专利名称：横磁模介质谐振器和运用它的横磁模介质滤波器和双工器的制作方法
技术领域：
本发明涉及横磁(TM)模介质谐振器，并涉及运用此种谐振器的TM模介质滤波器和TM模介质双工器。
作为运用TM模介质谐振器的介质滤波器，具有如
图13所示结构的介质滤波器是众所周知的。用将短路型TM110模介质谐振器的介质块以十字形样式整体结合的方式，将如图13所示的每一个介质谐振器构成双模谐振器。当以与这种类型的普通介质谐振器相等的尺寸形成时，这样的结构使得一个TM模介质谐振器能够具有两个TM模介质谐振器的功能。
参照图13，介质滤波器101具有排列成一列并且开口朝同一方向的四个TM双模介质谐振器102、103、104和105。将金属板106和107靠近这些谐振器以覆盖这些开口。
如图13所示，TM双模介质谐振器102具有在前面和后面都有开口的空腔壳体102a，和十字形介质块102XY。空腔壳体102a和十字形介质块102XY由相同的介质材料整体形成。除前后开口边缘外，在空腔壳体102a的外表面上形成导体102b。带有导体102b的空腔壳体102a形成屏蔽空腔。介质块102XY由水平部分102X和垂直部分102Y形成，如图13所示。这样，作为一个两级谐振器形成一个TM双模介质谐振器102。每一个TM双模介质谐振器103、104和105具有与TM双模介质谐振器102相同的结构。
将输入环108和输出环109安装在板106上。输入环108和输出环109通过同轴接头(未图示)与外部电路相连。
将用于耦合每对相邻的TM双模介质谐振器的耦合环107a、107b、107c和107d安装在板107上。
在用于这种介质滤波器的介质谐振器中，由空腔的尺寸及介质块的尺寸决定谐振器的谐振频率。
例如，在具有单一垂直介质块结构的普通TM110模介质谐振器的情况下，当固定介质块的宽度、厚度和高度及空腔的高度时如果增加空腔的宽度，那么谐振频率变低。当固定空腔的尺寸时如果增加介质块的宽度或厚度，那么谐振频率变低。同样，当固定频率，通过增加介质块的高度可以增加介质谐振器的无载Q值。
在这种情况下，如果增加介质块的高度，那么必定增加空腔的高度。由于有功电流流过TM110模介质谐振器中的空腔壳体表面上的导体，所以如果增加空腔壳体的尺寸，那么在空腔壳体表面上导体中的损耗变大。然而，与在空腔壳体表面上导体中的损耗相比通过增大空腔获得的无载Q值的增加是足够大的。于是，如果增加介质块的高度，那么无载Q值变高。
如果可以减小在空腔壳体表面上导体中的损耗，那么当限制介质块的高度增加时，可以增加无载Q值。因此，需要设计一种介质谐振器以减小在空腔壳体表面上导体中的损耗。
在如图13所示的TM双模介质谐振器中，当根据预定频率调节介质块的垂直及水平部分的大小时，也决定了空腔的尺寸。因此，为了增加无载Q值，必须增加空腔的宽度和高度，结果导致介质滤波器的总尺寸的增加。此外，当固定介质块的尺寸时如果增加空腔的尺寸，那么谐振频率变低。因此，如果增加空腔的尺寸，那么必定要减小介质块的宽度或厚度。于是，在传统的TM双模介质谐振器中，独立地改变每一无载Q值及频率是很困难的。
考虑到所述问题，本发明的一个目的在于，提供一种介质谐振器，它在空腔壳体表面上的导体中基本上没有损耗，并且可以相互独立地改变无载Q值和谐振频率。
本发明的另一个目的在于，提供一种具有改进的无载Q值及较小厚度的介质滤波器和介质双工器。
为了达到上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种TM模介质谐振器，它包括具有导电性的屏蔽空腔壳体，和至少一个设置在屏蔽空腔壳体中的介质块，其中在介质块的两个互相相对的表面上形成电极，并且将在上面形成电极的两个表面中的一个放置在屏蔽空腔壳体的内部表面上。
