专利名称：高频滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分的高频滤波器，也就是所谓的高通滤波
O
背景技术：
在无线技术设备中例如在移动无线领域内通常希望，只使用一个共同的天线用于发射和接收信号。发射和接收信号在此使用不同的频率范围。使用的天线必须在两个频率范围内适于发射和接收。为了分开发射和接收信号需要合适的频率滤波装置，该频率滤波装置一方面确保，发射信号由发射器只传送给天线(并且没有朝着接收器方向)，并且另一方面接收信号由天线只传送给接收器上转。为了所述目的可以使用一对高频滤波器，所述两个高频滤波器允许确定的(即相应希望的)频率段(带通滤波器)通过，或者使用一对高频滤波器，所述两个高频滤波器截止确定的(即相应不希望的)频率带(带截止滤波器)，或者使用一对高频滤波器，由一个允许低于在发射与接收带之间的频率通过的且截止高于它的频率的滤波器(低通滤波器)和一个截止低于所述在发射与接收带之间的频率的且允许高于它的频率通过的滤波器(高通滤波器)构成。也可以使用由所述滤波器类型构成的其他组合。所述类型的高频滤波器可以构成为不同的。一种已知的高通滤波器在此可以由一个在铣削或浇铸外壳内的孔或通道构成，其中在通道内或在孔内设置内导体段，所述内导体段通过所谓的针线与外导体电流连接。内导体段一般具有非常小尺寸的中断部(当整个结构应该仍然具有紧凑的结构尺寸时)，由此相应各内导体段在端侧上电容耦合。在导线段之间的电容耦合的大小在此与距离的变化成反比。此外在内导体之间的端侧的电容耦合这里随着导线横截面增加与可以位于导线间的缝隙内的材料的介电常数增加而升高。因为在按现有技术已知的且相应构成的同轴高通滤波器中一般需要相对高的电容，在轴向延长部分内相向定位的内导体段的端侧之间的距离(当如上所述应保持相对紧凑的外形尺寸时) 一般小于0. 5mm(例如在装在基站或其他天线装置内时)。该距离通常在0. Imm到0. 2mm之间。在此借助于图1 在示意的轴向纵剖面图中(例如在没有示出封闭外导体的盖子的情况下的俯视图中)和在图12b中在轴向横截面图中(带有封闭外导体的盖子)示出一种相应的同轴高通滤波器，如由现有技术已知的高通滤波器。不同于所述附图外壳也可以是两件式或多件式的，例如包括两个可组装的外壳段或外壳半部。同样也可以完全封闭外导体外壳，以便内导体结构只是轴向推入到该外导体外壳内。就这点而言没有限制。由此可见，这样的同轴高通滤波器包括一个外导体1，如上所述，该外导体通常由一个铣削或浇铸外壳(金属、金属合金)构成，在该外壳内构成一个轴向孔或一个轴向通道 3。然后沿所述孔或通道3设置内导体结构5，该内导体结构由多个内导体段如构成。内导体段用其内导体端侧恥以小的距离A终止，以便在内导体端侧恥之间以及由此在内导体段fe之间存在电容耦合。此外例如在所述内导体段恥之间嵌入电介质D。
各个内导体段如在此分别(通常居中地)通过一个横向或垂直于所属的内导体段如延伸的分支线7与外导体1电流连接，其中相应的分支线7在侧面分支线通道9 (即分支线空隙9)内在外导体1的材料内延伸，并且在分支线通道底部9a上与所述的外导体 1电流连接(其中外导体1在一定程度上构成这样构造的高通滤波器的外壳)。这种以同轴结构的高通滤波器例如可以通过引用Matthei，Young, Jones "Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, andCoupling Stuctures McGraw-Hill Book Company 2001，即在第 414 页(图 7. 07-3)而已知。在此借助于图12c描述一种按根据图1 和12b的现有技术已知的高频滤波器的相应的替代电路图。由此可见，一个唯一的内导体5设有各个内导体段fe，其中在两个内导体段如之间构成一个电容C1,并且从本身连续的内导体段fe向接地部或外导体1延伸地连接电感I形式的分支线7。通过多个导线段或导线件之间的成对的电容耦合(其中耦合可以通过由空气或其他材料构成的电介质实现)及其与外导体的电流连接，产生希望的这样构成的高通滤波器的响应特性。电容耦合的大小在此通过在其上耦合的内导体段的分别对置的两个端侧的大小、通过在两个端侧的内导体段之间的距离A和通过在两个端侧的内导体段之间的使用的电介质确定。一种与根据按图12a和12b的视图的现有技术类似的解决方案也由US 2009/0153270A1已知，该专利文献对应于DE 10 2007 061 413A1。示出一种带有内导体的高通滤波器，该内导体包括多个内导体段。两个在轴向延长部内依次布置的内导体段在此互相隔开距离地设置，其中相互面对的端侧以及连接在端侧上的内导体段以部分长度插入到管形中间件内，该中间件在依次布置的内导体段的两个端侧之间在中间具有一个封闭的壁段。因此沿信号方向在插入到管形中间段内的内导体末段与这样构成的第一管形电容器之间产生第一耦合，其中在管形外壳段与邻接最近的内导体段的插入外壳段的末段之间在管形中间件的对置末端上构成一个第二管形电容器。因此在管形中间件的端侧边界上，一个螺旋形的导线段从内导体延伸到外导体上，由此构成线圈。通过所述结构产生一种带有相对于按图12a的实施例中间连接的且前后依次地从内导体段的末端到管形中间件且从管形中间件到最近的内导体段等的双电容耦合的内导体路程。然而随着对高通滤波器的截止特性的要求的提高，必须串联多个这样的内导体段，以便产生相应的截止衰减。到目前为止已知的相应的同轴结构的高通滤波器的缺点在于，必须前后依次(串联)设置相应多个导线段，以便能够实现主要在移动无线技术领域对高通滤波器的相应要求。在此，如上所述，必须保持导线件之间的非常小的距离，以便确保足够高的电容耦合。这导致结构非常高的公差敏感性。
