带通滤波器制造技术

平面结构电路构成的带通滤波器包括分布恒定电路型谐振器、使谐振器耦合的传输线通路和安排在输入／输出端的激励线。传输线通路具有使谐振器耦合或使谐振器与激励线耦合的线路通路部分。这种线路通路部分的长度为与频带的中心频率相应的波长的（１＋２ｍ）／４倍（ｍ为自然数），而谐振器与线路部分之间的每一耦合部分具有基本上被确定为１／４波长的长度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带通滤波器，尤其涉及用于通信设备的带通滤波器。
技术介绍
带通滤波器是避免信号干扰和有效使用频率所必需的一种部件。在通信领域，滤波器的性能尤为重要，因为它决定了作为重要资源的频率的有效使用。换言之，关于天线所发射/接收的电磁波，带外信号被接收滤波器或发射滤波器所截除，从而大大减小了相邻信号的干扰。为了最有效地截除带外信号，希望使用一种能明确分离每个信号的滤波器。然而，尤其在高频段，希望使用超锐截除滤波器(super sharpcut filter)，以便以非常窄带(very narrow band)来截除相邻信号，但这种非常窄带的超锐截除滤波器的实现是十分困难的。通常，RF级的带通滤波器是利用许多谐振器构成的。在由许多谐振器所构成的带通滤波器中，所要实现的滤波器特性的类型是由分配给谐振器之间的每一耦合的值所确定的。此外，谐振器相互之间是否正确耦合决定了能否实现所设计的特性。尤其在谐振器之间的耦合很弱的窄带滤波器中，谐振器之间的耦合很重要。按常规，已知道采用平面结构电路(典型的有微带线、带状线等)的滤波器。例如，“IEEE Microwave Theory and TechniquesSymposium Digest(1998)，P.374”公开了一种使谐振器耦合的通路数被确定为1的切比雪夫滤波器。在这种滤波器中，通过在空间上增大谐振器之间的距离来实现窄带。此外，“IEEE Transactions on MicrowaveTheory and Techniques，vol.44(1996)，P.2099”公开了一种能抑制插入损耗并构成锐截除滤波器的伪椭圆函数型。可以通过在具有一条信号通路且引进了捷径通路的滤波器(比如切比雪夫滤波器)中引入非相邻耦合来实现这种类型的滤波器。此外，已开发了这样一种滤波器，它不仅采取简单的空间耦合作为谐振器之间的强非相邻耦合，而且利用短长度段通过与谐振器耦合的传输线通路来进行耦合，诸如“IEEEMicrowave Theory and Techniques Symposium Digest(2000)，P.661”中所述，从而实现相对宽带的锐截取型的高质量滤波器。然而，实现既非常窄带又超锐截取是困难的。如上所述，利用常规滤波器来实现非常窄带的超锐截取滤波器是很困难的。作为现有技术中的问题，其原因如下所述。在实现超锐截取滤波器时存在两个问题。例如，在采取使用基于间隙的谐振器之间的耦合并且耦合的通路数为1的结构的切比雪夫滤波器等中，诸如“IEEE Microwave Theory and Techniques SymposiumDigest(1998)，P.379”中所述，当谐振器之间的各自距离增大时，所有这些耦合都将变弱，但除相邻谐振器之外的谐振器的耦合却没有变得足够弱。因此，当利用谐振器之间的距离来调整耦合以获得非常窄带宽滤波器时，特性受到了不利的破坏。另外，由于谐振器之间的距离必须大大增加，滤波器本身尺寸也将变大，因此，衬底等的尺寸限制的问题使设计受到了限制。此外，由于无法保证足够多个谐振器，因此无法实现锐截取。在构成低插入损耗的非常窄带的锐截取滤波器时，显然会出现另一个重要问题。在常规的切比雪夫型滤波器中，要增加谐振器个数以实现锐截取，但这在窄带情况下在损耗方面是很不利的，并且插入损耗大大提高。为了减小插入损耗，必须构成这样一种能抑制插入损耗并构成锐截除滤波器的伪椭圆函数型，如“IEEE Transactions on MicrowaveTheory and Techniques，vol.44(1996)，P.2099”中所述。可以通过在具有一条信号通路且引进了捷径通路的滤波器(比如切比雪夫滤波器)中引入非相邻耦合来实现这种类型的滤波器。