长度的位置处。由此，和根据第一较佳实施例的带除滤波器1相比，可以被更增强带除滤波器11的陷波。
如图5中所示，根据第三较佳实施例的带除滤波器21和根据第一较佳实施例的带除滤波器1相同，只是不用宽图案部分3a而用集中常数无源元件(在第三实施例的情况下，具体使用电容器22或电感器23)。
电容器22或电感器23的一端子电气连接到环形谐振器3的一个位置处，该位置从输入-输出端4连接到环形谐振器3的连接点A算起沿顺时针方向135度电长度处。电容器22或电感器23的另一端子接地。带除滤波器21产生和根据上述第一较佳实施例的所述带除滤波器1相同的操作/工作效果。如图6中所示，根据第四较佳实施例的带除滤波器31包括第一较佳实施例的三个带除滤波器1，它们通过90度移相器32、33相互纵向连接，从而形成多级。作为90度移相器，使用诸如电容器、电感器等集中常数无源元件。图7是示出带除滤波器31的衰减特性的曲线图。作为带除滤波特性，与根据第一较佳实施例的带除滤波器1相比，带除滤波器31具有更宽的去除带宽，如图中的虚线圆B所示。根据第五较佳实施例，示出一双工器，用于诸如汽车电话、手机等移动无线电通信设备中。如图8中所示，双工器41包括三个环形谐振器42、43和44；电气连接到环形谐振器42的输入-输出端Tx；电气连接到环形谐振器43的输入-输出端子ANT；和通过耦合电容器46电气连接到环形谐振器44的输出端子Rx，以及介质基片51。输入-输出端子Tx用作发射侧端子，输入-输出端子ANT用作天线端子，而输出端子Rx用作接收侧端子。天线端子ANT通过耦合电容器45电气连接到环形谐振器44，它还用作环形谐振器44的输入端子。在介质基片51的大致整个下表面上，设置接地导体(图中未示出)。
环形谐振器42、43具有圆环形的形状，并且适合于以两个正交模式谐振。对于环形谐振器42，宽图案部分42a设置在从环形谐振器42和发射侧端子Tx的连接点A算起沿顺时针方向135度电长度的位置处。类似地，对环形谐振器43，宽图案部分43a设置在从环形谐振器43与天线端子ANT的连接点算起沿逆时针方向A135度电长度的位置处。宽图案部分42a、43a分别使环形谐振器42、43传输线的一部分的特性阻抗阶跃变化，从而环形谐振器以双模式谐振。更详细地说，环形谐振器42由宽图案部分42a的中心线划分为两个区域，即，在图8中所示的右手侧部分和左手侧部分。在环形谐振器42的连接了发射侧端子Tx的区域中的谐振中可以得到带通滤波特性，而在环形谐振器42的不连接发射侧端子Tx的区域中的谐振中可以得到带除滤波(陷波)特性。类似地，环形谐振器43可以由宽图案部分43a的中心线L划分为两个区域。在环形谐振器43的连接天线终端子ANT的区域中的谐振中可以得到带通滤波特性，而在环形谐振器43的不连接天线端子ANT的区域中可得到带除滤波(陷波)特性。由此，环形谐振器42、43分别用作带除滤波器。
将这些环形谐振器42、43设置在介质基片51上，并且相互靠近，从而使它们电磁耦合。这在环形谐振器42和43之间产生和通过90度相移器级联的环形谐振器42、43相同的操作/工作效果。由此，环形谐振器42、43形成发射滤波器58A，它包括两级带除滤波器。图9是示出发射滤波器58A的衰减特性的曲线图。
环形谐振器44具有圆环形状，并且产生两个正交模式的谐振。将天线端子ANT和接收侧端子Rx连接到环形谐振器44，如此隔开，从而它们之间的电长度等于90度。对于环形谐振器44，宽图案部分44a设置在从环形谐振器44到天线ANT连接点算起沿逆时针方向135度电长度的位置处。宽图案部分44a使环形谐振器44的传输线的一部分特性阻抗跃变。更详细地说，环形谐振器44由宽图案部分44a的中心线L划分为两个区域，即，示于图8中的右手侧部分和左手侧部分。在环形谐振器44的连接天线端子ANT的区域中的谐振中可以得到第一带通滤波特性。在环形谐振器连接接收侧端子Rx的区域中的谐振中可以得到第二带通滤波特性。由此，一个环形谐振器44用作两个带通滤波器。结果，环形谐振器44形成接收滤波器58B，它包括两级带通滤波器。图10是示出接收滤波器58B衰减特性的曲线图。
