專利名稱：電介質濾波器、電介質雙工器以及通信裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及在微波帶等使用的電介質濾波器、電介質雙工器、以及采用它們的通信裝置。
已有技術通過在單個電介質塊內排列多個內導體形成孔，使鄰接的共振器間耦合的、利用電介質同軸共振器的電介質濾波器用于微波帶的通信裝置等。這樣結構的電介質濾波器中，在連接的共振器間的耦合為電容性耦合時，低通帶側產生衰減極，在連接的共振器間的耦合為感應生耦合時，在高通帶側產生衰減極。
因此，現有是如特開平7-254806公報所示，在內導體形成孔的途中設置臺階高差，在內導體形成孔的短路側和開放端側利用鄰接的內導體形成孔的軸間隔進行感應性耦合或電容性耦合。
圖12和圖13示出該例。
圖12中，(A)為觀看內導體形成孔的軸方向的俯視圖、(B)為穿過各內導體形成孔的中心軸的面的截面圖。在約長方體形的電介質塊1的內部設有在里面形成了內導體的、2a、2b、2c所示的內導體形成孔。在電介質塊1的外面形成外導體3。圖12所示的例子中，對于內導體形成孔2a和2b，使其開放端側的軸間隔比短路端側的軸間隔更寬，利用Oab所示部分的電容性耦合，加強Sab所示部分的感應性耦合，使該內導體形成孔2a、2b的2個共振器間進行感應性耦合。同樣，對于內導體形成孔2b和2c間，使其開放端側的軸間隔比短路端側的軸間隔更寬，利用Obc所示部分的電容性耦合，加強Sbc所示部分的感應性耦合，使該內導體形成孔2b、2c的2個共振器間進行感應性耦合。
圖13所示例子中，對于內導體形成孔2a，2b，使短路端側的軸間隔比開放端側的軸間隔窄，通過Oab部分的電容性耦合，增大Sab部分的介電性耦合，通過內導體形成孔2a，2b把2個共振器之間強烈地感應性耦合。對于內導體形成孔2b，2c，使開放端側的軸間隔比短路端側的軸間隔窄，通過Sbc部分的電容性耦合，增大Obc部分的介電性耦合，通過內導體形成孔2b，2c把2個共振器之間強烈地感應性耦合。
發明要解決的問題但是，在如圖12和圖13所示的構成3級共振器的電介質濾波器中，為了加強第1級和第2級共振器間的感應性耦合，若使第2級共振器的短路端側接近第1級共振器，則第2級共振器的短路端側遠離第3級共振器的短路端側相應部分，從而第2級和第3級共振器間的感應性耦合變弱。為了增大第1級和第2級共振器間、以及第2級和第3級共振器間的任一相互電容，增大短路端側的內導體形成孔的內徑時，則各共振器的本身電感變小，相互電容相對變小，從而失去提高感應性耦合的效果。另外，與此同時，由于內導體形成孔的短路端側和開放端側的內徑比(間隔比)變小，所以波長縮短率變小，所需的內導體形成孔的軸長變長，從而導致大型化。
由于上述理由，若要在鄰接的3個共振器，同時使第1級和第2級間和第2級和第3級間進行感應性耦合，則其耦合量有限制。
本發明的目的在于提供一種不大型化整體，可同時使電介質塊內的鄰接的3個電介質共振器進行強感應性耦合的電介質濾波器、電介質雙工器、以及具有它們的通信裝置。
解決問題的方案本發明是在約長方體形的電介質塊內具有分別貫通該電介質塊的對置的第1面和第2面間，形成了將第1面作為短路端、將第2面或第2面附近作為開放端的內導體的多個內導體形成孔，在上述電介質塊的外面形成了外導體的電介質濾波器中，上述多個內導體形成孔中的至少1個內導體形成孔將短路端側的內導體形成孔至少分割成2個孔。
根據該結構，例如同時縮短中央的內導體形成孔和、其兩鄰的內導體形成孔的短路端側的軸間隔，可以加強第1級和第2級共振器間、以及第2級和第3級共振器間的感應性耦合。
本發明中，將上述分割位置設在內導體形成孔的縱向的約中心部。這樣，可以提高感應性耦合。
本發明采用上述電介質濾波器構成電介質雙工器。
本發明采用上述電介質濾波器或電介質雙工器構成通信裝置。
附圖的簡要說明圖1是表示實施例1的電介質濾波器的結構的圖。
圖2是表示實施例2的電介質濾波器的結構的圖。
圖3是表示實施例3的電介質濾波器的結構的圖。
圖4是表示實施例4的電介質濾波器的結構的圖。
