專利名稱：帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶通濾波器。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種小型化并具有改進(jìn)特性的帶通濾波器。
背景技術(shù)：
迄今，幾百兆赫至幾十千兆赫的頻帶范圍內(nèi)的電磁波已經(jīng)用于通信裝置。可以對(duì)頻帶進(jìn)行劃分，例如，800MHz(0.8GHz)的頻帶或1.5GHz波段的頻帶分配給移動(dòng)電話；1.9GHz波段的頻帶分配給個(gè)人手持式電話系統(tǒng)；5.8GHz波段的頻帶分配給安裝在高速公路的ETC(電子收費(fèi))裝置；2.4GHz波段或5.2GHz波段的頻帶分配給無(wú)線LAN；以及5.8GHz的頻帶分配給DSRC(專用短程通信)。
可以結(jié)合自動(dòng)操作利用這些頻帶范圍內(nèi)的電磁波，并且這種利用是非?？尚械摹，F(xiàn)在正著手計(jì)劃通過(guò)使用單個(gè)天線來(lái)接收這些電磁波，并對(duì)接收到的電磁波進(jìn)行數(shù)字處理，從而共同利用這些電磁波。在這種情況或在單獨(dú)利用這些頻段范圍內(nèi)的各個(gè)電磁波的情況下，為了在阻擋由諧波或反射波引起的噪聲的同時(shí)處理數(shù)據(jù)，需要這樣的濾波器，即其只允許頻帶中的預(yù)定波段范圍內(nèi)的信號(hào)傳輸，并阻擋其它信號(hào)。
為滿足以上要求，本發(fā)明的申請(qǐng)人已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種電磁屏蔽材料，通過(guò)將軟磁性材料的粉末分散到橡膠或塑料基質(zhì)中而形成該電磁屏蔽材料，并已將該電磁屏蔽材料付諸于實(shí)際應(yīng)用。
本發(fā)明的發(fā)明人中的一個(gè)已經(jīng)提出一種使用電磁波吸收屏蔽材料的低通濾波器(如JP-A-2002-171104中所述)，并且通過(guò)利用此低通濾波器中的專門(mén)技術(shù)，還提出一種用于幾百兆赫至幾十千兆赫的頻帶的千兆赫波段帶通濾波器(如JP-A-2004-222086中所述)。
圖4A和4B示出了上述提出的千兆赫波段帶通濾波器的實(shí)例。
如圖4A和4B所示，通過(guò)以下步驟形成千兆赫波段帶通濾波器100，即在薄板101的表面上放置輸入信號(hào)線102和輸出信號(hào)線103，在信號(hào)線二者之間具有間隔，所形成的信號(hào)線形成導(dǎo)體帶，并沿串聯(lián)方向延伸；連接信號(hào)線102、103的相對(duì)端以及夾在信號(hào)線之間的片式電容器105；以及在薄板101的背部放置GND線104。
然而，存在這樣的問(wèn)題即，在使千兆赫波段帶通濾波器小型化的過(guò)程中，會(huì)遇到困難。
為了使千兆赫波段帶通濾波器100小型化，最好以壓縮波長(zhǎng)的方式，將具有較高復(fù)相對(duì)電容率的陶瓷基板用于作為介電基板的薄板101。然而，當(dāng)將具有較高復(fù)相對(duì)電容率的陶瓷基板用于薄板101時(shí)，會(huì)遮斷電磁波與GND線104的連接，這會(huì)導(dǎo)致無(wú)法獲得充分的屏蔽效果。這又出現(xiàn)上升特性和下降特性劣化的另一個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)，而構(gòu)思本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種可以小型化、并具有改進(jìn)特性的帶通濾波器。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行了深入的調(diào)查，對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行研究。作為結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)前述目的可以通過(guò)下列帶通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。憑借此發(fā)現(xiàn)，從而完成本發(fā)明。