在这种结构中，在与传统TM模介质谐振器的空腔壳体相对应的屏蔽空腔壳体中，基本上没有有功电流流过。
根据本发明的第二方面，将多个上述介质块一个重叠在另一个上，从而在上面形成电极的每一介质块的两个表面中的至少一个表面与另一介质块的相邻表面接触。
通过运用这一结构还可进一步提高根据本发明的第一方面的谐振器的无载Q值。
根据本发明的第三方面，将多个上述介质块一个重叠在另一个上，从而在上面形成电极的每一介质块的两个表面中的至少一个与另一介质块的相邻表面相对，同时互相隔开。
这种结构使将本发明的介质谐振器用作多级谐振器。
根据本发明的第四方面，运用由薄膜导体和薄膜介质交替重叠形成的薄膜多层电极。
如果用这种方式形成电极，那么可以减小在根据本发明的第一方面的谐振器的介质块的上下表面上形成的电极中的损耗，从而进一步提高无载Q值。
根据本发明的第五方面，把介质块制成圆柱形的。
因此，与在多棱柱介质块上的电极中的损耗相对，可以减小在电极边缘的损耗。
根据本发明的第六方面，把上述TM模介质谐振器与输入及输出装置外部耦连。
通过用这种方式制成的介质滤波器具有高的无载Q值。
根据本发明的第七方面，将耦合装置设置在TM模介质谐振器和输入及输出装置中间。
通过改变，添加或去除耦合装置的方式，可以容易地控制TM模介质谐振器和输入及输出装置之间的耦合度。
根据本发明的第八方面，将耦合装置设置在多个TM模介质谐振器之间。
通过改变，添加或去除耦合装置的方式，可以容易地控制TM模介质谐振器之间的耦合度。
根据本发明的第九方面，耦合装置包括由介质片和在介质片的一个表面上形成的电极构成的电极片。
通过适当选择介质的介电常数及电极片的尺寸，可以容易地得到所需耦合度。
根据本发明的第十方面，在多个TM模介质谐振器中，与其它TM模介质谐振器的谐振频率相对，增加在单独工作状态下的第一级和最后一级的谐振频率，从而当谐振器形成介质滤波器时，使TM模介质谐振器的谐振频率相等。
根据本发明的第十一方面，将上述多个TM模介质滤波器组合起来以形成具有第一频带的第一TM模介质滤波器，和具有第二频带的第二TM模介质滤波器，而且第一频带和第二频带互不相同。
用这种方法，可得到具有高无载Q值的介质双工器。
根据本发明的第十二方面，使形成第一TM模介质滤波器的TM模介质谐振器的形状和形成第二TM模介质滤波器的TM模介质谐振器的形状互不相同，以使第一频带和第二频带互不相同。
因此，不需增添用于相对地移动频带的电路，而在运用形状相同的TM模介质谐振器的情况下，则需要这样的电路。
根据本发明的第十三方面，将第一TM模介质滤波器用作发射滤波器，而将第二TM模介质滤波器用作接收滤波器。
用这种方法，可以得到用于发射机-接收机并具有高无载Q值的TM模介质双工器。
图1A是代表本发明的第一实施例的介质滤波器的部分切除透视图；图1B是沿着图1A的直线A-A所取的剖面图；图2A是代表本发明的第二实施例的介质滤波器的部分切除透视图；图2B是沿着图2A的直线A-A所取的剖面图；图3A是图2A和2B所示的介质滤波器的一种变更的部分切除透视图；图3B是沿着图3A的直线C-C所取的剖面图；图4A是代表本发明的第三实施例的介质滤波器的部分切除透视图；图4B是沿着图4A的直线D-D所取的剖面图；图5A是代表本发明的第四实施例的介质滤波器的部分切除透视图；图5B是沿着图5A的直线E-E所取的剖面图；图6包括图5A和5B所示的介质滤波器的上、下部分的内部的平面图；图7是图5A、5B和6所示的介质滤波器的一种变更的剖面图；图8是代表本发明的第五实施例的介质双工器的部分切除透视图；图9是图8所示的介质双工器的部件分解透视图；图10是图8和9所示的介质双工器的一种变更的剖面图；图11是图8和9所示的介质双工器的又一种变更的剖面图；图12是代表本发明的第六实施例的介质滤波器的剖视图；图13是传统TM模介质滤波器的部件分解透视图。