圖5是表示實施例5的電介質濾波器的結構的圖。
圖6是表示實施例6的電介質濾波器的結構的圖。
圖7是表示實施例7的電介質濾波器的結構的圖。
圖8是表示實施例8的電介質濾波器的結構的圖。
圖9是表示實施例9的電介質濾波器的結構的圖。
圖10是表示實施例10的電介質雙工器的結構的圖。
圖11是表示實施例11的通信裝置的結構的圖。
圖12是表示現有的電介質濾波器的結構的圖。
圖13是表示現有的電介質濾波器的結構的圖。
發明的實施例圖1示出實施例1的電介質濾波器的結構。
圖1的(A)是將安裝基板的安裝面朝圖中的左前側豎立的狀態的電介質濾波器的向視圖。(B)是穿過(A)的多個內導體軸的面的截面圖。1是約長方體形的電介質塊。在該電介質塊1的內部設有從其第1面(圖中的底面)貫通第2面(圖中的上面)的內導體形成孔2a、2b、2c。在這些內導體形成孔的里面形成內導體4a、4b、4c。在電介質塊1的外面(六個面)形成外導體3。內導體4a、4b、4c的一端在第1面(底面)與外導體3導通(短路)。在內導體形成孔的第2面的開口部附近設置內導體非形成部g，將該部分作為內導體的開放端。在電介質塊1的外面，在內導體4a、4c的開放端附近間產生靜電容量的輸入輸出電極6、7形成為從外導體3絕緣。
內導體形成孔2b的開放端側(靠近內導體的開放端的側)的截面形狀為朝鄰接的內導體形成孔2a、2c方向分別延伸的長圓形。該內導體形成孔2b的短路端側(靠近內導體的短路端的側)分割成2個孔2b’、2b”。該2個孔2b’、2b”分別配置在鄰接的內導體形成孔2a、2c的短路端側附近。
使內導體形成孔2a、2c的開放端側的內徑大于短路端側的內徑，并且將短路端側配置在內導體形成孔2b的短路端側(2b’、2b”側)附近。
這樣，通過使中央的內導體形成孔2b的短路端側2b’、2b”和、鄰接的內導體形成孔2a、2c的短路端側的間隔與開放端側相比相對窄，Sab、Sbc部分的感應性耦合比Oab、Obc部分的感應性耦合強，第1級和第2級共振器間、以及第2級和第3級共振器間進行強感應性耦合。
另外，內導體形成孔2b的分割位置為任意的，但最好是在內導體形成孔的縱向的約中心部。利用該結構，可以在磁場強度大的區域接近鄰接的內導體形成孔的內導體。其結果，可以使鄰接的內導體形成孔的共振器間可取得的耦合量最大，并且可以提高設計上的自由度。另外，通過使開放端側的截面比短路端側的截面厚，即作成等級結構，還可以縮短內導體形成孔的軸長。
圖2示出實施例2的電介質濾波器的結構。
與圖1所示的電介質濾波器的不同點是內導體形成孔的形狀。圖2所示的例子中，相同點是將內導體形成孔2b的短路端側如2b’、2b”所示那樣分割為2個和、使鄰接的內導體形成孔的短路端側的軸間隔小于開放端側的軸間隔。但使內導體形成孔2a、2c的短路端側的橫截寬度不大于開放端側的橫截寬度。另外，內導體形成孔2b的短路端側的孔2b’、2b”在不超出2b的開放端側的長軸方向的橫截寬度的范圍內。
利用這樣的結構，通過在比電容性耦合相對提高第1級和第2級共振器間、以及第2級和第3級共振器間的感應性耦合，可以同時加強感應性耦合。
圖3示出實施例3的電介質濾波器的結構。與圖2所示的電介質濾波器的不同點是內導體形成孔的形狀。圖2所示的例子中，中心的內導體形成孔2b的短路端側2b’、2b”的內徑相等，但該圖3所示的例子中，2b”比2b’大。利用該結構，由于與圖2所示的電介質濾波器相比，Sbc部分的感應性耦合進一步加強，所以內導體4b的第2級共振器和內導體4c的第3級共振器間的感應性耦合進一步加強。
圖4示出觀看實施例4的電介質濾波器的內導體形成孔的軸方向的圖。實施例1～實施例3中，分割的短路端側的內導體形成孔的截面形狀為圓形，但也可以是圖4所示的半圓形。另外，也可以是矩形或多角形。