发明内容
与此相对本发明的目的是，提供一种改进的高频滤波器(一种所谓的高通滤波器)。该高频滤波器在一种优选紧凑的结构型式中能实现加强截止范围。所述目的按本发明按在权利要求1中给出的特征实现。本发明的有利的实施方式在各从属权利要求中给出。可以且必须称为出人意料的是，在本发明的范围内可以实现一种相对于现有技术显著改进的高通滤波器，该高通滤波器能实现改进的电特性以及节省空间的结构。此外按本发明的高通滤波器的突出之处还在于，通过相对于现有技术显著改进的公差敏感性。此外按本发明的高通滤波器在此可以作为单个滤波器使用但是也可以与一个或多个相同类型的或不同的高频滤波器结合使用。在此作为有利的使用情况也可以在移动无线领域内使用按本发明的高频滤波器(HF滤波器)，并且在移动无线领域内尤其是用在双重滤波器中，如开头所述的那样，需要所述双重滤波器，以便将输送给天线的发射信号与通过相同的天线接收的接收信号分开，所述信号在错开的频率范围内发射或接收。按本发明的解决方案主要在于，一个附加的内导体耦合件也装入到高频滤波器通道(Spur)内，其中所述附加的内导体耦合元件由金属制成并且从而是导电的，或者由一种带金属或导电涂层的电介质构成，或者包含该电介质。按本发明的附加安装的内导体耦合元件设置在内导体段的端侧耦合区域内。当所述内导体耦合元件例如是空心圆柱形的或者一般设有内空隙时，在所述内导体耦合元件内相邻的各内导体段的末端即相关的内导体端侧可以全部或至少部分在内导体耦合元件内相对置。但是同样可能的是，带有与其配合作用的内导体段的内导体耦合元件只在部分周边区域内与这些内导体段重叠地设置，即例如只在从相应内导体段的端侧开始的一定轴向长度内用所属的内导体段的末端区遮盖，以便在这里实现附加的耦合。此外与现有技术相反，内导体与外导体之间的电连接不是由内导体段而是用相应的内导体耦合元件的分支线实现。在本发明的范围内可以通过高通滤波器这样设计的结构实现一系列的出人意料的优点。在此在本发明的范围内能产生低于频率通带的截止极，所述截止极有助于在通带以下显著加强滤波器特性。在此可以用每个按本发明的高通滤波器在使用相应的内导体耦合元件的情况下获得一个截止极。换句话说，可以依次连接(串联)多个这样的结构，其中通过相应的协调可以产生多个附加的截止极。只是为了完整性，这里应指出，按本发明的高通滤波器在产生一个或多个截止极的情况下也可以与其他传统的高通滤波器结构结合。就这点而言同样没有限制。此外在本发明的范围内可以相对于现有技术显著缩短高频滤波器的结构型式。由此得到总体上更紧凑的整体尺寸。此外通过使用的内导体耦合元件降低电容电耦合的敏感性。在本发明的范围内也产生成本优点。因为本发明只导致少量的用于附加设置的内导体耦合元件的额外费用，其中所述额外费用少于串联附加的内导体段的额外费用，如当今在现有技术中是必需的附加内导体段。最后在本发明的范围内也可以通过所使用的内耦合元件提高机械稳定性。这主要适用于相应使用以固体形式即不是空气的电介质的情况。因为由此稳定和保持内导体段、 内导体耦合元件和/或分支线也可以一起被稳定和保持。换句话说，主要是当电介质也在内导体耦合元件外面设在外导体结构的相应接纳腔(孔、通道)内时，至少部分地位于内导体耦合元件中的电介质可以承担附加的内导体耦合元件的并且从而还有内导体段的定位功能，内导体段终止在该内导体耦合元件中。此外也可以采用其他的用于在结构内机械地起稳定作用的电介质，例如分层的电介质。按本发明的结构允许传递高功率。同样产生总体上好的内调制性能，这尤其是在移动无线技术中具有重要意义。最后可以且必须指出的是，此外在按本发明的解决方案的范围中，通过内导体耦合元件和例如在外导体上的电耦合实现好的散热。在本发明的范围内也可以通过如下方式获得另一种改进，通过在内导体耦合元件与外导体之间的内导体结构的耦合不必强制通过如下方式实现，即，使相应分支线与外导体电流连接。也可能的是，分支线电容耦合在外导体上。即使在所述情况中可能位于外导体内腔内的固体电介质也可以用于定位和固定与外导体电容耦合的分支线。因此总之可以确定，在本发明的范围内提供一种高频滤波器，即一种所谓的高通滤波器，其中通过有针对性地安装下面也称为内导体耦合元件的结构在通带以下可以产生一个截止极。当串联多个这样的结构时，由此在通带以下可以产生多个截止极(Sperrpol)。 这样的内导体耦合元件在此可以是导电的，因为它例如由金属或金属结构构成，或者它可以由电介质构成，或者包括该电介质，该电介质例如具有导电涂层。一种这样的按本发明的一个或多个附加的截止极的实施方式相对于到目前为止的解决方案导致显著加强截止范围以及在高通滤波器具有公差不敏感性的同时导致缩短的结构型式。在此本发明不仅可以作为单个滤波器使用也可以与一个或多个相同类型的或其他类型的高频滤波器结合使用。 除了单个滤波器以外，主要的应用场合在于，在所谓的双重滤波器中或例如也在三重滤波器中使用。
