專利名稱：電介質(zhì)諧振濾波器及其非需要模式抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在移動通信的基地臺中被用作接收濾波器、發(fā)送濾波器、天線共用器等的電介質(zhì)諧振濾波器。
背景技術(shù)：
一直以來，在移動電話等的移動通信基地臺中，采用用于只讓特定頻帶的信號通過的帶通濾波器。例如，為了在接收系統(tǒng)中除去使用其他頻帶的通信系統(tǒng)的信號而采用接收濾波器，為了在發(fā)送系統(tǒng)中不發(fā)送使用其他頻帶的通信系統(tǒng)不需要的電波而采用發(fā)送濾波器。這樣設(shè)定的基地臺用的濾波器要求可以確保作為基地臺的接收靈敏度和電力效率的程度的低損耗、具有用于對付相鄰?fù)ㄐ畔到y(tǒng)的頻帶之間的間隔的窄小化的陡峭的濾波特性、用于使往塔頂部的設(shè)置變得容易的小型/輕量等。作為滿足這樣要求的濾波器有耦合多個電介質(zhì)諧振器構(gòu)成的電介質(zhì)諧振濾波器，各種各樣形狀的濾波器被提出。
圖21為示意地表示以往的6級式電介質(zhì)諧振濾波器的例的立體圖。如圖21所示，以往的電介質(zhì)諧振濾波器具備有通過燒結(jié)電介質(zhì)粉末而形成的6個圓柱狀的電介質(zhì)諧振器511a～511f。各電介質(zhì)諧振器511a～511f的共振頻率是由圓柱形狀的高度及直徑?jīng)Q定的。在此例中，6個電介質(zhì)諧振器511a～511f作為6級的帶通濾波器工作。鐵電體諧振濾波器的框體520是由由底壁和側(cè)壁構(gòu)成的框體主體521、框體蓋522、把由框體主體521圍成的空間分割成小室的相互聯(lián)接的隔板523a～523g構(gòu)成的。然后，各電介質(zhì)諧振器511a～511f被一一配設(shè)在由框體520的隔板523a～523g分隔成的各小室中。還有，在7個隔板523a～523g之中的5個隔板523a～523e和框體主體521的側(cè)壁之間設(shè)有用于取得各諧振器間的電磁場耦合的級間耦合調(diào)節(jié)窗524a～524e。在各級間耦合調(diào)節(jié)窗524a～524e上配設(shè)有用于調(diào)節(jié)諧振器間的電磁場耦合的耦合強(qiáng)度的級間耦合調(diào)節(jié)螺栓531a～531e。還有，在框體主體521上配設(shè)有用于輸入輸出來自外部的高頻信號的由同軸連接端組成的輸入輸出端子541、542，輸入輸出耦合探針551、552被連接到輸入輸出端子541、542的中心導(dǎo)體上。
還有，在框體主體521上安裝有用于調(diào)節(jié)各電介質(zhì)諧振器511a～511f的諧振頻率的把圓盤及螺栓做成一體的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件561a～561f。此諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件561a～561f被配設(shè)成使得其各自的中心軸與電介質(zhì)諧振器511a～511f的中心軸在同一平面位置上(即同心位置上)。
一般來說，在電介質(zhì)諧振濾波器中，通過帶寬、衰減特性等頻率特性是由各諧振器的諧振頻率、Q值、各電介質(zhì)諧振器間的耦合量等決定的，因此，在設(shè)計(jì)時，從濾波器的頻率特性的規(guī)格參數(shù)算出各電介質(zhì)諧振器的形狀等。但是，在現(xiàn)實(shí)中，因電介質(zhì)諧振器和框體的形狀誤差和裝配誤差而無法得到所設(shè)計(jì)那樣的濾波特性。于是，在上述以往的電介質(zhì)諧振濾波器上設(shè)有諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件561a～561f，各電介質(zhì)諧振器511a～511f的諧振頻率成為可變的。此外，還設(shè)有級間耦合調(diào)節(jié)螺栓531a～531e，使級間耦合強(qiáng)度可變。借助于這些調(diào)節(jié)可望實(shí)現(xiàn)所要求的濾波特性。
還有，大多采用如圖21所示的構(gòu)造作為諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件561a～561f的構(gòu)造，通過借助于螺栓調(diào)節(jié)與電介質(zhì)諧振器511a～511f相向的導(dǎo)體板、導(dǎo)體板與電介質(zhì)諧振器511a～511f之間的距離使電介質(zhì)諧振器511a～511f的頻率特性可變。
具有這樣構(gòu)造的電介質(zhì)諧振濾波器動作如下。當(dāng)例如從信號源或天線輸送來的高頻信號從輸入輸出端子541被輸入到框體520內(nèi)時，在高頻信號為濾波器的通過頻帶內(nèi)的頻率的信號的情況下，通過輸入輸出耦合探針551的作用與輸入級的電介質(zhì)諧振器511a的電磁場模式耦合，基本諧振模式TE01δ被激勵。此諧振模式通過級間耦合調(diào)節(jié)窗524a、524b、…往下一級電介質(zhì)諧振器511b、511c、…接連耦合下去，在電介質(zhì)諧振器511f被激勵的電磁場模式與輸出方的輸入輸出耦合探針552耦合，高頻信號從輸入輸出端子542被輸出。另一方面，濾波器的通過頻帶之外的高頻信號不能與電介質(zhì)諧振器的諧振模式耦合而被反射并從輸入輸出端子541被送回。
圖24為示意地表示以往的4級式電介質(zhì)諧振濾波器的例的立體圖。如圖24所示，此以往的電介質(zhì)諧振濾波器具備有通過燒結(jié)電介質(zhì)粉末而形成的4個圓柱狀的電介質(zhì)諧振器611a～611d。在此例中，4個電介質(zhì)諧振器611a～611d作為4級的帶通濾波器工作。鐵電體諧振濾波器的框體620是由由底壁和側(cè)壁構(gòu)成的框體主體621、框體蓋622、把由框體主體621圍成的空間分割成小室的相互聯(lián)接的隔板623a～623d構(gòu)成的。然后，各電介質(zhì)諧振器611a～611d被一一配設(shè)在由框體620的隔板623a～623d分隔成的各小室中。還有，在4個隔板623a～623d之中的3個隔板623a～623c和框體主體621的側(cè)壁之間設(shè)有用于取得各諧振器間的電磁場耦合的級間耦合調(diào)節(jié)窗624a～624c。在各級間耦合調(diào)節(jié)窗624a～624c上配設(shè)有用于調(diào)節(jié)諧振器間的電磁場耦合的耦合強(qiáng)度的級間耦合調(diào)節(jié)螺栓631a～631c。還有，在框體主體621上配設(shè)有用于輸入輸出來自外部的高頻信號的由同軸連接端組成的輸入輸出端子641、642，輸入輸出耦合探針651、652被連接到輸入輸出端子641、642的中心導(dǎo)體上。
還有，在框體主體621上安裝有用于調(diào)節(jié)各電介質(zhì)諧振器611a～611d的諧振頻率的把圓盤及螺栓做成一體的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件661a～661d。此諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件661a～661d被配設(shè)成使得其各自的中心軸與電介質(zhì)諧振器611a～611d的中心軸在同一平面位置上(即同心位置上)。
但是，在上述以往的電介質(zhì)諧振濾波器中有如下那樣的問題。
圖23為表示圖21所示的電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性的例的圖。在該圖中，橫軸表示頻率(GHz)，縱軸表示通頻特性(dB)。如該圖所示，在通過頻帶中產(chǎn)生衰減峰P1(谷)，由此可知濾波特性變差。對于這樣的濾波特性變差的原因，發(fā)明者們考慮如下。
圖22為表示圖21所示的電介質(zhì)諧振濾波器的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件561的導(dǎo)體板附近的電磁場模式的圖。該圖表示根據(jù)使用了FDTD法的電磁場模擬所得到的在通過諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的軸的截面上的電場分布的分析結(jié)果。如該圖所示，在由諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件561的導(dǎo)體板和框體蓋522夾著的空間部上產(chǎn)生著非需要的電磁場模式。
結(jié)果，非需要的電磁場模式與高頻信號耦合產(chǎn)生諧振狀態(tài)，如圖23所示，在頻率特性中出現(xiàn)非需要的衰減峰P1(谷部)。然后，此非需要的模式對于諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的運(yùn)動其反應(yīng)比為了實(shí)現(xiàn)濾波特性所必需的基本模式的諧振頻率更敏感并且衰減變化大。因此，在為了調(diào)節(jié)濾波特性改變諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的縱向位置時，非需要的模式的衰減峰頻繁地通過通頻帶附近并打亂濾波特性的波形，因此，成為調(diào)節(jié)操作的大障礙。還有，在最壞的情況下，即便在諧振頻率調(diào)節(jié)操作結(jié)束后，非需要的模式還進(jìn)入濾波器的通過頻帶內(nèi)，濾波特性如圖23所示那樣惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的在于通過注意到在上述以往的電介質(zhì)諧振濾波器中的特性變差的原因在于在作為濾波特性的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件和框體的壁面之間產(chǎn)生的非需要的模式并采取消除非需要的模式的構(gòu)件使電介質(zhì)諧振濾波器的調(diào)節(jié)操作變得容易并實(shí)現(xiàn)頻率特性優(yōu)良的電介質(zhì)諧振濾波器。
還有，在上述以往的電介質(zhì)諧振濾波器中會有這樣的問題，即因與電介質(zhì)諧振器的基本諧振模式不同的高階模式之間的耦合導(dǎo)致在頻率比濾波器的通過頻帶高的頻域上會產(chǎn)生非需要的高次諧波成分。頻率比通過頻帶高的成分本來可以通過低通濾波器除去，但是通過低通濾波器可以除去的信號的電平有上限。因此，在移動電話的基地臺用的濾波器等中，除了通過頻帶的規(guī)格之外對此高次諧波成分還規(guī)定有嚴(yán)格的規(guī)格，必須抑制高次諧波成分的電平。
圖25為表示以往的4級式電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性的例的圖。如該圖所示，在上述以往的電介質(zhì)諧振濾波器中有可能會產(chǎn)生用低通濾波器除不干凈的電平(比如-40dB以上)的高頻成分。本發(fā)明者們認(rèn)為其原因在于級間耦合的調(diào)整功能不足。
