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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Filter des
Dreileiterstrukturtyps, der dem Gebrauch in
Miniaturelektronik-Schaltkreisen angepaßt ist.
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Es ist ein Filter des Dreileiterstrukturtyps bekannt, bei
welchem ein Streifenleiter-Muster zwischen den Kontaktflächen
von zwei dielektrischen, gestapelten Substraten eingefügt ist
und die eine Vielfalt von nebeneinanderliegenden
Resonanzleitern umfaßt. Solch ein Filter ist einfach und von kleiner
Größe und wird daher bevorzugt in
Miniaturelektronik-Schaltkreisen gebraucht.
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Im allgemeinen hat der konventionelle Filter eines
Dreileiterstrukturtyps eine Frequenzantwort, die von der Größe der
Resonanzleiter, der Struktur des äußeren Leiters, mit welchem
die Resonanzleiter verbunden sind, der Konfiguration und der
dielektrischen Konstanten des Substrates oder anderen
Faktoren abhängt. Falls es daher irgendwelche Dispersionen in der
Konfiguration und der dielektrischen Konstanten des
Substrates oder ähnliches gibt, kann die Frequenzantwort des
Filters wesentlich verändert werden, so daß sie von einem
vorbestimmten Frequenzbereich abweichen kann.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, d.h. um die
Frequenzantwortcharakteristik des Filters innerhalb eines vorbestimmten
Frequenzbereiches zu halten, wurde vorgeschlagen,
Justierschrauben oder Justiervorrichtungen, wie externe
Kondensatoren, zu verwenden. Eine Klammervorrichtung zur Kompression
des dielektrischen Materials wurde ebenso angefügt, um so die
elektrischen Parameter des Resonanzleiters zu ändern.
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Die Anfügung der Justiervorrichtungen führt jedoch zu
steigender Größe und Kosten des Filters, und daher sind diese
verschiedenen Justiervorrichtungen nicht immer wirksam oder
befriedigend gewesen.
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Auf der anderen Seite ist eine Lösung des oben erwähnten
Problems im US-Patent Nr. 4,157,517, herausgegeben am 5.Juni
1979, von Thomas F. Kneisel et al., offenbart. In dem
offenbarten Filter dieses Patentes ist ein externer Leiter, der an
der oberen Oberfläche eines oberen Substrates angebracht ist,
teilweise an einem Teil entfernt worden, das über einem
Resonanzleiter liegt, um die Kapazität zwischen dem externen
Leiter und dem Resonanzleiter zu reduzieren, wodurch es möglich
wird, die Frequenz regeln.
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In dieser Anordnung kommt jedoch, weil ein Gehäuse zur
Aufnahme der Filter in engem Kontakt mit der oberen und unteren
äußeren Oberfläche des Filters gerät, um die Höhe des
Gehäuses zu reduzieren, das dielektrische Substrat durch den
entfernten Teil des externen Leiters oder eine Öffnung in
direkten Kontakt mit dem Gehäuse. Dadurch kann nach Ausrichtung
und Zusammenbau des Filters die verteilte Kapazität so
verändert werden, daß die Frequenz abweichen kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einem Filter vom
Dreileiterstrukturtyp bereitzustellen, der in der Lage ist,
jede Änderung in der Frequenz, die auftreten kann, wenn der
Filter im Gehäuse enthalten ist, zu kompensieren.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Filter
bereitzustellen, der völlig den Erfordernissen von kleinerer
und dünnerer Dimension von Miniaturelektronik-Schaltkreisen
entspricht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein
Dreileitertyp-Filter bereitgestellt mit zwei dielektrischen Substraten, die
übereinander gestapelt sind, einen
Streifenleitermuster-Resonator, der eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden
Resonanzleitern einschließt, die an der Oberfläche eines der
dielektrischen Substrate angebracht sind, welches in Kontakt
mit dem anderen dielektrischen Substrat gebracht ist, äußeren
Leiterschichten, die jede auf jeder Seite der dielektrischen
Substrate so gebildet sind, so daß sie die äußere Oberfläche
und das Seitenteil jedes dielektrischen Substrates umgeben,
wobei die äußere Leiterschicht, die an dem dielektrischen
Substrat gebildet ist, mit einem Ende der
nebeneinanderliegenden Resonanzleiter verbunden ist und mit Öffnungen, die
jede an den seitlichen Teilen der äußeren Leiterschichten
angebracht sind, die einem Ende jedes Resonanzleiters
entsprechen, um die Frequenzantwort des Filters zu erniedrigen.