圖5示出實施例5的電介質濾波器的結構。內導體形成孔2b的開放端側的截面形狀為向鄰接的內導體形成孔2a、2c的方向分別延伸的長圓形。另外，該內導體形成孔2b的短路端側分割成2個孔2b’、2b”，分別配置在鄰接的內導體形成孔2a、2c的短路端側附近。這點與圖1所示的電介質濾波器相同。但是，圖1所示的例子中，使內導體形成孔2a、2c的其開放端側的內徑大于短路端側的內徑，并且將短路端側配置在靠近內導體形成孔2b的短路端側(2b’、2b”側)，但在該圖5所示的例子中，使內導體形成孔2a、2c的內徑為一定。利用這樣的結構，可以使內導體4a的第1級共振器和內導體2b的第2級共振器間進行強感應性耦合，并且可以使內導體4b的第2級共振器和內導體4c的第3級共振器間進行強感應性耦合。
圖6示出實施例6的電介質濾波器的向視圖。圖1所示的例子中，在電介質塊1的外面(六個面)形成外導體3，在內導體形成孔的一開口附近形成內導體非形成部的開放端，但該圖6所示的例子中，在電介質塊1的圖的上面不形成外導體，將該面作為開放面，在其它5個面形成外導體3。在這種類型的電介質濾波器也可以分割內導體形成孔的短路端側，可以使在與其鄰接的內導體形成孔間進行強感應性耦合。
圖7示出實施例7的電介質濾波器的向視圖。與圖6所示的電介質濾波器的不同點是在電介質塊1的開放面形成了從內導體連續的耦合用電極5a、5b、5c和，形成了在與耦合用電極5a、5c之間產生靜電容量的輸入輸出電極6、7。這種結構的電介質濾波器也可以得到與實施例1～實施例6相同的效果。
圖8示出實施例8的電介質濾波器的結構。圖8的(A)為外觀向視圖、(B)為在軸方向穿過各內導體形成孔的面的截面圖。該例中，利用內導體形成孔2a～2d的4級共振器構成濾波器。內導體形成孔2b、2c形成為將各短路端側分割成2個，短路端側的鄰接的軸間隔變小。其它結構除了共振器的級數多1個之外，與圖1所示的電介質濾波器相同。這樣，可以使第1級和第2級、第2級和第3級、第3級和第4級的各共振器間都進行強感應性耦合。這樣，可以得到帶通寬的電介質濾波器。
圖9示出實施例9的電介質濾波器結構。(A)為向視圖、(B)為穿過各內導體形成孔的面的截面圖。該例中，電介質濾波器具有2a～2e所示的5個內導體形成孔的5級共振器。內導體形成孔2a、2b的共振器間使內導體形成孔2a、2b的開放端側的軸間隔與短路端側的軸間隔相比相對窄，并感應性耦合兩者。同樣，也使內導體形成孔2d、2e的共振器間進行感應性耦合。內導體形成孔2c的短路端分割為2c’、2c”，通過相對接近該分割的內導體形成孔2c’、2c”和內導體形成孔2b、2d的短路端側，可以同時使在第2級和第3級的共振器間以及第3級和第4級的共振器間進行感應性耦合。
根據圖10說明實施例10的電介質雙工器的結構。
圖10是從安裝基板的安裝面側看的平面圖。在約長方體形的單個電介質塊1的內部設有2a～2f所示的內導體形成孔。在這些內導體形成孔2a～2f的里面形成內導體。但是在這些內導體形成孔的一開口附近設有內導體非形成部，在該部分開放內導體。另外，在電介質塊1的內部設有在里面形成了內導體的激勵孔9。在電介質塊1的外面(六個面)形成外導體3。另外，在電介質塊1的外面(六個面)形成從外導體3絕緣狀態的輸入輸出電極6、7、8。輸入輸出電極6、7在與內導體形成孔2a、2f的內導體的開放端附近之間分別進行感應性耦合。輸入輸出電極8與激勵孔9的里面的內導體導通，將激勵孔9的內導體分別與內導體形成孔2c、2d的2個共振器進行感應性耦合。
內導體形成孔2b的開放端側(靠近內導體的開放端的側)的截面形狀為朝鄰接的內導體形成孔2a、2c的方向分別延伸的長圓形。另外，該內導體形成孔2b的短路端側(內導體的短路端附近的側)分割成2個孔2b’、2b”。該2個孔2b’、2b”分別配置在靠近鄰接的內導體形成孔2a、2c的短路端側。
內導體形成孔2a、2c使開放端側的內徑大于短路端側的內徑，將短路端側配置在靠近內導體形成孔2b的短路端側(2b’、2b”側)。
這樣，通過使中心的內導體形成孔2b的短路端側2b’、2b”和、鄰接的內導體形成孔2a、2c的短路端側的間隔與開放端側相比相對窄，可以同時使在內導體形成孔2a的第1級共振器和、內導體形成孔2b的第2級共振器間，以及第2級共振器和內導體形成孔2c的第3級共振器間進行強感應性耦合。