本發(fā)明的第2目的在于通過采取抑制濾波特性中的高次諧波成分的電平的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)頻率特性優(yōu)良且調(diào)節(jié)范圍大的電介質(zhì)諧振濾波器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第1種電介質(zhì)諧振濾波器具備有至少1個電介質(zhì)諧振器、覆蓋上述電介質(zhì)諧振器的周圍并起電磁場屏蔽作用的框體、包含被配設(shè)在由上述框體圍成的空間內(nèi)并帶有與上述電介質(zhì)諧振器的1個面相向的第1面和上述框體的內(nèi)表面相向的第2面的導(dǎo)體板且被構(gòu)成為可使上述導(dǎo)體板和上述電介質(zhì)諧振器之間的距離改變的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件、和用于抑制在上述導(dǎo)體板的第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間產(chǎn)生的非需要的電磁場模式的傳播的非需要模式抑制構(gòu)件。
由此，在諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板的第2面和框體的內(nèi)表面之間的空間產(chǎn)生的非需要的電磁場模式的傳播被抑制，因此，容易進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得在電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性之中的通過頻帶(或阻止頻帶)上不出現(xiàn)因非需要的電磁場模式引起的特性的紊亂。
上述非需要模式抑制構(gòu)件為填充上述導(dǎo)體板的第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間的一部分的非需要模式抑制構(gòu)件，由此，在此空間內(nèi)被激勵的非需要模式的管內(nèi)波長變短并移向高頻，通過這些作用可以抑制在通過頻帶(或阻止頻帶)上產(chǎn)生特性的紊亂。
上述諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件還包含用于使上述導(dǎo)體板和上述電介質(zhì)諧振器之間的距離改變的螺栓，上述非需要模式抑制構(gòu)件因由帶有與上述螺栓結(jié)合的螺絲孔的環(huán)構(gòu)成，因此，可以以簡潔的構(gòu)成有效地抑制非需要模式。
上述非需要模式抑制構(gòu)件被支撐在上述導(dǎo)體板及上述框體中的某一方上，即便是填充由上述導(dǎo)體板的第2面和上述框體的內(nèi)表面圍成的空間的棒也可以發(fā)揮同樣的效果。
上述非需要模式抑制構(gòu)件是由導(dǎo)體材料或是由電介質(zhì)材料構(gòu)成的，因此，具有反射電磁波的作用，可以有效地抑制非需要模式。
上述非需要模式抑制構(gòu)件帶有暴露在上述導(dǎo)體板的第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間中的表面部，由對流過該表面部的高頻感應(yīng)電流起電阻作用的電阻器構(gòu)成，由此，該空間內(nèi)的不需要的電磁場模式被衰減，非需要模式的振幅電平被抑制，因此，可以抑制在通過頻帶(或阻止頻帶)上產(chǎn)生特性的紊亂。
本發(fā)明的第2電介質(zhì)諧振濾波器具備有多個電介質(zhì)諧振器、覆蓋上述多個電介質(zhì)諧振器的周圍并起電磁場屏蔽作用的框體、包含在上述多個電介質(zhì)諧振器的每個電介質(zhì)諧振器上設(shè)置并被配設(shè)在由上述框體圍成的空間內(nèi)并帶有與上述電介質(zhì)諧振器的1個面相向的第1面和上述框體的內(nèi)表面相向的第2面的導(dǎo)體板且被構(gòu)成為可使上述導(dǎo)體板和上述電介質(zhì)諧振器之間的距離改變的多個諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件，上述多個諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的各導(dǎo)體板之中至少有1個導(dǎo)體板的大小與其他的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板的大小不同。
當(dāng)對附設(shè)在一部分電介質(zhì)諧振器上的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板進(jìn)行加大其直徑或加厚其厚度等調(diào)節(jié)時，非需要模式的頻率根據(jù)導(dǎo)體板的大小而變化。因此，可以利用此特點(diǎn)使由非需要模式引起的特性的紊亂從通過頻帶(或阻止頻帶)移動到其他頻率區(qū)域，抑制在通過頻帶(或阻止頻帶)上產(chǎn)生特性的紊亂。
上述諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板其形狀最好為圓盤狀。
本發(fā)明的第3種電介質(zhì)諧振濾波器具備有包含從外部機(jī)器接受高頻信號的輸入級電介質(zhì)諧振器和把高頻信號輸出到外部機(jī)器的輸出級電介質(zhì)諧振器的多個電介質(zhì)諧振器、包圍上述多個電介質(zhì)諧振器的周圍并起電磁場屏蔽作用的框體、使被輸入的高頻信號和上述輸入級電介質(zhì)諧振器的電磁場之間相互耦合的輸入耦合構(gòu)件、使被輸出的高頻信號和上述輸出級電介質(zhì)諧振器的電磁場之間相互耦合的輸出耦合構(gòu)件、被設(shè)在上述多個電介質(zhì)諧振器之中的電磁場相互耦合的電介質(zhì)諧振器之間并用于調(diào)節(jié)電磁場耦合強(qiáng)度的級間耦合調(diào)節(jié)板，在上述級間耦合調(diào)節(jié)板的兩側(cè)面之中的至少某一側(cè)面上設(shè)有切口部。
由此，當(dāng)把切口部設(shè)在電流密度增大的位置上時，可以根據(jù)級間耦合調(diào)節(jié)板的電流分布提高對頻率比通過頻帶(或阻止頻帶)高的區(qū)域的濾波性能。
上述級間耦合調(diào)節(jié)板的切口部其形狀可以是大致四邊形形狀，但最好是被配設(shè)成長邊與上述框體的底面大致平行的大致長方形狀。
還有，上述級間耦合調(diào)節(jié)板的切口部最好被配設(shè)成使其在框體的高度方向上的位置與配設(shè)上述電介質(zhì)諧振器的位置一致并使其與構(gòu)成框體外周部的壁的內(nèi)側(cè)面連接。
由于還備有設(shè)在上述框體上并朝向上述級間耦合調(diào)節(jié)板的切口部凸出的級間耦合調(diào)節(jié)構(gòu)件，因此，可以利用切口部擴(kuò)大級間耦合調(diào)節(jié)構(gòu)件的調(diào)節(jié)范圍。
上述多個電介質(zhì)諧振器都是TE01δ模式諧振器，由此，可以顯著地發(fā)揮本發(fā)明的效果。
本發(fā)明提供的一種電介質(zhì)諧振器的非需要模式抑制方法，是具備有至少一個電介質(zhì)諧振器、覆蓋上述電介質(zhì)諧振器的周圍并起電磁場屏蔽作用的框體的電介質(zhì)諧振濾波器的非需要模式抑制方法，包括通過在上述框體所圍成的空間內(nèi)配設(shè)含有與上述電介質(zhì)諧振器的1個面相向的第1面和與上述框體的內(nèi)表面相向的第2面的導(dǎo)體板的諧振頻率調(diào)整構(gòu)件并且使上述導(dǎo)體板和上述電介質(zhì)諧振器之間的距離改變來調(diào)整諧振頻率的步驟(a)、和在上述步驟(a)后或者上述步驟(a)前，設(shè)置用于抑制在上述導(dǎo)體板的上述第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間產(chǎn)生的非需要的電磁場模式的傳播的非需要模式抑制構(gòu)件的步驟(b)。
由此，在諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板的第2面和框體的內(nèi)表面之間的空間產(chǎn)生的非需要的電磁場模式的傳播被抑制，因此，容易進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得在電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性之中的通過頻帶(或阻止頻帶)上不出現(xiàn)因非需要的電磁場模式引起的特性的紊亂。
在上述步驟(b)中，通過設(shè)置填充上述導(dǎo)體板的第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間的一部分的非需要模式抑制構(gòu)件，并通過在此空間內(nèi)被激勵的非需要模式的管內(nèi)波長變短并移向高頻的作用可以抑制在通過頻帶(或阻止頻帶)上產(chǎn)生特性的紊亂。


圖1為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。
圖2為表示1級濾波器的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置與基本模式及非需要模式的頻率之間的關(guān)系的特性圖。
圖3為表示備有非需要模式抑制用的環(huán)的電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性的圖。
圖4為表示與本發(fā)明的實(shí)施例1中的變換例1相關(guān)的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件及非需要模式抑制用的環(huán)的構(gòu)造的立體圖。
圖5為表示與本發(fā)明的實(shí)施例1中的變換例2相關(guān)的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件及非需要模式抑制用的環(huán)的構(gòu)造的立體圖。
圖6為表示與本發(fā)明的實(shí)施例1中的變換例3相關(guān)的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件及非需要模式抑制用的環(huán)的構(gòu)造的立體圖。
圖7為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。
圖8為表示非需要模式抑制用螺栓往1級濾波器的非需要模式激勵空間的插入量與基本模式及非需要模式的頻率之間的關(guān)系的特性圖。
圖9為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例3中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。
圖10為表示為了查看帶有非需要模式抑制功能的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的效果而測定的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置與基本模式及非需要模式的頻率之間的關(guān)系的特性圖。
圖11為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例4中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。
圖12為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例5中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。
圖13為表示實(shí)施例5的電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性的圖。
圖14(a)～(c)為表示在改變圖12所示的電介質(zhì)諧振濾波器的級間耦合調(diào)節(jié)窗的形狀時的頻率特性和窗形狀的圖。