参照图1A和1B，叙述代表本发明的第一实施例的介质滤波器。图1A是介质滤波器1的部分切除透视图，而图1B是沿着图1A的直线A-A所取的剖面图。
如图1A和1B所示，介质滤波器1具有安装在由金属制成并形成屏蔽空腔的壳体5中的介质块2。
介质块2是由介质材料形成的圆柱形元件。电极3和4在介质块2的两个相对表面上形成。放置介质块2，从而使电极4与屏蔽空腔壳体5的内部底面相接触。通过焊接等方式固定电极4并与屏蔽空腔壳体5电连接。介质块2的电极3面对屏蔽空腔壳体5的内部顶面并与该表面均匀地隔开。当将高频信号输入到这样构造的介质滤波器1时，在介质块2的电极3和4之间生成电场，而且沿着介质块的周边生成磁场。结果，在电磁场分布接近于TM010模的情况下，电磁场集中并限制在介质块2中。此时，介质块2起到一级介质谐振器的作用。
将用于外部输入和输出的一对同轴接头装在屏蔽空腔壳体5的侧壁部分。比如，用导线将同轴接头6的中心电极与电极片7电连接。
用诸如树脂的绝缘材料片和在绝缘材料片的上表面上形成的电极薄膜制成每一电极片7。在绝缘材料片的下表面上不形成电极薄膜。将电极片7设置在并附着在介质块2的上表面上形成的电极3上。将没有电极薄膜在其上面形成的电极片7的下表面与电极3相接触。
这样构造的介质滤波器1的工作如下所述。
将高频信号输入到一个同轴接头6。跨于介质块2的电极3和与同轴接头6的中心电极相连的一个电极片7的上表面上的电极薄膜之间的绝缘材料的电容，起到在同轴接头6的中心电极和介质块2之间耦合的作用。通过这样的耦合，介质块2随着输入信号谐振。因此，通过另一电极片7的电容并通过与该电极片7上的电极薄膜相连的另一同轴接头6输出信号。
这样构造的介质滤波器的厚度可以比运用短路型TM110模介质谐振器的传统介质滤波器的厚度小得多。由与运用短路型TM110模介质谐振器的传统介质滤波器相同的因素决定本实施例的介质滤波器的谐振频率和无载Q值。即，由沿着与高度方向垂直的平面的截面面积决定谐振频率，而由介质块的高度决定无载Q值。然而，在本实施例中，基本上没有有功电流流过与传统空腔壳体对应的屏蔽空腔壳体的侧面。因此，基本上没有导致无载Q值由于这一部分而引起的恶化。于是，可以限制为获得所需的无载Q值所必需的介质块高度的增加，因此限制整个介质滤波器的高度的增加。
已就运用圆柱形介质块叙述了本发明的实施例。然而，并不只能采用这种圆柱形介质块，而可以采用具有任何形状的介质块，只要它们具有与图1所示的两个电极3和4相应的电极。
然而，在这些根据本发明可以使用的介质块中，采用诸如上述实施例的介质块2的圆柱形介质块特别有利，其原因如下。在上面有电极形成的这种圆柱形介质块的表面中，从圆心到电路的边缘(即，周边)的距离是不变的。在其它多棱柱形的介质块中，从中心到多边形的顶点的距离与从中心到其它边缘部分的距离是不同的。因此，在这样的介质块中，出现电位差以在沿着多边形电极边缘产生电流，结果在电极中产生损耗。相反，在圆柱形介质块中，由于圆心和在上面形成电极的表面的圆周端之间的距离是不变的，所以这样的电位差基本上不会引起电流流过。在这种情况下，由此产生的损耗是有利地小。由于上述采用圆柱形的效果，所以可将超导体用作电极3和4，用超导体会在电极边缘引起损耗的严重问题。如果将超导体用作电极3和4，那么可获得具有高无载Q值的介质谐振器或滤波器。
下面参照图2A和2B，叙述本发明的第二实施例。图2A是部分切除透视图，而图2B是沿着图2A的中心B-B所取的剖面图。用相同的标号表示本实施例中与第一实施例相同的元件，并且不再详细叙述。
