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Dokumentenidentifikation DE60117307T2 02.11.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001128460
Titel Zweifachmodus-Bandpassfilter
Anmelder Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto, JP
Erfinder Okamura, Hisatake,c/o Intellectual Property D, Nagaokakyo-shi,Kyoto-fu 617-8555, JP;
Kanba, Seiji,c/o Intellectual Property Dep., Nagaokakyo-shi,Kyoto-fu 617-8555, JP;
Mizoguchi, Naoki,c/o Intellectual Property Dep., Nagaokakyo-shi,Kyoto-fu 617-8555, JP
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Aktenzeichen 60117307
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 18.01.2001
EP-Aktenzeichen 011010790
EP-Offenlegungsdatum 29.08.2001
EP date of grant 22.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.11.2006
IPC-Hauptklasse H01P 7/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01P 1/203(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zweimodenbandpassfilter zur Verwendung bei zum Beispiel einer Kommunikationsausrüstung, die in dem Bereich des Mikrowellenbandes bis zum Milliwellenband wirksam ist.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Herkömmlicherweise wurden unterschiedliche Typen von Zweimodenbandpassfiltern als ein Bandpassfilter zur Verwendung bei einem Hochfrequenzband vorgeschlagen, wie es in MINIATURE DUAL MODE MICROSTRIP FILTERS, J.A. Curtis und S.J. Fiedziuszko, 1991 IEE MTT-S Digest, usw. beschrieben ist.

Die 48 und 49 sind schematische Grundrissansichten, die jeweils herkömmliche Zweimodenbandpassfilter veranschaulichen.

Bei einem Bandpassfilter 200, das in 48 gezeigt ist, ist ein kreisförmiger leitfähiger Film 201 auf einem dielektrischen Substrat (nicht gezeigt) gebildet. Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 202 und 203 sind mit dem leitfähigen Film 201 gekoppelt, um einen Winkel von 90° miteinander zu bilden. Eine Stichleitung mit offener Spitze 204 ist auf dem leitfähigen Film 201 an der Position desselben gebildet, die einen Mittenwinkel von 45° mit der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltung 203 bildet. Dadurch sind zwei Resonanzmoden mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen gekoppelt. Somit ist das Bandpassfilter 200 konfiguriert, um als ein Zweimodenbandpassfilter wirksam zu sein.

Bei einem Zweimodenbandpassfilter 210, das in 49 gezeigt ist, ist ein im Wesentlichen quadratischer leitfähiger Film 211 auf einem dielektrischen Substrat gebildet. Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 212 und 213 sind mit dem leitfähigen Film 211 verbunden, um einen Winkel von 90° miteinander zu bilden. Die Ecke des leitfähigen Films 211 in der Position desselben, die einen Winkel von 135° bezüglich der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltung 213 bildet, ist weggeschnitten. Die Resonanzfrequenzen bei zwei Resonanzmoden werden durch das Bilden des geschnittenen Abschnitts 211a voneinander unterschiedlich gemacht, so dass die zwei Resonanzmoden miteinander gekoppelt sind. Somit kann das Bandpassfilter 210 als ein Zweimodenbandpassfilter betrieben werden.

Andererseits wurde ein Zweimodenbandpassfilter vorgeschlagen, das einen ringförmigen leitfähigen Film anstelle des kreisförmigen leitfähigen Films enthält (japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 9-139612 und Nummer 9-162610 usw.). Insbesondere ist ein Zweimodenfilter offenbart, bei dem eine ringförmige Ringübertragungsleitung verwendet wird, Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen angeordnet sind, um einen Mittenwinkel von 90° zu bilden, ähnlich dem Zweimodenbandpassfilter 200, das in 48 gezeigt ist, und eine Stichleitung mit offener Spitze in einem Teil der Ringübertragungsleitung bereitgestellt ist.

Außerdem offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 6-112701 ein Zweimodenbandpassfilter, das eine Ringübertragungsleitung verwendet, die der im Vorhergehenden erwähnten Übertragungsleitung ähnlich ist. Wie es in 50 gezeigt ist, ist bei dem Zweimodenfilter 221 ein Ringresonator gebildet, bei dem ein leitfähiger Ringfilm 222 auf einem dielektrischen Substrat gebildet ist. In diesem Fall sind vier Anschlüsse 223226 auf dem leitfähigen Ringfilm 222 gebildet, um einen Winkel von 90° miteinander bezüglich der Mitte des leitfähigen Ringfilms 222 zu bilden. Zwei der vier Anschlüsse, die an den Positionen angeordnet sind, die einen Winkel von 90° miteinander bezüglich der Mitte des leitfähigen Ringfilms bilden, sind mit Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 227 bzw. 228 verbunden. Die verbleibenden zwei Anschlüsse 225 und 226 sind über eine Rückkopplungsschaltung 230 miteinander verbunden.

Außerdem ist beschrieben, dass bei dem Ringresonator, der eine Streifenleitung aufweist und die im Vorhergehenden beschriebene Konfiguration aufweist, orthogonale Resonanzmoden, die nicht miteinander gekoppelt sind, erzeugt werden, und der Kopplungsgrad mittels der im Vorhergehenden erwähnten Rückkopplungsschaltung 230 gesteuert wird.

