專利名稱：具有改進的電感耦合的介質濾波器的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及具有改進的電感耦合的介質濾波器，更具體地說，本發明涉及可以實現小型化而不降低帶寬的介質濾波器。
通常，要求介質濾波器在要求的頻率范圍內具有最小插入損耗并對要求頻率范圍之外的頻率具有適當的衰減比。
為了更好地理解本發明的背景技術，現在結合附圖對傳統介質濾波器進行說明。
參考
圖1，圖1示出了傳統介質濾波器。如該透視圖所示，傳統介質濾波器使用介質材料制成的介質塊，該介質塊具有上表面、下表面和接地表面。介質塊涂敷有導電材料，而且至少包括兩個λ/4同軸諧振孔1a，諧振孔1a從上表面1延伸到相對的下表面3。圍繞上表面1上的各諧振孔1a，設置無涂層區域1b。在與上表面1相接觸的接地表面2上，形成輸入-輸出衰減器(pad)2a和2d，輸入-輸出衰減器2a和2d分別被無涂層區域2b和2c包圍并位于與上表面鄰接的位置。
在上表面1上，傳統介質濾波器在諧振孔1a之間具有電感耦合線1c。通過控制電感耦合線的長度和寬度，可以獲得要求的帶寬。
然而，具有λ/4同軸諧振孔的這種傳統介質濾波器的缺點在于，它難于利用電感耦合線獲得要求的帶寬。例如，對于小型化的介質濾波器，就更難于在諧振孔之間形成電感耦合線。此外，如圖2所示，在小型化的介質濾波器中，可以有條件地實現要求的帶寬(對應于圖2所示的1-2)。
參考圖3，圖3示出了另一種介質濾波器。正如該透視圖所示的那樣，這種介質濾波器具有介質材料制成的濾波器主體10，濾波器主體10具有上表面14、下表面16和側面18、20、22和24。介質主體表面涂敷有導電材料，形成金屬化涂層。包括多個從上表面14延伸到下表面16的通孔，這些通孔構成諧振器。在一個側面20上，形成磁耦合線32。利用磁耦合線的整個尺寸和位置對頻率響應進行控制。具體地說，考慮到對特定頻率范圍之外的信號的衰減，確定磁耦合線1的位置。
當形成的磁耦合線32具有均勻寬度時，圖3所示的考慮到對特定頻率范圍之外的信號的衰減而構造的介質濾波器可以在某種程度上確保適當的帶寬。然而，難于將三個或更多個諧振器應用于傳統介質濾波器。如果為傳統介質濾波器設置三個或更多個諧振器，則傳統介質濾波器的帶寬會轉變到低頻，低頻會增加插入損耗。
根據本發明，通過提供具有改進的電感耦合的介質濾波器可以實現上述目的，該介質濾波器包括濾波器主體，包括一塊具有上表面、下表面以及接地表面的介質材料，濾波器主體具有多個從上表面延伸到下表面形成諧振器的通孔，除了上表面內圍繞通孔的部分區域以及一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域沒有涂敷導電材料之外，表面上的其它部分都覆蓋有導電材料；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內，此區域被與上表面鄰接的無涂層區域分離；以及第一電感耦合部分，形成在與下表面鄰接的無涂層區域內，并具有預定長度和預定寬度，該無涂層區域位于當通孔中最外側的孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間，相對兩端的寬度大于兩端之間的寬度。
參考圖4a和圖4b，圖4a和圖4b分別以透視圖和沿2A到2A線的剖視圖的形式示出了根據本發明實施例的介質濾波器100。如圖所示，介質濾波器100的介質塊具有上表面110、下表面130以及接地表面120。除了上表面具有無涂層區域外，這些表面均涂敷有導電材料。在介質濾波器中設置多個每個均從上表面110延伸到下表面130的諧振器111a、111b和111c。此外，介質濾波器100包括濾波器主體，濾波器主體包括一塊介質材料，在介質材料上，上表面110具有圍繞諧振器111a、111b和111c的無涂層區域；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面120上并利用與上表面110鄰接的無涂層區域將它與接地表面120的涂層區域隔離；以及第一電感耦合部分125，其具有預定尺寸、在接地表面120上在諧振器111a、111b和111c中最外側的諧振器111a和111c以直角投影的諧振器投影點之間，形成在與下表面130鄰接的無涂層區域內。第一電感耦合部分125可以具有預定長度和不同的寬度。在這種情況下，如圖4所示，相對端區域之間的寬度大于這兩端之間的寬度。