如上构造的双工器41包括由环形谐振器42、43构成的发射滤波器58A，和由环形谐振器44构成的接收滤波器。双工器41输出，由图中未示的发射电路系统通过发射侧端子Tx施加的发射信号，由天线端子ANT通过发射滤波器58A。另一方面，双工器41输出通过天线端子ANT施加的接收信号，由接收端子Rx通过接收滤波器58B到达接收电路系统(图中未示出)。如上所述可以知道，不必在传输端子Tx和环形谐振器42之间，以及在天线终端子ANT和环形谐振器43之间插入输入-输出耦合电容器。另外，对于双工器来说，由于包括环形谐振器42到44的双工器设置在介质基片51上，因此可以使用所谓的平面结构。这实现了要通过减小高度而小型化的双工器。本发明可以进行修改，而不背离其范围。应该知道，本发明的上述较佳实施例是说明性的，而不是限制性的。
微扰部分由诸如宽图案部分、电容器等集中常数无源元件构成。但是，它可以由窄图案部分3c(如图11中所示)、自由顶端短截线部分(如图12中所示)和平行耦合传输线部分3e(如图13中所示)等等构成。可以通过改变窄图案部分3c、自由顶端短截线部分3d或平行耦合传输线部分3e的图案宽度或改变电长度θ2、θ3或θ4控制陷波强度。
环形谐振器可以具有可选的形状。例如，可以使用具有图14中所示的矩形环形状的环形谐振器62。宽图案部分62a设置在从输入-输出端子4连接到环形谐振器62的连接点A算起沿顺时针方向为135度的位置处。
虽然参照本发明的较佳实施例，对本发明进行了特别示出和描述，但熟悉本领域的人应该知道可以作出上述和其它的形式上和细节上的变化的不背离本发明的主旨。
权利要求
1．一种带除滤波器，其特征在于包括适合于以组合在一起的两个正交模式谐振的环形谐振器；电气连接到所述环形谐振器的一个输入-输出端子；设置在所述环形谐振器中的微扰部分。
2．如权利要求1所述的带除滤波器，其特征在于所述微扰部分设置在从所述输入-输出端子连接到所述环形谐振器的连接部分算起的电长度为45度到135度的距离处的部分中的至少一个部分。
3．如权利要求1所述的带除滤波器，其特征在于所述微扰部分由集中常数无源元件构成。
4．如权利要求1所述的带除滤波器，其特征在于所述微扰部分由所述环形谐振器的一部分构成，该部分的图案宽度不同于所述环形谐振器的其它部分的宽度。
5．包括多个如权利要求1所述的带除滤波器的带除滤波器，其特征在于所述多个带除滤波器以90度相移相互连接。
6．一种双工器，其特征在于包括发射滤波器，包含至少一个适合于以组合在一起的两个正交模式谐振的第一环形谐振器；电气连接到所述第一环形谐振器的第一输入-输出端子；及设置在所述第一环形谐振器中的第一微扰部分；及接收滤波器，包括至少一个适合于以组合在一起的两个正交模式谐振的第二环形谐振器；电气连接到所述第二环形谐振器上的第二输入-输出端子；及设置在所述第二环形谐振器中的第二微扰部分。
7．如权利要求6所述的双工器，其特征在于所述第一和第二微扰部分的至少一个设置在从所述第一和第二输入-输出端子中的至少一个连接到所述第一和第二环形谐振器中的至少一个的连接部分算起的电长度为45度和135度的距离处部分中的至少一个部分。
8．如权利要求6所述的双工器带除滤波器，其特征在于所述第一和第二微扰部分中的至少一个微扰部分由集中常数无源元件构成。
9．如权利要求6所述的双工器带除滤波器，其特征在于所述第一和第二微扰部分中的至少一个微扰部分由所述第一和第二环形谐振器中至少一个谐振器的一部分的构成，该部分的图案宽度不同于所述第一和第二环形谐振器的至少一个谐振器的其它部分的图案宽度。
全文摘要
本发明提供了一种带除滤波器,包括:适合于以组合在一起的两个正交模式谐振的环形谐振器;电气连接到所述环形谐振器的输入－输出端子;以及设置在所述环形谐振器中的微扰部分。微扰部分可以由所述环形谐振器的一部分构成,该部分的图案宽度不同于所述环形谐振器的其它部分的宽度。或者,微扰部分可以由集中常数无源元件构成。
文档编号H01P1/203GK1221229SQ9812605
公开日1999年6月30日 申请日期1998年12月22日 优先权日1997年12月22日
发明者多田齐, 加藤英幸 申请人:株式会社村田制作所