专利名称：使用带状线滤波器的接收机和带状线滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带状线滤波器，该滤波器至少包括耦合到第二带状线谐振器的第一带状线谐振器。
本发明还涉及一种使用这种带状线滤波器的接收机。
根据前言的一种带状线滤波器由公开的欧洲专利申请No.541397所公知。
这种滤波器特别适用于高频信号的发送机和接收机，例如GSM，PCN和DECT的发送机和接收机。
GSM(用于移动通信的全球系统)是一种使用900MHz带宽的高频信号的数字式蜂窝移动电话系统。
PCN(个人通信网络)是一种供小型便携式电话用的并使用1800MHz频率的数字式蜂窝移动电话系统。
DECT(数字式欧洲无绳电话)特别是用作在无绳电话和专用基站之间相当短的距离上的无绳电话。在大约1800MHz的频率上，DECT象PCN一样运作。
本滤波器特别适用于具有位于分配给特定系统的范围以外的频率的不需要信号的抑制。因为不采用滤波，接收机很容易被从该范围之外发送的强发送机过载，所以这种抑制是必要的。
已知的滤波器使用至少两个相互耦合的带状线谐振器。滤波器的输入和输出可以不同的方式耦合到谐振器。这种耦合的几个例子在由G.L.Matthaei，L.Young和E.M.T.Jones所著的，由MC Graw-HillBook公司于1964年出版的，名称为“微波滤波器，阻抗匹配网络和耦合结构”的书中第217-229页中予以描述。
在根据上述欧洲专利申请的带状线滤波器中，改变带状线滤波器传递函数的唯一方法是改变谐振器的谐振频率和它们耦合的强度。
本发明的目的是提供一种根据前言具有改变传递函数的更多方法的带状线滤波器。
因此，根据本发明的带状线滤波器，其特征在于，第一带状线谐振器和第二带状线谐振器之间的距离在所述的带状线谐振器的长度上进行改变。
通过在带状线谐振器的长度上改变带状线谐振器之间的距离，对于在带状线谐振器之间耦合类型的选择变成可能的。该耦合可以做成电感的、电容的或两者的组合。如果对于在带状线谐振器中电流为最大值的位置，在带状线谐振器之间的距离具有最小值，那么该耦合基本上是感性的。如果对于在带状线谐振器中电压为最大值的位置，在带状线谐振器之间的距离具有最小值，该耦合基本上是容性的。
显然，美国专利3,528,038公开了具有在带状线的长度上变化的距离的两个耦合带状线。可见上述美国专利涉及宽带定向耦合器。采用变化距离，以便增加定向耦合器的带宽。供滤波器使用的具有改变距离的带状线谐振器的应用在上述美国专利中既没有公开又没有提出。
本发明的一个实施例，其特征在于，带状线谐振器之间的距离在带状线谐振器的第一端具有它的最小值。
如果带状线谐振器之间的距离在带状线谐振器的第一端具有最小值，就可容易地得到基本上感性或容性耦合。如果在第一端将带状线谐振器短路，则在第一端附近电流具有最大值和电压具有最小值。在带状线之间的耦合现在基本上是感性的。如果带状线谐振器在第一端是开路(或容性负载)的，则在带状线谐振器的第一端电流具有最小值和电压具有最大值。该耦合现在基本上是容性的。
本发明的另一个实施例，其特征在于，在第一带状线谐振器和第二带状线谐振器之间的距离在所述的带状线谐振器的长度上逐渐改变。
实验表明，利用在带状线谐振器之间的渐变距离可以使一种耦合类型(感性或容性)到最大和使另一种耦合类型(容性或感性)到最小。这便导致插入损耗减小。
本发明的又一个实施例，其特征在于，带状线谐振器定位于两个基本上平行的平面内。由于它们设置在两个基本上平行的平面上，带状线经宽边耦合，插入损耗比带状线设置在一个平面中的情况要低。
本发明再一个实施例其特征在于，带状线谐振器提供在多层介质中。
通过把带状线放入多层介质中，基本上可减小滤波器的尺寸。适当的介质材料是诸如氧化钡、氧化钙等，或其混合物之类的陶瓷。
现在结合附图对本发明予以描述。其中
图1是根据本发明的第一实施例的带状线滤波器；图2是根据图1的滤波器的剖面图；图3是根据本发明的第二实施例的带状线滤波器；图4是根据本发明的第三实施例的带状线滤波器；图5是根据图4的滤波器的等效电路图；图6是根据本发明的第四实施例的带状线滤波器；图7是根据图6的滤波器的等效电路图；图8是带状线设置在一个平面上的带状线滤波器；图9是带状线设置在一个平面上的带状线滤波器的第二实施例；图10是根据本发明的收发信机。
