TW494602B - High performance dielectric ceramic filter using a non-linear array of holes - Google Patents

Description

494602 五、發明說明（1) 臨時申凊案交互參考 本發明申請1999 60/147，㈣號專利範圍。_凊之㈣臨時中請案第 發明領域 本發明係關於具有丘口 哭，分今 /、振杰新学員配置之高性At ::J 能較具有傳統濾波器小之封Γ :ί陶兗塊濾波 移動至少-共振器遠離將 =:特別是，

可能刪除至少一 Α撫叫M U /、 /、振态平分夕古A 發明背景 /、振為陷阱而維持性能。 刀之直線， 具有鑽穿其長度之同軸孔之 2材料有效介電常數決定之頻率：：：，該孔長度及 、:”形或是橢圓形。組合多數二振器？振器。該孔通 :5 :。濾。皮器之孔必㉟由上▲面至下♦::成介電陶究 濾波器軸向長度為依據所需切相同長度。該 擇。 而頻率及陶免特定介電常數而選 該陶瓷塊功能為濾波器， οσ 共振器之間電感耦合及/或带六:、、、°亥/、振/為介於每二相鄰 該陶瓷塊上表面上設計之带电合馬口坆些耦合為藉由在 銀或是銅電鍍。更特定地：另：4二：成’以導電材料如 示為具有二孔103及105 考圖10A-D’陶究塊m顯 伸穿過之前開啟表面i 〇7表二V二孔1 〇3及105延 小、其鄰近以及導電塗居 2銀琶鑛。由於該孔大 以及電容搞合。然而：二二:二=相互電感耦合 尼i 0 1因為些耦合相互抵消而將

第5頁 494602 五、發明說明（2) 不執行為濾波器。 為形成一濾波杰’導電材料圖樣為印刷在面1 Q 7上，如 圖1 0B所不。在此具體實施例中，圖樣A及A，加強介於該孔 1 0 3與1 0 5之間之電容耦合。雖然該電容耦合為加強，但是 電感搞合實質上保持未受影響。這是因為電感耦合主要為 該孔直徑、形狀及介於孔之間之間隔之函數。這些參數在 圖10A及10B相同。 〆 該電容耦合可以在圖l〇B中藉由調整參數L及〇校準。藉 由減少G或是增加L，該電容耦合為強化。該電容耦合亦曰可 以藉由印刷線Μ在開啟面107上而減弱以及如此該電感耦合 為較強。圖ioc之簡單線祕在該塊濾波器1〇1之電容麵合上 具有較圖10D之虛線Μ，大之縮減效應。 陶莞濾、波為在相關技藝為熟知 國專利案號為第4,431，977號；第4，及7;6= 1如在美 在此處以提及之方式，：=;中說明，所有專利案因此 關於其性能，在相關技藝中：完全提出。 特徵如在該陶瓷塊中鑽穿之.、、' 已知"电陶瓷濾波器帶通 孔數目與該濾波器所需声數目乓加時為敏銳。所需之 要至少二孔以及雙工關。通常單工濾波器需 釋，其中圖形1 〇代表具有少闰二孔。此情形在圖1中解 應。明顯的是，圖形1 4為且右:形1 2及1 4之孔之濾波器變 示之三響應中最敏銳圖形Γ夂=多孔之濾波器響應，為i 陶究濾波器之帶通特徵亦隨鑽ί圖2，可以明白特別介電、 躓牙該陶瓷塊之 五、發明說明（3) 而為敏銳。實/ 虛線圖形23代I 2形21代表不具高端陷阱之濾波器響應。 陷阱孔，或Γ f有高端陷牌之相同濾波器響應。 共振之此柘1疋陷啤通常視為以不同於主要濾波器孔頻率 率共振。田吊間早視為孔。它們設計為以非所需頻 四此，含女了丨乂由土入 除非所需頻率丄Γ L傳輸所需頻率輸入信號’而該陷啡移 波器特徵為定Γ说’無論是低端或是高端。以此方式該濾 分開之距鉍^義’亦即高通、低通或是帶通。該陷阱與孔 間之相互干、^ 之間之間隔以避免介於該孔與陷阱之 開，距離2D二罢t圖3所示，然而孔31為以距離D相互分 確距離D為達成特定於卜生陷/33與最接近陷味33之孔之間。精 毫米（_)之車ϋ圍:之檀一設計選擇。D通常落入1至1 0 孔間隔分開。 圍内。傳統上，該陷阱以1. 5D至2D與該 位傳:曼渡波器之孔41及陷啡43為、沿著直線加以定 ：β ^ ^ "不。此設計與上文提出之間隔需求一起限制 :徵為其气度、長度、孔數目以及孔直徑之函f波；匕 又為2至20毫米（mm)。濾波器寬度為渡波器之孔數目、 數。通常’塊濾波器寬度為在2至7〇 _範圍。降低^ 目、孔直徑或是孔之間間隔將實現該濾、波器性能效岸。文 此，值得設計能夠有效降低既定濾波器大小之 ^ > 口 波器而維持其既定性能特徵。 免壚 發明總結 因此，值得設計可能小封裝之塊濾波器而與傳統設計之

