专利名称：平衡介质滤波器的制作方法
技术领域：
本发明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
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，本发明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。
本发明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。
本发明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。
按照本发明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。
在按照本发明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。
在本发明中，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，本发明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，本发明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。
本发明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，本发明能够获得一种由两个半波长谐振器形成的小尺寸的平衡介质滤波器，每个半波长谐振器是由连接两个折回(folded-back)形状的四分之一波长谐振器段的两条带状的端部而获得的。此外，通过提供多层结构(在介质陶瓷层之间有谐振器)，根据谐振器之间的电对称性而获得假想的电壁。结果，能把滤波器做得尺寸小、性能良好以及在输入和输出侧都是平衡的。
按照本发明的平衡介质滤波器最好在数百兆赫至微波波段的大约五吉赫的频率范围内被用作带通滤波器，将它安装在通信设备(特别是在蜂窝电话)的电路板上。
下面将参照附图详细描述本发明，其中图1A示出了平衡介质滤波器的输入/输出端子连接的方框图；而图1B和1C是按照本发明的平衡介质滤波器的等效电路；图2示出按照本发明的实施例的具有平衡的输入/输出端子的平衡介质滤波器的部件分解图3是一个实施例中的多层滤波器的部件分解图，该实施例示出了在按照本发明的介质滤波器中的一些层上的带状线和电极的结构；图4示出按照本发明的实施例的具有陶瓷多层结构的平衡介质滤波器的垂直剖视图；图5是类似于图2的图，示出按照本发明的另一个实施例的具有平衡的输入/输出端子的平衡介质滤波器的部件分解图；图6是类似于图2的图，出示按照本发明的又一个实施例的平衡介质滤波器的结构；图7是类似于图3的图，示出按照本发明的实施例的平衡介质滤波器的结构；图8是类似于图2的图，示出按照本发明的再一个实施例的平衡介质滤波器；图9A是示出传统的介质滤波器的端子连接的图；而图9B是示出传统的介质滤波器的结构的部件分解图；以及图10是传统的介质滤波器的电路图。
图1A是示出平衡介质滤波器的方框图，以描述本发明的每个实施例的工作。参见该图，把一对平衡的输入端子11和12以及一对平衡的输出端子51和52与带有接地端子4的平衡滤波器1相连，进而把接地端子4分别与滤波器的输入侧和输出侧连接。
在用作平衡输入端子10的两个端子11、12间反相地施加一输入信号，输入侧的接地端子4始终基本上处于零电位，因而没有接地电流流至接地端子4。以相同的方式，在一对平衡的输出端子50(51和52)间反相地产生一输出信号，在输出侧的接地端子4始终基本上处于零电位，因而没有接地电流流至接地端子4。
为了获得在输入侧和输出侧都平衡的这类滤波器，图1B和1C是本发明的平衡介质滤波器1的示意图。
参见图1B，滤波器具有平衡的输入/输出端子10和构成两个谐振器的四个四分之一波长谐振器段。按照本发明的平衡介质滤波器具有两个谐振器的一些带状线对(210a和210b)和(220a和220b)，而这些带状线的每两条带状线平行设置且相互电磁耦合。在这些带状线的一个端侧，输入端子11和12以及输出端子51、52通过耦合电容器C1并联，而带状线的另一端侧接地，由此形成四分之一波长谐振器段。