此外，第一電感耦合部分125可以包括無涂層、主耦合區域125a和125b，主耦合區域125a和125b占據了接地表面上諧振器以直角投影的諧振器投影區域內的較大區域；以及無涂層、次耦合線125c，它占據諧振器投影區域內的較小區域并將兩個主耦合區域互相連接。
參考圖5，圖5詳細示出了第一電感耦合。如圖所示，在介質塊的接地表面120上，將諧振器111a與諧振器111c之間的寬帶定義為L2，而將從電極衰減器123的底部或124的底部到接地表面120的底部之間的距離定義為L1。在L1和L2定義的區域內，形成第一電感耦合部分125。為了進一步提高諧振器之間的電感耦合，優選在L1和L2定義的區域內，可以將第一電感耦合部分125形成在接近于下表面130其縱向非均勻距離為d和橫向寬帶為w的區域。
參考圖4，第一電感耦合部分包括具有預定面積的主耦合區域125a和125b，它們分別對應于接地表面120內諧振器111a、111b和111c投影的各諧振器投影區域中兩個鄰接區域之間的無涂層接地表面即，在諧振器111a與諧振器111b的投影區域之間以及在諧振器111b與諧振器111c的投影區域之間的無涂層接地表面區域；以及無涂層次耦合線125c，將主耦合區域125a和125b之間的鄰接兩側互相連接。在附圖中，由虛線表示諧振器區域。
通過反復制造和測試包括主耦合區域125a和125b以及次耦合線125c的第一耦合區域125，可以發現主耦合區域125a和125b對電感耦合的影響很大。此外，電感耦合也受次耦合線125c的影響。在此，如果次耦合線125c的面積變得與主耦合區域125a或125b一樣大，即如果第一電感耦合部分125具有均勻寬度(d)，則會產生帶寬擺動。此外，為了在一要求帶寬內給出最小插入損耗而不產生帶寬擺動，第一電感耦合部分125的各主耦合區域125a和125b的面積優選大于次耦合線125c的面積。在此，對主耦合區域125a和125b的面積進行控制可以對電感耦合進行調制，并對要求帶寬內的插入損耗實現伴生控制。
參考圖6a至圖6c，示出了圖5所示的第一電感耦合部分的實例。如圖所示，在本發明范圍內，可以將包括主耦合區域125a和125b以及次耦合線125c的第一耦合部分125修改為各種形狀。例如，可以將第一耦合部分125形成為“U”型、反“U”型和“H”型。
根據本發明的一個方面，如圖7所示，介質濾波器100進一步包括至少一個第二電感耦合部分135，它形成在下表面130內與介質塊內的接地表面120鄰接的無涂層區域內。
圖7a至圖7c示出了本發明使用的第二電感耦合部分的實例。如圖所示，第二電感耦合部分135形成在下表面130內與接地表面120鄰接的區域內。為了提高電感耦合，優選將第二電感耦合部分135形成在確定區域內，以致它與第一電感耦合部分125鄰接。
如圖7a至7b所示，第二電感耦合部分135的寬度可以是均勻的也可以是非均勻的。例如，可以將它形成為如圖7a和7b所示具有均勻寬度的矩形或如圖7c所示具有非均勻寬度的矩形。對于圖7c所示的情況，可以將第二耦合部分135分為無涂層、較大區域135a和135b以及無涂層、較小區域135c。在這種情況下，可以將第二耦合部分135形成為各種形狀，例如“U”型、反“U”型、“H”型、 型、反 型、 型以及反 型。
現在參考圖8，圖8示出了圖4a所示的介質濾波器的等效電路圖。在圖8中，標號123和124分別表示圖4a所示的輸入衰減器和輸出衰減器。由輸入衰減器123與諧振器111a之間的距離定義Cin，而由輸出衰減器124與諧振器111c之間的距離定義Cout。R1、R2以及R3位于地線與節點n1、節點n2以及節點n3之間，分別包括并聯的電感器和電容器，分別由諧振器111a、111b和111c的直徑和長度確定。上表面上諧振器111a、111b和111c周圍的無涂層區域的寬度即諧振器111a、111b和111c的加載電容器圖形112a、112b和112c與接地表面之間的距離確定C1、C2和C3。等效于在諧振器111a和111b之間形成的和在諧振器111b與111c之間的形成的電場的耦合作用分別確定CC1和CC2。等效于在諧振器111a和111b之間形成和在諧振器111b與111c之間形成的磁場的耦合作用分別定義LC1和LC2，LC1和LC2均受第一電感耦合部分125和第二電感耦合部分135的影響。