ΒΒ 第7頁 494602 具有既定孔數目濾波器比較不具性熊之顯著漏失。如本發 明’ ^有既定性能特徵之介電陶篆濾波器能夠藉由排除至 ^ 陷阱孔以及將至少一孔定位於遠離如傳統設計之將至 一 十刀之直線而將大小加以降低。介於孔之間之額外 ^2，為§至少一孔定位遠離中心、線時加以實現，提供 只可能具有額外陷牌孔之衰減性質。 哭性r :::之一特定具體實施例中，該傳統5孔陶窨" 」生此特欲為能夠以3孔濾 L η允濾波 形成三角形頂黑占。合成逯中4孔為定位以 濾波器寬度之50%。其他皮。。見度為近似可取代傳 圖式之簡單說日月 成何配置亦為可能。傳統5孔 圖1解釋如濾波器之孔數 響應增強之敏銳度； ％介電陶究濾波哭*、g 圖2解釋移除高端頻率時p m平、 間隔 圖3為介於傳統陶瓷塊=有效性； 隔； ％'為上孔與孔以及@ u 、 曰阱之間之 圖4為具有孔以及陷阱沿 ^ 波器上表面之平面圖； 線定位之傳統介電陶警清 圖5 A為所有孔布置在直 斜向圖； 7上之傳統5孔介電陶替、、♦从口口 圖5Β為本發明具體實施 ^ 能特徵能夠以具有3孔之1斜向圖，其中圖5α溏 寬度加以達成； "電陶兗濾波器以及大^^_之性 圖6Α解釋圖5Α濾波器之^ ^ 一半 之間之相互作用·

494602 五 發明說明（5) 圖6B解釋圖5B濾波器之孔之間之相及 · 圖7更進一步解釋圖5B濾波器之孔之門用， 圖8解釋本發明第二具體實施例；3之相對間隔； 圖9解釋本發明第三具體實施例； - 圖1 0 A解釋陶瓷塊開啟面表面，以銀♦ 面上； 兔鍍在所有其他表 圖1 0 B解釋圖1 〇 A陶瓷塊，但是呈有e 面上； 疋/、有印刷圖樣在開啟面表 以及

圖1 0C解釋具有第二印刷圖樣之圖丨〇β陶瓷濾波器 圖1 0D解釋具有第三印刷圖樣之圖丨〇c陶竟濾波器 圖式之詳細說明

蒼考圖5A，傳統5孔濾波器顯示為具有7· 4 mm寬度。如 本务明，較小濾波态可以設計為具有3孔以及3 · 5隱寬 度:具有圖5 A濾波為相同特徵。一個此種濾波器在圖5 B中 顯不。參考圖6A及6B，濾波器寬度之降低為藉由排除陷阱 1及5以及移動孔3遠離傳統上由孔2、3以及4形成之直線而 達成。以傳統直線建構，唯有孔3將與孔2及孔4相互作 用。如本發明藉由移動孔3離開該直線，不僅孔3與孔2及 孔4相互作用，亦且孔2及孔4相互作用。此額外相互作用 建立陷阱效應，消除端陷阱孔之需要。結果是該陶瓷濾波 器具有5極濾波器之性質，但是為較小封裝。 本發明三角形陶瓷濾波器為較佳設計，如此該3孔為定 位在三角形頂點。該3孔建構必須為h等於或是大於 〇· 5Li ，以及等於或是小於丨· 5Li ，其中Li以及k在圖7中顯