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Jede Öffnung kann mit einem entfernbaren streifenleiter
versehen werden, um die Frequenzantwort des Filters zu erhöhen.
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Es wurde herausgefunden, daß die Anbringung der Öffnungen an
den Seitenteilen der äußeren Leiterschichten zu einer
Reduzierung der Frequenzantwort des Filters führt. Das steht im
Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem ein Teil des
Grundebenenleiters entfernt wird, um eine Öffnung zu
schaffen, z. B. wie es im US-Patent Nr. 4,157,517 offenbart ist,
weil die Frequenzantwort des Filters durch Entfernung des
Grundebenenleiters erhöht wird.
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Daher werden gemäß der vorliegenden Erfindung, falls die
Mittelfrequenz des Filters zur höheren Frequenz Seite hin
verschoben wird, die Öffnung(en) gebildet, um die Frequenz zu
reduzieren. Umgekehrt, falls die Mittelfrequenz des Filters
zur niederen Frequenzseite hin verschoben wird, wird ein
Streifenleiter an die gebildete Öffnung angelegt, um die
Mittelfrequenz zur höheren Frequenzseite hin zu verschieben.
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Die frequenzregulierenden Öffnungen sind an die Seitenteile
des Filterkörpers angefügt, so daß die äußeren Oberflächen
des Filterkörpers in Kontakt mit den inneren Oberflächen des
Gehäuses gebracht werden können, ohne irgendwelche
Schwierigkeiten zu machen.
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Ein passender Raum kann zwischen jeder Öffnung und der
gegenüberliegenden Seitenwand des Gehäuses erhalten bleiben, ohne
daß es zu einer Vergrößerung der gesamten Dicke oder Höhe des
Filters führt.
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Die Erfindung wird jetzt anhand eines Beispiels mit Bezug auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben:
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Fig.1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch
einen Filter gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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Fig.2 ist eine zerlegte perspektivische Ansicht des
Filters, gezeigt in Fig. 1;
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Fig.3 ist ein Teillängsabschnitt, der den Filter, der im
Gehäuse beinhaltet ist, zeigt;
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Fig.4 ist ein Querschnitt des Filters entlang der Linie A-A
von Fig. 3;
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Fig.5 ist ein Abschnitt, der einen Teil des Filters gemäß
einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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Fig.6 ist ein Abschnitt, der einen Teil des Filters gemäß
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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Fig.7 und 8 sind Kurven, die die Frequenzantwort des Filters
zeigen, wenn er nicht abgestimmt ist;
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Fig.9 ist eine Kurve, die die Frequenzantwort des Filters
zeigt, der gemäß der Erfindung abgestimmt ist.
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Fig. 1 und 2 zeigen einen Filter des Dreileiterstrukturtyps
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Der gezeigte Filter umfaßt ein unteres und oberes
dielektrisches Substrat 1 und 2, die beim Zusammenbau des Filters
übereinander zu stapeln sind. Das untere dielektrische
Substrat hat eine Oberfläche, die mit einem
Streifenleitermuster-Resonator 3 versehen ist, der drei einander
gegenüberliegend ineinandergreifende Resonanzleiter 4, 5 und 6
einschließt.
Jeder der Resonanzleiter 4, 5 und 6 hat eine Länge,
die im wesentlichen einem Viertel der Wellenlänge der
vorgesehenen Resonanzfrequenz des Resonators 3 gleichgesetzt ist.
Eine äußere Leiterschicht 7 ist an der anderen Oberfläche und
an dem peripheren Teil des unteren dielektrischen Substrats 1
angefügt, und dehnt sich über den Randteil der einen
Oberfläche davon aus, so daß sie im wesentlichen um die einander
gegenüberliegend ineinandergreifenden Resonanzleiter 4, 5 und 6
liegt. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die äußere Leiterschicht 7
ebenfalls einstückig mit einem Ende jedes Resonanzleiters 4,
5 und 6 verbunden. Das andere Ende oder das offene
Schaltkreisende jedes Resonanzleiters ist von den zugeordneten
Endteilen 7a oder 7b der äußeren Leiterschicht 7 abgesetzt. Die
äußere Leiterschicht 7 hat Einkerbungen 7c und 7d, um
Freiräume für die seitlichen Ansätze 4a und 5a der äußeren
Leiterschicht 4 bzw 5 zu schaffen. Eine der Ansätze 4a und 5a
ist als eine Signaleingangselektrode geformt, der andere
Ansatz ist als eine signalausgangselektrode geformt.