把第1指振器部分210a的一端耦合至平衡的输入端子10的正端子11，而把第二谐振器段220a的一端耦合至负端子12。把第三谐振器段210b的一端耦合至平衡的输出端子50的正端子51，而把第四谐振器段220b的一端耦合至负端子52。所有的谐振器段的另一端在电气上接地。
此外，在一对之中用的谐振器段210a、210b的带状线设置得与用作另一对的谐振器段220a和220b面对，并在它们之间有空隙，从而互为镜象。采用这种结构，输入至输入端子对11和12的输入信号分别通过输入电容器C11和C12，并且反相地加到两对谐振器段210a、210b和220a、220b。然而，在谐振器中，带状线对的每一对都独立地电磁耦合，以在恒定的频率范围内对每个信号滤波。谐振器通过输出电容器C51和C52连至输出端子，而经滤波的反相信号从谐振器输出至输出端子。
谐振器段210a和220a相互面对，谐振器段210b和220b也相互面对。施加至谐振器的输入信号是反相的(相位差180°)。因此，谐振器210和220的带状线在相互对应的任何位置处具有相同的电位，相对于谐振器之间的镜面对称平面具有相反的符号，由此两个谐振器完全平衡。
上述对称平面始终具有零电位，把它考虑为假想的电壁9。特别希望在谐振器210和220之间的电壁9的位置处设置一个中间屏蔽电极271，并将它接地。
由于谐振器对于中间屏蔽电极271是电气上对称的，因此，即使把外磁场或外电场施加至谐振器210和220，场亦被抵消而不出现在滤波器的输入侧和输出侧，由此得到完全平衡的滤波器。
图1C示出平衡滤波器的另一个实施例。在谐振器3a、3b中，成对使用的半波长带状线3a和3b平行设置，相互电磁耦合，并且加以折叠，从而带状线3a的两半310a和320a互为镜象。通过输入电容器C11和C12，把一对输入端子连至一条带状线的两端。同样，通过输出电容器C51和C52，把一对输出端子连至另一条带状线的两端。在此实施例中，带状线的中点39不接地。然而，电流驻波出现在零电位(电压节点)处。在折叠条带的两半和上述带状线的中点之间的对称平面始终具有零电位，该平面是假想的电壁9。在此情形中，也希望在谐振器310a和320a之间以及在谐振器310b和320b之间的电壁9的位置处设置屏蔽电极271。
如下所述，使用具有良好高频特性的陶瓷片用作电介质，谐振器210、220之间的空隙及其周边部分以多层方式支承和结合。
此外，级间耦合电容C1跨过成对并且平行设置的带状线耦合，以形成与通带相邻的一个衰减极点。此外，带状线的输入/输出侧的端部通过负载电容器C2接地，由此能使带状线的长度比谐振长度短。滤波器的这种结构的一个显著的特点是在平衡的输入/输出端子处没有接地电流流动。在一种极端的情况中，即，没有接地端子，这种结构正常地起着平衡四端子滤波器电路的作用。
在这方面，此种平衡滤波器与不平衡滤波器器显著不同，不平衡滤波器需要理想的接地，以获得正常的滤波特性(即，大的衰减值)。在不平衡滤波器的情形中，在实际的高频电路中难于获得理想的接地，因此介质滤波器的特性被破坏。
在平衡输入/输出型的平衡介质滤波器的情形中，不管接地状态如何，始终能得到良好的滤波特性。
在下面的实施例的描述中，如在日本专利公报JP-A7-312503中所揭示的那样，安排了两条或多条带状线，每条带状线包括一个宽条带部分和一个窄条带部分，把这两个部分串联起来，宽条带部分相互电磁耦合，而窄条带部分也相互电磁耦合，以形成四分之一波长谐振器和半波长谐振器。
实施例1图2是部件分解图，示出按照本发明的第一实施例的具有平衡的输入/输出端子的平衡介质滤波器的结构。此滤波器包括七层层叠的电介质陶瓷层201至207。沿垂直方向分开设置的带状线谐振器210和220分别设置在陶瓷层204和205上。在这些沿垂直方向分开设置的带状线谐振器210和220中，其带状线相互面对，从而互为镜象。
此外，在谐振器210上方的陶瓷层203上，形成输入电容电极231、输出电容电极232、级间耦合电容电极233和负载电容电极230，而这些电容电极与带状线谐振器210耦合。
以类似的方式，在下面的谐振器220下方的陶瓷层206上，形成输入电容电极241、输出电容电极242、级间耦合电容电极243和负载电容电极240，而这些电容电极与带状线谐振器220相耦合。