参照图2A和2B，介质滤波器11具有设置在金属屏蔽空腔壳体5中的介质块12a和12b。
在介质块12a的两个相对的表面上，形成电极13a和14a。在介质块12b的两个相对的表面上形成电极13b和14b。通过焊接等方式将介质块12a的电极13a与屏蔽空腔壳体5的内部顶面固定连接，而通过焊接等方式将介质块12b的电极14b与屏蔽空腔壳体5和内部下表面固定连接。介质块12a的电极14a与介质块13b的电极13b相互电连接。
用与第一实施例相同的方式形成电极片7。将电极片7的每一片与介质块12a和12b之间的接合面相附着，而把在上面没有形成电极薄膜的电极片7的表面与介质块12a和12b相接触。如果考虑通过上下介质块的电磁场分布的平衡，那么较好的做法是将电极片7附着在介质块12a和12b之间的接合面处。然而，也可将电极片7附着在其它部分。
例如，用导线将装在屏蔽空腔壳体5的侧面的同轴接头6的中心电极与电极片7上的电极薄膜电连接。不用电极片7，可将同轴接头6的中心电极与电极13b和14a直接相连。在这种情况下，由于将外部耦合度最大，所以可以形成宽带介质滤波器。
这样构造的介质滤波器11起到一级介质滤波器的作用，而且如果这些介质滤波器的高度相同的话，与第一实施例的介质滤波器相比它具有提高的无载Q值。
可以进行诸如图3A和3B所示的对于本实施例的变更。图3A是部分切除透视图，而图3B是沿着图3A的直线C-C所取的剖面图。用相同的标号表示本实施例中与第二实施例相同的元件，并且不再详细叙述。
参照图3A和3B，将用与图1A和1B所示的介质块2及图2A和2B所示的介质块12a和12b相同的方式制成的介质块22a和22b安装在屏蔽空腔壳体5中。将新提供的介质块22c插在介质块22a和22b之间，于是构成介质滤波器21。在此结构中，介质块22a和22c形成一级谐振器，并且介质块22b和22c也形成一级谐振器。相应地，在如图3A和3B所示的介质滤波器21中一个叠在另一个上的介质块22a至22c起到双模介质谐振器的作用，从而可将介质滤波器21用作具有二级谐振器的滤波器。根据这一结构，通过进一步重叠介质块以形成一组n个介质块的方式，可以构成具有(n-1)个介质谐振器级的介质滤波器。
本实施例的具有如图3A和3B所示结构的上述TM双模介质谐振器运用足够薄的介质板以相对于具有相同谐振频率的传统短路型TM双模介质谐振器的厚度减小总厚度。
在本实施例和第一实施例中，介质块的形状并不局限于圆柱形，而是可以具有任何多棱柱的形状。然而，由于上述关于第一实施例的原因，最好将介质块制成圆柱形。此外，可以改变如图2A和2B或3A和3B所示的介质滤波器的多个介质块的形状。
下面参照图4A和4B，叙述本发明的第三实施例。图4A是部分切除透视图，而图4B是沿着图4A的直线D-D所取的剖面图。用相同的标号表示本实施例中与第一或第二实施例相同的元件，并且不再详细叙述。
参照图4A和4B，介质滤波器31具有这样的结构，从而通过将介质块32a的电极34a与介质块32b的电极33b隔开的方式，使两者互相电绝缘。介质块32a和32b起到互相独立的谐振器的作用，从而用二级谐振器制成介质滤波器。
将具有一般在中心形成的耦合控制孔39a的耦合控制板39设置在介质块32a的电极34a和介质块32b的电极33b中间。通过选择耦合控制孔39a的大小来控制由介质块32a形成的谐振器和由介质块32b形成的谐振器之间耦合度。如果耦合控制孔39a较大，那么由介质块32a形成的谐振器和由介质块32b形成的谐振器之间耦合度是较高的。如果耦合控制孔39a较小，那么由介质块32a形成的谐振器和由介质块32b形成的谐振器之间耦合度是较低的。