本發(fā)明主要涉及下列各項(xiàng)1.一種帶通濾波器，包括第一基板；第二基板；輸入線；輸出線；接地層；以及電磁波吸收層，所述輸入線設(shè)在所述第一基板的第一表面上，所述輸入線從所述第一基板的第一邊緣向所述第一基板的第二邊緣延伸，所述輸出線設(shè)在所述第一基板的第二表面上，所述輸出線從所述第一基板的第二邊緣向所述第一基板的第一邊緣延伸，所述輸入線和所述輸出線形成重疊線，所述輸出線夾在所述第二基板的第一表面和所述第一基板的所述第二表面之間，所述接地層設(shè)在所述第二基板的第二表面上，所述電磁波吸收層設(shè)在所述第一基板的所述第一表面上，所述電磁波吸收層覆蓋所述輸入線。
2.根據(jù)第1項(xiàng)所述的帶通濾波器，其中，所述第一基板的復(fù)相對(duì)電容率為所述第二基板的復(fù)相對(duì)電容率的整數(shù)倍。
3.根據(jù)第1項(xiàng)所述的帶通濾波器，其中，通過(guò)下列等式設(shè)定所述重疊線的長(zhǎng)度f(wàn)n＝K×(C0/L)其中，fn表示陷波頻率，K表示基板系數(shù)，C0表示光速，以及L表示所述重疊線的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)第1項(xiàng)所述的帶通濾波器，其中，所述第一基板和所述第二基板為陶瓷基板。
本發(fā)明的帶通濾波器使小型化的千兆赫波段帶通濾波器具有優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明可以應(yīng)用于千兆赫波段帶通濾波器。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶通濾波器的示意圖，其中，圖1A為正視圖，圖1B為沿該正視圖的線A-A截取的橫截面視圖。
圖2為示出實(shí)例和比較例的傳輸因數(shù)的頻率特性的曲線圖。
圖3為示出另一實(shí)例的傳輸因數(shù)的頻率特性的曲線圖。
圖4A和4B為JP-A-2004-222086中提出的帶通濾波器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明不應(yīng)理解為局限于此。
在圖1中示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶通濾波器。
如圖1A和1B所示，帶通濾波器F包括以下部件第一基板1；帶狀輸入線2，其放置在該第一基板的一個(gè)表面(在圖1A和1B中為上表面)上，以便從第一基板的一側(cè)邊緣朝向另一側(cè)邊緣定向，并具有預(yù)定長(zhǎng)度；輸出線3，其放置在第一基板1的背面(在圖1A和1B中為下表面)上，以便從第一基板的所述另一側(cè)邊緣朝向所述一側(cè)邊緣定向，以便與輸入線2重疊，并具有預(yù)定長(zhǎng)度；第二基板4，其在附圖中放置在輸出線3的下方，以便使得輸出線3夾在第一基板1和第二基板4之間；接地層5，其設(shè)在第二基板4的背部；以及電磁波吸收層6，其設(shè)置為覆蓋第一基板1的前表面。
第一基板1為由例如陶瓷形成的絕緣基板，并且該第一基板的復(fù)相對(duì)電容率er1的范圍優(yōu)選為從3到1000。優(yōu)選鈦酸鋇基材料用作陶瓷。
輸入線2由例如金(Au)等導(dǎo)電材料形成?？梢愿鶕?jù)此帶通濾波器所適用的電磁波，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整輸入線2的尺寸。舉例來(lái)說(shuō)，輸入線2具有0.05mm的寬度、3mm的長(zhǎng)度和1到5μm的厚度。
輸出線3由例如金(Au)等導(dǎo)電材料形成?？梢愿鶕?jù)此帶通濾波器所適用的電磁波，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整輸出線3的尺寸。舉例來(lái)說(shuō)，輸出線3具有0.1mm的寬度、2mm的長(zhǎng)度和1到5μm的厚度。
可以根據(jù)允許穿過(guò)帶通濾波器的電磁波頻率，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整輸入線2和輸出線3之間的重疊線的長(zhǎng)度L(以下稱為重疊長(zhǎng)度)。
更具體來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)下面提供的作為重疊長(zhǎng)度L和陷波頻率fn之間關(guān)系表達(dá)式的等式1，調(diào)整重疊長(zhǎng)度L。