圖15(a)～(c)為表示把圖12所示的電介質(zhì)諧振濾波器的級間耦合調(diào)節(jié)窗的隔板的上下方向的位置進(jìn)行各種改變時的頻率特性和窗位置的圖。
圖16為表示圖12所示的實(shí)施例5的電介質(zhì)諧振濾波器的2.14GHz(通過頻帶)上的電場分布的分析結(jié)果的圖。
圖17為表示圖12所示的實(shí)施例5的電介質(zhì)諧振濾波器的2.82GHz(高次諧波)上的電場分布的分析結(jié)果的圖。
圖18為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例6中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。
圖19為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例7中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。
圖20為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例8中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。
圖21為示意地表示以往的6級式電介質(zhì)諧振濾波器的例的立體圖。
圖22為表示圖21所示的電介質(zhì)諧振濾波器的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板附近的電磁場模式的圖。
圖23為表示圖21所示的電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性的例的圖。
圖24為示意地表示以往的4級式電介質(zhì)諧振濾波器的例的立體圖。
圖25為表示以往的4級式電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性的一例的圖。
圖26為表示圖24所示的以往的電介質(zhì)諧振濾波器的2.14GHz(通過頻帶)上的電場分布的基于FDTD法的分析結(jié)果的圖。
圖27為表示圖24所示的以往的電介質(zhì)諧振濾波器的2.82GHz(高次諧波)上的電場分布的基于FDTD法的分析結(jié)果的圖。
圖28為表示在圖24所示的以往的電介質(zhì)諧振濾波器的2.82GHz上用HE11δ模式流過級間耦合調(diào)節(jié)板的電介質(zhì)諧振器側(cè)的表面的電流的基于FDTD法的分析結(jié)果的圖。
圖中，11電介質(zhì)諧振器，20框體，21框體主體，22框體蓋，23隔板(級間耦合調(diào)節(jié)構(gòu)件)，24級間耦合調(diào)節(jié)窗，31級間耦合調(diào)節(jié)螺栓，41輸入端子，42輸出端子，51輸入耦合探針，61諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件，71、72非需要模式抑制用的環(huán)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1圖1為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。如圖1所示，本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器具備有通過燒結(jié)電介質(zhì)粉末而形成的6個圓柱狀的電介質(zhì)諧振器11a～11f。各電介質(zhì)諧振器11a～11f的共振頻率是由圓柱形狀的高度及直徑?jīng)Q定的。在此例中，6個電介質(zhì)諧振器11a～11f作為6級的帶通濾波器工作。鐵電體濾波器的框體20是由由底壁和側(cè)壁構(gòu)成的框體主體21、框體蓋22、把由框體主體21圍成的空間分割成小室的相互聯(lián)接的隔板23a～23g構(gòu)成的。然后，各電介質(zhì)諧振器11a～11f被一一配設(shè)在由框體20的隔板23a～23g分隔成的各小室中。還有，在7個隔板23a～23g之中的5個隔板23a～23e和框體主體21的側(cè)壁之間設(shè)有用于取得各諧振器間的電磁場耦合的級間耦合調(diào)節(jié)窗24a～24e。在各級間耦合調(diào)節(jié)窗24a～24e上配設(shè)有用于調(diào)節(jié)諧振器間的電磁場耦合的耦合強(qiáng)度的級間耦合調(diào)節(jié)螺栓31a～31e。還有，在框體主體21上配設(shè)有用于輸入輸出來自外部的高頻信號的由同軸連接端組成的輸入端子41及輸出端子42，輸入耦合探針51及輸出耦合探針52分別被連接到輸入端子41及輸出端子42的中心導(dǎo)體上。
還有，在框體主體21上安裝有用于調(diào)節(jié)各電介質(zhì)諧振器11a～11f的諧振頻率的把圓形的導(dǎo)體板及與此聯(lián)結(jié)的螺栓做成一體的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f(諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件)。此諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f被配設(shè)成使得其各自的中心軸與電介質(zhì)諧振器11a～11f的中心軸在同一平面位置上(即同心位置上)。也就是說，框體蓋22在與圓柱狀的電介質(zhì)諧振器11a～11f幾乎同心的位置上設(shè)有螺絲孔，各諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f的螺栓結(jié)合在框體蓋22的螺絲孔上。然后，可以構(gòu)成為通過使諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f繞軸旋轉(zhuǎn)改變該導(dǎo)體板與電介質(zhì)諧振器11a～11f之間的間隙并由此調(diào)節(jié)諧振頻率。
一般來說，在電介質(zhì)諧振濾波器中，通過帶寬、衰減特性等頻率特性是由各諧振器的諧振頻率、Q值、各電介質(zhì)諧振器間的耦合量等決定的，因此，在設(shè)計(jì)時，從濾波器的頻率特性的規(guī)格參數(shù)算出各電介質(zhì)諧振器的形狀等。但是，在現(xiàn)實(shí)中，因電介質(zhì)諧振器和框體的形狀誤差和裝配誤差而無法得到所設(shè)計(jì)那樣的濾波特性。于是，在上述以往的電介質(zhì)諧振濾波器上設(shè)有諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f，把各電介質(zhì)諧振器11a～11f的諧振頻率設(shè)成為可變的。而且，設(shè)置級間耦合調(diào)節(jié)螺栓31a～31e，使級間耦合強(qiáng)度可變，借助于這些調(diào)節(jié)可望實(shí)現(xiàn)所要求的濾波特性。
這里，本實(shí)施例的特征在于在輸入輸出級的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a、61f的螺栓上裝配著帶有與此螺栓結(jié)合的螺絲孔且由導(dǎo)體組成的非需要模式抑制用的環(huán)71、72(非需要模式抑制構(gòu)件)。
為了說明因設(shè)置此非需要模式抑制用的環(huán)71、72所產(chǎn)生的效果，首先對本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器的動作進(jìn)行說明。
例如從信號源或天線(未圖示于圖1)輸送來的高頻信號從輸入端子41被輸入到框體20內(nèi)，在高頻信號為濾波器的通過頻帶內(nèi)的頻率的信號的情況下，高頻信號通過輸入耦合探針51的作用與輸入級的電介質(zhì)諧振器11a的電磁場模式耦合，基本諧振模式TE01δ被激勵。此基本諧振模式通過級間耦合調(diào)節(jié)窗24a、24b、…逐漸往下一級電介質(zhì)諧振器11b、11c、…接連耦合下去，在電介質(zhì)諧振器11f被激勵的電磁場模式與輸出方的輸出耦合探針52耦合，高頻信號從輸出端子42被輸出。另一方面，濾波器的通過頻帶之外的高頻信號不能與電介質(zhì)諧振器的基本諧振模式耦合而被反射并從輸入端子41被送回。
為了實(shí)現(xiàn)作為上述那樣的濾波器的正確動作，必須正確地實(shí)現(xiàn)各電介質(zhì)諧振器11a～11f的諧振頻率和基于級間耦合調(diào)節(jié)窗24a、24b、…的級間耦合強(qiáng)度。但是，由于電介質(zhì)諧振器11a～11f和框體20的形狀誤差和裝配誤差，無法得到所設(shè)計(jì)那樣的濾波特性。于是，設(shè)有諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f，通過旋轉(zhuǎn)此諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f的螺栓可以使導(dǎo)體板上下移動。結(jié)果，諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f的導(dǎo)體板和下方的電介質(zhì)諧振器11a～11f之間的距離發(fā)生變化，因此，各電介質(zhì)諧振器11a～11f的諧振頻率發(fā)生變化。此外，還設(shè)有級間耦合調(diào)節(jié)螺栓31a～31e，這樣，級間耦合強(qiáng)度成為可變的。借助于這些調(diào)節(jié)可望實(shí)現(xiàn)所要求的濾波特性。
例如，當(dāng)增加級間耦合調(diào)節(jié)螺栓31a～31e的插入量、使其前端部和與此相向的隔板之間的距離減小時，所起的作用是夾著級間耦合調(diào)節(jié)窗(比如24b)并使相鄰的電介質(zhì)諧振器(比如11b、11c)的電磁場耦合增強(qiáng)。如果下降諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f、減小電介質(zhì)諧振器與導(dǎo)體板的距離，則電介質(zhì)諧振器的諧振頻率升高。以上的功能與上述以往的電介質(zhì)諧振濾波器相同。
這里，在本實(shí)施例中，在作為諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a、61f與框體蓋22之間的區(qū)域的非需要模式激勵空間(圖22所示的空間R1)中配設(shè)有作為非需要模式抑制構(gòu)件的非需要模式抑制用的環(huán)71、72。也就是說，假設(shè)把諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a、61f的導(dǎo)體板的與電介質(zhì)諧振器11a～11f相向的面(下表面)作為第1面，把導(dǎo)體板的與框體蓋22的內(nèi)表面相向的面(上表面)作為第2面，在導(dǎo)體板的第2面和框體的內(nèi)表面之間的空間R1中配設(shè)有非需要模式抑制用的環(huán)71、72。
由此可以起到阻止產(chǎn)生圖22所示的非需要模式的作用。因配設(shè)有電磁場上非需要模式抑制用的環(huán)71、72且非需要模式激勵空間R1在高度方向的尺寸被減小，由此，被激勵的非需要模式的管內(nèi)波長變短，因此，濾波特性朝高頻方向漂移。還有，因從非需要模式激勵空間R1(參照圖22)通到配設(shè)有電介質(zhì)諧振器11a、11f的的空間R2(參照圖22)的狹窄部分R3(參照圖22)的距離增大，電磁波變得不易通過，非需要模式與電介質(zhì)諧振器11a、11f的模式的耦合減弱。其結(jié)果可以抑制在由6個電介質(zhì)諧振器11a～11f構(gòu)成的電介質(zhì)諧振濾波器的通過頻帶上產(chǎn)生不需要的諧振峰P1(參照圖23)等特性的紊亂。