在本实施例和第一及第二实施例中，介质块的形状并不局限于圆柱形。然而，由于上述关于第一实施例的原因，最好将介质块制成圆柱形。此外，所用的两个介质块的形状可以互相不同。
下面参照图5A、5B和6，叙述本发明的第四实施例。图5A是部分切除透视图，而图5B是沿着图5A的直线E-E所取的剖面图。图6包括如图5A和5B所示的介质滤波器的上、下部分的平面图。在图6中，省略了图5B所示的支撑件48。在本实施例中，通过以并排的方式放置如第三实施例所述的两个介质滤波器31，构成由四级谐振器形成的介质滤波器41。用相同的标号表示本实施例中与第一、第二或第三实施例相同的元件，并且不再详细叙述。
参照图5A和5B，介质滤波器41具有四个圆柱形介质块42a至42d，而且电极对43a与44a、43b与44b、43c与44c和43d与44d分别在介质块42a至42d的两个主相对面上形成。
介质块42a至42d的每一块的结构同上述第一至第三实施例的介质块的结构相同，并且不再详细叙述。
由具有与介质块42a至42d相同的热膨胀系数的介质材料制成屏蔽空腔壳体45，并在它的外表面上形成电极45a，因此，它具有与金属屏蔽空腔壳体相同的屏蔽作用。由于屏蔽空腔壳体45具有与介质块相同的热膨胀系数，所以不存在金属与介质的热膨胀系数之间差异的问题。通过组合分开的上、下部分形成屏蔽空腔壳体。此外，在屏蔽空腔壳体45的一个侧面上形成输入/输出电极46，而与在屏蔽空腔壳体45的外表面上形成的电极45a电隔离。输入/输出电极46从作为安装表面的屏蔽空腔壳体45的底面垂直延伸。
输入/输出电极46之一通过电极片7与介质块42b耦合。介质块42b与同介质块42b均匀隔开的介质块42a耦合。介质块42a又通过电极片7与和介质块42a相邻的介质块42c耦合。此外，介质块42c与同介质块42c均匀隔开的介质块42d耦合。介质块42d通过电极片7与另一个输入/输出电极46耦合。
将由具有较小介电常数的介质材料制成的支撑件48设置在介质块42a和42b的中间以使这些介质块相互均匀隔开。为了相同的目的，将另一个支撑件48设置在介质块42c和42d的中间。通过部分嵌入支撑件48的方式，使由金属制成的耦合控制板49与每一支撑件48整体结合。每一耦合控制板49具有用于控制介质块42a和42b之间或介质块42c和42d之间的耦合的耦合控制孔49a。
这样构造的介质滤波器可作为厚度较小并能用表面安装方式安装的滤波器获得。
介质块42a至42d可具有不同的特征谐振频率。即，在与输入/输出电极46耦合并分别形成第一级和最后一级介质谐振器的介质块42b和42d中，将在上面没有形成电极的周围侧面切去以将相应的介质谐振器的谐振频率调节到比由其它介质块42a和42c形成的谐振器的谐振频率高的频率。这是由于，当通过容性耦合，将输入和输出装置与第一级和最后一级介质谐振器耦合时，由每一耦合产生的电容将每一个第一级和最后一级介质谐振器的视在频率减小一个不能获得由介质谐振器形成的介质滤波器的所需滤波特性。即，为了呈现这一现象，增加在单独工作的状态下的每一个第一级和最后一级介质谐振器的谐振频率，从而当形成介质谐振器时所有介质谐振器的视在谐振频率大致互相相等。
另一方面，可将诸如图7所示的结构用作增加每一个第一级和最后一级介质谐振器的谐振频率的装置。图7是与图5B所示的介质滤波器的截面相应的介质滤波器41a的剖面图。
如图7所示，提供直径比形成第一级和最后一级介质谐振器的介质块42b和42d小的介质块42e和42f以代替介质块42b和42d。即，在第一级中提供介质块42e，而在最后一级中提供具有与介质块42e相同直径的介质块42f，从而在单独工作的状态下增加每一个第一级和最后一级介质谐振器的谐振频率。
