DE3852480T2

DE3852480T2 - Dielektrisches Filter mit Dämpfungspol.

Info

Publication number: DE3852480T2
Application number: DE3852480T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Gunji; Hiroyuki Horii; Tomokazu Komazaki; Akira Mashimo; Norio Onishi; Yoshimitu Sakurai
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2008-12-24
Also published as: JPH01173904A; EP0322780A3; EP0322780A2; JPH0652842B2; KR890011137A; DE3852480D1; US4891615A; KR960006458B1; EP0322780B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung und Stand der Technik:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen dielektrischen Filter mit einem Dämpfungspol, der vor allem für die Anwendung bei einer Antenne für ein Mobiltelefonsystem angepaßt ist.
Es gibt viele bekannte Techniken, die sich auf einen Keramik-Bandpaßfilter beziehen, der in einem Mobiltelefon zur Anwendung kommt.
Fig. 1 zeigt ein typisches Beispiel für diese Techniken, das folgendes umfaßt: einen einstückigen dielektrischen Einzelblock 101 (nachfolgend einfach als dielektrischer Block bezeichnet), eine Mehrzahl von Resonatoren 102, die sich von einer oberen Oberfläche zu einer unteren Oberfläche des dielektrischen Blocks 101 erstrecken, eine Mehrzahl von Einstellmustern 103, die auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Blocks 101 vorgesehen sind, Eingangs- und Ausgangs- Elektroden 104 und Metallmuster 105, die auf den seitlichen Oberflächen und der unteren Oberfläche des dielektrischen Blocks 101 vorgesehen sind.
Die inneren Leiter sind innerhalb innerer Wandungen der Resonatoren 102 ausgebildet.
Diese inneren Leiter sind mit den Einstellmustern 103 an der oberen Oberfläche des dielektrischen Blocks 101 verbunden. Die inneren Leiter sind mit den Metallmustern 105 an der unteren Oberfläche des dielektrischen Blocks 101 verbunden. Die Metallmuster 105 sind geerdet.
JP-A-62 157 402 offenbart einen dielektrischen Filter entsprechend dem ersten Teil des Anspruchs 1. Kopplungslöcher 6 sind zwischen den Resonatoren angeordnet, um die Resonatoren elektromagnetisch zu koppeln. Ein isoliertes halbstarres Kabel 7 ist vorgesehen, das Kapazitätselektroden 9 an beiden Enden hat. Das Kabel 7 dient dazu, zwei Resonatoren zu überspringen, um zwei Pole an beiden Seiten der Mittenfrequenz in der Filtercharakteristik des dielektrischen Filters auszubilden. Eine ähnliche Anordnung ist in JP-A-62 77 703 offenbart.
JP-A-61 62 203 offenbart einen dielektrischen Filter mit einer Mehrzahl von dielektrischen Resonatoren und Schlitzkopplungen, die zwischen den Resonatoren ausgebildet sind. Frequenz-Einstellmuster sind auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Blocks vorgesehen. Zwei dieser Frequenz-Einstellmuster dienen auch als Elektroden für das Anlegen einer Spannung.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dielektrischen Filter mit einem Dämpfungspol vorzusehen, der eine geringere Antennen-Rückflußdämpfung in einem Durchlaßbereich hat.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dielektrischen Filter mit einem Dämpfungspol vorzusehen, der es ermöglicht, eine scharfe Dämpfungscharakteristik mit weniger Bauelementen in seinem Aufbau zu erhalten.
Um die oben genannten Aufgaben zu erfüllen, sieht die vorliegende Erfindung einen dielektrischen Filter mit einem Dämpfungspol vor, der folgendes umfaßt: einen dielektrischen Block mit einer oberen Oberfläche, einer unteren Oberfläche, und seitlichen Oberflächen, wobei die obere Oberfläche und die seitlichen Oberflächen durch einen äußeren Leiter bedeckt sind; eine Mehrzahl von Resonatoren, die sich von der oberen Oberfläche zur unteren Oberfläche erstrecken, und die darin innere Leiter haben; eine Kopplungseinrichtung, die so angeordnet ist, daß sie eine Kapazität zwischen einer Mehrzahl von Resonatoren koppelt; zwei Elektroden, die so angeordnet sind, daß sie Spannung an den dielektrischen Block anlegen; und ein isoliertes Kabel, das mit seinem einen Ende mit dem äußeren Leiter und mit seinem anderen Ende mit einer der zwei Elektroden verbunden ist.
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Kennzeichen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen klarer.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Filters, der keinen Dämpfungspol hat;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines dielektrischen Filters mit Dämpfungspol entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A des dielektrischen Filters mit Dämpfungspol in Fig. 2;
Fig. 4 ist eine äquivalente Schaltung des dielektrischen Filters mit Dämpfungspol in Fig. 2; und
Fig. 5 ist eine Ansicht, die die Frequenzdämpfungsraten-Charakteristik eines dielektrischen Filters mit Dämpfungspol erklären hilft.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 beschrieben.