參考圖9，圖9示出了根據圖4a所示的介質濾波器制造的雙工器的頻率響應特性曲線圖。從此曲線圖中可以看出，根據本發明的介質濾波器制造的雙工器所表現的插入損耗比圖2(1-2)所示的插入損耗低。因此，在根據本發明的介質濾波器內可以獲得具有要求的插入損耗的帶寬。
如上所述，通過根據本發明在與下表面鄰接的接地表面上形成無涂層、第一電感耦合部分，即使在小型化介質塊內仍可以獲得足夠帶寬。
除了第一電感耦合部分外，在下表面上在與接地表面鄰接的區域內形成附加無涂層電感耦合部分可以進一步使介質濾波器實現小型化而且可以確保足夠帶寬。
已經以示例的方式對本發明進行了說明，顯然所使用的術語僅具有說明性意義而不具有限制意義。根據上述內容可以對本發明進行各種修改和變換。因此，顯然除非另作說明，在所附權利要求所述的本發明范圍內，可以實現本發明。
權利要求
1.一種具有改進的電感耦合的介質濾波器，該介質濾波器包括濾波器主體，包括一塊介質材料，介質材料具有上表面、下表面和接地表面，并且具有多個從上表面延伸到下表面、構成諧振器的通孔，除了上表面上通孔周圍的部分區域和一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域沒有涂敷導電材料之外，表面上的其它部分都覆蓋有導電材料；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內，利用與上表面鄰接的無涂層區域將這些區域隔開；以及第一電感耦合部分，形成在與下表面鄰接的無涂層區域上，并具有預定長度和預定寬度，無涂層區域位于在將這些通孔中最外側的通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間，相對兩端的寬度大于兩端之間的寬度。
2.根據上述權利要求1所述的介質濾波器，其中第一電感耦合部分包括主耦合區域，形成在接地表面上，位于當通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點中相鄰的投影點之間；以及次耦合線，將主耦合區域的相鄰兩側互相連接。
3.根據上述權利要求2所述的介質濾波器，其中第一耦合部分的各主耦合區域的面積大于次耦合線的面積。
4.一種具有改進的電感耦合的介質濾波器，該介質濾波器包括濾波器主體，包括一塊介質材料，介質材料具有上表面、下表面和接地表面，并且具有多個從上表面延伸到下表面、構成諧振器的通孔，除了上表面上通孔周圍的部分區域和一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域沒有涂敷導電材料之外，表面上的其它部分都覆蓋有導電材料；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內，利用與上表面鄰接的無涂層區域將這些區域隔開；以及第一電感耦合部分，形成在與下表面鄰接的無涂層區域上，并具有預定長度和預定寬度，無涂層區域位于在將這些通孔中最外側的通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間，相對兩端的寬度大于兩端之間的寬度，其中第一電感耦合部分包括主耦合區域，其形成在接地表面上，位于當通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點中相鄰的投影點之間，具有較大寬度；以及將主耦合區域的相鄰兩側互相連接并具有較小寬度的次耦合線。
5.根據上述權利要求4所述的介質濾波器，其中第一耦合部分的各主耦合區域的面積大于次耦合線的面積。
6.一種具有改進的電感耦合的介質濾波器，該介質濾波器包括濾波器主體，包括一塊介質材料，介質材料具有上表面、下表面和接地表面，并且具有多個從上表面延伸到下表面、構成諧振器的通孔，除了上表面上通孔周圍的部分區域、一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域和下表面上與接地表面鄰接的部分區域沒有涂敷導電材料之外，表面上的其它部分都覆蓋有導電材料；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內，利用與上表面鄰接的無涂層區域將這些區域隔開；第一電感耦合部分，形成在與下表面鄰接的無涂層區域上，并具有預定長度和預定寬度，無涂層區域位于在將這些通孔中最外側的通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間，相對兩端的寬度大于兩端之間的寬度；以及第二電感耦合部分，形成在下表面上與接地表面鄰接的無涂層區域內。