fn＝K×(C0/L) (1)其中，fn表示陷波頻率，K表示基板系數(shù)，C0表示光速，以及L表示重疊線的長(zhǎng)度。在本發(fā)明中，陷波頻率表示在傳輸S參數(shù)的衰減處的頻率。該陷波頻率是根據(jù)帶通濾波器的所需特性來(lái)設(shè)定的。此外，基板系數(shù)K由以下因素來(lái)確定第一基板和第二基板的金屬粉末填充率、金屬粉末的粒度、該第一基板和該第二基板及該金屬粉末的材料、該第一基板和該第二基板的復(fù)相對(duì)電容率等。當(dāng)提供第一基板和第二基板的組成時(shí)，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以確定基板系數(shù)K。
根據(jù)波速v、波長(zhǎng)λ和頻率f之間的通用關(guān)系表達(dá)式(v＝λf，其中，v＝C0)和等式1(其中，K＝12000)，如果傳輸經(jīng)過(guò)帶通濾波器的電磁波頻率為6GHz，則計(jì)算出的重疊長(zhǎng)度L為5cm。如果傳輸經(jīng)過(guò)帶通濾波器的電磁波頻率為3.0GHz，則計(jì)算出的重疊長(zhǎng)度L為10cm。
舉例來(lái)說(shuō)，第二基板4為由陶瓷形成的絕緣基板，并且其復(fù)相對(duì)電容率er2優(yōu)選為從1.5到500。具體來(lái)說(shuō)，優(yōu)選在其范圍內(nèi)調(diào)整第二基板4的復(fù)相對(duì)電容率er2，以便使得第一基板1的復(fù)相對(duì)電容率er1與第二基板4的復(fù)相對(duì)電容率er2之比為整數(shù)。即第一基板1的復(fù)相對(duì)電容率er1與第二基板4的復(fù)相對(duì)電容率er2之比為整數(shù)比。
更優(yōu)選地，將er1的值與er2的值之比調(diào)整為約2∶1。例如，第一基板1的復(fù)相對(duì)電容率er1的值為200，并且第二基板4的復(fù)相對(duì)電容率er2的值為100，或者第一基板1的復(fù)相對(duì)電容率er1的值為300，并且第二基板4的復(fù)相對(duì)電容率er2的值為150。
從而，第一基板1的第一波長(zhǎng)約等于第二基板4波長(zhǎng)的二分之一。因此，輸入線2與輸出線3相匹配，以便于這些線之間的信號(hào)傳輸。從而，即使當(dāng)將具有較高復(fù)相對(duì)電容率的材料用于基板1和2時(shí)，也不會(huì)遮斷接地層5和電磁波之間的連接。這樣便可以獲得優(yōu)良的上升和滾降(fall roll-off)特性。
簡(jiǎn)言之，第一基板1的復(fù)相對(duì)電容率er1與第二基板4的復(fù)相對(duì)電容率er2之比設(shè)為整數(shù)比，從而電磁波的電場(chǎng)沿其垂直方向延伸，并且可以容易地實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)壓縮。具體來(lái)說(shuō)，相對(duì)于傳播方向，電場(chǎng)為垂直，磁場(chǎng)為水平，并且傳輸模式變?yōu)榕c準(zhǔn)TEM波的傳輸模式等效。因此，可以防止元件中不必要的耦合。
優(yōu)選使用鈦酸鋇基材料作為用于第二基板4的陶瓷。
接地層5由例如磷青銅板或金形成。
通過(guò)將軟磁性金屬粉末分散到例如液晶聚合物等合成樹(shù)脂的基質(zhì)中，并將該混合物形成為薄板，從而形成電磁波吸收層6。例如，可以將由Daido Steel Co.，Ltd.提供的電磁波吸收材料DPI(商品名稱)作為電磁波吸收層6。
如上所述，本實(shí)施例的帶通濾波器將具有較高復(fù)相對(duì)電容率的陶瓷板用于基板，并且該基板層疊成兩層。此外，使位于接地側(cè)的第二基板的復(fù)相對(duì)電容率為位于該第二基板上的第一基板的復(fù)相對(duì)電容率的二分之一。因此，可以實(shí)現(xiàn)使帶通濾波器小型化和改進(jìn)其特性。
實(shí)例現(xiàn)在參照實(shí)例和比較例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明局限于此。
實(shí)例1及比較例1和2在實(shí)例1中，將本實(shí)施例帶通濾波器F的第一基板1的復(fù)相對(duì)電容率er1設(shè)為197，并將第二基板4的復(fù)相對(duì)電容率er2設(shè)為90。在比較例1中，將具有較高復(fù)相對(duì)電容率的基板用于由現(xiàn)有技術(shù)的通用單層基板形成的帶通濾波器。在比較例2中，帶通濾波器具有與本實(shí)施例的帶通濾波器F相同的雙層結(jié)構(gòu)，并且基板1和4具有相同的復(fù)相對(duì)電容率。以比較方式，在圖2中示出實(shí)例1、比較例1和比較例2的傳輸因數(shù)(兩端口網(wǎng)絡(luò)中S參數(shù)的S21)的頻率特性。從實(shí)例1的帶通濾波器中省去電磁波吸收層6，以便獲得與比較例1和比較例2的帶通濾波器在條件上的等同性。