圖2為表示在1級濾波器的情況下為了查看非需要模式抑制用的環(huán)的效果而測定的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置與基本模式及非需要模式的頻率之間的關(guān)系的特性圖。為了得到圖2的數(shù)據(jù)而采用的1級濾波器是由相對介電常數(shù)為41的電介質(zhì)材料構(gòu)成的，具備有直徑27mm且高度12mm的圓柱狀電介質(zhì)諧振器、內(nèi)部尺寸為邊長40mm的立方體形狀的框體、具有直徑為25mm且厚度為1mm的導(dǎo)體板和規(guī)格M6的螺栓的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件、高4mm或8mm且外徑20mm并在中心軸部形成有規(guī)格M6的螺絲孔的圓筒狀的經(jīng)鍍銀處理了的銅制的非需要模式抑制用的環(huán)(非需要模式抑制構(gòu)件)。
如圖2所示，非需要模式通過配設(shè)非需要模式抑制用的環(huán)而向高頻方向漂移。例如，如果在該圖中的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件位置為12mm，則相對于在沒有非需要模式抑制用的環(huán)時(參照■標(biāo)記)非需要模式的頻率為1.8GHz的情形，在裝配了外徑20mm、高4mm的非需要模式抑制用的環(huán)時(參照○標(biāo)記)非需要模式的頻率為1.95GHz，在裝配了外徑20mm、高8mm的非需要模式抑制用的環(huán)時(參照△標(biāo)記)非需要模式的頻率為2.3GHz。
圖3為表示備有非需要模式抑制用的環(huán)的電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性的圖。在該圖中，橫軸表示頻率(GHz)，縱軸表示通頻特性(dB)。為了得到圖3的數(shù)據(jù)而采用的電介質(zhì)諧振濾波器是由相對介電常數(shù)為41的電介質(zhì)材料構(gòu)成的，具備有直徑27mm且高度12mm的圓柱狀電介質(zhì)諧振器、具有內(nèi)部尺寸為邊長40mm的立方體形狀的小室且表面鍍銀的鋁制框體、具有直徑為25mm的導(dǎo)體板和規(guī)格M6的螺栓的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件、高8mm且外徑20mm并在中心軸部形成有規(guī)格M6的螺絲孔的圓筒狀的由鍍銀的銅材制成的非需要模式抑制用的環(huán)(非需要模式抑制構(gòu)件)、由市售的SMA連接頭組成的輸入輸出端子41及42和由表面經(jīng)鍍銀處理了的直徑1mm的銅線組成的輸入輸出耦合探針51及52。
如圖3所示，在電介質(zhì)諧振器上TE01δ模式的電磁場被激勵，在通過頻帶上得到幾乎是平的頻率特性。這樣，通過在電介質(zhì)諧振濾波器設(shè)置非需要模式抑制用的環(huán)可以減弱非需要模式的振幅電平，非需要模式被移到充分遠(yuǎn)離通過頻帶的高頻一側(cè)，這樣，在頻率調(diào)節(jié)時，非需要模式就不會成為障礙，可以以圖3所示的低損耗實(shí)現(xiàn)陡峭的濾波特性。
還有，在本實(shí)施例中被構(gòu)成為只在輸入輸出級的2級上配設(shè)作為非需要模式抑制構(gòu)件的非需要模式抑制用的環(huán)71、72，但并不限于此，配設(shè)非需要模式抑制構(gòu)件的位置及個數(shù)可以根據(jù)濾波器的規(guī)格適當(dāng)選擇。
但是，由于在多級濾波器的輸入輸出級的小室中，所產(chǎn)生的非需要模式，比在其它的小室所產(chǎn)生的非需要模式更接近輸入輸出耦合探針，因此容易出現(xiàn)其非需要模式對濾波特性的影響。實(shí)際上，造成多級濾波器的特性變差的原因，幾乎都是在輸入輸出級的小室中所產(chǎn)生的非需要模式。因此，通過在輸入輸出級的小室中設(shè)置非需要模式抑制用環(huán)等的非需要模式抑制構(gòu)件，能顯著地得到抑制非需要模式的功能。
還有，在本實(shí)施例中把作為非需要模式抑制構(gòu)件的非需要模式抑制用的環(huán)71、72固定在諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a、61b上，但把非需要模式抑制構(gòu)件固定在框體蓋上與諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件同軸的位置上也可以得到同樣的效果。
還有，在本實(shí)施例中所采用的構(gòu)造是把具有獨(dú)立環(huán)構(gòu)造的非需要模式抑制用的環(huán)用作非需要模式抑制構(gòu)件并嵌諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件上，但也可以采用比如把非需要模式抑制構(gòu)件及起諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板作用的階梯形圓盤安裝在諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的螺栓上等把非需要模式抑制構(gòu)件和諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件做成一體化的構(gòu)造。還有，即便把諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板的厚度加厚到3～10mm左右也可以得到與本實(shí)施例相同的效果。但是，實(shí)際上，各個電介質(zhì)諧振濾波器其濾波特性各不相同，最好設(shè)置象環(huán)那樣的可裝卸的構(gòu)件。
還有，在本實(shí)施例中把作為非需要模式抑制構(gòu)件的非需要模式抑制用的環(huán)71、72的外周形狀設(shè)成圓形的，但非需要模式抑制用的環(huán)的外周形狀并不限于此，用三角形或其他多邊形也可以得到相同的效果。下面對與非需要模式抑制用的環(huán)的構(gòu)造有關(guān)的變換例進(jìn)行說明。
變換例1圖4為表示與本發(fā)明的實(shí)施例1中的變換例1相關(guān)的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件及非需要模式抑制用的環(huán)的構(gòu)造的立體圖。如該圖所示，與變換例1相關(guān)的非需要模式抑制用的環(huán)73具有六角形螺母狀。根據(jù)此變換例，可以使用市售規(guī)格品的螺母，可以實(shí)現(xiàn)成本降低和制造工序的簡化。
變換例2圖5為表示與本發(fā)明的實(shí)施例1中的變換例2相關(guān)的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件及非需要模式抑制用的環(huán)的構(gòu)造的立體圖。如該圖所示，與變換例2相關(guān)的非需要模式抑制用的環(huán)74具有把導(dǎo)體板進(jìn)行彎曲加工后的板彈簧構(gòu)造。根據(jù)此變換例，可以得到這樣的效果，即非需要模式抑制用的環(huán)74阻止非需要模式的功能基本上不受諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61的下降量的影響。
變換例3圖6為表示與本發(fā)明的實(shí)施例1中的變換例3相關(guān)的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件及非需要模式抑制用的環(huán)的構(gòu)造的立體圖。如該圖所示，與變換例2相關(guān)的非需要模式抑制用的環(huán)75具有分割導(dǎo)體板的構(gòu)造。根據(jù)此變換例，不用把諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61從框體蓋22卸下就可以拆卸非需要模式抑制用的環(huán)75，因此，可以使濾波特性的調(diào)節(jié)操作容易化。
還有，在本實(shí)施例中，把表面經(jīng)鍍銀處理了的銅制非需要模式抑制用的環(huán)用作非需要模式抑制構(gòu)件，但本發(fā)明的非需要模式抑制構(gòu)件的材料并不限于此，用其他材料當(dāng)然也可以發(fā)揮功效。
還有，非需要模式抑制構(gòu)件的材料也不限于導(dǎo)體，只要是高介電常數(shù)的電介質(zhì)等對電磁波的傳播有影響的材料就可以發(fā)揮同樣的效果。
實(shí)施例2圖7為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。如圖7所示，本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器具備有非需要模式抑制用的螺栓81、82取代實(shí)施例1中的非需要模式抑制用的環(huán)71、72作為非需要模式抑制構(gòu)件。非需要模式抑制用的螺栓81、82被裝配成使其基端部被結(jié)合于框體蓋22上、使其前端部接近諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a、61f的導(dǎo)體板的上表面。
本實(shí)施例中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造除了非需要模式抑制用的螺栓81、82的構(gòu)造之外與已經(jīng)說明了的圖1所示的實(shí)施例1的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造相同，因此，在圖7中對與實(shí)施例1相同的功能的構(gòu)件附上與圖1相同的符號并省略其說明。
本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器的基本動作與上述實(shí)施例1的電介質(zhì)諧振濾波器的基本動作相同。
根據(jù)實(shí)施例2的電介質(zhì)諧振濾波器，非需要模式抑制用的螺栓81、82被插入非需要模式激勵空間R3(參照圖22)，由此，在非需要模式激勵空間R3傳播的不需要的電磁場模式被阻止，不需要的電磁場模式的頻率朝低頻方向漂移。其結(jié)果可以抑制在通過頻帶上產(chǎn)生不需要的諧振峰P1(參照圖23)等特性的紊亂。
圖8為表示在1級濾波器(單體諧振器)的情況下為了查看帶有非需要模式抑制用的螺栓的效果而測定的非需要模式抑制用螺栓往非需要模式激勵空間的插入量與基本模式及非需要模式的頻率之間的關(guān)系的特性圖。為了得到圖8的數(shù)據(jù)而采用的1級濾波器是由相對介電常數(shù)為41的電介質(zhì)材料構(gòu)成的，具備有直徑27mm且高度12mm的圓柱狀電介質(zhì)諧振器、內(nèi)部尺寸為邊長40mm的立方體形狀的框體、具有直徑為25mm且厚度為1mm的導(dǎo)體板和規(guī)格M6的螺栓的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件和在外周部具有規(guī)格M3的螺釘?shù)慕?jīng)鍍銀處理了的銅制的非需要模式抑制用的螺栓(非需要模式抑制構(gòu)件)。還有，圖8的曲線圖的橫軸表示在假設(shè)當(dāng)非需要模式抑制用的螺栓與框體蓋的表面一致時取0的情況下非需要模式抑制用螺栓往非需要模式激勵空間R3的插入量。
