DE69826541T2

DE69826541T2 - Planare Dual-Moden Filter und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69826541T2
Application number: DE69826541T
Authority: DE
Inventors: Raafat R. Mansour; Shen Ye
Original assignee: Com Dev Ltd
Current assignee: Com Dev Ltd
Priority date: 1997-02-11
Filing date: 1998-02-11
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2018-02-12
Also published as: DE69826541D1

Description

Die Erfindung betrifft planare Dual-Modus-Filter und ein Herstellungsverfahren für diese Filter und insbesondere planare Dual-Modus-Filter, mit einem konzentrierten Bauteil oder distributiven Bauteil, die einen dünnen Film auf einem Substrat aufweisen. Der Film kann aus einem metallischen Material wie z. B. Gold, Silber oder Kupfer sein, oder er kann aus einem keramischen Material, das bei kryogenen Temperaturen supraleitend wird, sein.
Der Gebrauch von zwei degenerierten Modi in Mikrostreifenringen und Flächen zum Realisieren von Dualmodus-Resonatoren ist bekannt (siehe ein Buch mit dem Titel „Planar Circuits for Microwaves and Light Waves" von T. Okoshi, 1985 vom Springer-Verlag veröffentlicht, Seiten 36 bis 39). Siehe auch einen Artikel von Wolf mit dem Titel „Microstrip Bandpass Filters Using Degenerate Modes of a Microstrip Ring Resonator", Elektron LETT, 1972, Seiten 163 und 164 und ferner ein Buch mit dem Titel „Handbook of Microstrip Antennas" von James u. a., 1989 von Peter Peregrinus Ltd. veröffentlicht, Seiten 221, 222 und 273. Dualmodus-Filter, die aus Ring-Resonatoren hergestellt werden, sind beschrieben von Griffin u. a. in dem US Patent 4,488,131 mit dem Titel „MIC Dual-Mode Ring Resonator Filter" und in einem Artikel von Guglielmi mit dem Titel „Microstrip Ring Resonator Dual-Mode Filters", verbreitet bei einer Arbeitstagung über Mikrowellen-Filter für Raumfahrtanwendungen von der Europäischen Raumfahrtargentur/ESTEC im Juni 1991. Dieses vorbekannte Patent und die Artikel beschreiben Dualmodus-Mikrostreifen Resonatorfilter, die eine strukturelle Diskontinuität bei einem Winkel von 45° zu den zwei orthogonalen Modi aufweisen.
Fiedziuszko u. a. beschreiben im US Patent 5,136,268 einen planaren Dualmodus-Filter, der zwei oder mehr Resonatoren aufweist, wobei ein Verbindungspfad zwischen den Resonatoren geradlinig oder kurvig sein kann, mit einer Breite des Verbindungspfades, die über seine gesamte Länge konstant ist. Die Resonatoren sind viereckige Resonatoren, wobei eine Ecke bei einem Winkel von 45° weggeschnitten ist, um eine strukturelle Diskontinuität einfließen zu lassen. Das US Patent mit der Nummer 5,172,084 von Fiedziuszko u. a. beschreibt einen planaren Dualmodus-Filter der kreisförmige Resonatoren aufweist.
Von besonderem Belang bei den bekannten Flächen-Resonatorfiltern, ist die Schwierigkeit des Eliminierens unerwünschter Verbindungen zwischen Flächenresonatoren, die nicht über Verbindungspfade zusammengeschaltet sind. Wenn diese unerwünschte Verbindung geschieht, sind die Filter nicht geeignet, symmetrische Frequenzcharakteristiken zu realisieren. Des Weiteren erlauben die bekannten Flächenresonatorfilter die Realisierung einer relativ begrenzten Bandbreite oder haben eine relativ hohe Verlustleistung oder erfordern den Einsatz von Abstimmungsbauteilen um die gewünschte Kupplung zu erzielen.