本发明的其他优点、细节和特征由借助于
的实施例给出。其中图Ia示出本发明的第一实施例的示意性的轴向纵剖面图；图Ib示出沿图Ia中的线I-I的轴向横截面图；图Ic示出按图Ia和Ib的实施例的替代电路图；图Id示出原则上如借助于图Ic所示的相应的替代电路图，然而相对于图Ic具有更紧凑的形式；图Ie示出在构成两个截止极的情况下用于显示在按图Ia至Id的实施例中的衰减曲线的图表，所述截止极由在两个信号路径上的电容引起；图 i至 示出^^一个另外的沿在图Ia中的线II-II的示意性示出的横截面图， 用于说明不同的内导体和外导体横截面形状以及例如在内导体段与内导体耦合元件之间的(固体的)电介质的不同的横截面图；图3a类似于图Ia示出针对另一个实施例的轴向纵剖面图，在该实施例中主要是分支线与外导体电容耦合；图北示出按图3a的实施例沿线III-III的横截面图；图如至4h示出八个不同的实施例的示意性轴向纵剖面图，用于解释在使用内导体耦合元件的情况下两个内导体末段的耦合；
图如示出另一个按本发明的实施例的示意性的轴向剖面图，其中在内导体段与内导体耦合元件之间实现不同的耦合；图恥示出在图fe中沿线V-V的示意性轴向横截面图；图6a示出一个不同于图fe的实施例的另一个示意性轴向剖面图，其中在内导体耦合元件与外导体之间的分支线在外导体区域内不是电流地实现，而是电容地实现；图6b示出在图6a中沿线VI-VI的示意性轴向横截面图；图7a示出带有两个截止极的高通滤波器的纵剖面图，其中使用两种不同的按本发明的耦合装置；图7b示出在图7a中沿线VII-VII的横截面图；图8a示出高通滤波器的示意性纵剖面图，该高通滤波器包括按本发明的高频滤波器，该高频滤波器与传统的按现有技术的高通滤波器串联；图8b示出在图8a中沿线VIII-VIII的横截面图；图9a示出另一个变化的实施例的纵剖面图，用于解释，按本发明的高通滤波器不需要用于延长分支线的外导体扩展部；图9b示出在图9a中沿线IX-IX的横截面图；图IOa至IOc示出一个高通滤波器的三个示意的横截面图，用于解释也可以设有另外的调整元件，用于改变相应的导线段或内导体耦合元件的电特性；图11示出在示出比较在按本发明的带有两个内导体耦合元件的高通滤波度5与一种按现有技术的按图8a与8b的高通滤波度5之间的S参数的图表(通过频率画出)；图1 至12b示出用于按现有技术的同轴结构的高通滤波器的示意性轴向纵剖面图和图12a中沿线X-X的横截面12c示出关于一种按现有技术的同轴结构的根据附图1 和12b描述的高通滤波器的替代电路图。
具体实施例方式下面借助于图Ia和Ib描述按本发明的第一实施例。此外所述按本发明的实施例与按现有技术的按图1 和12b的同轴结构型式的高频滤波器的区别主要在于，由于现在在内导体末段5c的区域内设置一个内导体耦合元件115的类型的内导体耦合装置15，由此内导体末段5c以一定轴向长度被内导体耦合元件115遮盖。在按图Ia和Ib所示的实施例中内导体耦合装置15构成为内导体耦合缸体15a， 内导体末段5c以一定轴向长度插入到该内导体耦合缸体内，其中在轴向延长部分内相向定位的内导体段fe的内导体端侧恥互相隔开距离A。在所示实施例中内导体段fe在共同的轴线Xl上相向设置在直接的轴向延长部内，并且在此同轴地插入到内导体耦合缸体15a内。原则上各个内导体段可以通过绝缘的间隔件相对于外导体1(即外导体外壳10) 固定在例如构成为通道3的内导体腔21内，并且例如也可以通过如下方式锚固，即，整个内导体腔21或只有内导体腔的确定的部分用固体的电介质填充、浇铸等。同样也可以例如在内导体腔21内隔开轴向距离地设有多个介电结构，由此可以相对于外导体机械地保持和支撑内导体段的各个区域。
在所示实施例中在内导体耦合装置15的区域中，也就是在内导体耦合缸体1 的内部中设有电介质23，而且优选不是由空气而是由固体材料(例如塑料、陶瓷等)构成的电介质，由此各个内导体段fe通过内导体耦合缸体1 保持和定位。在现有技术中已经说明的分支线7在按本发明的实施方式中不是连接到各个内导体段fe上，而是与相应的内导体耦合装置15，也就是与内导体耦合元件115导电地连接， 并且优选横向地在所示实施例中垂直于相应的分支线通道9内的内导体5的轴向延伸方向 Xl向外导体外壳10内的分支线通道底部9a延伸，并且与内导体耦合装置15相对地导电地与外导体1、也就是外导体外壳10连接。但是各个分支线同样可以位于在外导体外壳的底部内的或在外导体的对置侧上的分支线通道内。在所述方面不存在限制。