在本实施例及第一至第三实施例中，介质块的形状并不局限于圆柱形。然而，由于上述关于第一实施例的原因，最好将介质块制成圆柱形。此外，可以改变多个介质块中之一的形状。在本实施例中，输入和输出装置不是诸如在第一、第二或第三实施例中用到的同轴接头，而是表面安装型输入/输出电极。然而在本实施例中，也可以使用以与第一、第二或第三实施例中相同的方式安装的同轴接头。不用说，可用适于表面安装的本实施例的输入/输出电极结构来代替如第一至第三实施例所述的介质滤波器中的同轴接头。
下面参照图8和9叙述本发明的第五实施例。图8是部分切除透视图而图9是部件分解透视图。用相同的标号表示本实施例中与第一、第二或第三实施例相同的元件，并且不再详细叙述。
参照图8，具有第一频带的第一介质滤波器51a和具有第二频带的第二介质滤波器51b构成介质双工器51。
如图9所示的介质块52a至52d构成第一介质滤波器51a。在介质滤波器51a中，将同轴接头56a通过电极片7与介质块52b耦合，而将介质块52b与介质块52a耦合。将介质块52a通过电极片7与介质块52c耦合。将介质块52c与介质块52d耦合，介质块52d通过电极片7以及作为匹配装置的线圈L1和电容器C1与同轴接头56b耦合。于是，形成具有四级介质谐振器的介质滤波器51a，如图8所示。
由如图9所示的介质块52e至52h构成第二介质滤波器51b。在介质滤波器51b中，将同轴接头56b通过作为匹配装置的电容器C1和线圈L1并通过电极片7与介质块52f耦合。将介质块52f与介质块52e耦合。通过电极片7将介质块52e与介质块52g耦合。将介质块52g与介质块52h耦合，而其介质块52h通过电极片7与同轴接头56c耦合。于是，形成具有四级介质谐振器的介质滤波器51b，如图8所示。
如图9所示，通过组合分开的上、下部分的方式，构成屏蔽空腔壳体55。在每一个上、下部分中，形成用于容纳介质块52a至52h的凹进处。
用环状接地板60将介质块52a至52h与屏蔽空腔壳体55的凹进表面电相连。
如图9所示，将多组用于支撑介质块52a至52h的支撑件58和通过插在上和下支撑件58之间获得支撑的耦合控制板59设置在介质块组52a、52c、52e和52g与介质块组52b、52d、52f和52h的中间。
用具有小介电常数的材料制成支撑件58。三个支撑件58形成一组，用于以三点支撑方式支撑一介质块。在支撑件58中形成切口58a，以通过将电极片7夹在介质块和支撑件58a中间的方式固定电极片7。
在耦合控制板59中形成耦合控制孔59a。选择耦合控制孔59a的直径和形状以控制介质块52a和52b之间、介质块52c和52d之间、介质块52e和52f之间及介质块52g和52h之间的耦合。
可以作为由八级介质谐振器形成的小损耗薄形双工器得到这样构造的介质双工器51。
可以减小介质双工器51的介质滤波器51a和52b的第一级和最后一级的介质块直径，如在第四实施例的变更中所述。
图10是介质双工器61的剖面图，其中减小每一介质滤波器的第一级和最后一级介质块的直径。该介质双工器的同轴接头的结构与图8和9所示的介质双工器51的同轴接头的结构相同，并且不再重复叙述。
如图10所示，相对于其它介质块62a、62c、62e和62g的直径，减小与介质滤波器的第一级和最后一级相应的介质块62b、62d、62f和62h的直径。
根据这些介质块的尺寸，还改变用于支撑介质块62b、62d、62f和62h的支撑件68a和接地板60a的形状。