Die „SOVIET PATENTS ABSTRACTS Section EI", Woche 9232, 23. September 1992, Derwent Publications Ltd., London, GB; Class W02, AN 9226706132 XP002065017 & SU 1 688 312 A (TOMSK AUTOM CONTROL SYSTEMS INST), 30. Oktober 1991, offenbart einen Amplituden-Frequenz-Charakteristik-Korrigierer zum Gebrauch in Mikrowellenminiatur-Wandleitervorrichtungen. Der Korrigierer weist Bereiche von zusammengeschnürten Leitungen auf, von denen zwei diagonale Arme mit Übertragungsleitungsbereichen verbunden sind, die von Belastungswiderständen belastet werden. Diese Übertragungsleitungsbereiche sind elektromagnetisch mit Bereichen von allen N-Paarbereichen gekoppelt, wobei N die Anzahl der Maxima des Verstärkungsfaktors in dem Arbeitsfrequenzband ist. Der Korrigierer beinhaltet auch tp-Belastungswiderstände, Blindwiderstände und Stellwiderstände, die so eingestellt sind, den Maximalwert des Verstärkungsfaktors zu liefern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein planares Dualmodus-Filter zu liefern, das für konventionelle Anwendungen bei Raumtemperatur benutzt werden kann oder aus Hochtemperatur supraleitfähigen Filmen für kryogene Anwendungen konstruiert sein kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein planares Dualmodus-Filter zu liefern, das wenigstens einen Resonator nutzt, der zwei korrespondierende im Wesentlichen L-förmige Bereiche aufweist, die dafür vorgesehen sein können, eine Cauer-Parameteranwort zu realisieren.
Gemäß eines Aspekts besteht die vorliegende Erfindung aus einem planaren Dualmodus-Filter, beinhaltend:

(a) einen dünnen Film auf einem Substrat, wobei das Substrat eine Metallisierungsschicht an einer dem Film entgegengesetzten Seite aufweist;
(b) einen Eingang und einen Ausgang; und gekennzeichnet durch:
(c) wenigstens einen Dualmodus-Resonator, wobei jeder Resonator zwei korrespondierende im Wesentlichen L-förmige Bereiche aufweist, jeder der Bereiche eine Rückseite aufweist, wobei die Bereiche bezogen aufeinander Rücken an Rücken orientiert sind, Die Bereiche durch einen Zwischenraum in eine Richtung getrennt sind und voneinander durch einen Abstand in eine andere Richtung versetzt sind; und
(d) jeder der Bereiche einen ersten Arm und einen zweiten Arm aufweist, sich die Arme von einem Eckpunkt nach außen erstrecken, wobei die ersten Arme der zwei korrespondierenden Bereiche zueinander parallel sind, die zweiten Arme der zwei korrespondierenden Bereiche zueinander parallel sind, wobei sich die ersten Arme in entgegengesetzte Richtungen zueinander erstrecken, die zweiten Arme sich in entgegengesetzte Richtungen zueinander erstrecken.

Gemäß einem anderen Aspekt besteht die vorliegende Erfindung aus einem Herstellungsverfahren für ein planares Dualmodus-Filter, wobei der Filter in Übereinstimmung mit dem vorangehenden Absatz hergestellt wird, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte des Einstellens der Größe des Zwischenraums und des Einstellens der Größe des Versatzabstandes, um die Verbindung zwischen den beiden Modi zu steuern.
Die Erfindung wird nun exemplarisch beschrieben mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht von einem zweipoligen planaren Filter in einem Gehäuse ist;
2 eine Draufsicht auf eine Schaltung auf dem Filter auf einem Substrat ist;
3 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Schaltung auf einem zweipoligen Filter auf einem Substrat ist.
4 eine schematische Draufsicht auf eine Schaltung für einen zweipoligen planaren Filter ist, bei dem Bereiche eines Resonators Winkel von ungefähr 130° aufweisen;
5 eine schematische Draufsicht auf eine Schaltung für einen zweipoligen planaren Filter ist, in der Bereiche eines Resonators Winkel von ungefähr 50° aufweisen;
6 eine schematische Draufsicht auf einen zweipoligen planaren Filter ist, der einen Resonator aufweist, wobei die Bereiche einen Winkel von ungefähr 90° aufweisen mit parallelem Input- und Output-Kupplungen;
7 eine schematische Draufsicht auf eine Schaltung für einen vierpoligen planaren Filter auf einem Substrat ist;
8 eine schematische Draufsicht auf eine Schaltung für eine weitere Ausführungsform eines vierpoligen planaren Filters auf einem Substrat ist; und
9 eine schematische Draufsicht auf eine Schaltung für einen achtpoligen Filter ist.
