滤波器装置、双工器和通信装置制造方法及图纸

一种双模谐振器，包括导电的腔体，该导电的腔体安装有具有至少一端电气连接到该腔体的导电棒和通过其插入导电棒的绝缘体芯，该双模谐振器双向工作并且将由腔体和导电棒产生的ＴＥＭ模式与由腔体和绝缘体芯产生的ＴＭ模式连接。ＴＥＭ单模谐振器由腔体和导电棒构成。双模谐振器和ＴＥＭ单模谐振器构成滤波器装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种滤波器装置，它具有多个谐振器、双工器和通信装置，例如，基站通信装置。附图说明图11是包含腔体盖已经去掉的半-同轴谐振器的滤波器顶视图。具有由腔体盖覆盖的开口的腔体1包括在谐振器腔体中央的一些圆柱形导电棒4，以便形成多个半-同轴的谐振器。相邻的谐振器通过已知的排列方法彼此连接在一起。具有TM双模介质谐振器的滤波器也可用于提供一种紧凑谐振器。图12显示使用TM双模介质谐振器的滤波器的例子。在图12中，腔体1包括处在每个谐振器空间中的十字形电介质芯3，以便提供两种多路复用的垂直TM(横向磁场)模式。随着微单元蜂窝式移动通信系统的出现，例如便携式电话，在基站中对更小型滤波器的需要已经增加。此外，当安装滤波器的数目已经增加时，更多的成本-效益滤波器已经日益增加需要。然而，对于每个谐振器来讲，具有半-同轴谐振器的滤波器仍然需要量较大，因而不能减少整个滤波器装置的尺寸。具有TM双模谐振器的滤波器装置包括在所有级中形成电介质芯的谐振器，因此总体上可能是小型化；然而，对于整体模具来讲这需要复杂的制造工艺，从而难以达到成本-效益。
技术实现思路
因此，本专利技术通过提供包含小型而且廉价的滤波器装置，双工器，和通信装置等这些特点来解决上述问题。为此，在本专利技术的第一方面，滤波器装置包括双模谐振器和TEM单模谐振器。双模谐振器包括导电的腔体，该导电的腔体安装有具有至少一端电气连接到该腔体的导电棒和通过其插入导电棒的绝缘体芯。双模谐振器双向工作并且将由腔体和导电棒产生的TEM模式与由腔体和绝缘体芯产生的TM模式耦合。TEM单模谐振器包括导电的腔体，它安装有具有至少一端电气连接到该腔体的导电棒。双模(即，TEM-模式和TM-模式两种模式)谐振器可以用来获得小型的滤波器装置。此外，双模谐振器与TEM单模谐振器连接构成滤波器装置，该滤波器装置在有限空间内具有低成本的预定级数的谐振器。本专利技术的另一个方面，双工器包括接收滤波器和发射滤波器。接收滤波器包括多个如上所述的双模谐振器，其中，相邻的双模谐振器之间的预定谐振器彼此之间耦合。发射滤波器包括双模谐振器和TEM单模谐振器，其中，相邻谐振器之间的预定谐振器彼此之间耦合。双工器还包括为接收滤波器提供输入和为发射滤波器提供输出的共享输入/输出端口。通常比发射滤波器需要更多级数谐振器的接收滤波器是由多个双模谐振器构成，因此可以减小尺寸。发射滤波器包括双模谐振器和TEM单模谐振器，因而在校准方向上能够提供如接收滤波器中同样长度的谐振器，同时满足所需的频率特性。因此，具有接收滤波器和发射滤波器的双工器能够被做得比较小，在接收和发射滤波器中的谐振器长度可以与谐振器的校准方向一致。因此该双工器可以容易地组装到通讯装置中。双工器还可以包括低噪声放大电路，其用于放大从接收滤波器输出的接收信号，其中，低噪声放大器电路、发射滤波器和接收滤波器都借助于壳体来安装。这将提供了从接收滤波器到低噪声放大器电路较短的距离，因此抑制了引入的噪音，以致于能够从双工器输出高信噪比的接收信号。双工器还可以包括处于共享输入/输出端口和天线端口之间的低通滤波器，其用于在发射和接收频带范围之内传输的信号分量，而且用于在比该发射和接收频带范围较高的频率范围中阻滞信号分量。这可以抑制由于寄生模式产生的非期望信号的发射。还有在本专利技术的另一个方面之内，通信装置，例如基站通信装置，其包括上述的双工器，以及包括连接到双工器的发射机和接收机。因而基站通信装置可以做的小型并且获得成本-效益。