用这种方式，增加在单独工作状态下的第一及和最后一级介质谐振器的谐振频率，以在每一个第一和第二介质滤波器中保证介质谐振器的视在谐振频率几乎互相相等。不用说，设置形成第一介质滤波器的介质谐振器的视在谐振频率和形成第二介质滤波器的介质谐振器的视在谐振频率，以使它们互相不同。
还可将诸如图11所示的结构用作使第一和第二介质滤波器具有不同频带的结构。关于如图11所示的介质双工器的同轴接头的结构与如图8和9所示的介质双工器51中的同轴接头的结构相同，并且不再重复叙述。
如图11所示，将形成第一介质滤波器的介质块72a至72d和形成第二介质滤波器的介质块72e至72h的形状制成互不相同；介质块72a至72d的直径比介质块72e至72h的直径小，因此使得第一和第二介质滤波器具有不同的频带。虽然在该变更中把介质块的直径做得互不相同，但任何其它各种用于设置不同频带(例如，制成矩形和圆柱形介质块)的方法也都是可用的。通过添加诸如电容器和电感器等电抗元件而不改变介质块的形状或通过切割介质块的方式，可使第一和第二介质滤波器的频带互不相同。
以将第一介质滤波器的第一频带用作接收滤波器的接收频带而将第二频带用作发射滤波器的发射频带的方式，可将如图8至11所示的每一个介质双工器用作发射机-接收机的共用的天线装置。此外，可将第一和第二介质滤波器用作两个发射滤波器或两个接收滤波器。
下面参照图12叙述本发明的第六实施例。本实施例运用同图1所示的介质滤波器1相同的构造。用相同的标号表示与图1所示的元件或部分相同或相应的元件或部分，而且不详细叙述。
图12所示的介质滤波器81与图1所示的介质滤波器1的不同之处在于在介质块上形成的电极结构不同。即，用单层导体构成图1所示的介质滤波器中介质块2的每一个电极3和4，而通过交替层叠薄膜导体和薄膜介质的方式形成的薄膜多层电极构成了图12所示的介质滤波器81中介质块82的每一个电极83和84。可以运用这种薄膜多层电极(例如，在日本专利申请第310900/1994号中描述的薄膜多层电极)它与单层导体相比，插入损耗较小。因此，如果在谐振器中采用这种薄膜多层电极，那么谐振器可以具有高的无载Q值。
通过举例的方式，将图1所示的介质滤波器中采用薄膜多层电极的结构作为第六实施例叙述。不用说，也可将这种薄膜多层电极应用于第二至第四实施例的每一个介质滤波器和第五实施例的介质双工器以获得具有高的无载Q值的介质滤波器或介质双工器。
根据本发明，在用于容纳介质块的屏蔽空腔壳体中基本上没有有功电流流过，从而在屏蔽空腔壳体中基本上没有损耗。结果，可获得具有高的品质因数Q的介质谐振器、介质滤波器和介质双工器。
根据本发明的第二个方面，将多个介质块设置在产生电磁场分布的地方，从而可以获得具有高的无载Q值的介质谐振器、介质滤波器和介质双工器。
根据本发明的第三个方面，将多个介质块沿着高度的方向排列而相互隔开，以形成多级谐振器，从而获得底面积的减小。
根据本发明的第四个方面，运用薄膜多层电极以得到具有更高的无载Q值的介质谐振器、介质滤波器和介质双工器。
根据本发明的第五个方面，把介质块制成圆柱形，从而使电极表面的边缘同表面的中心相隔一恒定距离，从而避免产生电位差，因此避免在边缘产生电流。因此，还可以进一步减小电极中的损耗。结果，可得到具有高的无载Q值的介质谐振器。
根据本发明的第九个方面，将由介质片和在介质片的一个表面上形成的电极构成的电极片用作耦合装置，并且通过适当选择介质的介电常数和电极片的尺寸可以容易地获得所需的耦合度。
根据本发明的第十个方面，增加在单独工作状态下的第一级和最后一级TM模介质谐振器的谐振频率，从而当谐振器形成介质滤波器时，使TM模介质谐振器的谐振频率相等。
根据本发明的第十一个方面，组合上述多个TM模介质滤波器以形成具有第一频带的第一TM模介质滤波器和具有第二频带的第二TM模介质滤波器，而且第一频带和第二频带互不相同，从而得到具有高的无载Q值的介质双工器。