Detaillierter bezugnehmend auf die Zeichnungen wird in 1 eine perspektivische Explosionsansicht eines zweipoligen Filters 2 gezeigt, der ein Gehäuse 4 mit einer Basis 6 und einer Verkleidung 8 aufweist. Die Verkleidung hat geeignete Öffnungen 10 darin, die mit Öffnungen 12 an der Basis 6 fluchten, wenn die Verkleidung auf der Basis angeordnet ist. Schrauben (nicht gezeigt) erstrecken sich durch die Öffnungen 10, 12, um die Verkleidung auf der Basis in Position zu halten. Ein Schaltkreis 14 ist von dem Gehäuse eingefasst. Das Gehäuse kann aus jedem metallischen Material hergestellt sein. Die Schaltung 14 ist ein Film aus einem geeigneten Material auf einem Substrat 16. Eine Bodenebene 18 bedeckt eine Seite des Substrats entgegengesetzt zu der Schaltung 14. Die Bodenebene 18 ist eine Metallisierungsschicht, die aus irgendeinem bekannten Metall hergestellt ist. Bevorzugt ist das Substrat, die Bodenebene beinhaltend, an der Basis 6 des Gehäuses 4 mittels einer Epoxidverbindung, Lötverbindung oder andere Mittel befestigt. Die Schaltung weist einen Eingangsanschluss 20 und einen Ausgangsanschluss 22 zum Ankuppeln von RF-Energie jeweils in und aus dem Filter. Der Eingangan schluss 20 ist an eine Eingangsleitung 24 angebunden und der Ausgangsanschluss 22 ist an eine Ausgangsleitung 26 der Schaltung 14 angebunden. Die Schaltung 14 wird detaillierter in 2 beschrieben.
2 ist eine Draufsicht auf die Schaltung 14 auf dem Substrat 16. Die Schaltung 14 weist eine Eingangsleitung 24 und eine Ausgangsleitung 26 mit einem Dualmodus-Resonator 28, der zwischen dem Eingang und dem Ausgang angeordnet ist, auf. Der Resonator 28 weist zwei Bereiche 30, 32 auf, die jeweils eine Rückseite 33 haben. Die Bereiche 30, 32 sind Rücken an Rücken relativ zueinander orientiert. Jeder Bereich 30, 32 weist einen Eckpunkt 34 mit einem ersten Arm 36 und einem zweiten Arm 38 auf, die sich von dem Eckpunkt nach außen erstrecken. Die Bereiche 30, 32 sind voneinander beabstandet durch einen einstellbaren Zwischenraum G in einer Richtung und voneinander durch einen Abstand L in die andere Richtung versetzt. Wenn der Versetzabstand L negativ ist (wie in 2 gezeigt) überlappen die ersten Arme 36 etwas miteinander. Der Versetzabstand L kann positiv oder negativ sein. Wenn der Versetzabstand L positiv ist, würde der erste Arm 36 des Bereichs 30 nach unten auf der Fläche der 2 bewegt werden, bis er eine imaginäre Linie passiert, die sich durch den ersten Arm 36 des Bereichs 32 erstreckt. Die Arme 36 und 38 weisen ein freies Ende 40 mit einer daran angeordneten gabelförmigen Form auf, wobei die Gabelform ein T-förmigen Endbereich 42 mit einem freien Ende 40 bildet. Der Eingang 24 und der Ausgang 26 weisen ähnlich T-förmige Endbereiche 44 und 46 auf. Es ist ersichtlich, dass der Endbereich 44 des Eingangs 24 parallel aber beabstandet von dem Endbereich 42 des ersten Arms 36 des Bereichs 30 ist. In ähnlicher Weise ist der Endbereich 46 der Ausgangsleitung 26 parallel aber beabstandet von dem Endbereich 42 des ersten Arms 36 des Bereichs 32. Die Kupplung zwischen den beiden Modi kann durch Einstellen des Zwischenraums G und des Versetzabstandes L gesteuert werden. Die Schaltung 14 kann aus irgendeinem bekannten dünnen Film z. B. aus metallischen Filmen aus Gold, Silber oder Kupfer oder aus neu entwickelten keramischen Materialien, die bei kryogenen Temperaturen supraleitend werden, hergestellt sein.