這樣，在電介質(zhì)諧振濾波器上設(shè)置作為非需要模式抑制構(gòu)件的非需要模式抑制用的螺栓，由此可以使非需要模式移到充分遠(yuǎn)離通過頻帶的低頻一側(cè)，這樣，可以得到特性優(yōu)良的濾波器。
實(shí)施例3圖9為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例3中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。如圖9所示，本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器具備帶有大直徑導(dǎo)體板的具有非需要模式抑制功能的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61x、61y取代實(shí)施例1中的非需要模式抑制用的環(huán)71、72作為非需要模式抑制構(gòu)件。
本實(shí)施例中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造除了具有非需要模式抑制功能的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61x、61y的構(gòu)造之外與已經(jīng)說明了的圖1所示的實(shí)施例1的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造相同，因此，在圖9中對與實(shí)施例1相同的功能的構(gòu)件附上與圖1相同的符號并省略其說明。
本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器的基本動作與上述實(shí)施例1的電介質(zhì)諧振濾波器的基本動作相同。
根據(jù)實(shí)施例3的電介質(zhì)諧振濾波器，因具有非需要模式抑制功能的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61x、61y的導(dǎo)體板的直徑大，與這些導(dǎo)體板平行的方向的電磁波的管內(nèi)波長變長，因此，不需要的模式朝低頻方向漂移。其結(jié)果可以抑制在通過頻帶上產(chǎn)生不需要的諧振峰P1(參照圖23)等特性的紊亂。
圖10為表示在1級濾波器(單體諧振器)的情況下為了查看帶有非需要模式抑制功能的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的效果而測定的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置與基本模式及非需要模式的頻率之間的關(guān)系的特性圖。為了得到圖10的數(shù)據(jù)而采用的1級濾波器是由相對介電常數(shù)為41的電介質(zhì)材料構(gòu)成的，具備有直徑27mm且高度12mm的圓柱狀鐵電體諧振器、內(nèi)部尺寸為邊長40mm的立方體形狀的框體、具有直徑為15mm、25mm或35mm且厚度為1mm的導(dǎo)體板和規(guī)格M6的螺栓的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件。
如圖10所示，非需要模式的頻率因?qū)w板的直徑而異。因此，在配設(shè)了多個電介質(zhì)諧振器的多級電介質(zhì)諧振濾波器中，在非需要模式進(jìn)入通過頻帶使濾波特性被打亂的情況下，通過改變成為非需要模式產(chǎn)生原因的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板的直徑可以把非需要模式移到通過頻帶之外。當(dāng)在電磁場上說明此作用時，當(dāng)具有非需要模式抑制功能的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61x、61y的導(dǎo)體板的直徑變大時，與這些導(dǎo)體板平行的方向的電磁波的管內(nèi)波長變長，因此，不需要的模式朝低頻方向漂移。
還有，在本實(shí)施例中，在第1級及第6級的電介質(zhì)諧振器11a、11f上附設(shè)了具有直徑比其他的頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板的直徑大的導(dǎo)體板的帶有非需要模式抑制功能的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61x、61y，但本發(fā)明的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造并不限于本實(shí)施例，也可以把帶有非需要模式抑制功能的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件附設(shè)在第2、第3級等其他級的電介質(zhì)諧振器11上。可以根據(jù)電介質(zhì)諧振器和框體的構(gòu)造等適當(dāng)選擇加大哪些級的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板的直徑。
實(shí)施例4圖11為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例4中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。如圖11所示，本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器具備有非需要模式衰減片91a～91f、92a～92f、93a～93f取代實(shí)施例1中的非需要模式抑制用的環(huán)71、72作為非需要模式抑制構(gòu)件。非需要模式衰減片91a～91f被設(shè)在諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f的導(dǎo)體板的上表面(與導(dǎo)體板的諧振器一側(cè)相反的面)上，非需要模式衰減片92a～92g被設(shè)在框體20的隔板23a～23g的兩側(cè)面上，非需要模式衰減片93a～93f被設(shè)在框體蓋22的各小室的相當(dāng)于天花板面的面上。
本實(shí)施例中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造除了非需要模式衰減片91a～91f、92a～92f、93a～93f的構(gòu)造之外與已經(jīng)說明了的圖1所示的實(shí)施例1的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造相同，因此，在圖11中對與實(shí)施例1相同的功能的構(gòu)件附上與圖1相同的符號并省略其說明。
本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器的基本動作與上述實(shí)施例1的電介質(zhì)諧振濾波器的基本動作相同。
這里，根據(jù)本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器，設(shè)置非需要模式衰減片91a～91f、92a～92f、93a～93f，由此，在屬于金屬制的框體蓋22和諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f之間的區(qū)域的非需要模式激勵空間(圖22所示的空間R1)中產(chǎn)生的電磁波導(dǎo)致在非需要模式衰減片91a～91f、92a～92f、93a～93f的表面上流過的電流被衰減，使電磁波也衰減。另一方面，電介質(zhì)諧振器11a～11f被從非需要模式激勵空間R1隔離開，因此，非需要模式衰減片91a～91f、92a～92f、93a～93f不影響電介質(zhì)諧振器11a～11f的電磁場模式，也不影響電介質(zhì)諧振濾波器的通過頻帶的特性。因此，非需要模式的產(chǎn)生被抑制，可以得到特性優(yōu)良的濾波器。例如，在把作為電阻的鎳鉻合金箔用作非需要模式衰減片時非需要模式被衰減，可以以與圖3所示的特性同樣的低損耗實(shí)現(xiàn)陡峭的濾波特性。
還有，在本實(shí)施例中假設(shè)了配設(shè)非需要模式衰減片作為非需要模式衰減構(gòu)件，但本發(fā)明的非需要模式衰減構(gòu)件并不限于箔片構(gòu)造，例如，也可以是含有電阻的糊劑或涂抹溶劑并使之固化后得到的導(dǎo)體膜?；蛘撸瓌t上是由被實(shí)施了導(dǎo)體電鍍的電阻構(gòu)成框體的隔板、框體蓋及諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件，這些電阻之中，即便在包圍框體蓋和諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板之間的區(qū)域的空間R1的成為內(nèi)壁面的部分上不實(shí)施導(dǎo)體電鍍，使電阻的表面暴露在空間R1中也可以發(fā)揮與本實(shí)施例相同的效果。
還有，在本實(shí)施例中把作為電阻的鎳鉻合金箔用作非需要模式衰減片的具體例，但本發(fā)明并不限于此，采用由其他材料組成的電阻比如銅鎳合金、鐵氧體等當(dāng)然也可以發(fā)揮功效。
但是，諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件61a～61f的導(dǎo)體板的縱向位置會隨著諧振頻率的調(diào)節(jié)而改變，因此，在上述各非需要模式衰減構(gòu)件的構(gòu)成中，空間R1的內(nèi)壁面不必全體都由具有非需要模式衰減功能的構(gòu)件構(gòu)成。
還有，在實(shí)施例1～4中，把使用了6級的電介質(zhì)諧振器的多級濾波器作為本發(fā)明適用的電介質(zhì)諧振濾波器并取之為例，但本發(fā)明的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造并不限于上述各實(shí)施例，對于具有4級等6級之外的級數(shù)的電介質(zhì)諧振濾波器也可以發(fā)揮本發(fā)明的功效。
還有，在實(shí)施例1～4中，把帶通濾波器作為本發(fā)明適用的電介質(zhì)諧振濾波器并取之為例，但本發(fā)明的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造并不限于上述各實(shí)施例，對于其他的比如帶阻濾波器也可以發(fā)揮本發(fā)明的功效。
還有，圖2、圖8、圖10的測定結(jié)果表示為了用實(shí)驗(yàn)明確地顯示效果而使用單體諧振器所測定的結(jié)果，但采用各實(shí)施例的構(gòu)造當(dāng)然也可以發(fā)揮相同的效果，即便采用其他的多級濾波器其效果也與級數(shù)無關(guān)。
在上述實(shí)施例1～4中，電介質(zhì)諧振器被配設(shè)在框體主體包圍的空間的下部，在電介質(zhì)諧振器的上方設(shè)置諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板，但也可以把電介質(zhì)諧振器配設(shè)在框體主體包圍的空間的上部，把諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板配設(shè)在電介質(zhì)諧振器的下方。在該情況下，通過把非需要模式抑制構(gòu)件配設(shè)在諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件和框體主體的底面之間可以發(fā)揮本發(fā)明的功效。
