专利名称：电介质滤波器、电介质双工器以及通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在微波带等使用的电介质滤波器、电介质双工器、以及采用它们的通信装置。
已有技术通过在单个电介质块内排列多个内导体形成孔，使邻接的共振器间耦合的、利用电介质同轴共振器的电介质滤波器用于微波带的通信装置等。这样结构的电介质滤波器中，在连接的共振器间的耦合为电容性耦合时，低通带侧产生衰减极，在连接的共振器间的耦合为感应生耦合时，在高通带侧产生衰减极。
因此，现有是如特开平7-254806公报所示，在内导体形成孔的途中设置台阶高差，在内导体形成孔的短路侧和开放端侧利用邻接的内导体形成孔的轴间隔进行感应性耦合或电容性耦合。
图12和图13示出该例。
图12中，(A)为观看内导体形成孔的轴方向的俯视图、(B)为穿过各内导体形成孔的中心轴的面的截面图。在约长方体形的电介质块1的内部设有在里面形成了内导体的、2a、2b、2c所示的内导体形成孔。在电介质块1的外面形成外导体3。图12所示的例子中，对于内导体形成孔2a和2b，使其开放端侧的轴间隔比短路端侧的轴间隔更宽，利用Oab所示部分的电容性耦合，加强Sab所示部分的感应性耦合，使该内导体形成孔2a、2b的2个共振器间进行感应性耦合。同样，对于内导体形成孔2b和2c间，使其开放端侧的轴间隔比短路端侧的轴间隔更宽，利用Obc所示部分的电容性耦合，加强Sbc所示部分的感应性耦合，使该内导体形成孔2b、2c的2个共振器间进行感应性耦合。
图13所示例子中，对于内导体形成孔2a，2b，使短路端侧的轴间隔比开放端侧的轴间隔窄，通过Oab部分的电容性耦合，增大Sab部分的介电性耦合，通过内导体形成孔2a，2b把2个共振器之间强烈地感应性耦合。对于内导体形成孔2b，2c，使开放端侧的轴间隔比短路端侧的轴间隔窄，通过Sbc部分的电容性耦合，增大Obc部分的介电性耦合，通过内导体形成孔2b，2c把2个共振器之间强烈地感应性耦合。
发明要解决的问题但是，在如图12和图13所示的构成3级共振器的电介质滤波器中，为了加强第1级和第2级共振器间的感应性耦合，若使第2级共振器的短路端侧接近第1级共振器，则第2级共振器的短路端侧远离第3级共振器的短路端侧相应部分，从而第2级和第3级共振器间的感应性耦合变弱。为了增大第1级和第2级共振器间、以及第2级和第3级共振器间的任一相互电容，增大短路端侧的内导体形成孔的内径时，则各共振器的本身电感变小，相互电容相对变小，从而失去提高感应性耦合的效果。另外，与此同时，由于内导体形成孔的短路端侧和开放端侧的内径比(间隔比)变小，所以波长缩短率变小，所需的内导体形成孔的轴长变长，从而导致大型化。
由于上述理由，若要在邻接的3个共振器，同时使第1级和第2级间和第2级和第3级间进行感应性耦合，则其耦合量有限制。
本发明的目的在于提供一种不大型化整体，可同时使电介质块内的邻接的3个电介质共振器进行强感应性耦合的电介质滤波器、电介质双工器、以及具有它们的通信装置。
解决问题的方案本发明是在约长方体形的电介质块内具有分别贯通该电介质块的对置的第1面和第2面间，形成了将第1面作为短路端、将第2面或第2面附近作为开放端的内导体的多个内导体形成孔，在上述电介质块的外面形成了外导体的电介质滤波器中，上述多个内导体形成孔中的至少1个内导体形成孔将短路端侧的内导体形成孔至少分割成2个孔。
根据该结构，例如同时缩短中央的内导体形成孔和、其两邻的内导体形成孔的短路端侧的轴间隔，可以加强第1级和第2级共振器间、以及第2级和第3级共振器间的感应性耦合。
本发明中，将上述分割位置设在内导体形成孔的纵向的约中心部。这样，可以提高感应性耦合。
本发明采用上述电介质滤波器构成电介质双工器。
本发明采用上述电介质滤波器或电介质双工器构成通信装置。
附图的简要说明图1是表示实施例1的电介质滤波器的结构的图。
图2是表示实施例2的电介质滤波器的结构的图。
图3是表示实施例3的电介质滤波器的结构的图。
图4是表示实施例4的电介质滤波器的结构的图。