In 3 wird eine Draufsicht auf eine Schaltung 48 auf einem Substrat 16 gezeigt. Die Schaltung 48 ist nahezu identisch zu der Schaltung 40 mit der Ausnahme, dass die Leitungen des Films, die den Resonator ausmachen breiter als der Eingang und der Ausgang sind und dass es einen zusätzlichen Kupplungspfad gegenüber dem in der Schaltung 14 gezeigten gibt. Die Bereiche der Schaltung 48, die identisch zu der Schaltung 14 sind, sind beschrieben worden, wobei die gleichen Bezugsziffern verwendet worden sind. Diejenigen Bauteile, die identisch zu denen des Schaltkreises 40 sind, sollen nicht weiter beschrieben werden. Die Schaltung 48 hat einen Dualmodus-Resonator 50, der zwei L-förmige Bereiche 52, 54 aufweist. Jeder Bereich hat einen Eckpunkt 56 mit einem ersten Arm 58 und einem zweiten Arm 60, die sich davon nach außen erstrecken. Jeder der Arme 58, 60 hat ein freies Ende 62 und ein abzweigendes Bauteil, das einen T-förmigen Endbereich 64 mit dem freien Ende 62 bildet. Es ist erkennbar, dass die Bereiche 52, 54 voneinander in einer Richtung getrennt sind und in einer anderen Richtung versetzt sind, ähnlich zu dem Zwischenraum G und dem Abstand L (nicht gezeigt in 3) der 2. Die zusätzliche Dicke des Resonators 50 liefert ein zusätzliches Leistungsvermögen gegenüber der Schaltung 14. Ein Kupplungspfad 66 erstreckt sich zwischen dem T-förmigen Endbereich 64 des ersten Arms 58 des Bereichs 54 und dem T-förmigen Endbereich 64 des zweiten Arms 60 des Bereichs 52, um so weitere Mittel zum Steuern der Kupplung zwischen den zwei Modi zu liefern.
In 4 ist eine schematische Draufsicht auf einen Schaltkreis 67 für einen zweipoligen Filter dargestellt. Der Eingang 24 und der Ausgang 56 und T-förmige Endbereiche 44, 46 sind identisch zu denen, die anhand der Schaltung 14 der 2 gezeigt sind. Diejenigen Komponenten, die identisch zu den Komponenten der vorangehenden Zeichnungen, die beschrieben worden sind, sind, benutzen die gleichen Bezugsziffern wie jene, die in den vorangehenden Zeichnungen benutzt worden sind. Ein Dualmodus-Resonator 68 hat zwei Bereiche 70, 72. Jeder Bereich 70, 72 hat einen Eckpunkt 74 mit einem ersten Arm 76 und einem zweiten Arm 78, die sich davon nach außen erstrecken. T-förmige Endbereiche 42 sind identisch zu denen der Schaltung 14. Es ist ersichtlich, dass die ersten Arme 76 parallel zueinander sind und die zweiten Arme 78 der Bereiche 70, 72 zueinander parallel sind. Es ist auch ersichtlich, dass die Arme 76, 78 jedes Bereichs 70, 72 einen Winkel von ungefähr 130° relativ zueinander aufweisen. Jeder sinnvolle Winkel ist einsetzbar und die Erfindung ist in keiner Weise auf den gezeigten Winkel beschränkt. Die Resonatoren 70, 72 sind voneinander durch den Zwischenraum G getrennt und über einen Abstand L voneinander versetzt. Es ist ersichtlich, dass der Versetzabstand L eher ein positiver Abstand als ein überlappender (d. h. negativer) Abstand ist, wie in den 2 und 3 gezeigt.