如由按图Ia的轴向纵剖面图所示，在所述实施例中优选由固体电介质23构成的电介质不是在内导体耦合缸体15a的整个轴向长度上延伸，而是可以终止于内导体耦合缸体15a的端侧的末端之前(如在图Ia的右侧示出耦合的实施例中)，或者甚至可以沿轴向凸出于内导体耦合缸体15a(如这在按图Ia的左侧的耦合的实施例中示出)。通过按本发明的使用耦合装置15的解决方案得出两个串联的电容耦合，即例如一个所述一个内导体末段恥与内导体耦合装置15的第一耦合，和内导体耦合装置15到相邻的下一个内导体末段恥的相邻最近的内导体末段5c的耦合。所述电容耦合从功能上来说相当于在按现有技术的高通滤波器中端侧恥之间的端侧耦合，如借助于图1 和12b说明的那样。在本发明中现在通过上述串联的通过新的内导体耦合装置15实现的耦合还附加产生设置在端侧恥之间的电容耦合，该电容耦合现在在所述按图Ia和Ib的结构中用于产生附加的截止极，以便相对于现有技术改进高通滤波器的波形。图Ic在此示出按本发明的按图Ia和Ib的解决方案的替代电路图，其中在图Id 中相对于在图Ic中的视图用更紧凑的视图示出替代电路图。由此可见，在本发明的范围内通过引入新的电容C2现在建立另一个电容耦合，最后通过该电容耦合可以通过两个信号路径Pl和P2实现两个截止极。图Ie示出一个图表，其中在垂直的Y轴上标出单位为db的通过衰减，并且在水平的X轴上标出单位为GHz的高频滤波器的频率。衰减曲线涉及这样一种实施例，如按本发明的按图Ia至Id的解决方案所实现的实施例，更确切地说在例如在从200MHz到960MHz 之间的衰减，其中衰减大于60dB。可以清楚地看到，在按图Ie的图表中构成两个截止极，所述截止极通过在两个信号路径上的电容耦合而产生。所述按本发明的改进方案在传统的解决方案中既不可能也不是已知的。如借助于按图加至业的示意的横截面图可见，不仅外导体的横截面形状、内导体的横截面形状、内导体耦合装置的横截面形状以及例如设置在内导体末段与内导体耦合装置15之间的电介质23的横截面形状可以具有不同的形状尤其是横截面形状。如在按图加至业的示意性横截面图中，在此可见带有较大的材料延伸长度的外导体外壳扩展部1'，上面提到过的用于接纳分支线的分支线空隙或通道9设置在所述扩展部内。但是外导体外壳可能不必设有外导体外壳扩展部1'，而是可以一般性地构成为管形的(带有任意横截面形状)，以便分支线7直接连接在外导体外壳或外导体管上，一般性地连接在外导体的内壁上。
分支线空隙同样可以位于外导体区域或相应掏空的盖子内。这里图加至业示出，例如外导体1的外轮廓可以是长方形或正方形或一般性地η 边形的。但外导体最终同样可以具有圆形或局部圆形的横截面形状，至少在其外侧上具有上述横截面形状。这里外导体可以设计成椭圆形或者也可以是圆柱形的。不存在使用确定的横截面形状或外轮廓的限制。这里图加至2d还示出，例如，至少在分支线空隙或通道9设置在外导体1中的区域之外，内导体腔21的横截面形状可以具有正方形或长方形、圆柱形或一般性地η边形的横截面形状，所述横截面形状通过外导体内表面Ia构成。此外，图加至业还示出，内导体5，就是说内导体段fe以及特别是内导体末段5c 可以具有不同的横截面形状，例如圆形的横截面形状、正方形或长方形的横截面形状，一般性地η边形的横截面形状。但对于内导体横截面也可以采用长圆形的横截面形状或混合形状，还可以设有这样的横截面形状，其中在不同的侧面之间设置倒圆的过渡区域。但同样也可以设想椭圆形的横截面形状等。在此方面不存在限制。此外按图加至业的横截面图示出，内导体耦合装置15主要也可以具有不同的横截面形状，例如按的空心圆柱体类型，它带有圆形横截面形状或带有多角横截面形状，或者至少部分或逐段带有多角或正方形外表面15b并且在此位于内部的同样部分或逐段圆形的、正方形的或一般性地η边形的内表面15c等。在此各个壁段，也就是在内导体耦合元件 115的外侧或内侧上的各个表面也可以通过折角或倒圆过渡到邻接最近的壁段上。借助于图2j可见，例如内导体耦合装置15在其外表面1 方面可以具有椭圆形的横截面形状，并且与此不同的是朝向内导体末段的内部的面15c可以具有与此不同的横截面形状，例如接近正方形或矩形的横截面形状。按图2f的例子在此还示出，内导体耦合元件115沿周边方向可以不是完全封闭的，而是可以设有开口段15d，类似于在按图2g的实施例中那样。在此在按图2g的实施例中开口区域15d以及内导体末段恥与内导体耦合装置15之间的距离用电介质填充。按图池和2i的实施例在此还示出，内导体耦合元件115例如可以只在关于内导体段的侧面区域或部分周边区域内通常的平行地或一般性或多或少沿与内导体末段5c的重叠方向设置，以便在此除了两个在延长部分内相向设置的内导体段如的彼此相对的内导体端侧恥之间的电容耦合外产生附加的从相应内导体末段恥到内导体耦合元件115的耦合和从内导体耦合元件115到最近的内导体段fe的最近相邻的内导体末段的耦合。图2f、2g、》!