實(shí)施例5
圖12為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例5中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。如圖12所示，本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器具備有通過燒結(jié)電介質(zhì)粉末而形成的4個圓柱狀的電介質(zhì)諧振器111a～111d。各電介質(zhì)諧振器111a～111d的共振頻率是由圓柱形狀的高度及直徑?jīng)Q定的。在此例中，4個電介質(zhì)諧振器111a～111d作為4級的帶通濾波器工作。鐵電體濾波器的框體120是由由底壁和側(cè)壁構(gòu)成的框體主體121、框體蓋122、把由框體主體121圍成的空間分割成小室的相互聯(lián)接的隔板123a～123d構(gòu)成的。然后，各電介質(zhì)諧振器111a～111d被一一配設(shè)在由框體120的隔板123a～123d分隔成的各小室中。還有，在框體主體121上配設(shè)有用于輸入輸出來自外部的高頻信號的由同軸連接端組成的輸入端子141及輸出端子142，輸入耦合探針151及輸出耦合探針152分別被連接到輸入端子141及輸出端子142的中心導(dǎo)體上。
還有，在框體蓋122上安裝有用于調(diào)節(jié)各電介質(zhì)諧振器111a～111d的諧振頻率的把圓形的導(dǎo)體板及與此聯(lián)結(jié)的螺栓做成一體的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件161a～161d。此諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件161a～161d被配設(shè)成使得其各自的中心軸與電介質(zhì)諧振器111a～111d的中心軸在同一平面位置上(即同心位置上)。也就是說，框體蓋122在與圓柱狀的電介質(zhì)諧振器111a～111d幾乎同心的位置上設(shè)有螺絲孔，各諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件161a～161d的螺栓結(jié)合在框體蓋122的螺絲孔上。然后，可以構(gòu)成為通過使諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件161a～161d繞軸旋轉(zhuǎn)改變該導(dǎo)體板與電介質(zhì)諧振器111a～111d之間的間隙并由此調(diào)節(jié)諧振頻率。
一般來說，在電介質(zhì)諧振濾波器中，通過帶寬、衰減特性等頻率特性是由各諧振器的諧振頻率、Q值、各電介質(zhì)諧振器間的耦合量等決定的，因此，在設(shè)計(jì)時，從濾波器的頻率特性的規(guī)格參數(shù)算出各電介質(zhì)諧振器的形狀等。但是，在現(xiàn)實(shí)中，因電介質(zhì)諧振器和框體的形狀誤差和裝配誤差而無法得到所設(shè)計(jì)那樣的濾波特性。于是，在上述以往的電介質(zhì)諧振濾波器上設(shè)有諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件161a～161d，把各電介質(zhì)諧振器111a～111d的諧振頻率設(shè)成為可變的，由此可望實(shí)現(xiàn)所要求的濾波特性。
這里，本實(shí)施例的特征在于在4個隔板123a～123d之中的3個隔板123a～123c上分別設(shè)有用于取得各電介質(zhì)諧振器111a～111d間的電磁場耦合的級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c。級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c是這樣形成的，即在隔板123a～123c與框體主體121的內(nèi)側(cè)面靠接的部分(即外側(cè)面)上分別設(shè)置從隔板123a～123c的外側(cè)面橫向切入的切口。換言之，4個隔板123a～123d之中的3個隔板123a～123c作為級間耦合調(diào)節(jié)板起作用。
然后，在由隔板123a～123c的切口部構(gòu)成的級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c上分別配設(shè)有用于微調(diào)諧振器間的電磁場耦合的耦合強(qiáng)度的級間耦合調(diào)節(jié)螺栓131a～131c。此級間耦合調(diào)節(jié)螺栓131a～131c分別被配設(shè)成凸向隔板123a～123c的切口部的內(nèi)側(cè)。
下面對構(gòu)成的電介質(zhì)諧振濾波器的動作進(jìn)行說明。例如從信號源或天線(未圖示于圖12)輸送來的高頻信號從輸入端子141被輸入到框體120內(nèi)，在高頻信號為濾波器的通過頻帶內(nèi)的頻率的信號的情況下，高頻信號通過輸入耦合探針151的作用與輸入級的電介質(zhì)諧振器111a的電磁場模式耦合，基本諧振模式TE01δ被激勵。此諧振模式通過級間耦合調(diào)節(jié)窗124a、124b、…逐漸往下一級電介質(zhì)諧振器111b、111c、…接連耦合下去，在電介質(zhì)諧振器111f被激勵的電磁場模式與輸出方的輸出耦合探針152耦合，高頻信號從輸出端子142被輸出。另一方面，濾波器的通過頻帶之外的高頻信號不能與電介質(zhì)諧振器的諧振模式耦合而被反射并從輸入端子141被送回。
為了實(shí)現(xiàn)作為上述那樣的濾波器的正確動作，必須正確地實(shí)現(xiàn)各電介質(zhì)諧振器111a～111d的諧振頻率和基于級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c的級間耦合強(qiáng)度。但是，由于電介質(zhì)諧振器111a～111d和框體120的形狀誤差和裝配誤差，無法得到所設(shè)計(jì)那樣的濾波特性。于是，設(shè)有諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件161a～161d，通過旋轉(zhuǎn)此諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件161a～161d的螺栓可以使導(dǎo)體板上下移動。結(jié)果，諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件161a～161d的導(dǎo)體板和下方的電介質(zhì)諧振器111a～111d之間的距離發(fā)生變化，因此，各電介質(zhì)諧振器111a～111d的諧振頻率發(fā)生變化。
被設(shè)在作為級間耦合調(diào)節(jié)板起作用的隔板123a～123c上的級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c和級間耦合調(diào)節(jié)螺栓131a～131c被用于調(diào)節(jié)電介質(zhì)諧振器111a～111d間的電磁場耦合的強(qiáng)度。首先，由隔板123a～123c的切口部形成的級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c的面積大致決定級間耦合強(qiáng)度，借助于級間耦合調(diào)節(jié)螺栓131a～131c的插入量可以對級間耦合強(qiáng)度進(jìn)行微調(diào)。通過調(diào)節(jié)這些調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以決定電介質(zhì)諧振濾波器的通過頻帶的頻率、帶寬等。
圖13為表示本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性的圖。在信號為電介質(zhì)諧振濾波器的通過頻帶之外的高頻信號的情況下，基本上不能激勵電介質(zhì)諧振器的基本諧振模式而被反射并從輸入端子141被送回。因此，電介質(zhì)諧振濾波器的頻率特性基本上成為圖13所示那樣的帶通特性。但是，在電介質(zhì)諧振器上除了基本諧振模式TE01δ模式之外還存在高次諧波模式HE11δ模式和EH11δ模式，即便是基于這些諧振模式的耦合，由于高頻信號通過濾波器，不需要的高次諧波的峰也可能在通過頻帶的高頻一側(cè)出現(xiàn)。
圖26為表示圖24所示的以往的電介質(zhì)諧振濾波器的2.14GHz(通過頻帶)上的電場分布的基于FDTD法的分析結(jié)果的圖，表示在與框體的底面平行且通過諧振器的高度方向的中部的截面內(nèi)(以后的分析結(jié)果的表示也都在同樣的截面內(nèi))的電場分布。圖中的箭號表示該位置處的電場矢量。在圖24所示的構(gòu)造中，為了得到圖26的數(shù)據(jù)而采用的電介質(zhì)諧振濾波器是由相對介電常數(shù)為41的電介質(zhì)材料構(gòu)成的，具備有直徑27mm且高度11mm的圓柱狀鐵電體諧振器、帶有內(nèi)部尺寸為邊長40mm的立方體形狀的4個小室的框體的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件。然后，電介質(zhì)諧振器的下表面被配設(shè)成位于離框體主體的底面14.5mm的位置上。
從圖26所示的電場分布的電介質(zhì)諧振器中的電場圖案可以明確在以往的電介質(zhì)諧振濾波器中在通過區(qū)的頻帶中屬于基本模式的TE01δ模式被激勵。
圖27為表示圖24所示的以往的電介質(zhì)諧振濾波器的2.82GHz(高次諧波)上的電場分布的基于FDTD法的分析結(jié)果的圖。在圖27所示的電場圖案中可以看到HE11δ模式和EH11δ模式等電介質(zhì)諧振器的高次模式，由此可知，電介質(zhì)諧振濾波器的高次諧波是通過電介質(zhì)諧振濾波器的高次模式產(chǎn)生的。
圖28為表示在圖24所示的以往的電介質(zhì)諧振濾波器的2.82GHz(高次諧波)上用HE11δ模式流過隔板(級間耦合調(diào)節(jié)板)623b的電介質(zhì)諧振器611c一側(cè)的表面的電流的基于FDTD法的分析結(jié)果的圖，表示從圖24所示的箭號X的方向看到的圖。由圖28可知，接近電介質(zhì)諧振器的隔板(級間耦合調(diào)節(jié)板)623c的高度方向的中部附近的電流比較大。
與此相對，在本實(shí)施例的隔板(級間耦合調(diào)節(jié)板)123a～123c的情況下，在圖28中流著比較大的電流的區(qū)域上設(shè)有級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c，因在此區(qū)域上不存在導(dǎo)體，因此，可以推測HE11δ模式的產(chǎn)生被抑制，濾波器的高次諧波也被抑制。
圖16為表示圖12所示的實(shí)施例5的電介質(zhì)諧振濾波器的2.14GHz(通過頻帶)上的電場分布的分析結(jié)果的圖?？梢缘玫綀D16的數(shù)據(jù)的電介質(zhì)諧振濾波器把級間耦合調(diào)節(jié)窗的形狀設(shè)成寬25mm×長16mm的長方形，假設(shè)級間耦合調(diào)節(jié)窗的下邊位于離框體主體的底面12mm處進(jìn)行計(jì)算。其他的濾波器也設(shè)成與上述以往例的分析模型一樣。