In 5 wird eine schematische Draufsicht auf eine Schaltung 80 gezeigt, die ähnlich zu der Schaltung 67 der 4 ist, mit der Ausnahme, dass die Arme des Dualmodus-Resonators in einem Winkel von weniger als 90° stehen, während die Arme der Schaltung 67 einen Winkel, der größer als 90° ist aufweisen. Der Eingang 24, Ausgang 26, die Rückseiten 33, die T-förmigen Endbereiche 44, 46 und 42 sind identisch zu denen, die in der Schaltung 14 der 1 gezeigt sind und beschrieben worden sind und benutzen die gleichen Bezugsziffern als jene, die in der 1 benutzt worden sind. Ein Dualmodus-Resonator 82 hat Bereiche 84, 86. Jeder Bereich hat einen Eckpunkt 88 mit einem ersten Arm 90 und einem zweiten Arm 92, die sich davon nach außen erstrecken. Die Arme 90, 92 jedes Bereichs 84, 86 haben einen Winkel von ungefähr 50°. Jeder sinnvolle Winkel ist geeignet und die Erfindung ist in keiner Weise auf den spezifizierten Winkel beschränkt. Bevorzugt wird der Winkel der zwei Bereiche in einem Bereich von im Wesentlichen 40° zu im Wesentlichen 140° liegen. In den 4 und 5 sind das Substrat und das Gehäuse weggelassen worden.
In den 4 und 5 ist es berücksichtigt worden, dass die Bereiche 70, 72, 84, 86 im Wesentlichen L-förmig sind, obwohl der Winkel in einem Bereich von ungefähr 50° bei der Schaltung 80 zu ungefähr 130° bei der Schaltung 67 liegt. Ein Vorteil des Einsatzes im Wesentlichen L-förmiger Bereiche für die Dualmodus-Resonatoren zum Verändern der Winkel ist es, dass die Größe und der Standort der verschiedenen Komponenten abhängig von dem zur Verfügung stehenden Raum und der Anwendung, in welcher die Filter benutzt werden, verändert werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine große Anzahl Resonatoren benötigt wird.
Die in den 1 bis 5 gezeigten Resonatoren sind bei Einsatz einstückiger Bauteile konstruiert. Diese Resonatoren können auch konstruiert werden, wobei getrennte Elemente, wie in 6 gezeigt ist, eingesetzt werden. In 6 wird eine schematische Draufsicht auf einen Schaltkreis 94 gezeigt. Das Substrat und das Gehäuse sind weggelassen worden. Der Schaltkreis 94 hat eine Eingangsleitung 96 und eine Ausgangsleitung 98. Die Eingangs-/Ausgangsleitungen 96, 98 benutzen eine parallele Kupplung. Ein Dualmodus-Resonator 100 weist zwei Bereiche 102, 104 auf. Jeder Bereich hat einen Eckpunkt 106 mit einem ersten Arm 108 und einem zweiten Arm 110, die sich davon nach außen erstrecken. Jeder Bereich hat eine Rückseite 33. Wie erwähnt, ist der Resonator 100 konstruiert bei Gebrauch getrennter Bauelemente im Gegensatz zu einstückigen Bauelementen. Des Weiteren ist die Leitungsbreite des Resonators 100 größer als bei dem in der Schaltung 14 gezeigten Resonator. Die Resonatoren des Typs, der in 6 gezeigt ist, sind insbesondere dann geeignet, wenn Hochleistungs-Dualmodus-Planarfilter benötigt werden und die Leitungsbreite nach Wunsch dick oder dünn gewählt werden kann.
In 7 ist eine Draufsicht auf eine Schaltung 112 auf einem Substrat 16 gezeigt. Die Schaltung 112 weist zwei Dualmodus-Resonatoren 114, 116 auf. Da die zwei Bereiche, die die Resonatoren 114, 116 ausmachen, virtuell identisch zu dem Resonator 28, der in 2 gezeigt ist, sind, sind die gleichen Bezugsziffern für den ersten Arm 36 und dem zweiten Arm 38 der Resonatoren 114, 116, die T-förmigen Endbereiche 42 und den Eingang 24 und Ausgang 26 mit T-förmigen Endbereichen 44, 46 jeweils benutzt worden. Der Resonator 114 weist zwei Bereiche 118, 120 auf und der Resonator 116 weist zwei Bereiche 122, 124 auf. Die Zwischenraumgröße G₁ und ein Versetzabstand L₁ kann für den Resonator 114 verschieden von der Zwischenraumgröße G₂ und dem Versetzabstand L₂ des Resonators 116 sein. In ähnlicher Weise kann die Leitungsbreite W₁ des Resonators 114 verschieden von der Leitungsbreite W₂ des Resonators 116 sein.