利用這樣的結構，由內導體形成孔2a～2c的3級共振器構成發送濾波器、由內導體形成孔2d～2f的3級共振器構成接收濾波器。如上所述，內導體形成孔2a～2c的3級共振器由于第1級和第2級共振器間以及第2級和第3級共振器間分別進行感應性耦合，所以在發送濾波器的高頻側產生衰減極。另外，內導體形成孔2d～3f的3級共振器由于鄰接的內導體形成孔的開放端側的軸間隔與短路端側相比相對窄，所以分別進行電容性耦合，在接收濾波器的低頻側產生衰減極。利用這些衰減極，可以確保在發送頻帶和接收頻帶的邊界部分有大的衰減量。
圖11示出實施例11的通信裝置的結構。
在此，雙工器由發送濾波器和接收濾波器構成，是圖10所示結構的電介質雙工器。在該雙工器的發送信號輸入端口連接發送電路，在接收信號輸出端口連接接收電路，在天線端口連接天線。在發送電路的輸出部和接收電路的輸入部分別具有帶通濾波器，這些濾波器是圖1～圖9所示結構的電介質濾波器。
這樣，通過采用小型、具有規定特性的電介質濾波器或電介質雙工器，可以得到小型化整體的通信裝置。
發明效果利用本發明，在約長方形的電介質塊內排列了在各里面形成了內導體的多個內導體形成孔的電介質濾波器中，通過將多個內導體形成孔中的至少1個內導體形成孔的短路端側分割成至少2個孔，可以大幅度提高設計上的自由度。例如，可以同時縮小中心的內導體形成孔和、與其鄰接的兩鄰的內導體形成孔的短路端側的軸間隔。利用該結構，可以同時在中央的內導體形成孔的共振器和、與其鄰接的兩鄰的內導體形成孔的共振器間進行強感應性耦合，例如可以容易得到寬帶通特性。
另外，根據本發明，通過將上述分割位置設成內導體形成孔的縱向的約中心部，可以在磁場強度高的區域接近鄰接的內導體形成孔的內導體，其結果，可以使在鄰接的內導體形成孔的共振器間可取得的耦合量最大，提高了設計上的自由度。與此同時，還具有使開放端側的截面比短路端側的截面厚帶來的、即等級結構帶來的縮短內導體形成孔的軸長的效果。
另外，根據本發明，可以依次在鄰接的共振器間進行強感應性耦合，可以構成表示規定的濾波器特性的小型電介質濾波器。
根據本發明，可以得到采用上述電介質濾波器或電介質雙工器的、通信性能卓越的小型通信裝置。
權利要求
1.一種電介質濾波器，包括大致長方體形狀的電介質塊；貫通與上述電介質塊的對置的第1面和第2面間的多個內導體形成孔；在上述內導體形成孔上形成的、將上述第1面作為短路端、將上述第2面或第2面附近作為開放端的內導體；在上述電介質塊的外面形成了外導體，其特征在于上述多個內導體形成孔中的至少1個內導體形成孔將短路端側分割成多個孔。
2.一種電介質濾波器，包括大致長方體形狀的電介質塊；貫通與上述電介質塊的對置的第1面和第2面間的多個內導體形成孔；在上述內導體形成孔上形成的、將上述第1面作為短路端、將上述第2面或第2面附近作為開放端的內導體；在上述電介質塊的外面形成了外導體，其特征在于上述多個內導體形成孔中的至少1個內導體形成孔在短路端側具有多個開口部。
3.如權利要求1所述的電介質濾波器，其特征在于分割為多個孔的位置在內導體形成孔的縱向的約中心部。
4.如權利要求1所述的電介質濾波器，其特征在于上述分割的多個孔中至少一個孔的內徑與其他孔的內徑不同。
5.如權利要求2所述的電介質濾波器，其特征在于上述多個開口部中至少一個開口部的內徑與其他開口部的內徑不同。
6.一種電介質雙工器，其特征在于使用如權利要求1或2所述的電介質濾波器構成發送濾波器和接收濾波器。
7.一種通信裝置，具特征在于使用權利要求1或2所述的電介質濾波器。
全文摘要
可以不大型化整體，同時強感應性耦合電介質塊內的鄰接的3個電介質共振器。在電介質塊1的內部設置在里面形成了內導體的多個內導體形成孔2a、2b、2c。這些內導體形成孔中的至少1個內導體形成孔2b將其短路端側的內導體形成孔分割成2b’、2b”的2個，同時使2b’、2b”分別靠近鄰接的內導體形成孔2a、2c的短路端側。
文檔編號H01P1/213GK1392629SQ0214107
公開日2003年1月22日 申請日期2002年6月20日 優先權日2001年6月20日
發明者黑田克人, 石原甚誠, 加藤英幸 申請人:株式會社村田制作所