如圖16所示，在本實(shí)施例中，與圖26一樣，基本模式的TE01δ模式被激勵，根據(jù)估計(jì)，與本實(shí)施例相關(guān)的電介質(zhì)諧振濾波器的通過頻帶特性與以往例的特性屬于同等層次。
圖17為表示圖12所示的實(shí)施例5的電介質(zhì)諧振濾波器的2.82GHz(高次諧波)上的電場分布的分析結(jié)果的圖?？梢缘玫綀D17的數(shù)據(jù)的電介質(zhì)諧振濾波器與可以得到圖16的數(shù)據(jù)的一樣。從該圖所示的電介質(zhì)諧振器111a的電場圖案可知，HE11δ模式變得不明顯，估計(jì)是被抑制。
圖14(a)～(c)為表示在對圖12所示的電介質(zhì)諧振濾波器的級間耦合調(diào)節(jié)窗的形狀做各種各樣改變時的頻率特性和窗形狀的圖。為了得到該圖所示的數(shù)據(jù)而采用的電介質(zhì)諧振濾波器是由相對介電常數(shù)為41的電介質(zhì)材料構(gòu)成的，具備有直徑25mm且高度11mm的圓柱狀鐵電體諧振器、帶有內(nèi)部尺寸為邊長40mm的立方體形狀的4個小室且表面鍍銀的鋁制框體、具有直徑為25mm的導(dǎo)體板和規(guī)格M6的螺栓的表面鍍銀的銅制諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件、由市售的SMA連接頭組成的輸入輸出端子和由表面經(jīng)鍍銀處理了的直徑1mm的銅線組成的輸入輸出耦合探針。此時，把成為隔板123a～123c的切口部的級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c的橫向的中心軸固定在離離框體主體的底面20mm的高度處，并把級間耦合強(qiáng)度變成同等程度的級間耦合調(diào)節(jié)窗123a～123c的四邊形狀設(shè)成寬15mm×長27mm、寬20mm×長20mm及寬25mm×長16mm這3種。
圖14(a)～(c)為表示在改變圖12所示的電介質(zhì)諧振濾波器的級間耦合調(diào)節(jié)窗的形狀時的頻率特性和窗形狀的圖。在圖14(a)～(c)所示的特性的任一特性中，2.7GHz～3GHz的高次諧波頻帶中的高次諧波的電平與以往構(gòu)造的高次諧波的電平(參照圖25)相比被抑制了。
還有，如果比較圖14(a)～(c)，對于切口部的四邊形長寬邊長比，14(c)所示的構(gòu)造其高次諧波的電平最低，可以確認(rèn)，加長級間耦合調(diào)節(jié)窗中的與框體的底面平行的邊可以提高高次諧波抑制效果。
圖15(a)～(c)為表示把圖12所示的電介質(zhì)諧振濾波器的級間耦合調(diào)節(jié)窗的隔板123a～123c的上下方向的位置進(jìn)行各種改變時的頻率特性和窗位置的圖。表示把級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c的形狀固定為寬20mm×長20mm、窗的下邊位于離框體主體的底面0mm、10mm及20mm處這3種的情形。如果比較圖15(a)～(c)，對于級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c的上下方向的位置，通過把級間耦合調(diào)節(jié)窗設(shè)在圖15(b)所示的位置上可以得到最低的高次諧波電平。也就是說，使級間耦合調(diào)節(jié)窗和電介質(zhì)諧振器盡量接近、使級間耦合調(diào)節(jié)窗位于中部可以獲得更高的高次諧波抑制效果。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器，把切口部設(shè)置在起級間耦合調(diào)節(jié)板作用的隔板123a～123c上形成級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c，由此，可以不影響通過頻帶的特性并抑制高次諧波的電平。
特別是對于級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c的形狀，可以知道，當(dāng)寬度方向的邊比長度方向的邊更長時高次諧波抑制效果更好。還有，級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c的寬度方向的邊長長，因此，與以往的電介質(zhì)諧振濾波器相比，可以加大級間耦合調(diào)節(jié)螺栓131a～131c的可動范圍，可以更加確保級間耦合的調(diào)節(jié)范圍。在該情況下，級間耦合調(diào)節(jié)螺栓131a～131c的前端和級間耦合調(diào)節(jié)窗124a～124c的長度方向的邊之間的間隙可以取更寬，可以提高對大功率的耐電力性。
也就是說，在圖24所示的以往的電介質(zhì)諧振濾波器中，級間耦合調(diào)節(jié)螺栓631a～631c的可動量小，基于級間耦合調(diào)節(jié)螺栓631a～631c的級間耦合的調(diào)節(jié)幅度窄。還有，對于電介質(zhì)諧振濾波器的調(diào)節(jié)狀態(tài)，因級間耦合調(diào)節(jié)螺栓631a～631c的的前端和隔板623a～623c之間的間隙窄，當(dāng)高功率信號被投入電介質(zhì)諧振濾波器時會發(fā)生放電，電介質(zhì)諧振濾波器有可能破損。與此相對，用本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器可以有效地抑制這些問題的發(fā)生。
實(shí)施例6圖18為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例6中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。如圖18所示，本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器具備有通過燒結(jié)電介質(zhì)粉末而形成的4個圓柱狀的電介質(zhì)諧振器211a～211d。各電介質(zhì)諧振器211a～211d的共振頻率是由圓柱形狀的高度及直徑?jīng)Q定的。在此例中，4個電介質(zhì)諧振器211a～211d作為4級的帶通濾波器工作。鐵電體濾波器的框體220是由由底壁和側(cè)壁構(gòu)成的框體主體221、框體蓋222、把由框體主體221圍成的空間分割成小室的相互聯(lián)接的隔板223a～223c構(gòu)成的。
在本實(shí)施例中，框體主體221其平面形狀為長方形，電介質(zhì)諧振器211a～211d被配設(shè)成直線狀。還有，成為隔板(級間耦合調(diào)節(jié)板)223a～223c的切口部的級間耦合調(diào)節(jié)窗224a～224c被形成為在相鄰的隔板之間互不相同。然后，各電介質(zhì)諧振器211a～211d被一一配設(shè)在由框體220的隔板223a～223c分隔成的4個小室中。還有，在框體主體221上配設(shè)有用于輸入輸出來自外部的高頻信號的由同軸連接端組成的輸入端子241及輸出端子242，輸入耦合探針251及輸出耦合探針252分別被連接到輸入端子241及輸出端子242的中心導(dǎo)體上。
還有，在框體蓋222上安裝有用于調(diào)節(jié)各電介質(zhì)諧振器211a～211d的諧振頻率的把圓形的導(dǎo)體板及與此聯(lián)結(jié)的螺栓做成一體的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件261a～261d。此諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件261a～261d被配設(shè)成使得其各自的中心軸與電介質(zhì)諧振器211a～211d的中心軸在同一平面位置上(即同心位置上)，諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件261a～261d的構(gòu)造和功能與上述實(shí)施例5一樣。
與實(shí)施例5一樣，根據(jù)本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器，在通過頻帶的高頻一側(cè)出現(xiàn)的不需要的高次諧波的電平低，級間耦合的調(diào)節(jié)范圍大，而且，可以實(shí)現(xiàn)作為耐電力性高的帶通濾波器工作的電介質(zhì)諧振濾波器。
實(shí)施例7圖19為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例7中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。如圖19所示，本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器具備有通過燒結(jié)電介質(zhì)粉末而形成的4個圓柱狀的電介質(zhì)諧振器311a～311d。各電介質(zhì)諧振器311a～311d的共振頻率是由圓柱形狀的高度及直徑?jīng)Q定的。在此例中，4個電介質(zhì)諧振器311a～311d作為4級的帶通濾波器工作。鐵電體濾波器的框體320是由由底壁和側(cè)壁構(gòu)成的框體主體321、框體蓋322、把由框體主體321圍成的空間分割成小室的相互聯(lián)接的隔板323a～323d構(gòu)成的。
在本實(shí)施例中，級間耦合調(diào)節(jié)窗324a～324c不是通過直接切開隔板323a～323c而形成的、而是通過由隔板323a～323c支撐的上下2個橫梁形成的。但是，上下2個橫梁也作為隔板(級間耦合調(diào)節(jié)板)起作用，因此，本實(shí)施例的級間耦合調(diào)節(jié)窗324a～324c與上述實(shí)施例5、6一樣可以理解為被形成在隔板上的切口部。
然后，各電介質(zhì)諧振器311a～311d被一一配設(shè)在由框體320的隔板323a～323c分隔成的4個小室中。還有，在框體主體321上配設(shè)有用于輸入輸出來自外部的高頻信號的由同軸連接端組成的輸入端子341及輸出端子342，輸入耦合探針351及輸出耦合探針352分別被連接到輸入端子341及輸出端子342的中心導(dǎo)體上。
還有，在框體蓋322上安裝有用于調(diào)節(jié)各電介質(zhì)諧振器311a～311d的諧振頻率的把圓形的導(dǎo)體板及與此聯(lián)結(jié)的螺栓做成一體的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件361a～361d。此諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件361a～361d被配設(shè)成使得其各自的中心軸與電介質(zhì)諧振器311a～311d的中心軸在同一平面位置上(即同心位置上)，諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件361a～361d的構(gòu)造和功能與上述實(shí)施例5一樣。