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Das obere dielektrische Substrat 2, das auf dem unteren
dielektrischen Substrat 1 zu stapeln ist, ist mit einer äußeren
Leiterschicht 8 auf der oberen Oberfläche und dem peripheren
Teil davon versehen. Die äußere Leiterschicht 8 ist
elektrisch mit der äußeren Leiterschicht 7 des unteren
dielektrischen Substrates 1 verbunden, wenn es zusammengebaut wird.
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Das obere dielektrische Substrat 2 hat Rillen 2a und 2b, die
entsprechend den seitlichen Ansätzen 4a und 5a auf dem
unteren dielektrischen Substrat 1 angeordnet sind. Diese Rillen
2a und 2b können so angebracht sein, daß sie zugänglich sind,
wenn die Signaleingangs- und Ausgangselektroden 4a und 5a
oder 5a und 4a mit einem Eingangs- oder Ausgangsleiter
verbunden sind, der mit einem nicht gezeigten Schaltkreisbrett
verbunden ist.
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Die äußeren Leiterschichten 7 und 8 auf dem unteren und
oberen dielektrischen Substrat 1 und 2 sind mit Einkerbungen 10
und 11 in Bereichen versehen, die dem einen Ende der
jeweiligen Resonanzleiter 4, 5 und 6 entsprechen. Diese Einkerbungen
10 und 11 bilden rechteckige Öffnungen 12 zur Justierung der
Frequenzantwort des Filters, wenn die unteren und oberen
dielektrischen Substrate 1 und 2 zusammengebaut werden. Die
Einkerbungen 10 und 11 können durch Aufdrucken der äußeren
Leiterschichten 7 und 8 auf die unteren und oberen
dielektrischen Substrate 1 und 2 gebildet werden, ausgenommen den
besagten Bereichen, oder durch Entfernung der äußeren
Leiterschicht 7 und 8 bei den besagten Bereichen mit Hilfe eines
Schneidewerkzeuges, einer Laserstrahl-maschine, eines
Sandstrahles oder ähnlichem.
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Ein so konstruierter Filter ist in Gehäuse 13, wie in Fig. 3
und 4 gezeigt, enthalten. Das Gehäuse 13 kann aus Metall
geformt sein und hat eine innere Höhe, die gleich der Höhe des
Filters ist, und eine Breite, die breiter als diejenige des
Filters ist. Durch Wahl der Dimension des Gehäuses 13 kann
auf diese Weise der Filter beträchtlich vor einem Zuwachs in
ihrer Hochrichtung abgehalten werden, und das periphere Teil
des Filters 1, einschließlich der Öffnungen 12, kann vor
einem Kontakt mit der inneren Oberfläche des Gehäuses 13
abgehalten werden.
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Mit dem gezeigten, oben erwähneten Filter ist durch Zugabe
der Öffnungen 12 an dem Filter die Mitte der Frequenzantwort
desselben in Richtung nach unten reguliert worden. Daher
kann, falls die Mittelfrequenz des Filters höher ist, als ein
beabsichtiges Referenzniveau, eine Korrektur durch Zugabe der
Öffnungen 12 ausgeführt werden.
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Auf der anderen Seite kann, falls die Mittelfrequenz
niedriger ist, als das beabsichtigte Referenzniveau, die Korrektur
durch Anlegen eines Leiterstreifens an jede Öffnung 12
durchgeführt werden.
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Alternativ kann jeder Leiterstreifen vorher an jede Öffnung
12 bei der Herstellung des Filters angelegt werden. In diesem
Fall wird die Antwortfrequenz des Filters durch Heraus schälen
des Leiterstreifens, der an jede Öffnung 12 angelegt wurde,
korrigiert.
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In der gezeigten Ausführungsform können die Resonanzleiter 4,
5 und 6 in einer Kammform angeordnet sein, die sich von
denselben Randteilen 7a oder 7b der äußeren Leiterschicht 7
ausgedehnen. Ebenso kann das obere dielektrische Substrat 2 mit
einem Transmissionslinienmuster auf der oberen Oberfläche
versehen sein, das so eingefügt ist, daß es eine
spiegelbildliche Beziehung mit Bezug auf das Streifenleitermuster 3 auf
dem unteren dielektrischen Substrat 1 hat. Beim Zusammenbau
kommt das Streifenleitermuster 3 auf dem unteren
dielektrischen Substrat 1 in einen vis- -vis Kontakt mit dem
Transmissionslinienmuster des oberen dielektrischen Substrates 2,
ohne daß irgendwelche Lücken zwischen den
Streifenleitermuster 3 und dem oberen dielektrischen Substrat 2 auftreten
würden.