Die Schaltung 112 ist eine Schaltungsanordnung für einen vierpoligen Chebyshev-Filter, der bei Nutzung von einteiligen Resonatoren realisiert worden ist. Im Betrieb trägt der Resonator 140 die Modi 1, 2, während der Resonator 160 die Modi 3, 4 trägt. Die Kupplung zwischen den Modi 1, 2 wird durch das Einstellen von L₁ und G₁ gesteuert, wäre die Kupplung zwischen den Modi 3 und 4 durch das Einstellen von L₂ und G₂ gesteuert wird. Die Kupplung zwischen den Modi 2 und 3 wird gesteuert durch das Einstellen eines Zwischenraums D und einer Länge L der T-förmigen Endbereiche 42 des Bereichs 120 des Resonators 114 und des Bereichs 122 des Resonators 116.
In 8 wird eine schematische Draufsicht auf eine Schaltung 162 auf einem Substrat 16 gezeigt. Die Schaltung 126 ist virtuell identisch zu der Schaltung 112 der 7 mit der Ausnahme, dass die Schaltung 126 einen zusätzlichen Kupplungspfad 128 aufweist. Die übrigen Komponenten der 8, die beschrieben wird, nutzen die gleichen Bezugsziffern wie jene, die in 7 benutzt worden sind. Der Kupplungspfad 128 mit den T-förmigen Endbereichen 130 erstreckt sich zwischen den T-förmigen Endbereichen 42 des zweiten Arms 38 des Bereichs 118 des Resonators 114 und dem T-förmigen Endbereich 42 des zweiten Arms 38 des Bereichs 124 des Resonators 116.
Der Kupplungspfad 128 liefert die notwendige Kupplung zwischen den Modi 1 und 4, welche dazu benötigt werden, um eine Cauer-Parameter-Antwort zu realisieren.
In 9 wird eine schematische Draufsicht auf eine Schaltung 132 für einen Filter, der vier L-förmige Dualmodus-Resonatoren 134, 136, 138, 140 aufweist. Der Resonator 134 weist zwei Bereiche 142, 144 und der Resonator 136 weist zwei Bereiche 146, 148 auf. Der Resonator 138 weist zwei Bereiche 150, 152 und der Resonator 140 weist zwei Bereiche 154, 156 auf. Es gibt einen zusätzlichen Kupplungspfad 158, der sich zwischen dem Bereich 41 des Resonators 134 und dem Bereich 148 des Resonators 136 erstreckt. In ähnlicher Weise gibt es einen zusätzlichen Kupplungspfad 160, der sich zwischen dem Bereich 150 des Resonators 138 und dem Bereich 154 des Resonators 140 erstreckt. Die zusätzlichen Kupplungspfade 158, 160 sind alle U-förmig und weisen T-förmige Endbereiche 130 daran auf. Die verbleibenden Komponenten der Schaltung 132 sind ähnlich denen, die anhand der Schaltung 14 der 2 beschrieben worden sind und werden daher die gleichen Bezugsziffern benutzt. Beispielsweise weist jeder Bereich der Resonatoren 134, 136, 138, 140 einen Eckpunkt 34, einen ersten Arm 36 und einen zweiten Arm 38 auf. Es kann gesagt werden, dass die ersten und zweiten Resonatoren so orientiert sind, dass sie generell ein Spiegelbild voneinander formen und die dritten und vierten Resonatoren so orientiert sind, dass sie generell ein Spiegelbild voneinander formen. Das Spiegelbild wird eher als generell als exakt bezeichnet, wegen der Zwischenräume, Versetzabstände und Leitungsbreiten können sie verschieden für jeden der Resonatoren sein. Um die 9 so einfach wie möglich zu halten, sind die Bezugsziffern jener Komponenten, die ähnlich zu anderen Komponenten der 9 sind, manchmal weggelassen worden. Bei Betrieb eines Filters, der in Verbindung mit der Schaltung 132 konstruiert worden ist, wird die Kupplung zwischen den ersten und vierten Modi durch Gebrauch des Kupplungspfades 158 realisiert, während die Kupplung zwischen den fünften und achten Modi bei Nutzung des Kupplungspfades 160 realisiert wird. Die Schaltung 132 zeigt, dass ein einteiliger Dualmodus-Resonatorfilter konstruiert werden kann, mit einer kompakten Größe, um einen hochgradigen Cauer-Filter zu produzieren.
