[发明专利]微带滤波器装置

说明书

本发明一般涉及一种大功率的滤波器装置，尤其涉及微带滤波器装置。

在不同的蜂窝电话系统中的用户的不断增长使得由于有限的可利用的频带在高峰时的呼叫强度达到了最大的同时呼叫数。因而，限制接线员在蜂窝系统中加入新的用户。这通过引入用于通信的新的频带来解决。例如，在一些区域内利用PCS/GSM 1800Mhz补充带宽为900Mhz的移动电话系统。因而具有双带蜂窝电话的用户可以使用这两个频带中的任何一个进行通信以便减少通信拥挤，因而接线员可以使更多的用户加入组合的系统中，因而获得更多的收入。

由一个接线员使用两个不同的频带可能要求接线员使用两个不同的天线，每个频带各用一个天线。不过，最好接线员使用同一个电缆连接用于一个特定的地理区域的两个天线或双带天线，因而需要一个组合器或滤波器用于分离不同的频带。

一般地说，这种大功率滤波器使用按照已知技术中的腔体谐振器进行设计。这种滤波器在功能上是满意的，只是笨重、昂贵并且需要手动调谐才能得到最佳性能。常规的大功率滤波器的另一个例子包括沿着圆柱形金属壳体的中心轴线的有线传输线。传输线和一系列与其垂直相交的圆形金属板相连。所述金属板由介电材料和接地壳体沿圆周方向分开，从而产生电容性连接效果，用于分流高频。这种滤波器用于抑制谐波分支(spur)或高频一般还是满意的，但是体积大而且昂贵。最好是设计一种容易制造的滤波器，其不需要人工调谐，并且体积较小，成本低。

这些要求可以用微带滤波器或带状线滤波器来解决。不过，微带滤波器一般不适用于用作大功率滤波器，这是由于大的插入损耗，其把信号功率减少到一个不能接受的值。

在转让给Motorola Inc.的US5153541“Multidielectric MicrostripFilter”中披露了一种大功率的微带滤波器。两种不同的介电材料分别把传输线和地平面、径向垫片和地平面分开。径向垫片通过两个介电材料中的第一个和地平面协同操作，用于衰减谐波分支。沿着传输线设置有几个小孔，并由所述两种介电材料中的第二种材料充满，所述第二种材料最好是空气，其减少和地平面耦合的电容。

使用由用于支撑传输线的支撑部件提供的几个小孔带来一些麻烦。按照所引用的专利，支撑部件需要用来支撑传输线，并使传输线和径向垫片之间形成导电连接。这种结构的一个问题是，支撑部件也引入一个增加的电容耦合，这是由电路板在具有大电流的位置引起的，因而需要减少电容耦合。最好能够减少在支撑部件上的所述电容耦合。

要选择地改变沿着传输线的特性阻抗也是非常困难的，这又妨碍设计的自由度。最好能够增加设计滤波器特性的自由度。

在US 5153542中的结构也是一种宽带设计，这意味着这种滤波器用于在低通频带以上的非常宽的频带中衰减信号。这种滤波器的设计要求可能对建造构成限制。

本发明的主要目的在于实现一种用于滤除第一频带中的信号的大功率滤波器。所述滤波器应当具有小的体积，能够处理大的功率，并且容易制造，同时具有低的成本。

按照本发明的优选实施例，本发明的另一个目的在于，提供一种大功率滤波装置，在滤波器特性的设计方面，其具有增加的设计自由度。

更详细地说，上述的关于如何实现体积小、成本低的大功率的滤波器的问题通过提供一种滤波器被解决了，所述滤波器包括第一和第二信号端口，其被设置用于通过所述第一频带的信号，以及至少一个第一地平面装置。所述滤波器还包括细长导体，其基本上和所述地平面平行地共同延伸，从而在所述第一和第二端口之间提供用于所述频带的第一信号通路，至少一个第一导电部分，其具有第一射频特征，并在第一互连点和所述信号通路相连，并且所述第一特征和所述第一互连点的位置被这样选择，使得在所述第一频带外部的射频在所述第一信号通路内被有效地衰减。所述滤波器的特征在于，所述细长导体和所述导电部分一部分由平面介电材料构成，一部分由自支撑导体构成，所述介电材料具有远大于1的相对介电常数，提供有导电图形，所述第一互连点和所述地平面装置由具有和真空中的介电常数基本相同的介电常数的介电材料分开。

按照本发明的一个实施例，所述射频特征被这样选择，使得在所述第一频带之上的第二频带中的信号被有效地衰减。

按照本发明的一个实施例，本发明的目的通过提供一种滤波器被实现了，其中所述信号通路具有较窄的和较宽的部分，从而沿着信号通路形成不同的特征阻抗，并且所述信号通路的所述特征阻抗和所述导电部分的频率特性协同操作，使得衰减在所述第一频带之上的至少第二频带中的频率。