根据本发明的第十二个方面，把形成第一TM模介质滤波器的TM模介质谐振器的形状和形成第二TM模介质滤波器的TM模介质谐振器的形状做得互不相同，以使第一频带和第二频带互不相同。因此，不需增添用于相对地移动频带的电路，而在运用形状相同的TM模介质谐振器的情况下，需要这样的电路。
权利要求
1.一种横磁模介质谐振器，包括具有导电性的屏蔽空腔壳体；和至少一个设置在所述屏蔽空腔壳体中的介质块，其特征在于，在所述介质块的两个互相相反的表面上形成电极，并且将其上形成有所述电极的所述两个表面中的一个置于所述屏蔽空腔壳体的内表面上。
2.如权利要求1所述的横磁模介质谐振器，其特征在于，将多个所述介质块一个重叠在另一个上，从而至少在所述介质块的一对表面上形成的电极互相接触。
3.如权利要求1所述的横磁模介质谐振器，其特征在于，将多个所述介质块一个重叠在另一个上，从而至少在所述介质块的一对相邻表面上形成的电极互相相对，同时互相隔开。
4.如权利要求1至3的任一权利要求所述的横磁模介质谐振器，其特征在于，至少在每一所述介质块的所述两个表面上形成的电极之一是由通过交替重叠薄膜导体和薄膜介质的方式形成的薄膜多层电极形成的。
5.如权利要求1至4所述的横磁模介质谐振器，其特征在于，所述介质块是圆柱形的。
6.一种横磁模介质滤波器，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至5的任一权利要求所述的横磁模介质谐振器；和与所述横磁模介质谐振器耦连的输入和输出装置。
7.如权利要求6所述的横磁模介质滤波器，其特征在于，将耦合装置设置在所述横磁模介质谐振器和所述输入和输出装置的中间。
8.如权利要求6或7所述的横磁模介质滤波器，其特征在于，设置多个横磁模介质谐振器，并将耦合装置设置在多个横磁模介质谐振器之间。
9.如权利要求7或8所述的横磁模滤波器，其特征在于，所述耦合装置包括由介质片和在所述介质片的一个表面上形成的电极制成的电极片。
10.如权利要求7至9的任何一条所述的介质滤波器，其特征在于，设置多个所述横磁模介质谐振器，并在所述多个横磁模介质谐振器中，相对于所述其它横磁模介质谐振器的所述谐振频率，增加所述第一级和最后一级横磁模介质谐振器的所述谐振频率。
11.一种横磁模介质双工器，它由将如权利要求6至10的任一权利要求所述的多个横磁模介质滤波器组合起来而形成，其特征在于，所述双工器包括具有第一频带的第一横磁模介质滤波器；和具有第二频带的第二横磁模介质滤波器，其中，所述第一频带和所述第二频带互不相同。
12.如权利要求11所述的横磁模介质双工器，其特征在于，使形成所述第一横磁模介质滤波器的所述横磁模介质谐振器的所述形状与形成第二横磁模介质滤波器的所述横磁模介质谐振器的所述形状互不相同，以使所述第一频带和所述第二频带互不相同。
13.如权利要求11或12所述的横磁模介质双工器，其特征在于，将所述第一横磁模介质滤波器用作发射滤波器，而将所述第二横磁模介质滤波器用作接收滤波器。
全文摘要
一种介质谐振器,在形成屏蔽空腔壳体的表面上的导体中基本上没有损耗,并可相互独立地改变无载Q值和谐振频率。将具有在它的两个相对表面上形成的一对电极的圆柱形介质块设置在金属屏蔽空腔壳体中,从而一个电极与屏蔽空腔壳体的内底面相触。通过焊接等方法将该电极与屏蔽空腔壳体电连接。
文档编号H01P1/208GK1179019SQ97117800
公开日1998年4月15日 申请日期1997年8月29日 优先权日1996年8月29日
发明者石川容平, 日高青路, 松井则文, 伊势智之, 久保田和彦 申请人:株式会社村田制作所