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Mit dem gezeigten Filter können, um den Filter in dem Gehäuse
stabil festzuhalten, die inneren Wände in Kontakt mit den
seitlichen Oberflächen des Filters einschließlich der
regulierenden Öffnung gebracht werden.
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Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die innere Länge des Gehäuses 13
so bestimmt, daß sie gleich der Länge des Filters ist, so daß
beide inneren Endwände (von denen nur eine durch 13a in Fig.
5 wiedergegeben ist) des Gehäuses 13 in Kontakt mit den
Endoberflächen (von denen nur eine durch 14 in Fig. 5
wiedergegeben) des Filters kommt. Jede der inneren Endwände ragt nach
Außen in Bereich(e) gegenüber Öffnung(en) 12 vor, so daß sie
innere Aushöhlung(en) 15 bilden, wodurch verhindert wird, daß
Teile der dielektrischen Substrate 1 und 2, die durch jede
Öffnung 12 freigelegt sind, in Kontakt mit der assoziierten
inneren Endoberfläche des Gehäuses 13 kommen.
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Fig. 6 zeigt eine weitere Asuführungsform, bei welcher
rechteckige Aushöhlungen 16 an den Teilen der dielektrischen
Substrate 1 und 2, die gegenüber den jeweiligen Öffnungen 12
liegen, angebracht sind. Die Teile des dielektrischen
Substrates 1 und 2, die durch jede der Öffnungen 12 freigelegt
sind, können davon abgehalten werden, in Kontakt mit der
zugeordneten inneren Endoberfläche des Gehäuses 13 zu gelangen,
wenn der Filter in das Gehäuse 13 eingesetzt wird, so daß die
inneren Endoberflächen 13a an die äußeren Leiterschichten 7
und 8 anstoßen.
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Auf diese Weise, weil verhindert werden kann, daß die
freigelegten Teile der unteren und oberen dielektrischen Substrate
1 und 2 in Kontakt mit den inneren Oberflächen des Gehäuses
13 kommen, wenn der Filter in das Gehäuse 13 eingesetzt wird,
wird die Frequenz des Filters, die mit Hilfe von Öffnungen an
den äußeren Leiterschichten reguliert ist, nicht verändert,
und daher ist eine erneute Abstimmung der
Frequenzcharakteristik des Filters bei der Fertigstellung des Filters nicht
erforderlich.
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Fig. 7, 8 und 9 zeigen jeweils Transmissions- unf
Reflexionscharakteristiken (a) und (b) des Filters.
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Fig. 7 zeigt den Fall, daß die Mittelfrequenz f1 des Filters
zur unteren Fequenzseite der gewünschten Mittelfrequenz f0
verschoben ist. In diesem Falle kann durch Anlegen eines
Leiterstreifens an jede Öffnung, die an den äußeren
Leiterschichten angebracht ist, die Abweichung der Mittelfrequenz
f1 des Filters korrigiert werden, so daß die Mittelfrequenz
f1 der gewünschten Mittelfrequenz f0, wie in Fig. 9 gezeigt,
entspricht.
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Wie in Fig. 8 gezeigt, kann diese Abweichung, wenn die
Mittelfrequenz f1 des Filters zur hohen Frequenzseite der
gewünschten Mittelfrequenz f0 verschoben ist, durch Anbringen
von Öffnungen an den äußeren Leiterschichten oder durch
Herausschälen der Leiterstreifen, die zuvor an die Öffnungen
angelegt worden sind, korrigiert werden.
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Wie oben beschrieben, werden mit einem Filter gemäß der
Erfindung frequenzregulierende Öffnungen an äußeren
Leiterschichten in Bereichen angebracht, die einem Ende der
Resonanzleiter entsprechen, zur Regulierung der Mittelfrequenz
des Filters gegen die untere Frequenzseite hin. Im Vergleich
mit dem konventionellen Filter, bei welchem ein äußerer
Leiter des Filters von Bereichen entfernt wird, die an die
innere Oberfläche des Gehäuses angrenzen, hat der Filter der
Erfindung den Vorteil, daß es keine Änderung oder Abweichung
in der gesetzten Frequenzcharakteristik des Filters gibt,
wenn die Filtervorrichtung durch Einsatz des Filters in das
Gehäuse komplettiert wird. Weiterhin hat die Erfindung auch
den Vorteil, daß die Frequenzregulierung einfach und richtig
durchgeführt werden kann, ohne daß die Dicke oder Höhe des
Gehäuses beträchtlich vergrößert wird, wodurch zur
Miniaturisierung des Filterschaltkreisgerätes beigetragen wird.