在此例中，谐振器210和220中的每一个都包括一对带状线谐振器段。在一对带状线谐振器段210a、210b和另一对带状线谐振器段220a、220b中，两个平行的窄线部分211与两个平行的宽线部分212相连，而两个窄线部分221和两个宽线部分222相连。输入电容电极241和输出电容电极242与宽线部分静电耦合。把谐振器210的两个平行的窄线部分的端部连至公共的接地端子213，而把谐振器220的两个平行的窄线部分的端部连至公共的接地端子223。两个平行的窄线部分211、221相互电磁耦合，而两个平行的宽线部分212、222也相互电磁耦合。与此同时，宽线部分212通过级间耦合电容233静电耦合，而宽线部分222也通过级间耦合电容243静电耦合。
沿垂直方向把上述电极和带状线保持在屏蔽电极250和251之间。在多层滤波器的一侧，成对地形成输入端子261(11)和262(12)，并且将它们连至输入电容电极，而在多层滤波器的另一侧，成对地形成输出端子263(51)和264(52)，并且将它们连至输出电容电极。此外，在本实施例的情形中，设置了输入/输出接地电极265和266(4)，从而将它们连至屏蔽电极250和251、中间电极27和接地电报213和223。
在本发明的两个谐振器(即，谐振器210(谐振器段210a和210b)和谐振器220(谐振器段220a和220b))中，平行地设置两条带状线，每条带状线包括相互耦合的宽线部分212和窄线部分211。此外，平行地设置两条带状线，每条带状线包括相互耦合的宽线部分222和窄线竞分221。用于两个谐振器之一的一对谐振器段与用于另一个谐振器的一对谐振器段沿垂直方向分开设置，从而相互面对，并且互为镜象。由于这种结构，提供给输入端子261的输入信号通过输入电容电极231并且被施加至谐振器210，而提供给输入端子的262的输入信号通过输入电容电极241并且被施加至谐振器220。谐振器210的谐振器段以及谐振器220的谐振器段独立地电磁耦合，并在恒定的频率范围内实行滤波。每个谐振器通过与之相应的输出电容电极连至输出端子，而相互有180°相差的滤波信号输出至谐振器的输出端子。
谐振器210、220设置得相互面对，而施加至谐振器的输入信号反相(相位差180°)。因此，在带状线上相互对应的任何位置处，谐振器之一的带状线上的电位与在另一谐振器的带状线上的电位相同，但相对于谐振器210、220之间的对称平面的符号相反，由此两个谐振器完全平衡。对称平面9始终具有零电位，因而这个表面成为假想的电壁。在本实施例中，没有形成下述的中间屏蔽电极，因此高频电流不流经这个中间屏蔽电极。结果，本实例的优点在于，滤波通过损耗较小，并且简单地得到滤波器产品。
生产滤波器的方法如下。为了形成谐振器和电极的图案，把银膏以厚膜印刷的方式加入到未经烧结陶瓷材料(例如，Bi-Ca-Nb-O基陶瓷)片上，并且把多个未经烧结的陶瓷片层叠起来，然后进行焙烧成集成陶瓷滤波器。
图3是部件分解图，示出在按照本实施例的具有平衡的输出/输出端子的陶瓷多层滤波器中，在每层上设置的带状线和电极的布局。输出电极261、262成对地形成在滤波器的一侧，并将它们分别用作输入端子11、12。此外，输出电极263、264成对地形成在滤波器相对的另一侧，并将它们分别用作输出端子51、52。此外，形成接地电极265，从而在滤波器的另一侧露出，而且还形成接地电极266，从而在滤波器的相对侧露出，这些接地电极用作接地端子4。
图4是剖视图，示出按照本实施例的陶瓷多层结构的滤波器。参看该图，沿垂直方向，相对于镜象对称平面40对称地设置电极，因而在对称平面40上形成假想的电壁9。实施例2在本发明的第二实施例的情形中，除了按第一实施例在具有平衡的输入/输出端子的平衡介质滤波器中设置电极外，还在电壁9的位置处形成中间屏蔽电极。
参见图5，在按照第二实施例的平衡介质滤波器中，在按照上述实施例的两个带状线谐振器210、220之间设置中间屏蔽电极271。中间屏蔽电极271位于靠近沿垂直方向设置的两个带状线谐振器210、220之间的对称平面40的地方，并且接地。
除了设置了中间屏蔽电极271，从而起着谐振器210、220之间的电壁9的作用之外，本实施例的这个滤波器与第一实施例的滤波器相同。此滤波器沿垂直方向对于电壁9电对称，如在第一实施例中的说明所描述的那样。因为这个滤波器对于屏蔽电极271是电对称的，因此，即使有外磁场和外电场作用在滤波器上，也不在滤波器的输出和输出处产生这些场。实施例3图6示出按照本实施例的具有平衡的输入/输出端子的平衡介质滤波器的另一种结构。这个介质滤波器包括多层电介质陶瓷层201至207。形成两个谐振器，(即，谐振器310(谐振器段310a、310b)和谐振器320(320a、320b))，其带状线长度接近四分之一波长。
