共振器、滤波器、天线收发转换开关和高频电路装置制造方法及图纸

提供一种共振器、滤波器、天线收发转换开关和高频电路装置，具备在电场垂直分量为０或０附近的部分中形成电极的结构，降低电极的导体损耗，可低损耗动作。在电介质和电极的界面上，具备电场的垂直分量大的Ｄ区域和电场的垂直分量为０或在０附近的Ｓ区域，在作为Ｄ区域的电介质的各侧面中形成分割的单层导体膜４，在作为电介质端面的Ｓ区域中形成薄膜多层电极。在单层导体膜４上交互连接该薄膜多层电极的各导体薄膜。通过该结构，在Ｓ区域的薄膜多层电极的各导体薄膜中以对称轴为中心，放射状地流过相同振幅相同相位的电流，实现Ｓ区域的低损耗薄膜多层动作。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于无线通信或电磁波收发的例如微波或毫波的共振器、滤波器、天线收发转换开关和高频电路装置。
技术介绍
以前，关于形成薄膜多层电极的共振器等，披露了国际公报WO95/06336。该薄膜多层电极通过交互叠层导体薄膜和电介质薄膜而成，用作高频下低损耗的电极。在上述公报中披露的设计方法中，在导体薄膜的膜厚和电介质薄膜的膜厚中存在根据导电率和介电率确定的膜厚最佳值。若导体薄膜和电介质薄膜各自的膜厚均为最佳值，则各导体薄膜中均匀地分配电流密度，从而缓和了集肤效应，与单层电极相比，低损耗地动作。专利技术所解决的问题在上述公报披露的形成薄膜多层电极的共振器中，因为在薄膜多层电极的各导体薄膜中分布基本相等的电流，所以实现了电介质薄膜的介电率和膜厚控制导体薄膜间的位移电流的效果。因此，为了薄膜多层电极的低损耗动作，以下两点为必要条件。(1)在与电场垂直的方向上设置薄膜多层电极；(2)将电介质薄膜的介电率和膜厚设计在最佳值或其附近，因而，在上述公报公开的共振器等中，与电场方向成切线方向的电极作为单层电极，通过单层电极来短路电场方向垂直面中形成的薄膜多层电极的各导体薄膜的端部。或在电场方向的切线方向的面内不形成电极，作为开放端。附图说明图16表示现有的开放圆形TM010模式的共振器结构。(A)为俯视图，(B)为主视图，(C)为(B)的局部放大剖面图。在该实例中，在圆柱形状电介质1的彼此平行的两个面上形成由导体薄膜2a、2b和电介质薄膜3构成的两层结构的薄膜多层电极10。图17表示短路圆形TM010模式的共振器结构。(A)为俯视图，(B)为主视图，(C)为(B)的局部放大剖面图。在该实例中，在单层导体膜4上连接导体薄膜2a、2b的周边部，短路各导体薄膜的周边。本专利技术的目的在于提供一种共振器、滤波器、天线收发转换开关和高频电路装置，具备在电场垂直分量为0或0附近的部分中形成电极的结构，降低电极的导体损耗，可低损耗动作。解决问题的手段本专利技术的共振器是一种电介质共振器，在电介质和电极的界面中，具备作为电场的垂直分量比规定阈值大的区域的D区域(Displacement area位移区域)和作为上述电场的垂直分量比上述规定阈值小的区域的S区域(Short area短路区域或Steady area稳定区域)，在将S区域的电极作为薄膜多层电极的同时，强制激励各导体薄膜中电流振幅基本相等的电流。上述规定阈值为0附近的值，例如，为利用的共振模式中最大电场的5％左右。其中，考虑薄膜多层电极部分中构成的、由导体薄膜夹持电介质薄膜上下而成的薄膜多层电极共振器。首先，在该薄膜多层电极共振器中，若设最大电场强度为5％时的电角度为θ1，则sinθ1＝0.05，即，θ12.87°。下面用式1、式2表示位移电流的积分计算。数1Id=∫0π/2sinθdθ-0π/2=1···(1)]]>0013数2Id1=∫0θ1sinθdθ=0θ1=1-cosθ1···(2)]]>将θ12.87°代入式2时，Id10.00125(0.125％)。即，若为小于上述5％的阈值，则在S区域中，实电流变换为位移电流的比例为0.125％以下。因而，在S区域中，分配成基本均等的实电流的分布即使偏离式1、式2所示的正弦波形，上述比例也在约0.125％以下的范围。这种位移电流变换少的范围称作是薄膜多层电极低损耗动作的条件保存良好的范围。