第9頁 五、發明說明（6) 對此特：且ί 距離陶瓷塊邊緣大於或是等w 為 近似二二二而言1特徵為經常實現為2寬： 近ς '慮波。ϋ，此夠以此具體實施例f4度/ 近似3·5 ΠΗΠ之寬度。 j '現為具有 主本&月一角开》設計亦能夠用以取代4孔濾波哭 ^，關難為設計該孔以及其相對位置〜，“择如上文 2用措㈣動内孔遠離傳統直 2之相 而達成。 」勺邊p曰阱為排除 Φ 遵守上述原理，可能設計具有種種不同建構之額外孔 季乂大濾波器，如圖8及圖9顯示之那些建構。參考圖8顯示 之正方形4極建構，L1及L 2尺寸為顯示。類似於圖7之三角 形建構，L 2必須大於或是等於0 · 5 L1以及小於或是等於 1 · 5L1。同樣地，圖9之建構為二個類似於圖7三角形建構 之二角形建構之有效連接。此處L 2亦必須大於或是等於 〇 · 5 L1以及小於或是等於1 · 5 L1。此外，如同三角形建構， 圖8及圖9建構之孔必須距離陶瓷塊邊緣至少1 mm。 塊濾波器之製造在相關技藝中為已知，包含布置該導電 材料在介電質上之處理。如上述，銅或是銀為經常選擇之 材料。該導電材料 壁以及外側壁。此情形藉由多數已知方法之一完成。這些 方法包含浸泡、喷塗或是印刷銅或是銀糊在該介電質上以 及焙燒該塗層介電質。其他方法包含電解電鍍或是無電極 電鍍，亦且相關技藝已知方法。 如本發明製作之濾波器可以為單工（單一濾波器）或是雙 通常實質上覆蓋陶瓷塊所有底部、孔内 壁以及外側壁。此情形藉由多數已知方法之一完成。 、喷塗或是印刷銅或是銀糊在該介電質一 介電質。其他方法包含電解電鍍或是無電極 —,T P 土η 古法 〇

O:\65\65601.ptd 第10頁 494602 五、發明說明（7) 工器（如發射機濾波器及接收機濾波器之二濾波器組合）。 上文僅僅解釋本發明原理。那些熟知相關技藝之人士將 能夠策劃種種不同修正，該修正雖然不明確地說明或是由 此顯示，但是具體實施本發明原理以及因此在本發明精神 及範疇内。 «

第11頁 494602 案號 89115777 修正 齡 圖式簡單說明 元件符號說明 1 0 、1 2、1 4 圖形 2 1 實線圖形 2 3 虛線圖形 3 1子L 33 陷阱 41 iL 43 陷阱 1 0 1 陶瓷塊 1 0 3、1 0 5 孔 1 0 7 前開啟表面

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Claims (1)

1. 494602 案號 89115777 f/年3月3了曰 修正 年”月//日 補充I 六、申請專利範圍 1 . 一種濾·波器，包括： 一塊介電材料，具有上表面、 該塊寬度連接該上表面至該下表 塊高度連接該上表面至該下表面 至少三孔，由該上表面至該下 料，該三孔之至少一孔沿著該介 所有該孔中心不位於單一直線上 一孔相互間隔分開以達成類似於 一孔之傳統濾波器之帶通特徵， 各孔中心實質上位於單一直線上 導電材料，實質上覆蓋該下表 三孔内表面。 2 . 如申請專利範圍第1項之濾 料該上表面上導電材料之電極圖 之各孔至該至少三孔之鄰近一孔 3. 如申請專利範圍第1項之濾 三孔為配置在該塊介電材料該上 點。 4. 如申請專利範圍第3項之濾 該二孔為間隔分開’如此該孔其 他二孔中心之線之距離為大於該 以及小於其他二孔之間距離之一 5. 如申請專利範圍第1項之濾 孔，其中該至少四孔為配置在該 下表面、二相對側壁沿著 面以及二相對側壁沿著該 y 表面延伸穿過該塊介電材 電材料上表面定位，如此 ，該至少三孔為一孔與另 具有多於該至少三孔至少 其中該傳統濾波器該孔之 ；以及 面、側壁表面以及該至少 波器，尚包括該塊介電材 樣以電性耦合該至少三孔 〇 波器，其中該至少三孔之 表面上以顯現為三角形頂 波器，其中形成三角形之 中之一孔與連接該三孔其 其他二孔之間距離之一半 又二分之一。 波器，尚包括至少一第四 塊介電材料該上表面上以

   O:\65\65601.ptc 第13頁 494602 案號 89115777 f7年9月曰 修正 六、申請專利範圍 形成方形之角。 6. 如申請專利範圍第5項之濾波器，其中形成該方形第 一邊緣之該四孔之二孔中心之間之距離大於或是等於形成 該方形第二邊緣之該四孔之二孔中心之間之距離之一半， 以及小於或是等於形成該第二邊緣之該二孔中心之間之距 離之一又二分之一倍，該第二邊緣垂直於該第一邊緣。 7. 如申請專利範圍第1項之濾波器，其中該至少三孔為 配置在形成該介電材料該上表面寬度之至少二列中。 8. 如申請專利範圍第7項之濾波器，其中該至少二列之 鄰近列為相互偏移以及二鄰近列之鄰近孔中心之間之距離 大於或是等於單一列二鄰近孔中心之間之距離之一半以及 小於或是等於單一列二鄰近孔中心之間之距離之一又二分 之一 〇

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