或2i或2j在此示出，内导体耦合装置15可以在大于10°、尤其是大于 20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、130°、140°、 150°、160°、170°、180°、190°、200 °、210 °、220 °、230 °、240 °、250 °、260 °、 270° ,280° ,290° ,300° ,310° ,320° ,330° ,340° ,350° 的周边区域内包围需要耦合的内导体末段5c。此外相同的横截面图还示出，内导体耦合装置15可以小于360°、350°、340°、 330 °、320 °、310 °、300 °、290 °、280 °、270 °、260 °、250 °、240 °、230 °、220 °、 210° ,200° ,190° ,180° ,170° ,160° ,150° ,140° ,130° ,120° ,110° ,100° 、90° 、 80°、70°、60°、50°、40°、30°、尤其是小于20°地包围要耦合的内导体末段5c。在按图池的实施例中例如示出，内导体耦合元件115的横截面形状可以是半圆柱形的，其中按图2i的方案示出，耦合元件115的结构可以具有不同于内轮廓15c的外轮廓 15b，例如内部可以构成为半圆柱形或者外部可以构成为矩形，即使当它只在部分周边区域内包围内导体末段或为此设置时。所述例子示出，就这点而言不存在关于内导体耦合装置 15的造型和/或布置的限制。按图业的实施例中还示出，例如相应的内导体末段恥和通常与其平行延伸的内导体耦合装置15可以构成为板形，就是说也可以板状地构成为扁平材料，优选带有位于其间的电介质23，该电介质的横截面同样又构成为板状。在所示按图业的实施例中在其下面在内导体末段下方还设有另一个电介质23'(横截面呈矩形)，该电介质也可以设在耦合其中几个实施例最后还示出，外导体可以构成为封闭的带有相应的内导体通道3 的整个外壳。此外在按图2b、2c、2d、2f、2g、2i和业的方案中示出，外导体外壳是两件式的并且包括一个真正的外壳段，该外壳段用一个优选可松开的外导体外壳盖Ia封闭。可选的和补充的例如借助于图加示出，外壳也可以由两个外壳半部Ib和Ic构成，所述外壳半部可以沿分界面T优选居中地在内导体的高度上分开。但是所述分界面也可以构成在其他位置上，并且不必位于内导体段的平面上，从而两个外壳部分构成不同大小的。在此可以实现任意的变化。最后借助于已经说明的图加至业说明了，关于外导体、内导体段、耦合元件、电介质等的所有轮廓、横截面形状、位于内部的表面或指向外面的表面可以设定很多混合形状， 并且示意性的按图加至业的横截面图仅示出可能的方案中的很少几个。借助于图3a在示意性轴向纵剖面图中和在图北的示意性轴向剖面图中不同于图 Ia或Ib示出，内导体耦合装置15与外导体1之间的电连接通过分支线7不仅可以电流地而且电容地实现。在此分支线7与内导体耦合装置15相对置地以分支线基座7a形式的分支线耦合段7a示出，该分支线基座在按图3a左侧的方案中可以具有立方体的形状，例如正六面体形状，但是也可以具有圆柱体形状，并且在按图3a右侧的方案中可以具有球形形状或同样具有圆柱体形状。相应在外导体Ia的材料内也设有空隙lb，相应的分支线耦合段7a嵌入到该空隙内。在此优选外导体空隙Ib与分支线基座段7a的横截面形状或轮廓相适配(虽然在此也可能有差别，并且外导体空隙Ib的横截面形状可以不同于分支线基座段7a的横截面形状或轮廓或者可以构成为与其完全不同的)。在此在在图3a左侧的方案中在分支线耦合段7a与外导体空隙Ib之间设有固体的电介质23a。这实现了下述可能性，即，由此分支线段7固定在外导体外壳10的外导体1 上，并且由此内导体耦合元件115也牢固且稳定地定位在内导体腔21内。如上所述，在此内导体耦合元件15同样设有固体电介质23，以便由此同样保持和定位内导体末段如，并且真正的内导体段如不必通过另外的绝缘的间隔件保持和定位在内导体腔21内。在图3a 右侧的方案中在分支线耦合段7a与外导体空隙Ib之间设有空气作为电介质23a。此外按图3a(以纵剖面图示出)和3b(该视图是沿在图3a中的线III-III的横截面图)的方案在此示出，耦合装置15即使沿轴向纵向即沿内导体段fe的延伸方向Xl也不必相同地构成，而是可以沿周边方向在不同的部分具有不同的纵向延伸部分，并且从而具有不同大小的与所属的内导体末段5c的重叠段。
此外各内导体段也可以具有不同的直径，也可以沿轴向的纵向延伸方向包括台阶，在所述台阶上它们从较小的直径过渡到较大的直径上或者反之。此外在耦合元件(例如在外导体的内表面区域内)还可以设有附加的电介质，所述电介质例如一直延伸到耦合元件或者在其之前终止。但为了清楚起见，所述方案在图3a和北中未示出。在此部分也可以部分地参考图加至业，所述附图示出和描述几个方案。此外借助于图如至4h示出，在内导体段fe的端侧5d之间的耦合和补充的通过内导体末段恥实现的耦合如何可以间接地通过内导体耦合装置15实现。在此在按图如的方案中内导体末段5c构成为带有相同直径和例如相同横截面形状，例如为圆形的，其中内导体耦合元件带有比内导体末段的外直径更大的内直径，从而内导体末段可以以一定的轴向长度插入到在本实施例中构成为管形的内导体耦合装置15的内部15e中，从而所属的内导体端侧恥终止于所述的彼此间的距离A上。