Der erfindungsgemäße dielektrische Filter ist aus einem gleichförmigen dielektrischen Einzelblock 201 (der nachfolgend einfach als dielektrischer Block bezeichnet wird) mit TiO&sub2;, BaO gebildet. Der dielektrische Block 201 hat Abmessungen von 9,4 mm in der Höhe x 6,0 mm in der Breite x 28,1 mm in der Länge. Hohlresonatoren 202, 203, 204 bzw. 205 erstrecken sich von einer oberen Oberfläche zu einer unteren Oberfläche des dielektrischen Blocks 201 und sind parallel zueinander angeordnet, um erste bis vierte Stufen von Resonatoren zu bilden.
Die Resonatoren 202 bis 205 haben jeweils innere Leiter 212, 213, 214 und 215, die in deren inneren Wandungen ausgebildet sind. Die inneren Leiter 212 bis 215 sind jeweils an ihrem einen Ende mit den Frequenz-Einstellrastern 222, 223, 224 und 225 verbunden, die auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Blocks 201 ausgebildet sind, und an ihrem anderen Ende mit einem äußeren Leiter 206, der auf den seitlichen Oberflächen und der unteren Oberfläche ausgebildet ist und sich darüber erstreckt. Zwischen den Frequenz-Einstellrastern 222 bis 225 sind Kopplungskapazitäts-Einstellraster 231, 232 und 233 ausgebildet. An beiden Enden der oberen Oberflächen des dielektrischen Blocks 201 sind Elektroden 250 und 251 ausgebildet. Die inneren Leiter, die Frequenz-Einstellraster, der äußere Leiter, die Einstellraster und die Elektroden sind vorzugsweise jeweils mit Kupfer, Silber etc. beschichtet. Ein isoliertes Kabel 270 ist mit seinem einen Ende mit einer Elektrode 250 und mit seinem anderen Ende mit dem äußeren Leiter 206 über die ersten bis vierten Resonatoren 202 bis 205 hinweg verbunden. Das isolierte Kabel 270 ist über der oberen Oberfläche des dielektrischen Blocks 201 angeordnet. Ein elektrisches Signal, das an die Elektrode 250 angelegt wird, erzeugt durch den Resonator 202 der ersten Stufe ein elektromagnetisches Feld. Das resultierende elektromagnetische Feld wird an die zweite Stufe des Resonators 203 über das Kopplungskapazitäts-Einstellraster 231 übermittelt, das an den ersten Resonator 202 angrenzt. Ebenso wird das elektromagnetische Feld über die Kopplungskapazitäts-Einstellraster 232 und 233 nacheinander an die dritten und vierten Stufen der Resonatoren 204 und 205 übermittelt. Die vierte Stufe des Resonators 205 übermittelt das elektromagnetische Feld, das von der dritten Stufe des Resonators 204 an die Elektrode 251 übermittelt wurde. Das elektromagnetische Feld, das zu der Elektrode 251 übermittelt wurde, wird an eine Ladung übermittelt, die als ein elektrisches Signal mit der Elektrode 250 verbunden ist. Das elektrische Signal, das an der Elektrode 250 angelegt wird, wird auch an den äußeren Leiter 206 über das isolierte Kabel 270 übermittelt. Da der erfindungsgemäße dielektrische Filter einen λ/4-Koaxialresonator umfaßt, wird das elektromagnetische Feld auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Blocks 201 maximal. Und das isolierte Kabel 270 ist über der oberen Oberfläche des dielektrischen Blocks 201 angeordnet, 50 daß es dort eine Kopplungskapazität zwischen jedem Resonator 202, 203, 204, 205 und dem isolierten Kabel 270 gibt.
Jedes Bauelement entspricht, wie in Fig. 2 dargestellt, einer äquivalenten Schaltung in Fig. 4, wobei die nachfolgend aufgelisteten Beziehungen bestehen. Fig. 2 Fig. 4 Resonatoren Kapazität zwischen Elektrode 250 und Resonator 202 Parallelresonatoren Kopplungskondensatoren C1 Kapazität zwischen Resonator und Resonator Kapazität zwischen Resonator und Elektrode Kapazität zwischen dem isolierten Kabel und jedem Resonator Selbstinduktion des isolierten Kabels Kopplungskondensatoren Induktivität
Wie in Fig. 4 gezeigt, wird eine Parallelresonator-Schaltung aus Kopplungskondensatoren C1, C3, C4, C7, C9, der lnduktivität L11, L22, L33, L44, L55 und den Kopplungskondensatoren Cc1, Cc2, Cc3, Cc4 gebildet. Der Dämpfungspol erscheint in der Dämpfungscharakteristik des dielektrischen Filters aufgrund der Parallelresonator-Schaltung. Das heißt, daß eine Resonanzfrequenz der Parallelresonator-Schaltung eine Durchlaß/Null-Charakteristik vorsieht, die eine unendliche Dämpfung bewirkt, um den Pol zu erzeugen. Wenn der dielektrische Filter als eine Antenne für das Mobiltelefonsystem verwendet wird, ist die Dämpfungscharakteristik relativ zur Frequenz in Fig. 5 dargestellt. Ein weiterentwickeltes Mobiltelefonsystem (AMPS), das Übertragungsleitungen mit 832 Kanälen hat, hat einen Dämpfungsstandard von 31 dB bei 869 MHz. Die Dämpfung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird 34 dB, was den Dämpfungsstandard des AMPs erfüllt.