图1是根据本专利技术第一实施例的滤波器装置中的双模谐振器横截面视图；图2A到2C举例描述图1所显示的滤波器装置中双模谐振器的谐振模式的电磁场分布；图3是显示双模谐振器的两个谐振模式彼此耦合的顶视图；图4A和4B是根据第一个实施例滤波器装置的两种装置的顶视图；图5是显示彼此耦合的两个双模谐振器结构的透视图；图6是双模谐振器和TEM单模谐振器彼此耦合的结构的透视图；图7A和7B是分别根据本专利技术第二个实施例的双模谐振器的顶视图和纵向横断面视图；图8是根据本专利技术第三个实施例的双工器横截面视图；图9是根据本专利技术第四个实施例的基站通信装置的方框图；图10是图9所显示的基站通信装置的分解透视图；图11是常规滤波器装置的结构视图；以及图12是另一种常规滤波器装置的结构视图。图1是双模谐振器的横截面视图。在图1中，腔体1有一个可以用腔体盖2覆盖的开口。腔体盖2包括位于它中间的频率-调节螺丝，它通过提供在导电的棒4顶部和腔体盖2内表面之间的预定间隙长度来调节谐振频率。绝缘体芯3的两个纵向端面都粘结到腔体1的内壁表面。例如，已经用银电极金属化的绝缘体芯3的末端表面被焊接和粘结到腔体1的内壁表面，以致绝缘体芯3被定位在腔体空间的中央。腔体1和腔体盖2是通过铸造或切割金属材料来制造的，或者通过在陶瓷或树脂元件上沉淀导电薄膜来制造。耦合-调节部件17安装在腔体1内下表面上的预定位置。该耦合-调节部件17可以整体地模铸在腔体1上，或者可以在长方形金属块上攻丝来形成。耦合-调节部件17允许在TEM模式和TM模式之间要调节的耦合量，这将在后面描述。绝缘体芯3有形成在其中的耦合-调节孔h。绝缘体棒(没有显示)可以通过耦合-调节孔h从外部插入，而且取决于插入的量来调节TEM模式和TM模式之间的耦合量。图2A到2C显示双模谐振器的模式中示例的电磁场分布。在图2A到2C中，实线箭头表示电场矢量，而虚线箭头表示磁场矢量。图2A是由绝缘体芯3和腔体产生的TM模式中的电磁场分布。在这种模式中，电场矢量是在绝缘体芯3的纵向上，而磁场矢量垂直于绝缘体芯3的纵向上环绕。虽然绝缘体芯3是长方形的，但是在这里对于模式的表示法使用柱面坐标系统，并且在电场强度分布中的波数量可以表示为TMθrh，其中值h是处在传播方向上，值r是处在垂直于传播方向的辐射平面上，值θ是处在垂直于传播方向的沿圆周方向的平面上。因此，图2a显示的模式可以表示为TM010模式，但是这种模式与标准的TM010模式不同。在这个例子中，因为绝缘体芯3不是圆柱形，而且导电棒4位于绝缘体芯3的中央，所以这种模式是类似的TM010模式。图2B是由腔体和导电棒构成的半-同轴谐振器的顶视图，而图2C是图2B中显示的半-同轴谐振器的前视图。这种模式是TEM模式，其中电场矢量是在从导电棒的辐射方向直接朝着腔体内壁表面方向，而磁场矢量在沿圆周方向环绕在导电棒周围。然而，与标准的半-同轴谐振器不一样，图2B和2C中显示的半-同轴谐振器是由绝缘体芯3加载的，并且在导电棒4的顶端和腔体的上表面之间存在开口。因此，这种模式是类似的半-同轴谐振器模式。图1中显示的谐振器元件的尺寸是合适的，以致该谐振器可以用作为2GHz频带的具有1910MHz谐振频率的TM模式和2155MHz谐振频率的TEM模式的谐振器。在图2A到2C中，因为在TM模式和TEM模式中，绝缘体芯3纵方向上的电场矢量强度是平衡的，所以如果不改变这些模式就不能彼此耦合在一起。因此，造成两种模式中的电场强度不平衡，结果两种模式彼此耦合。图3是两种模式互相连接的机械结构例子的顶视图，显示的是在腔体盖2移去之后的谐振腔体1。TEM-模式的电场矢量ETEM指向自导电棒4的辐射方向，而TM-模式的电场矢量ET本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滤波器装置，包括： 双模谐振器包含导电腔体，该导电腔体安装有至少一端电连接到腔体的导电棒和导电棒经过其插入的绝缘体芯，其中，所述双模谐振器双向工作并且将由腔体和导电棒产生的ＴＥＭ模式与由腔体和绝缘体芯产生的ＴＭ模式耦合；以及 ＴＥＭ单模谐振器包含导电腔体，该导电腔体安装有至少一端电连接到所述腔体的导电棒。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤贤志，若松弘已，
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]