Während die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, sollte festgestellt sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen dem Fachmann nahe liegen. Beispielsweise ist die oben beschriebene Technik nicht auf Mikrobandstrukturen begrenzt und kann ebenso bei anderen planaren Strukturen, beispielsweise co-planaren Leitungen, Bandleitungen und unterbrochenen Mikrobandleitungen angewendet werden.

Claims

Ein planares Dualmodus-Filter (2) beinhaltend: (a) einen dünnen Film (14) auf einem Substrat (16), wobei das Substrat eine Metallisierungsschicht (18) an einer dem Film entgegengesetzten Seite aufweist; (b) einen Eingang (24) und einen Ausgang (26); und gekennzeichnet durch: (c) wenigstens einen Dualmodus-Resonator (28), wobei jeder Resonator zwei korrespondierende im Wesentlichen L-förmige Bereiche (30, 32) aufweist, jeder der Bereiche eine Rückseite (33) aufweist, wobei die Bereiche bezogen aufeinander Rücken an Rücken orientiert sind, die Bereiche durch einen Zwischenraum (G) in eine Richtung getrennt sind und voneinander durch einen Abstand (L) in eine andere Richtung versetzt sind; und (d) jeder der Bereiche einen ersten Arm (36) und einen zweiten Arm (38) aufweist, sich die Arme von einem Eckpunkt (34) nach außen erstrecken, wobei die ersten Arme (36) der zwei korrespondierenden Bereiche zueinander parallel sind, die zweiten Arme der zwei korrespondierenden Bereiche zueinander parallel sind, wobei sich die ersten Arme in entgegengesetzte Richtungen zueinander erstrecken, die zweiten Arme sich in entgegengesetzte Richtungen zu einander erstrecken.
Ein Filter, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei jeder Arm ein freies Ende (40) an einem von dem Eckpunkt (34) entgegengesetzten Ende aufweist und jedes freie Ende einen im Wesentlichen T- förmigen Endbereich (42), der von dem freien Ende geformt wird, aufweist.
Ein Filter, wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei der dünne Film aus der Gruppe, bestehend aus einem metallischen Material und hochtemperatursupraleitenden Material, welches bei kryogenen Temperaturen leitend wirkt, ausgewählt ist.
Ein Filter, wie in Anspruch 3 beansprucht, wobei der Eingang und der Ausgang einen T-förmigen Endbereich (44, 46) aufweisen, darauf korrespondierend mit den Endbereichen der Arme, wobei die Endbereiche des Eingangs und Ausgangs von den Endbereichen der Arme beabstandet sind.
Ein Filter, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei der Abstand, in dem die Bereiche voneinander versetzt sind, der Versetzabstand ist, wobei der Versetzabstand von einem positiven Abstand zu einem negativen Abstand reicht.
Ein Filter, wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei es einen Verbindungspfad (66) gibt, der sich zwischen, aber beabstandet getrennt von einem freien Ende des ersten Arms eines Bereichs und einem freien Ende des zweiten Arms eines anderen Bereichs erstreckt.
Ein Filter, wie in Anspruch 6 beansprucht, wobei der Verbindungspfad im Wesentlichen T-förmige Endbereiche aufweist.
Ein Filter, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin wenigstens ein Resonator (114) ein erster Resonator ist und es einen zweiten Resonator (116) gibt, der zwischen dem Eingang (24) und dem Ausgang (26) angeordnet ist, wobei der zweite Resonator zwei L-förmige Bereiche (122, 124) aufweist und ähnlich zu dem ersten Resonator ist.
Ein Filter, wie in Anspruch 8 beansprucht, wobei es einen Verbindungspfad (128) gibt, der sich zwischen, aber beabstandet getrennt von den freien Enden des zweiten Arms (38) des Bereichs des ersten Resonators (114) und dem Bereich von dem zweiten Resonator erstreckt.
Ein Filter, wie in Anspruch 8 beansprucht, wobei es vier Resonatoren (134, 136, 138, 140) gibt, den ersten Resonator (134), den zweiten Resonator (136), einen dritten Resonator (138) und einen vierten Resonator (140), wobei die vier Resonatoren eine Form aufweisen, die einander ähnlich ist, der erste und zweite Resonator so orientiert sind, dass sie ein generelles Spiegelbild zueinander formen, der dritte und der vierte Resonator so angeordnet sind, dass Sie ein generelles Spiegelbild zueinander formen.