详述谐振器如下。包括两条平行带状线的宽线部分212与包括两条平行带状线的宽线部分222电磁耦合。包括连至宽线部分212的两条平行带状线的窄线部分211与包括连至宽线部分222的两条平行带状线的窄线部分221电磁耦合。两个窄线部分211的端部分别与连接电极313和314相连，而两个窄线部分221的端部分别与连接电极323和324相连。此外，连接电极313通过短路电极266连至连接电极323，而连接电极314通过短路电极367连至连接电极324，由此形成一对半波长带状线。
在宽线部分212、222的输入侧，通过电介质陶瓷层分别设置输入电容电极231、241。在宽线部分212、222的输出侧，通过电介质陶瓷层分别设置输出电容电极232、242。此外，在一对宽线部分212的上方，在电介质陶瓷层203上设置负载电容电极230和级间耦合电容电极233。在一对宽线部分222的下方，在电介质陶瓷层206上设置负载电容电极240和级间耦合电容电极243。由于这种结构，在这些电容电极和宽线部分之间形成电容。进而，在电容电极230、233的上方的电介质陶瓷层202上形成屏蔽电极250，而在电容电极240、243的下方的电介质陶瓷层207上形成屏蔽电极251。
分别把输出电容电极231、241连至输入端子261、262。分别把输出电容电极232、242连至输出端子263、264。在陶瓷多层滤波器的两侧形成这些输入/输出电容电极。在多层滤波器的另外两侧，形成接地端子265、368、369并且连至屏蔽电极250、251。端子电极366是用来连接连接电极313和323的连接端电极，而端子电极367是用来连接连接电极314和324的连接端电极。
生产介质滤波器的方法如下所述。形成例如用Bi-Ca-Nb-O陶瓷材料做的未烧结电介质陶瓷片。以厚膜印刷的方式把银膏加到每一片上，以形成具有预定形状的电极和带状线。将未经烧结的陶瓷片层叠起来然后进行焙烧，将它集成为陶瓷多层滤波器。
图7是按照本实施例的陶瓷多层滤波器的部件分解图，该图示出在介质滤波器中的每一层上的带状线和电极的布局。在具有长方体形状的滤波器1中，把成对使用并且分别由电极261、262形成的输入端子11、12附于滤波器一侧的端面。把成对使用并且分别由电极263、264形成的输出端子附于另一侧的端面。包括接地电极265、368和369的接地端子4形成在其余侧的端面上。在使用这种滤波器1的情形中，滤波器的电极261、262和电极263、264通过将设置在预定位置处的相应电极焊接至电路板上来固定。
此外，在介质滤波器1的一侧的端面上形成短路电极366和367，以在两个窄线部分211之一的端部和两个窄线部分221之一的端部之间短路以及在另一窄线部分211的端部和另一窄线部分221的端部之间短路。
本实施例与第一实施例的显著区别在于，不把每个谐振器段的端部接地，而是将四分之一波长谐振器段的端部连至设置在其下方的另一个四分之一波长谐振部分的端部，以形成接近半波长的谐振器。结果，谐振器段的电位对于接地电位是浮动的。
如上所述通过把谐振器段进行电连接而形成半波长谐振器，可以获得一种滤波器，它的滤波特性良好，而尺寸很紧凑。此外，即使在上、下谐振器段之间存在变化，也能够自动达到平衡状态，这是因为在谐振器段上没有强制接地的点。于是滤波器始终能够具有良好的特性。
由于此种滤波器不具备中间屏蔽电极371(参见图8)，因此能容易地生产滤波器。此外，由于没有高频电流流至中间屏蔽电极371，因此能够消除由于这一电流造成的损耗，因而可以改善滤波器的通过特性。
如上所述，本实施例对简化滤波器生产、消除滤波损耗、改善滤波特性产生了显著效果。实施例4图8是示出按照本发明的第四实施例的具有平衡的输入/输出端子的平衡介质滤波器结构的图。本实施例的平衡介质滤波器与第三实施例的平衡介质滤波器相同，只是在第三实施例的介质滤波器的谐振器310和320之间设置用作电壁的中间屏蔽电极371。
把中间屏蔽电极371设置在上、下谐振器段310a和320a以及在上、下谐振器段310b和320b之间，并且把它连至接地电极266，从而使它接地，由此起着电壁9的作用。由于这个介质滤波器沿垂直方向对于中间屏蔽电极371是电对称的，因此当从该滤波器的输入/输出端看时，它起着完全平衡的介质滤波器的作用。