图5是表示实施例5的电介质滤波器的结构的图。
图6是表示实施例6的电介质滤波器的结构的图。
图7是表示实施例7的电介质滤波器的结构的图。
图8是表示实施例8的电介质滤波器的结构的图。
图9是表示实施例9的电介质滤波器的结构的图。
图10是表示实施例10的电介质双工器的结构的图。
图11是表示实施例11的通信装置的结构的图。
图12是表示现有的电介质滤波器的结构的图。
图13是表示现有的电介质滤波器的结构的图。
发明的实施例图1示出实施例1的电介质滤波器的结构。
图1的(A)是将安装基板的安装面朝图中的左前侧竖立的状态的电介质滤波器的向视图。(B)是穿过(A)的多个内导体轴的面的截面图。1是约长方体形的电介质块。在该电介质块1的内部设有从其第1面(图中的底面)贯通第2面(图中的上面)的内导体形成孔2a、2b、2c。在这些内导体形成孔的里面形成内导体4a、4b、4c。在电介质块1的外面(六个面)形成外导体3。内导体4a、4b、4c的一端在第1面(底面)与外导体3导通(短路)。在内导体形成孔的第2面的开口部附近设置内导体非形成部g，将该部分作为内导体的开放端。在电介质块1的外面，在内导体4a、4c的开放端附近间产生静电容量的输入输出电极6、7形成为从外导体3绝缘。
内导体形成孔2b的开放端侧(靠近内导体的开放端的侧)的截面形状为朝邻接的内导体形成孔2a、2c方向分别延伸的长圆形。该内导体形成孔2b的短路端侧(靠近内导体的短路端的侧)分割成2个孔2b’、2b”。该2个孔2b’、2b”分别配置在邻接的内导体形成孔2a、2c的短路端侧附近。
使内导体形成孔2a、2c的开放端侧的内径大于短路端侧的内径，并且将短路端侧配置在内导体形成孔2b的短路端侧(2b’、2b”侧)附近。
这样，通过使中央的内导体形成孔2b的短路端侧2b’、2b”和、邻接的内导体形成孔2a、2c的短路端侧的间隔与开放端侧相比相对窄，Sab、Sbc部分的感应性耦合比Oab、Obc部分的感应性耦合强，第1级和第2级共振器间、以及第2级和第3级共振器间进行强感应性耦合。
另外，内导体形成孔2b的分割位置为任意的，但最好是在内导体形成孔的纵向的约中心部。利用该结构，可以在磁场强度大的区域接近邻接的内导体形成孔的内导体。其结果，可以使邻接的内导体形成孔的共振器间可取得的耦合量最大，并且可以提高设计上的自由度。另外，通过使开放端侧的截面比短路端侧的截面厚，即作成等级结构，还可以缩短内导体形成孔的轴长。
图2示出实施例2的电介质滤波器的结构。
与图1所示的电介质滤波器的不同点是内导体形成孔的形状。图2所示的例子中，相同点是将内导体形成孔2b的短路端侧如2b’、2b”所示那样分割为2个和、使邻接的内导体形成孔的短路端侧的轴间隔小于开放端侧的轴间隔。但使内导体形成孔2a、2c的短路端侧的横截宽度不大于开放端侧的横截宽度。另外，内导体形成孔2b的短路端侧的孔2b’、2b”在不超出2b的开放端侧的长轴方向的横截宽度的范围内。
利用这样的结构，通过在比电容性耦合相对提高第1级和第2级共振器间、以及第2级和第3级共振器间的感应性耦合，可以同时加强感应性耦合。
图3示出实施例3的电介质滤波器的结构。与图2所示的电介质滤波器的不同点是内导体形成孔的形状。图2所示的例子中，中心的内导体形成孔2b的短路端侧2b’、2b”的内径相等，但该图3所示的例子中，2b”比2b’大。利用该结构，由于与图2所示的电介质滤波器相比，Sbc部分的感应性耦合进一步加强，所以内导体4b的第2级共振器和内导体4c的第3级共振器间的感应性耦合进一步加强。
图4示出观看实施例4的电介质滤波器的内导体形成孔的轴方向的图。实施例1～实施例3中，分割的短路端侧的内导体形成孔的截面形状为圆形，但也可以是图4所示的半圆形。另外，也可以是矩形或多角形。