7.根據上述權利要求6所述的介質濾波器，其中第一電感耦合部分包括主耦合區域，具有較大寬度，形成在接地表面上，位于當通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點中相鄰的投影點之間；以及次耦合線，具有較小寬度，將主耦合區域的相鄰兩側互相連接。
8.根據上述權利要求7所述的介質濾波器，其中第一電感耦合部分的各主耦合區域的面積大于次耦合線的面積。
9.一種具有改進的電感耦合的介質濾波器，該介質濾波器包括濾波器主體，包括一塊介質材料，介質材料具有上表面、下表向和接地表面，并且具有多個從上表面延伸到下表面、構成諧振器的通孔，除了上表面上通孔周圍的部分區域、一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域和下表面上與接地表面鄰接的部分區域沒有涂敷導電材料之外，表面上的其它部分都覆蓋有導電材料；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內，利用與上表面鄰接的無涂層區域將這些區域隔開；第一電感耦合部分，形成在與下表面鄰接的無涂層區域上，并具有預定長度和預定寬度，無涂層區域位于在將這些通孔中最外側的通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間，相對兩端的寬度大于兩端之間的寬度，其中第一電感耦合部分包括主耦合區域，其形成在接地表面上，位于當通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點中相鄰的投影點之間，具有較大寬度；以及將主耦合區域的相鄰兩側互相連接并具有較小寬度的次耦合線；以及第二電感耦合部分，形成在下表面上，位于至少一個與接地表面鄰接的無涂層區域內。
10.根據上述權利要求9所述的介質濾波器，其中第一電感耦合部分的各主耦合區域的面積大于次耦合線的面積。
11.一種具有改進的電感耦合的介質濾波器，該介質濾波器包括濾波器主體，包括一塊介質材料，介質材料具有上表面、下表面和接地表面，并且具有多個從上表面延伸到下表面、構成諧振器的通孔，除了上表面上通孔周圍的部分區域和一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域沒有涂敷導電材料之外，表面上的其它部分都覆蓋有導電材料；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內，利用與上表面鄰接的無涂層區域將這些區域隔開；以及第一電感耦合部分，形成在與下表面鄰接的無涂層區域上，并具有預定長度和預定寬度，無涂層區域位于在將這些通孔中最外側的通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間并且包括相對兩端的大面積和相對兩端之間的小面積。
12.根據上述權利要求11所述的介質濾波器，其中第一電感耦合部分包括主耦合區域，具有較大寬度，形成在接地表面上，位于當通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點中相鄰的投影點之間；以及次耦合線，具有較小寬度，將主耦合區域的相鄰兩側互相連接。
13.一種具有改進的電感耦合的介質濾波器，該介質濾波器包括濾波器主體，包括一塊介質材料，介質材料具有上表面、下表面和接地表面，并且具有多個從上表面延伸到下表面、構成諧振器的通孔，除了上表面上通孔周圍的部分區域和一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域沒有涂敷導電材料之外，表面上的其它部分都覆蓋有導電材料；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內，利用與上表面鄰接的無涂層區域將這些區域隔開；以及第一電感耦合部分，形成在與下表面鄰接的無涂層區域上，并具有預定長度和預定寬度，無涂層區域位于在將這些通孔中最外側的通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間，其中第一電感耦合部分包括主耦合區域，其形成在接地表面上，位于當通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點中相鄰的投影點之間，具有較大寬度，以及將主耦合區域的相鄰兩側互相連接并具有較小寬度的次耦合線。