Claims

1. Dielektrischer Filter mit Dämpfungspol, der folgendes umfaßt:

einen dielektrischen Block (201) mit einer oberen Oberfläche, einer unteren Oberfläche und seitlichen Oberflächen, wobei die obere Oberfläche und die seitlichen Oberflächen durch einen äußeren Leiter (206) bedeckt sind;

eine Mehrzahl von Resonatoren (202, 203, 204, 205), die sich von der oberen Oberfläche zur unteren Oberfläche erstrecken, und die darin innere Leiter (212, 213, 214, 215) haben;

gekennzeichnet durch

eine Kopplungseinrichtung (231, 232, 233), die so angeordnet ist, daß sie eine Kapazität zwischen einer Mehrzahl von Resonatoren (202 - 205) koppelt;

zwei Elektroden (250, 251), die so angeordnet sind, daß sie Spannung an den dielektrischen Block (201) anlegen; und

ein isoliertes Kabel (270), das mit seinem einen Ende mit dem äußeren Leiter (206) und mit seinem anderen Ende mit einer der zwei Elektroden (250, 251) verbunden ist.

2. Dielektrischer Filter mit Dämpfungspol nach Anspruch 1, wobei die Resonatoren (202 - 205) in vorbestimmten Abständen voneinander angeordnet sind.

3. Dielektrischer Filter mit Dämpfungspol nach Anspruch 1, wobei die Kopplungseinrichtung (231 - 233) aus Metallmustern besteht, die auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Blocks (201) ausgebildet sind.

4. Dielektrischer Filter mit Dämpfungspol nach Anspruch 1, wobei ein Ende des isolierten Kabels (270) mit dem äußeren Leiter (206) und das andere Ende mit einer der Elektroden (250, 251) über eine Mehrzahl von Resonatoren (202 - 205) hinweg verbunden ist.

5. Dielektrischer Filter mit Dämpfungspol nach Anspruch 3, wobei die Metallmuster zwischen einer Mehrzahl von Resonatoren (202 - 205) ausgebildet sind.

6. Dielektrischer Filter mit Dämpfungspol nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (222, 233, 244, 255), die angeordnet ist, um entsprechende Resonanzfrequenzen einer Mehrzahl von Resonatoren (202 - 205) einzustellen.

7. Dielektrischer Filter mit Dämpfungspol nach Anspruch 6, wobei die Einstelleinrichtung (222 - 225) aus Metallmustern besteht, die auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Blocks (201) vorgesehen und mit den inneren Leitern (212 - 215) verbunden sind.

8. Dielektrischer Filter mit Dämpfungspol nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Resonatoren (202 - 205) parallel zueinander angeordnet ist.