根据图1的带状线滤波器包括一个其中插入第一带状线谐振器2和第二带状线谐振器3的介质体。如图2可见，带状线谐振器2和3设置在两个平行平面上。谐振器2和3之间的距离在它们的长度上从在第一端6和9的最小值，经谐振器中间的中间值改变到在第二端4和5的最小值。带状线谐振器通过电容器板7和8在第一端6和9被容性加载。带状线谐振器在第二端4和5被短路。带状线谐振器的长度例如为λ/8。电容负载的值被选择来得到λ/4谐振器的性能。
带状线谐振器和地之间的电压在第二端4和5是零并向第一端6和9增加。带状线谐振器中的电流在第二端4和5为最大值并向第一端6和9减小。由于带状线谐振器2和3之间的最小距离和在第一端6和9的最大电压，两个带状线谐振器之间的耦合在很大程度上是容性的。由于在谐振器中间的区域也存在有某些感性耦合。
根据图3的滤波器包括两个带状线谐振器11和12。现在短路第一端13和14，并且第二端15和16由电容器板15和16容性加载。因为在带状线谐振器11和12中的电流在第一端具有最大值，带状线谐振器11和12之间的耦合基本上将是感性的，这正与根据图1的带状线滤波器相反。
根据图4的带状线滤波器20与根据图3的带状线滤波器10相似，但是，在根据图4的滤波器中，带状线22和24之间的距离是渐变的而不按根据图3的带状线滤波器10分段逐步改变的。由于缺少根据图3的滤波器的中间区域的缘故。距离的渐变使容性耦合程度减小。
图5表示根据图4的滤波器相应的等效电路图。包括电感器30和电容器31的并联谐振电路对应于由电容器板29加载的带状线22。包括电感器34和电容器33的并联谐振电路对应于由电容器板21加载的带状线24。带状线22和24的感性耦合是由电感器32模拟的。
如果带状线22和24调谐到同一频率，根据图4和5的滤波器表示带状线22和24被调谐至的谐振频率的最小衰减。对于比带状线的谐振频率高的某个频率，由于由电感器32、电感器34和电容器33构成的串联谐振电路，该滤波器将显示一个凹口。
根据图6的带状线滤波器包括在第二端46和41短路的带状线42和44。带状线谐振器42和44由电容器板49容性加载。在谐振器42和44之间的耦合因带状线谐振器之间的距离在第一端最小而基本上呈容性的。带状线滤波器40的输入45和输出43通过在带状线42和44上的电镀抽头耦合到带状线谐振器。
图7表示根据图6的带状线滤波器40的等效电路图。电感器50和电容器52对应于带状线谐振器44。输入45对应于在电感器50上的抽头。电感器54和电容器53对应于带状线谐振器42。电容器52对应于耦合在带状线谐振器42和44之间的容性耦合。根据图7的滤波器表示用于带状线的谐振频率的最大传递函数，并且它表示对于低于带状线谐振器42和44的谐振频率的频率的凹口。
图8表示根据图6的带状线滤波器的变型。在根据图8的带状线滤波器中，带状线56和57置于一个单个平面上。图9表示根据图4的滤波器的变型。在根据图9的滤波器中，带状线63和64也置于一个单个平面上。
在图10中，天线102连接到收发信机104的输入/输出端。收发信机104的输入/输出连接到收发信机开关110。收发信机开关110的输出连接到接收机106的输入。
根据发明的设想接收机106的输入端连接到带通滤波器112的输入。带通滤波器112的输出连接到放大器114的输入。放大器114的输出连接到带通滤波器116的输入，它的输出连接到在这种情况下，由第一混频器118构成的变频装置的第一输入。第一振荡器120的输出连接到第一混频器118的第二输入。第一混频器118的输出连接到放大器122的输入。放大器122的输出连接到SAW滤波器124(表面声波)的输入。SAW滤波器124的输出连接到第二混频器126的第一输入。第二振荡器128的输出连接到第二混频器126的第二输入。第二混频器126的输出连接到滤波器/解调器130的输入。滤波器/解调器130的输出也构成接收机106的输出。要发送的信号加到发送机108，它的输出连接到收发信机开关110的输入。