14.根據上述權利要求13所述的介質濾波器，其中第一電感耦合部分具有非均勻寬度，其各主耦合區域的寬度分別大于其次耦合線的寬度。
15.一種具有改進的電感耦合的介質濾波器，該介質濾波器包括濾波器主體，包括一塊介質材料，介質材料具有上表面、下表面和接地表面，并且具有多個從上表面延伸到下表面、構成諧振器的通孔，除了上表面上通孔周圍的部分區域、一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域和下表面上與接地表面鄰接的部分區域沒有涂敷帶電材料之外，表面上的其它部分都覆蓋有導電材料；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內，利用與上表面鄰接的無涂層區域將這些區域隔開；第一電感耦合部分，形成在與下表面鄰接的無涂層區域上，并具有預定長度和預定寬度，無涂層區域位于在將這些通孔中最外側的通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間并且包括相對兩端的大面積和相對兩端之間的小面積；以及第二電感耦合部分，形成在下表面上，位于至少一個與接地表面鄰接的無涂層區域內。
16.根據上述權利要求15所述的介質濾波器，其中第一電感耦合部分包括主耦合區域，具有較大寬度，形成在接地表面上，位于當通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點中相鄰的投影點之間；以及次耦合線，具有較小寬度，將主耦合區域的相鄰兩側互相連接。
17.一種具有改進的電感耦合的介質濾波器，該介質濾波器包括濾波器主體，包括一塊介質材料，介質材料具有上表面、下表面和接地表面，并且具有多個從上表面延伸到下表面、構成諧振器的通孔，除了上表面上通孔周圍的部分區域、一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域和下表面上與接地表面鄰接的部分區域沒有涂敷導電材料之外，表面上的其它部分都涂敷有導電；輸入-輸出衰減器，形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內，利用與上表面鄰接的無涂層區域將這些區域隔開；第一電感耦合部分，形成在與下表面鄰接的無涂層區域上，并具有預定長度和預定寬度，無涂層區域位于在將這些通孔中最外側的通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間，相對兩端的寬度大于兩端之間的寬度，其中第一電感耦合部分包括主耦合區域，其形成在接地表面上，位于當通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點中相鄰的投影點之間，具有較大寬度，以及將主耦合區域的相鄰兩側互相連接并具有較小寬度的次耦合線；以及第二電感耦合部分，形成在下表面上，位于至少一個與接地表面鄰接的無涂層區域內。
18.根據上述權利要求17所述的介質濾波器，其中第一電感耦合部分具有非均勻寬度，其各主耦合區域的寬度分別大于其次耦合線的寬度。
全文摘要
公開了一種具有改進的電感耦合的介質濾波器。包括濾波器主體,輸入－輸出衰減器以及電感耦合部分。濾波器主體包括一塊介質材料,具有上表面、下表面以及接地表面,并具有多個構成諧振器的通孔。除了上表面上通孔周圍的部分區域和一個接地表面上與上表面和下表面鄰接的部分區域沒有涂敷導電材料之外,表面上的其它部分都覆蓋有導電材料。輸入－輸出衰減器形成在接地表面上與上表面鄰接的區域內。形成在與下表面鄰接的無涂層區域上的電感耦合部分具有預定長度和寬度,無涂層區域位于當最外側的通孔以直角投影到接地表面上時形成的投影點之間。相對兩端的寬度大于兩端之間的寬度。即使在小型介質塊中,形成無涂層電感耦合部分仍可以獲得足夠帶寬。
文檔編號H01P1/20GK1388609SQ0112067
公開日2003年1月1日 申請日期2001年7月24日 優先權日2001年5月30日
發明者任炳俊 申請人:三星電機株式會社