因而，将利用的共振模式中最大电场的5％左右作为阈值，可设定S区域和D区域的交界。被动电路的电流源可作为交界条件进行解释。即，与其它被动电路的导体相连接相对应。例如，在对称性良好的结构中，具有对称性好的电磁场模式，在多导体系的被动电路中，在各导体中分布均等的电流振幅。在本专利技术中，保证与上述导体的对称性，通过在上述S区域的薄膜多层电极的各导体薄膜上连接上述导体，实现均等电流振幅下的强制激励。作为一个具体实例，将S区域的电极作为交互叠层导体薄膜和电介质薄膜后的薄膜多层电极，将D区域的电极作为与S区域的薄膜多层电极层数相同的薄膜多层电极，使S区域和D区域中彼此对应层的导体薄膜导通来构成。通过该结构，D区域中各导体薄膜的电流被分配到S区域的薄膜多层电极的各导体薄膜，整体上基本均等地流过电流。结果，降低了S区域的薄膜多层电极的导体损耗。另外，作为其它具体实例，将S区域的电极作为交互叠层导体薄膜和电介质薄膜后的薄膜多层电极，D区域的电极由对应于S区域的薄膜多层电极的导体薄膜层数的整数倍分割的各个基本相同的电极图案构成，与S区域中各层的导体薄膜相对应地彼此连接D区域的各电极来构成。通过该结构，D区域中分割的各电极图案的电流被分配给S区域的薄膜多层电极中各导体薄膜，整体上基本均等地流过电流。结果，降低了S区域的薄膜多层电极的导体损耗。另外，本专利技术的共振器使用由单个或多个曲面和多个平面构成的电介质，或由多个平面构成的电介质，在每个电介质面中设定上述D区域和上述S区域。由此，容易对电介质各面形成薄膜多层电极或形成分割的多个电极图案。另外，在本专利技术的共振器中，上述导体薄膜中至少一层的膜厚为表层深度的2.75倍以下。因此，导体薄膜相对于巨型导体表面电阻的表面电阻变小，提高了薄膜多层化引起的导体损耗降低效果。本专利技术的滤波器在上述共振器中设置信号输入输出部来构成。由此，可得到小型低插入损耗的滤波器。本专利技术的天线收发转换开关在具备两组上述滤波器的同时，设置发送信号输入端子、收发共用输入输出端子和接收信号输出端子来作为上述信号输入输出部而构成。由此得到小型低插入损耗的天线收发转换开关。本专利技术的高频电路装置具备上述共振器、滤波器或天线收发转换开关来构成。由此，可构成小型低损耗高频电路，可提高使用该电路的通信装置的噪声特性和传送速度等通信质量。附图的简要描述图1是表示第一实施例的共振器结构的图；图2是该共振器的剖面图；图3是表示该共振器的S区域中薄膜多层电极各层结构的图；图4是表示第二实施例的共振器结构的图；图5是表示第三实施例的共振器结构的图；图6是表示第四实施例的共振器结构的图；图7是表示第五实施例的共振器结构的图；图8是表示滤波器结构的等效电路图；图9是表示天线收发转换开关结构的框图；图10是表示通信装置结构的框图；图11是说明强制电流的薄膜多层动作用的图；图12是表示该薄膜多层动作的分析模型的图；图13是表示薄膜多层电极中电介质薄膜的膜厚依赖性的图；图14是表示该导体薄膜的膜厚依赖性的图；图15是表示规格化表面电阻对导体膜膜厚的关系的图；图16是表示现有共振器结构的图；图17是表示现有共振器结构的图。专利技术实施例参照图1-3和图11-15来说明第一实施例的共振器结构。图1(A)是共振器的主视图，图1(B)是其右侧面图。图2(A)是图1中A-A剖面图，图2(B)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共振器，是在电介质表面上形成电极而成的电介质共振器，在电介质和电极的界面中，具备作为电场的垂直分量比规定阈值大的区域的Ｄ区域和作为上述电场的垂直分量比上述规定阈值小的区域的Ｓ区域，上述Ｓ区域的电极是交互叠层导体薄膜和电介质薄膜后的薄 膜多层电极，上述Ｄ区域的电极是与上述Ｓ区域的薄膜多层电极层数相同的薄膜多层电极，使上述Ｓ区域和上述Ｄ区域中彼此对应层的导体薄膜相到导通而构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：日高青路，藤井裕雄，阿部真，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]