因此，当试图要实现窄带滤波器时，由于在原来通过弱耦合连接的谐振器中引入了弱非相邻耦合，因此，还产生了与除了那些应当被耦合的谐振器之外的谐振器的寄生耦合。这大大破坏了特性，并且会出现在窄带情况下无法顺利实现锐截除伪椭圆函数型滤波器的问题。另一方面，还开发了这样一种滤波器，它不仅实现空间耦合作为谐振器之间的强非相邻耦合，而且利用短长度段通过与谐振器连接的传输线通路来进行耦合，如“IEEE Microwave Theory and TechniquesSymposium Digest(2000)，P.661”中所述。利用这种滤波器，可以实现相对宽带的锐截取的高质量滤波器。然而，在这种滤波器中，也利用谐振器之间的空间耦合作为相邻谐振器之间的耦合，但难以取得所有所设计的弱耦合，从而使得难以顺利实现非常窄带滤波器。另外，关于基于这种传输线通路的非相邻耦合，也存在严重的问题。其问题在于，通过加入用于耦合的传输线通路，谐振器的原谐振频率会有所偏离。在非常窄带滤波器中，由于频带原来很窄，滤波器对材料参数的空间分布等很敏感，因此，在这种性能中加进谐振频率的这种偏差将带来严重的问题。例如，在使谐振器耦合的情况下，当每个谐振器的中心频率在这一被认为是非常窄的频带范围之外时，带通滤波器的实现会很困难。如上所述，只基于现有技术，难以实现这种使用平面结构电路的非常窄带的锐截取带通滤波器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过稳定谐振器之间的弱耦合提供一种窄带的锐截取滤波器。根据本专利技术的一个方面，提供了一种带通滤波器，用于通过具有与中心频率相应的中心波长的频带，该带通滤波器包括衬底；衬底上所形成的输入/输出部分； 在输入/输出部分之间所提供的多个谐振器；和各传输线通路，每个均在其两端都具有耦合部分，该耦合部分以一个间隙面对谐振器之一，每一传输线通路的长度均为中心波长的(1+2m)/4倍(m为自然数)，而每一耦合部分的长度均为中心波长的1/4。这里，在本说明书中，确定波长是指利用电介质衬底(dielectricsubstrate)所构成的传输线中的波长，而中心波长是指与中心频率相应的波长。附图说明图1是示意说明根据本专利技术的一种实施方式的带通滤波器的结构的截面图；图2是表示用于说明根据本专利技术的实施方式的带通滤波器的基本结构的第一谐振器模式的平面图；图3是说明具有图2所示的谐振器模式的滤波器的谐振特性的曲线图；图4示出了在具有图2所示的谐振器模式的滤波器中耦合部分的长度与频偏之间的关系；图5是表示用于说明根据本专利技术的另一种实施方式的带通滤波器的基本结构的第二谐振器模式的平面图；图6是说明具有图5所示的谐振器模式的滤波器的谐振特性的曲线图；图7示出了在具有图5所示的谐振器模式的滤波器中耦合部分的长度与频偏之间的关系；图8是表示用于说明根据本专利技术的另一种实施方式的带通滤波器的基本结构的第三谐振器模式的平面图；图9是表示用于说明根据本专利技术的又一种实施方式的带通滤波器的基本结构的第四谐振器模式的平面图；图10是表示根据本专利技术的一种实施方式的切比雪夫型带通滤波器的平面图；图11是说明具有图10所示的切比雪夫型滤波器的滤波器特性的曲线图；图12是表示根据本专利技术的又一种实施方式的切比雪夫型带通滤波器的平面图；图13是说明具有图12所示的切比雪夫型滤波器的滤波器特性的曲线图；图14是表示根据本专利技术的又一种实施方式的伪椭圆函数型带通滤波器的平面图；图15是说明具有图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带通滤波器，用于通过具有与中心频率相应的中心波长的频带，该带通滤波器包括：衬底；衬底上所形成的输入／输出部分；在输入／输出部分之间所提供的多个谐振器；和各传输线通路，每个均在其两端都具有耦合部分，该耦合部分以一个间隙面对谐振器之一，每一传输线通路的长度均为中心波长的（１＋２ｍ）／４倍（ｍ为自然数），而每一耦合部分的长度均为中心波长的１／４。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本龙典，相贺史彦，福家浩之，寺岛喜昭，山崎六月，加屋野博幸，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]