耦合装置15的内腔1 在本实施例中用固体电介质23充满，例如也可以浇铸，由此内导体段恥可以机械地互相固定。在按图4b的方案中，最外面的内导体末段5c与其端侧恥相邻地设有环绕的环突 5r，即一个具有比邻接的内导体末段5c大的外直径的区域。尤其是当沿周边方向完全或部分封闭的内导体耦合元件115用电介质23浇铸和/或充满时，由此实现对内导体末段5c 的特别有利的机械固定，所述内导体末段不仅沿径向而且沿轴向相对于电介质固定。在按图如的方案中在所示右侧的内导体末段5c的末端区域内构成一个环绕的内导体槽5η，由此实现相同的优点。在此也得到相对于内导体和电介质好的轴向固定。在按图4d的方案中示出，所述一个内导体末段5c例如构成为带有一个盲孔(一般性地是内导体接纳部5" c)，与它相比外直径较小的第二内导体末段5c以一定轴向长度无接触地嵌入到该盲孔内。在所述方案中一方面实现在两个这样定位的内导体段fe之间的两个末段5c之间的直接电容耦合，并且另一方面实现内导体段fe或内导体末段5c (该内导体末段设有所述的内导体接纳部5" c)到与之重叠设置的内导体耦合装置15的电容耦合，以及实现所述内导体耦合装置15到在图4d右侧的内导体末段5c的另外的电容耦合。最后电介质23在右侧沿径向突出于耦合装置。在按图如的例子中，内导体段fe的直径是不同的，并且两个所示内导体末段的中轴线也是不同的。因为在图4e中，中轴线X2和X3互相错开，从而位于右侧的内导体末段 5c的外周边的距离不是同轴于例如管形或空心圆柱形的内导体耦合元件。此外在图如左侧的内导体末段5c过渡到逐渐变细的封闭段5' c，该封闭段具有较小的外直径。位于右侧的内导体末段在此与电介质23相邻地具有环绕的环肩5r，该环肩具有比插入到电介质内的内导体末段更大的外径。按图4f的方案仅仅示出板状的耦合元件115，在中间连接电介质23的情况下平行于彼此相向延伸的且在短的互相间距离A处终止的内导体末段5c (与其平行的位置)地以重叠方式设置该耦合元件，并且与此连接。此外按图4g的方案示出，耦合元件(即使当其例如完全或部分沿周边方向封闭时)不必在其轴向长度上具有相同的外直径或内直径。在所述按图4g的实施例中它构成为锥形的。但是最后另外的台阶不仅可以设在内导体上，而且可以设在耦合装置15上，如这例如借助于图4c和如关于用于实现台阶的隆起15e或1 示出的那样。
图4h仅示意地示出，一般性地待直接电容耦合的内导体末段不一定必须相向设置在轴向延长部分内，而是一般性地可以并排终止。在此按图4h示出两个对置的在横截面视图内叉形延伸的用于位于左侧的内导体末段的内导体末段5d，位于右侧的内导体末段 5c的逐渐变细的内导体末段^3嵌入到该内导体末段内(同轴或偏心的)，其中整个结构在所述带有直接互相耦合的末段的实施例中插入到内导体耦合装置内。按图5a(在纵剖面图内)和图恥(沿在图fe中的线V-V的横截面图中)的实施例还示出另一种类似的对先前描述的实施例的改型，在一定程度上按与按图Ia和Ib的实施方案相反的方式改型。因为在所述按图如和恥的实施方式中要端侧耦合的内导体段恥的内导体末段5c叉形或盆形或以混合形状地终止，其中真正的内导体耦合元件115此时位于内部地设置在叉形或盆形的内导体末段之间。因此一方面直接在内导体末段之间并且另一方面在相应内导体末段与所属的内导体耦合元件之间还产生多重电容耦合。图6a示出一种相当于图fe的实施方式，但是又有区别，与在图3a中的情况相类似，分支线7不是电流地与外导体连接，而是在分支线基座段7a的区域内与外导体电容连接。图6b在此示出相应沿在图6a中的线VI-VI的横截面图。在此在本实施例中在基座段上也可以设有固体电介质或空气作为电介质。尤其按图6b的横截面图还可见，分支线耦合段7a可以构成为销形或优选板状的， 并且与到一个相应成型的在此平坦的到外导体1的耦合平面隔开小的距离Al。在此需要时同样也可以设有由固体材料而不是由空气构成的电介质23'。因此外导体的耦合平面在此垂直于外导体的伸展方向延伸。借助于按图7a的轴向纵剖面图和沿在图7a中的线VII-VII的横截面图示出，原则上每个按本发明的按所述的方案或变型之一的高通滤波器结构可以串联成一个共同的高通滤波器。在按图7a的方案中例如串联两个高通滤波器，其中所述一个高通滤波器相当于按图如的例子的结构，并且在右侧的高通滤波器相当于在按图Ia的方案。由此获得一个带有两个附加的截止极的高通滤波器。按图和8b的方案仅示出，例如如根据按本发明借助于先前描述的例子之一实现的解决方案示出的各个高通滤波器可以与一个传统的高通滤波器结构相结合，如这针对现有技术在开头所说明的那样。在按图9a和9b的方案中仅仅示出，分支线7不必强制性地终止于外导体外壳1 内的分支线通道9内，即外导体外壳不必强制性地如在先前描述的实施例之一中解释过的那样设有外导体外壳扩展部分1'。在按图9a、9b的方案中例如使用在横截面为正方形或管形的外导体外壳，在该外导体外壳内在相应的内导体腔21内设置带有耦合元件和由此弓丨出的分支线的内导体段，所述分支线在末端上与外导体外壳电流或电容连接。各个分支线同样可以在对置的侧面上与外导体外壳或同样与在末端上的底板或盖子电流或电容连接。但是如已经提到的那样，各个分支线9也可以设置在相应的盖子结构中，以便在此可以设置和安装分支线。此外借助于图IOa和IOb示出，也还可以在外导体外壳的一个或多个位置上设有附加的优选从外面可调节的调整元件T (例如通过不同程度地旋入和旋出内腔21)。在按图 IOb的方案中一个在右侧的调整元件T构成为棒形的，并且在此甚至突出于开口段15d—直CN 102473992 A说明书11/11 页