本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器通過切削加工把比如框體主體321的隔板323a～323d和框體主體形成為一體，是通過由導(dǎo)體板形成上側(cè)橫梁及下側(cè)橫梁并粘合在隔板323a～323c上實(shí)現(xiàn)的。例如，由銅薄板形成上側(cè)橫梁及下側(cè)橫梁，通過鉛焊把各梁導(dǎo)電性地焊接在隔板(級間耦合調(diào)節(jié)板)上，如果采用這樣的形成方法，可以容易地交換尺寸不同的上側(cè)橫梁及下側(cè)橫梁，還有，可以用切削工具容易地改變形狀。因此，在圖12所示的構(gòu)成中，根據(jù)本實(shí)施例，即便在超過基于級間耦合調(diào)節(jié)螺栓151a～151c的調(diào)節(jié)范圍的情況下也可以容易地改變級間耦合調(diào)節(jié)窗324a～324c的面積。
也就是說，按本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器，除了可以實(shí)現(xiàn)實(shí)施例5的效果之外，還可以擴(kuò)大基于級間耦合調(diào)節(jié)螺栓331a～331c的級間耦合的調(diào)節(jié)范圍。
實(shí)施例8圖20為示意地表示本發(fā)明的實(shí)施例8中的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造的立體圖。如圖20所示，本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器具備有通過燒結(jié)電介質(zhì)粉末而形成的4個圓柱狀的電介質(zhì)諧振器411a～411d。各電介質(zhì)諧振器411a～411d的共振頻率是由圓柱形狀的高度及直徑?jīng)Q定的。在此例中，4個電介質(zhì)諧振器411a～411d作為4級的帶通濾波器工作。鐵電體濾波器的框體420是由由底壁和側(cè)壁構(gòu)成的框體主體421、框體蓋422、把由框體主體421圍成的空間分割成小室的相互聯(lián)接的隔板423a～423d構(gòu)成的。
在本實(shí)施例中，隔板423a～423d之中作為級間耦合調(diào)節(jié)板起作用的3個隔板423a～423c不與框體主體421的內(nèi)側(cè)面接觸，在兩者間設(shè)有間隙。然后，電介質(zhì)諧振器411a～411d間的電磁場耦合主要通過此間隙進(jìn)行。還有，在隔板423a～423c上設(shè)有用于擴(kuò)大級間耦合調(diào)節(jié)螺栓431a～431c的可動范圍的切口部，構(gòu)成為級間耦合調(diào)節(jié)窗424a～424c。但是，在本實(shí)施例中，只通過削除隔板423a～423c的切口部的兩側(cè)就可以借助于切口部實(shí)質(zhì)性地提高級間耦合的調(diào)節(jié)性能。
然后，各電介質(zhì)諧振器411a～411d被一一配設(shè)在由框體420的隔板423a～423c分隔成的4個小室中。還有，在框體主體421上配設(shè)有用于輸入輸出來自外部的高頻信號的由同軸連接端組成的輸入端子441及輸出端子442，輸入耦合探針451及輸出耦合探針452分別被連接到輸入端子441及輸出端子442的中心導(dǎo)體上。
還有，在框體蓋422上安裝有用于調(diào)節(jié)各電介質(zhì)諧振器411a～411d的諧振頻率的把圓形的導(dǎo)體板及與此聯(lián)結(jié)的螺栓做成一體的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件461a～461d。此諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件461a～461d被配設(shè)成使得其各自的中心軸與電介質(zhì)諧振器411a～411d的中心軸在同一平面位置上(即同心位置上)，諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件461a～461d的構(gòu)造和功能與上述實(shí)施例5一樣。
根據(jù)本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器，級間耦合調(diào)節(jié)螺栓431a～431c的可動范圍增大，因此，除了可以實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例5相同的效果之外還可以得到可以增大級間耦合的調(diào)節(jié)范圍的效果。
其他實(shí)施例在實(shí)施例5～8中，把使用了4級的電介質(zhì)諧振器的多級濾波器作為本發(fā)明適用的電介質(zhì)諧振濾波器并取之為例，但本發(fā)明的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造并不限于上述各實(shí)施例，對于具有6級、8級等4級之外的級數(shù)的電介質(zhì)諧振濾波器也可以發(fā)揮本發(fā)明的功效。
還有，在實(shí)施例5～8中，把帶通濾波器作為本發(fā)明適用的電介質(zhì)諧振濾波器并取之為例，但本發(fā)明的電介質(zhì)諧振濾波器的構(gòu)造并不限于上述各實(shí)施例，對于其他的比如帶阻濾波器也可以發(fā)揮本發(fā)明的功效。在該情況下，當(dāng)把本發(fā)明中的通過頻帶置換為阻止頻帶時，發(fā)揮本發(fā)明的效果可以容易地理解。
還有，在實(shí)施例5～8中，把成為起諧振頻率調(diào)節(jié)板作用的隔板的切口部的級間耦合調(diào)節(jié)窗的形狀對各隔板都設(shè)成相同大小，但本發(fā)明的級間耦合調(diào)節(jié)窗的形狀并不限于上述各實(shí)施例，也可以采用對各隔板具有不同形狀的構(gòu)成。
還有，在實(shí)施例5～6中，把起諧振頻率調(diào)節(jié)板作用的隔板的切口部設(shè)在隔板的外側(cè)面上，但本發(fā)明的級間耦合調(diào)節(jié)窗的形狀并不限于這樣的實(shí)施例，也可以如圖12所示那樣在隔板的內(nèi)側(cè)面上形成切口部并把此作為級間耦合調(diào)節(jié)窗。
還有，各實(shí)施例中的切口部(級間耦合調(diào)節(jié)窗)的大小和位置并不限于各實(shí)施例所例示的大小和位置，可以根據(jù)需要的級間耦合強(qiáng)度決定，需要的級間耦合強(qiáng)度可以根據(jù)電介質(zhì)諧振濾波器的規(guī)格、電介質(zhì)諧振器的設(shè)計(jì)、級間耦合調(diào)節(jié)螺栓的可動范圍的設(shè)定等進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。
根據(jù)本實(shí)施例的電介質(zhì)諧振濾波器，通過把非需要模式抑制構(gòu)件配設(shè)在附設(shè)在電介質(zhì)諧振器上的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件的導(dǎo)體板和框體之間的空間中或者通過在各電介質(zhì)諧振器之間的級間耦合調(diào)節(jié)上設(shè)置切口部可以抑制在通過頻帶上產(chǎn)生特性的紊亂，可以提供低損耗、具有陡峭的通過頻帶且特性優(yōu)良的電介質(zhì)諧振濾波器。
權(quán)利要求
1.一種電介質(zhì)諧振濾波器，具備有至少1個電介質(zhì)諧振器、覆蓋上述電介質(zhì)諧振器的周圍并起電磁場屏蔽作用的框體、包含被配設(shè)在由上述框體圍成的空間內(nèi)并帶有與上述電介質(zhì)諧振器的1個面相向的第1面和與上述框體的內(nèi)表面相向的第2面的導(dǎo)體板且可使上述導(dǎo)體板和上述電介質(zhì)諧振器之間的距離改變的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件、和用于抑制在上述導(dǎo)體板的上述第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間產(chǎn)生的非需要的電磁場模式的傳播的非需要模式抑制構(gòu)件，其特征在于上述非需要模式抑制構(gòu)件為填充上述導(dǎo)體板的上述第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間的一部分的非需要模式抑制構(gòu)件，并且，上述諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件還包含用于使上述導(dǎo)體板和上述電介質(zhì)諧振器之間的距離改變的螺栓，上述非需要模式抑制構(gòu)件由帶有與上述螺栓螺合的螺絲孔的環(huán)構(gòu)成。
2.一種電介質(zhì)諧振濾波器，具備有至少1個電介質(zhì)諧振器、覆蓋上述電介質(zhì)諧振器的周圍并起電磁場屏蔽作用的框體、包含被配設(shè)在由上述框體圍成的空間內(nèi)并帶有與上述電介質(zhì)諧振器的1個面相向的第1面和與上述框體的內(nèi)表面相向的第2面的導(dǎo)體板且可使上述導(dǎo)體板和上述電介質(zhì)諧振器之間的距離改變的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件、和用于抑制在上述導(dǎo)體板的上述第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間產(chǎn)生的非需要的電磁場模式的傳播的非需要模式抑制構(gòu)件，其特征在于上述非需要模式抑制構(gòu)件為填充上述導(dǎo)體板的上述第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間的一部分的非需要模式抑制構(gòu)件，并且，上述非需要模式抑制構(gòu)件由上述導(dǎo)體板及上述框體中的某一方支撐著，是填充由上述導(dǎo)體板的上述第2面和上述框體的內(nèi)表面圍成的空間的棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電介質(zhì)諧振濾波器，其特征在于述非需要模式抑制構(gòu)件是由導(dǎo)體材料構(gòu)成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電介質(zhì)諧振濾波器，其特征在于述非需要模式抑制構(gòu)件是由電介質(zhì)材料構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電介質(zhì)諧振濾波器，其特征在于上述非需要模式抑制構(gòu)件帶有暴露在上述導(dǎo)體板的上述第2面和上述框體的內(nèi)表面之間的空間中的表面部，由對流過該表面部的高頻感應(yīng)電流起電阻作用的電阻器構(gòu)成。
全文摘要
一種電介質(zhì)諧振濾波器具有電介質(zhì)諧振器、具有框體主體及框體蓋及隔板的框體、級間耦合調(diào)節(jié)窗、級間耦合調(diào)節(jié)螺栓、輸入端子及輸出端子、輸入耦合探針和輸出耦合探針。在框體主體上安裝把導(dǎo)體板及螺栓做成一體的諧振頻率調(diào)節(jié)構(gòu)件。在該調(diào)節(jié)構(gòu)件的螺栓上裝配有配設(shè)在非需要模式激勵空間上的環(huán)或由螺栓組成的非需要模式抑制構(gòu)件。該濾波器能抑制在通過頻帶上產(chǎn)生特性的紊亂，提供低損耗、具有陡峭的通過頻帶。
文檔編號H01P7/10GK1571214SQ20041005763
公開日2005年1月26日 申請日期2001年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月23日
發(fā)明者岡崎安直, 岡嶋道生, 榎原晃, 中村俊昭, 橘稔人, 南邦彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社