在比較例1中，在通帶(約3.5至6GHz的頻帶)中獲得了較平的特性。然而，在上升和下降處，特別在下降處，未獲得足夠陡的特性。簡(jiǎn)言之，未獲得所期望的上升和滾降特性。
在比較例2中，上升和下降較陡。然而，在通帶(約3至5GHz的頻帶)中未獲得平特性。簡(jiǎn)言之，未獲得所期望的通帶特性。
相比之下，在實(shí)例1中，在上升和下降處均獲得陡特性。在通帶(約3.5至5GHz的頻帶)中獲得平特性。換言之，獲得了所期望的上升和滾降特性及所期望的通帶特性。
實(shí)例2在帶通濾波器F(實(shí)例2)中，將各個(gè)基板1、4的電容率設(shè)為與實(shí)例1的電容率相同，并且該帶通濾波器具有電磁波吸收層6，該電磁波吸收層含有數(shù)量為5％(體積百分比)的軟磁性金屬粉末。圖3示出了帶通濾波器F的傳輸因數(shù)的頻率特性。
如圖3所示，在實(shí)例2中獲得了比實(shí)例1中獲得的上升和滾降特性更陡的上升和下降特性。因此，可以將設(shè)置電磁波吸收層6理解為使得能夠?qū)崿F(xiàn)更加理想的濾波器特性。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是顯然，對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在未背離本發(fā)明的要旨和保護(hù)范圍的情況下，可以在其中做出各種變更和修改。
本申請(qǐng)基于2005年9月15日提交的日本專利申請(qǐng)No.2005-269272，并且該申請(qǐng)的內(nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入本文。
權(quán)利要求
1.一種帶通濾波器，包括第一基板；第二基板；輸入線；輸出線；接地層；以及電磁波吸收層，所述輸入線設(shè)在所述第一基板的第一表面上，所述輸入線從所述第一基板的第一邊緣向所述第一基板的第二邊緣延伸，所述輸出線設(shè)在所述第一基板的第二表面上，所述輸出線從所述第一基板的第二邊緣向所述第一基板的第一邊緣延伸，所述輸入線和所述輸出線形成重疊線，所述輸出線夾在所述第二基板的第一表面和所述第一基板的所述第二表面之間，所述接地層設(shè)在所述第二基板的第二表面上，所述電磁波吸收層設(shè)在所述第一基板的所述第一表面上，所述電磁波吸收層覆蓋所述輸入線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其中，所述第一基板的復(fù)相對(duì)電容率為所述第二基板的復(fù)相對(duì)電容率的整數(shù)倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其中，通過(guò)下列等式設(shè)定所述重疊線的長(zhǎng)度f(wàn)n＝K×(C0/L)其中，fn表示陷波頻率，K表示基板系數(shù)，C0表示光速，以及L表示所述重疊線的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其中，所述第一基板和所述第二基板為陶瓷基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶通濾波器，其具有第一基板；第二基板；輸入線；輸出線；接地層；以及電磁波吸收層，所述輸入線設(shè)在所述第一基板的第一表面上，所述輸入線從所述第一基板的第一邊緣向所述第一基板的第二邊緣延伸，所述輸出線設(shè)在所述第一基板的第二表面上，所述輸出線從所述第一基板的第二邊緣向所述第一基板的第一邊緣延伸，所述輸入線和所述輸出線形成重疊線，所述輸出線夾在所述第二基板的第一表面和所述第一基板的所述第二表面之間，所述接地層設(shè)在所述第二基板的第二表面上，所述電磁波吸收層設(shè)在所述第一基板的所述第一表面上，所述電磁波吸收層覆蓋所述輸入線。
文檔編號(hào)H01P1/212GK1933235SQ20061012745
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者齊藤章彥, 筒井和久 申請(qǐng)人:大同特殊鋼株式會(huì)社