伸入耦合元件115内的腔内，并进入设置在这里电介质内的空腔内，并且同样可以从外面优选通过进一步旋入和旋出伸入外导体外壳内的不同距离来调节。通过所述本身已知的措施可以改变电特性或改变各个导线段或内导体耦合段或内导体耦合元件，并且从而可以根据预先规定和愿望不同地调节高通滤波器的频率曲线。在所示实施例中所有导电结构可以由金属、合金构成，例如由浇铸、铣削、车削、深冲和/或板件或弯曲件制成。但是，相应说明过的导电部件也可以由绝缘体、塑料、一般性地由电介质构成，并且在此导电部件或表面铺有导电面。由金属构件(例如用于外导体) 以及设置在内部中的部件如耦合元件、内导体段或分支线构成的混合形状也可以设有导电的表面或者在其上构成导电线路，所述导电线路例如也由电介质构成。如借助于解释过的实施例示出的那样，在本发明的范围内原则上可以实现带有同轴结构(即带有一个在外导体内延伸的内导体或内导体段)的高通滤波器，该高通滤波器包括至少一个附加的金属的或导电的内导体耦合元件或相应的内导体耦合装置，用于产生附加的低于通带的截止极。在此每个所使用的内导体耦合元件115，即一般性地每个所使用的内导体耦合装置15实现一个截止极。因此通过相应多重连接按本发明的高通滤波器结构可以建立一个带有多个互相错开设置的截止极的高通滤波器。借助于图11在此对比地示出用于按本发明的带有两个内导体耦合元件的5度的高通滤波器情况的S参数和关于按现有技术(图1 和12b)的解决方案产生的S参数， 而且是关于频率绘出。用三角形和正方形标出的曲线在此涉及按本发明的高通滤波器，相反用I或用圆圈标出的测量点涉及一种按图8a和8b按现有技术的高通滤波器。由此可以清楚地看到，通过本发明在使用两个内导体耦合元件时如何产生两个附加的低于通带f_ sperr的截止极，由此通过显著强化产生在通带f_sperr以下的滤波器特性。因此在y轴上给出截止衰减的大小，该截止衰减沿箭头方向向下增强。所述高通滤波器通常可以在从IOOMHz至IOGHz的频率范围内使用。各个导体段也就是各个导体件恥互相之间的电耦合在此可以通过直接耦合的内导体段的端侧的距离和通过内导体末段5c(或其外表面5d)与在内导体耦合装置15、尤其是内导体耦合元件115的邻接的表面和/或内表面15c之间的距离以及通过使用电介质产生，或者可以不同地调节其大小。导线件的端侧电容耦合产生低于通带的截止极。内导体耦合元件与外导体电流连接或电容耦合。最后还应指出，内导体同样也和耦合装置一样可以由各种不同的原始由导电材料或由带有导电涂层的电介质构成，其中例如与分支线一样例如内导体也可以由扁平的材料或板材料制成。就这点而言也不存在限制。用所述的高通滤波器结构之一例如也可以建立一种由低通滤波器和高通滤波器构成的双重设备，其中相应地对于高通滤波器可以使用按本发明的高通滤波器结构，并且对于低通滤波器可以使用一种传统的滤波器结构。
权利要求
1.高频滤波器，具有以下特征具有外导体(1)，具有内导体结构(5)，具有至少两个内导体段(5a)，所述内导体段在它们之间形成距离(A)的情况下在其内导体端侧(5b)或其内导体末段(5c)上电容耦合，具有至少一个分支线(7)，通过所述分支线形成内导体结构(5)与外导体(1)之间的电连接，其特征在于，以下另外的特征除了两个耦合的内导体段(5a)的至少两个电容耦合的内导体端侧(5b)或电容耦合的内导体末段(5c)，设有至少一个另外的内导体耦合装置(1 或至少一个另外的导体耦合元件(115)，所述至少一个另外的内导体耦合装置(1 或所述至少一个另外的内导体耦合元件 (115)按与耦合的内导体段(5b)的内导体末段(5c)的至少部分重叠的布置结构设置，并且分支线(7)在内导体耦合装置(15)或内导体耦合元件(115)与外导体⑴之间延伸。
2.根据权利要求1所述的高频滤波器，其特征在于内导体耦合装置(15)构成为管形的，其中要耦合的内导体末段(5c)插入内导体耦合装置(15)的内腔(15b)内。
3.根据权利要求1或2所述的高频滤波器，其特征在于内导体耦合装置(1 仅部分地沿周边方向延伸，并且具有开口段(15d)。
4.根据权利要求3所述的高频滤波器，其特征在于内导体耦合装置(1 在大于 10°、尤其是大于 20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、 130°、140°、150°、160°、170°、180°、190°、200 °、210 °、220 °、230 °、240 °、 250° ,260° ,270° ,280° ,290° ,300° ,310° ,320° ,330° ,340° ,350° 的周边区域内包围要耦合的内导体末段(5c)。