如图1所示，收发信机104被安排用于双工传输系统中，其中发送机和接收不需要同时切换。这种传输系统的例子是GSM、PCN和DECT。其优点在于，收发信机4比全双工操作按排的收发信机要简单的多，全双工操作中发送机和接收机可同时工作。后者收发信机需要复杂的双工滤波器，以避免发送机的输出信号在接收机的输入处终止。
如果收发信机开关110处于接收方式，接收信号传送到带通滤波器112。对于DECT，该带通滤波器具有一个1890MHz的中心频率和一个150MHz的带宽。带通滤波器112的输出信号被放大器114放大，并接着加到与带通滤波器112相同的带通滤波器116处。
带通滤波器116的输出信号在混频器118中与来自第一振荡器120的信号进行混频，该信号的频率在1771-1787MHz的范围中。混频器118的输出信号被放大器122进行放大，并且SAW滤波器124从放大器122的输出信号中选择具有110.592MHz中心频率的分量。
该输出信号在第二混频器126与来自第二振荡器128的具有100MHz频率的信号进行混频。然后，混频器126的输出传送一个具有10.592MHz的中心频率的信号，该信号然后由滤波器/解调器130滤波和解调。
要发送的信号由发送机108在载波上进行调制，在DECT情况下，该载波具有一个等于接收信号的频率。发送机108的输出信号经收发信机开关110转送到天线102。
图1的滤波器112和116用多层涂复技术实现。该滤波器由烧结的叠层箔组成，当其操作期间，该箔在适当的位置具有为形成带状线谐振器等提供的钯印制线等。可以想象，诸如铜或银之类的另一种金属可以替代钯。该烧结最好在单轴压力下实现，使得在箔平面中的滤波器的尺寸在烧结时不改变。该箔是由陶恣材料的粉末和有机粘合剂的混合物制成的。所述的技术在美国专利4,612,689中予以详细地描述。另一方面，带状线谐振器由两个被代替单个金属层的薄陶瓷层隔开的金属层组成。这导致滤波器的衰减在通带中较小。
权利要求
1.至少包括耦合到第二带状线谐振器的第一带状线谐振器的带状线滤波器，其特征在于，第一带状线谐振器和第二带状线谐振器之间的距离在所述的带状线谐振器的长度上进行改变。
2.根据权利要求1的带状线滤波器，其特征在于，带状线谐振器之间的距离在带状线谐振器的第一端具有它的最小值。
3.根据权利要求1或2的带状线滤波器，其特征在于，第一带状线谐振器和第二带状线谐振器之间的距离在所述的带状线谐振器的长度上逐渐改变。
4.根据权利要求1、2或3的带状线滤波器，其特征在于，带状线谐振器的第一端是容性加载的。
5.根据权利要求1、2或3的带状线滤波器，其特征在于，带状线谐振器的第一端基本上被短路。
6.根据权利要求1、2、3、4、5或6的带状线滤波器，其特征在于，带状线谐振器设置在两个基本上平行的平面上。
7.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7之一的带状线滤波器，其特征在于，带状线谐振器放在多层介质中。
8.高频信号接收机，它的一个输入耦合到包括至少两个相互电磁耦合的带状线谐振器的滤波器，该滤波器耦合到用于把高频信号变换成具有较低中心频率信号的变频器，其特征在于，第一带状线谐振器和第二带状线谐振器之间的距离在所述的带状线谐振器的长度上进行改变。
9.根据权利要求8的接收机，其特征在于，带状线谐振器之间的距离在带状线谐振器的第一端具有它的最小值。
10.根据权利要求8或9的接收机，其特征在于，第一带状线谐振器和第二带状线谐振器之间的距离在所述的带状线谐振器的长度上逐渐改变。
全文摘要
在带状线滤波器(40)中,带状线谐振器(42)和带状线谐振器(44)是相互耦合的。为了能够影响耦合的类型(感性、容性或其混合),带状线谐振器(40,42)之间的距离在带状线谐振器(40,42)的长度上进行改变。如果带状线谐振器在它们之间的距离具有最小值那端被短路,耦合基本上是感性的。如果带状线谐振器(40,42)在距离具有最小值的那一端是开路的或在该端是容性加载的,耦合基本上是容性的。
文档编号H01P1/205GK1198258SQ97190951
公开日1998年11月4日 申请日期1997年5月27日 优先权日1996年6月7日
发明者J·斯内尔 申请人:菲利浦电子有限公司