如上所述，本发明的平衡介质滤波器具有两个谐振器，每个谐振器包括多个TEM模式谐振器段，这些谐振器段平行设置，并且相互电磁耦合。把两个谐振器连接起来，从而在一对输入端子和一对输出端子之间平衡且平行，并且谐振器设置得平行且对称，从而互为镜象。结果，滤波器的输入侧和输出侧都完全平衡，因而滤波器对于外部电磁干扰能完全屏蔽，由此防止由于来自输入侧和输出侧的干扰而引起的不良影响。
滤波器包括一对输入端子、谐振器和一对输出端子，每个谐振器包括多个TEM模式谐振器段，它们平行地设置并且相互电磁耦合，并且谐振器的两个输入删端分别连至输入端子，一对输出端子分别连至谐振器的两输出侧端。每个谐振器是弯折形的，从而其谐振器段互为镜象。因此，正如上面所述，滤波器的输入侧和输出侧完全平衡，因而滤波器能对外部的电磁干扰完全屏蔽，由此防止由于来自输入侧和输出侧的干扰而引起的不良影响。
由于TEM模式谐振器段设置在电介质上，以形成带状线谐振器，因而可以得到尺寸很小而大量生产能力良好的滤波器。
此外，上述谐振器是通过把谐振器的带状线的端部接地而作为四分之一波长谐振器形成的。或者上述谐振器是通过连接相互对称的带状线的端部而作为半波长谐振器形成的。在这两种类型的谐振器中，能够得到几乎与四分之一波长滤波器一样大小滤波器。
由于两个带状线谐振器嵌在电介质层中，因此能够把谐振器固定在预定位置。此外，通过使用具有高介电常数的陶瓷，可能缩短带状线谐振器，由此可把介质滤波器做得较小。
此外，在互为镜象的谐振器之间，在接近对称平面之处形成电壁，特别，在谐振器之间设置接地导体。结果，平衡介质滤波器完全平衡，由此该滤波器能够起着对电磁干扰的抵御能力很强的滤波器的作用。
此外，按照本发明的平衡介质滤波器可以用作不平衡输入-平衡滤波器。在此情形中，一对输入端子中的一个端子可以与另一个不平衡电路相连，而另一个输入端子空着不连接，或者，最好接至接地端子。来自电路的信号施加在输入端子和接地端子之间。或者，作为平衡-不平衡滤波器，平衡介质滤波器可用于把不平衡输出端子连至另一个不平衡电路。要用于这样的不平衡-平衡滤波的滤波器具有如图2、5、6和8所示的谐振器相同的结构，其不同之处仅在于至外部平衡或不平衡电路的连线方法。
权利要求
1．一种平衡介质滤波器，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。
2．如权利要求1所述的平衡介质滤波器，其特征在于，所述TEM模式谐振器段包括由嵌在电介质中的导体薄膜形成的带状线。
3．如权利要求2所述的平衡介质滤波器，其特征在于，所述谐振器段是由带状线构成的四分之一波长谐振器段，其一端连至接地导体。
4．如权利要求2所述的平衡介质滤波器，其特征在于，所述两个相互对称的谐振器的每个谐振器的所述带状线在其一端相互连接，以形成半波长谐振器。
5．如权利要求1所述的平衡介质滤波器，其特征在于，在所述两个谐振器之间的对称平面上设置接地屏蔽导体。
6．如权利要求2至4的任何一条所述的平衡介质滤波器，其特征在于，把所述两个带状线谐振器设置在介质陶瓷多层结构中的陶瓷层的两侧，它们相互隔离。
7．如权利要求6所述的平衡介质滤波器，其特征在于，所述两个谐振器的所述对称谐振器段的两端露出于所述介质陶瓷多层结构的端面，并且连至附于所述端面上的接地导体电极，由此形成四分之一波长谐振器。
8．如权利要求6所述的平衡介质滤波器，其特征在于，所述两个谐振器的所述对称谐振器段的两端露出于所述介质陶瓷多层结构的端面，并且连至附于所述端面上的不接地导体电极，由此形成半波长谐振器。
9．如权利要求6所述的平衡介质滤波器，其特征在于，在所述谐振器之间的电介质层之内的镜面对称平面上设置接地屏蔽导体层。
10．如权利要求1所述的平衡介质滤波器，其特征在于，把所述输入端子和输出端子中的至少一对端子中的一个端子连至另一个不平衡电路，而另一个端子接地。
全文摘要
本发明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。
文档编号H01P1/20GK1237006SQ99102060
公开日1999年12月1日 申请日期1999年3月1日 优先权日1998年2月27日
发明者石崎俊雄, 山田彻, 中久保英明, 北泽祥一 申请人:松下电器产业株式会社