5.根据权利要求3或4所述的高频滤波器，其特征在于内导体耦合装置(15)小于 360°、350 °、340°、330 °、320 °、310°、300°、290°、280°、270 °、260°、250 °、 240 °、230 °、220 °、210 °、200 °、190°、180°、170°、160°、150°、140°、130°、 120° ,110° ,100°、90°、80°、70°、60°、50°、40°、30°、尤其是小于 20° 地包围要耦合的内导体末段(5c)。
6.根据权利要求1至5之一所述的高频滤波器，其特征在于要耦合的各内导体末段 (5c)不同程度地插入到配属的内导体耦合装置(15)内，或者在此以不同的长度与配属的内导体耦合装置(1 重叠。
7.根据权利要求1至6之一所述的高频滤波器，其特征在于要耦合的各内导体末段 (5c)互相同轴地设置，并且此时与内导体耦合装置(1 同轴或偏心地设置。
8.根据权利要求1至6之一所述的高频滤波器，其特征在于要耦合的各内导体末段 (5c)设置成使其中轴线互相侧向错开。
9.根据权利要求1至8之一所述的高频滤波器，其特征在于外导体(1)、内导体耦合装置(1 和内导体末段(5c)具有不同的直径、不同的横截面形状和/或不同的外形，尤其是销形、叉形或盆形的，和/或具有或包括不同的外直径和/或内直径、台阶和/或突起，或者沿纵向至少具有带有锥形变化的外表面或内表面的部段。
10.根据权利要求1至9之一所述的高频滤波器，其特征在于a)内导体耦合装置(15)，尤其是内导体耦合元件(11 形式的内导体耦合装置具有构成为正方形的、长方形的、η边形的和/或带有凹形弧段的横截面形状，和/或b)朝向相应的内导体末段(5c)的内表面段或表面段(15c)具有直线延伸的或互相成角度的或设有弧形表面段的表面，和/或c)从内导体末段(5c)指向外导体(1)方向的表面段(15b)包括直的或必要时互相成角度的表面段或弯曲的表面段。
11.根据权利要求1至10之一所述的高频滤波器，其特征在于所述至少一个分支线 (7)在其与内导体耦合装置(1 对置的末端上与外导体(1)电流连接。
12.根据权利要求1至10之一所述的高频滤波器，其特征在于所述至少一个分支线 (7)在其与内导体耦合装置(15)对置的末端上与外导体(1)电容连接。
13.根据权利要求12所述的高频滤波器，其特征在于分支线(7)具有分支线段、耦合段或基座段(7a)，所述分支线段、耦合段或基座段在使用由空气或固体材料构成的电介质的情况下优选设置在一外导体空隙(1')中。
14.根据权利要求1至13之一所述的高频滤波器，其特征在于在使用固体电介质 (23)的情况下，利用内导体耦合装置(15)保持内导体末段(5c)；和/或在使用固体电介质的情况下，利用外导体内表面(Ia)保持内导体段(5b)。
15.根据权利要求1至14之一所述的高频滤波器，其特征在于通过与外导体电流连接的分支线(7)或通过在使用电介质(23a)的情况下与外导体(1)电容耦合的分支线(7)， 机械地保持内导体耦合装置(15)。
16.根据权利要求1至15之一所述的高频滤波器，其特征在于串联多对互相耦合的内导体段( )，并且每对耦合的内导体段(5a)在使用相应所属的内导体耦合装置(15)的情况下能够低于通带地产生附加的截止极。
17.根据权利要求1至16之一所述的高频滤波器，其特征在于在多对串联耦合的内导体段(5a)中，内导体耦合装置(15)构成为相同的或不同的。
18.根据权利要求1至17之一所述的高频滤波器，其特征在于分支线(7)在内导体腔 (21)内或在横向延伸离开内导体腔的分支线通道(9)中设置或延伸，其中分支线通道(9) 设置在外导体外壳(10)的材料内或设置在外导体盖子(Ia)的材料内。
19.根据权利要求1至18之一所述的高频滤波器，其特征在于内导体末段(5c)具有相同或不同的造型，并且在此尤其构成为能互相嵌接的。
全文摘要
本发明涉及一种改进的高频滤波器(高通滤波器)，其特征在于如下特征除了两个耦合的内导体段(5a)的至少两个电容耦合的内导体端侧(5b)或电容耦合的内导体末段(5c)，设有至少一个另外的内导体耦合装置(15)或至少一个另外的导体耦合元件(115)，所述至少一个另外的内导体耦合装置(15)或所述至少一个另外的内导体耦合元件(115)按与耦合的内导体段(5b)的内导体末段(5c)的至少部分重叠的布置结构设置，并且分支线(7)在内导体耦合装置(15)或内导体耦合元件(115)与外导体(1)之间延伸。
文档编号H01P1/20GK102473992SQ201080029184
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年7月1日
发明者J·尼塔 申请人:凯瑟雷恩工厂两合公司