图5示出实施例5的电介质滤波器的结构。内导体形成孔2b的开放端侧的截面形状为向邻接的内导体形成孔2a、2c的方向分别延伸的长圆形。另外，该内导体形成孔2b的短路端侧分割成2个孔2b’、2b”，分别配置在邻接的内导体形成孔2a、2c的短路端侧附近。这点与图1所示的电介质滤波器相同。但是，图1所示的例子中，使内导体形成孔2a、2c的其开放端侧的内径大于短路端侧的内径，并且将短路端侧配置在靠近内导体形成孔2b的短路端侧(2b’、2b”侧)，但在该图5所示的例子中，使内导体形成孔2a、2c的内径为一定。利用这样的结构，可以使内导体4a的第1级共振器和内导体2b的第2级共振器间进行强感应性耦合，并且可以使内导体4b的第2级共振器和内导体4c的第3级共振器间进行强感应性耦合。
图6示出实施例6的电介质滤波器的向视图。图1所示的例子中，在电介质块1的外面(六个面)形成外导体3，在内导体形成孔的一开口附近形成内导体非形成部的开放端，但该图6所示的例子中，在电介质块1的图的上面不形成外导体，将该面作为开放面，在其它5个面形成外导体3。在这种类型的电介质滤波器也可以分割内导体形成孔的短路端侧，可以使在与其邻接的内导体形成孔间进行强感应性耦合。
图7示出实施例7的电介质滤波器的向视图。与图6所示的电介质滤波器的不同点是在电介质块1的开放面形成了从内导体连续的耦合用电极5a、5b、5c和，形成了在与耦合用电极5a、5c之间产生静电容量的输入输出电极6、7。这种结构的电介质滤波器也可以得到与实施例1～实施例6相同的效果。
图8示出实施例8的电介质滤波器的结构。图8的(A)为外观向视图、(B)为在轴方向穿过各内导体形成孔的面的截面图。该例中，利用内导体形成孔2a～2d的4级共振器构成滤波器。内导体形成孔2b、2c形成为将各短路端侧分割成2个，短路端侧的邻接的轴间隔变小。其它结构除了共振器的级数多1个之外，与图1所示的电介质滤波器相同。这样，可以使第1级和第2级、第2级和第3级、第3级和第4级的各共振器间都进行强感应性耦合。这样，可以得到带通宽的电介质滤波器。
图9示出实施例9的电介质滤波器结构。(A)为向视图、(B)为穿过各内导体形成孔的面的截面图。该例中，电介质滤波器具有2a～2e所示的5个内导体形成孔的5级共振器。内导体形成孔2a、2b的共振器间使内导体形成孔2a、2b的开放端侧的轴间隔与短路端侧的轴间隔相比相对窄，并感应性耦合两者。同样，也使内导体形成孔2d、2e的共振器间进行感应性耦合。内导体形成孔2c的短路端分割为2c’、2c”，通过相对接近该分割的内导体形成孔2c’、2c”和内导体形成孔2b、2d的短路端侧，可以同时使在第2级和第3级的共振器间以及第3级和第4级的共振器间进行感应性耦合。
根据图10说明实施例10的电介质双工器的结构。
图10是从安装基板的安装面侧看的平面图。在约长方体形的单个电介质块1的内部设有2a～2f所示的内导体形成孔。在这些内导体形成孔2a～2f的里面形成内导体。但是在这些内导体形成孔的一开口附近设有内导体非形成部，在该部分开放内导体。另外，在电介质块1的内部设有在里面形成了内导体的激励孔9。在电介质块1的外面(六个面)形成外导体3。另外，在电介质块1的外面(六个面)形成从外导体3绝缘状态的输入输出电极6、7、8。输入输出电极6、7在与内导体形成孔2a、2f的内导体的开放端附近之间分别进行感应性耦合。输入输出电极8与激励孔9的里面的内导体导通，将激励孔9的内导体分别与内导体形成孔2c、2d的2个共振器进行感应性耦合。
内导体形成孔2b的开放端侧(靠近内导体的开放端的侧)的截面形状为朝邻接的内导体形成孔2a、2c的方向分别延伸的长圆形。另外，该内导体形成孔2b的短路端侧(内导体的短路端附近的侧)分割成2个孔2b’、2b”。该2个孔2b’、2b”分别配置在靠近邻接的内导体形成孔2a、2c的短路端侧。
内导体形成孔2a、2c使开放端侧的内径大于短路端侧的内径，将短路端侧配置在靠近内导体形成孔2b的短路端侧(2b’、2b”侧)。
这样，通过使中心的内导体形成孔2b的短路端侧2b’、2b”和、邻接的内导体形成孔2a、2c的短路端侧的间隔与开放端侧相比相对窄，可以同时使在内导体形成孔2a的第1级共振器和、内导体形成孔2b的第2级共振器间，以及第2级共振器和内导体形成孔2c的第3级共振器间进行强感应性耦合。