Ein Filter, wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei es einen U-förmigen Verbindungspfad (158) gibt, der sich zwischen den freien Enden des zweiten Arms der Bereiche des ersten und zweiten Resonators (134, 136) erstreckt und es einen U-förmigen Verbindungspfad (160) gibt, der sich zwischen den freien Enden der zweiten Arme der Bereiche des dritten und vierten Resonators (138, 140) entsprechend erstreckt.
Ein Filter, wie in Anspruch 11 beansprucht, wobei der Eingang (24) und Ausgang (26), die freien Enden aller Arme der Resonatoren und die freien Enden der U-förmigen Verbindungspfade (158, 160) alle T-förmige Endbereiche (42, 44, 46, 130) aufweisen.
Ein Filter, wie in einem der Ansprüche 1, 3 oder 4 beansprucht, wobei wenigstens ein Resonator Arme aufweist, die im Wesentlichen weiter als der Eingang und Ausgang sind.
Ein Filter, wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei die Arme (58, 60) und T-förmigen Endbereiche (48, 60) wenigstens eines Resonators (50) im Wesentlichen weiter als die T-förmigen Endbereiche (44, 46) des Eingangs (24) und Ausgangs (26) sind, es eine Verbindungsleitung (66) gibt, die T-förmige Endbereiche aufweist, die sich zwischen einem der T-förmigen Endbereiche eines Bereichs (58) und einem der T-förmigen Endbereiche eines anderen Bereichs (60) erstreckt.
Ein Filter, wie in einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 beansprucht, wobei ein Winkel zwischen den Armen (36, 38) jedes Bereichs (30, 32) an dem Eckpunkt (34) im Wesentlichen 90° beträgt.
Ein Filter, wie in einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 beansprucht, wobei ein Winkel der Arme (76, 78, 90, 92) jedes Bereichs (70, 72, 84, 86) an dem Eckpunkt (74, 88) in einem Bereiche von im Wesentlichen 40° zu im Wesentlichen 140° liegt.
Ein Filter, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei ein Teil des Eingangs (96) entlang des ersten Arms (108) eines der Bereiche (102) in einer parallelen Verbindungsanordnung angeordnet ist und ein Teil des Ausgangs (98) benachbart zu dem ersten Arm (108) eines anderen der Bereiche (104) in einer parallelen Verbindungsanordnung angeordnet ist.
Ein Filter, wie in Anspruch 8 beansprucht, wobei der Eingang (24) und Ausgang (26) ebenso wie ein freies Ende jedes Armes (36, 38) des ersten (114) und zweiten (116) Resonators einen T-förmigen Endbereich (42, 44) aufweisen, wobei der erste und zweite Resonator etwas beabstandet voneinander getrennt sind und miteinander nicht identisch sind, wobei der erste und zweite Resonator in einem generellen Spiegelbild zueinander orientiert sind.
Ein Filter, wie in Anspruch 18 beansprucht, wobei es einen Verbindungspfad (128) gibt, der sich zwischen, aber beabstandet getrennt von den freien Enden der zweiten Arme (38) des Bereichs (118) von dem ersten Resonator (114) und dem Bereich (124) von dem zweiten Resonator (116) erstreckt, wobei der Verbindungspfad T-förmige Endbereiche (130) aufweist, die mit den T-förmigen Endbereichen (42) an den zweiten Armen des ersten und zweiten Resonators korrespondieren.
Ein Herstellungsverfahren für einen Dualmodus-Planarfilter (2), wobei der Filter (2) in Übereinstimmung mit irgend einem vorangehenden Anspruch hergestellt wird, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte des Anpassens der Größe des Zwischenraums (G) und des Anpassens der Größe des Versetzabstandes (L), um die Verbindung zwischen den zwei Modi zu steuern.
Ein Verfahren wie in Anspruch 20 beansprucht, beinhaltend die Schritte des Anpassens einer Leitungsbreite, um die Verbindung zwischen den zwei Modi zu steuern.
Ein Verfahren wie in Anspruch 20 oder 21 beansprucht, wobei es mehr als einen Resonator (114, 116) gibt und alle Resonatoren eine ähnliche Form aufweisen.