利用这样的结构，由内导体形成孔2a～2c的3级共振器构成发送滤波器、由内导体形成孔2d～2f的3级共振器构成接收滤波器。如上所述，内导体形成孔2a～2c的3级共振器由于第1级和第2级共振器间以及第2级和第3级共振器间分别进行感应性耦合，所以在发送滤波器的高频侧产生衰减极。另外，内导体形成孔2d～3f的3级共振器由于邻接的内导体形成孔的开放端侧的轴间隔与短路端侧相比相对窄，所以分别进行电容性耦合，在接收滤波器的低频侧产生衰减极。利用这些衰减极，可以确保在发送频带和接收频带的边界部分有大的衰减量。
图11示出实施例11的通信装置的结构。
在此，双工器由发送滤波器和接收滤波器构成，是图10所示结构的电介质双工器。在该双工器的发送信号输入端口连接发送电路，在接收信号输出端口连接接收电路，在天线端口连接天线。在发送电路的输出部和接收电路的输入部分别具有带通滤波器，这些滤波器是图1～图9所示结构的电介质滤波器。
这样，通过采用小型、具有规定特性的电介质滤波器或电介质双工器，可以得到小型化整体的通信装置。
发明效果利用本发明，在约长方形的电介质块内排列了在各里面形成了内导体的多个内导体形成孔的电介质滤波器中，通过将多个内导体形成孔中的至少1个内导体形成孔的短路端侧分割成至少2个孔，可以大幅度提高设计上的自由度。例如，可以同时缩小中心的内导体形成孔和、与其邻接的两邻的内导体形成孔的短路端侧的轴间隔。利用该结构，可以同时在中央的内导体形成孔的共振器和、与其邻接的两邻的内导体形成孔的共振器间进行强感应性耦合，例如可以容易得到宽带通特性。
另外，根据本发明，通过将上述分割位置设成内导体形成孔的纵向的约中心部，可以在磁场强度高的区域接近邻接的内导体形成孔的内导体，其结果，可以使在邻接的内导体形成孔的共振器间可取得的耦合量最大，提高了设计上的自由度。与此同时，还具有使开放端侧的截面比短路端侧的截面厚带来的、即等级结构带来的缩短内导体形成孔的轴长的效果。
另外，根据本发明，可以依次在邻接的共振器间进行强感应性耦合，可以构成表示规定的滤波器特性的小型电介质滤波器。
根据本发明，可以得到采用上述电介质滤波器或电介质双工器的、通信性能卓越的小型通信装置。
权利要求
1.一种电介质滤波器，包括大致长方体形状的电介质块；贯通与上述电介质块的对置的第1面和第2面间的多个内导体形成孔；在上述内导体形成孔上形成的、将上述第1面作为短路端、将上述第2面或第2面附近作为开放端的内导体；在上述电介质块的外面形成了外导体，其特征在于上述多个内导体形成孔中的至少1个内导体形成孔将短路端侧分割成多个孔。
2.一种电介质滤波器，包括大致长方体形状的电介质块；贯通与上述电介质块的对置的第1面和第2面间的多个内导体形成孔；在上述内导体形成孔上形成的、将上述第1面作为短路端、将上述第2面或第2面附近作为开放端的内导体；在上述电介质块的外面形成了外导体，其特征在于上述多个内导体形成孔中的至少1个内导体形成孔在短路端侧具有多个开口部。
3.如权利要求1所述的电介质滤波器，其特征在于分割为多个孔的位置在内导体形成孔的纵向的约中心部。
4.如权利要求1所述的电介质滤波器，其特征在于上述分割的多个孔中至少一个孔的内径与其他孔的内径不同。
5.如权利要求2所述的电介质滤波器，其特征在于上述多个开口部中至少一个开口部的内径与其他开口部的内径不同。
6.一种电介质双工器，其特征在于使用如权利要求1或2所述的电介质滤波器构成发送滤波器和接收滤波器。
7.一种通信装置，具特征在于使用权利要求1或2所述的电介质滤波器。
全文摘要
可以不大型化整体，同时强感应性耦合电介质块内的邻接的3个电介质共振器。在电介质块1的内部设置在里面形成了内导体的多个内导体形成孔2a、2b、2c。这些内导体形成孔中的至少1个内导体形成孔2b将其短路端侧的内导体形成孔分割成2b’、2b”的2个，同时使2b’、2b”分别靠近邻接的内导体形成孔2a、2c的短路端侧。
文档编号H01P1/213GK1392629SQ0214107
公开日2003年1月22日 申请日期2002年6月20日 优先权日2001年6月20日
发明者黑田克人, 石原甚诚, 加藤英幸 申请人:株式会社村田制作所