Bei den herkömmlichen Zweimodenbandpassfiltern, die in den 48 und 49 gezeigt sind, kann ein Zweistufenbandpassfilter durch ein Bilden einer leitfähigen Filmstruktur gebildet werden. Dementsprechend kann das Bandpassfilter miniaturisiert werden.

Die Zweimodenbandpassfilter weisen jedoch jedes die Konfiguration auf, bei der die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen, die voneinander durch einen bestimmten Winkel getrennt sind, miteinander in der kreisförmigen oder quadratischen leitfähigen Filmstruktur gekoppelt sind. Deshalb weisen die Zweimodenbandpassfilter den Nachteil auf, dass der Kopplungsgrad nicht gesteigert werden kann und ein breites Durchlassband nicht erreicht werden kann.

Bei dem Bandpassfilter, das in 48 gezeigt ist, ist der leitfähige Film 201 im Wesentlichen auf eine kreisförmige Form beschränkt. Bei dem Bandpassfilter, das in 49 gezeigt ist, ist der leitfähige Film 211 ebenfalls auf eine im Wesentlichen quadratische Form beschränkt. Es besteht das Problem, dass die Entwurfsflexibilität gering ist.

Zweimodenbandpassfilter 221, die einen derartigen Ringresonator verwenden, wie es in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nummern 9-139612 und 9-162610 beschrieben ist, haben das Problem, dass es schwierig ist, den Kopplungsgrad zu verbessern, und dass die Form und Größe des Ringresonators beschränkt sind.

Andererseits wird bei dem Zweimodenbandpassfilter 221, das in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 6-112701 beschrieben ist, der Kopplungsgrad gesteuert, und die Bandbreite kann unter Verwendung der Rückkopplungsschaltung 230 verbreitert werden. Bei dem Zweimodenfilter, das als die herkömmliche Technik beschrieben ist, ist jedoch die Rückkopplungsschaltung 230 erforderlich. Somit wird das Problem hervorgerufen, dass die Schaltungskonfiguration kompliziert wird. Außerdem sind problematischerweise die Form und Größe des Ringresonators auf eine Ringform beschränkt, so dass die Entwurfsflexibilität gering wird.

Die EP 0 571 777 A1 beschreibt einen Streifenzweimodenschleifenresonator, der eine schleifenförmige Streifenleitung aufweist, wobei ein Paar von geraden Streifenleitungen parallel angeordnet ist. Mikrowellen, die von einer Eingangsstreifenleitung zu der schleifenförmigen Streifenleitung übertragen werden, führen zu einer Reflexion der Mikrowelle in den geraden Streifenleitungen der schleifenförmigen Streifenleitung, um reflektierte Mikrowellen zu erzeugen, die in entgegengesetzte Richtungen zirkuliert werden. Danach werden die reflektierten Wellen in Resonanz gebracht und in Doppelmodus in der schleifenförmigen Streifenleitung gefiltert und an eine äußere Streifenleitung geliefert.

Die EP-A-0509636 offenbart einen Zweimodenmikrostreifenresonator, der bei dem Entwurf von Mikrowellenkommunikationsfiltern verwendbar ist. Der im Wesentlichen quadratische Resonator liefert Wege für ein Paar von orthogonalen Signalen, die miteinander unter Verwendung einer Störung, die in zumindest einer Ecke des Resonators angeordnet ist, gekoppelt sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Entwerfen eines Zweimodenbandpassfilters zu schaffen, das eine Miniaturisierung der Vorrichtung, eine Verbesserung des Kopplungsgrads, eine einfache Einstellung des Kopplungsgrads liefert, was die Realisierung eines breiten Durchlassbandes liefert und eine hohe Entwurfsflexibilität liefert.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung liefert ein Zweimodenbandpassfilter, das ein dielektrisches Substrat, das eine erste und eine zweite Hauptseite aufweist, einen Metallfilm, der eine Öffnung zum Koppeln von zwei Resonanzmoden aufweist und in der ersten Hauptseite des dielektrischen Substrats oder innerhalb des dielektrischen Substrats gebildet ist, zumindest eine Masseelektrode, die an der zweiten Hauptseite des dielektrischen Substrats oder innerhalb des dielektrischen Substrats gebildet ist, um dem Metallfilm durch eine dielektrische Schicht gegenüberzuliegen, und ein Paar von Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen aufweist, die mit unterschiedlichen Teilen des Metallfilms verbunden sind. Bei der im Vorhergehenden beschriebenen Konfiguration ist eine der zwei Resonanzmoden, d.h. eine, die parallel zu der imaginären Geraden ausgebreitet wird, die durch die Verbindungspunkte hindurchgeht, an denen ein Paar der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen mit dem Metallfilm verbunden sind, und die andere, die senkrecht zu der imaginären Linie ausgebreitet wird, durch die Öffnung so beeinflusst, dass die Resonanzfrequenz variiert wird. In anderen Worten ist die Öffnung gebildet, um einen Einfluss auf den Resonanzstrom von einer der Resonanzmoden auszuüben, wodurch die eine Resonanzmode mit der anderen Resonanzmode gekoppelt werden kann. Somit bewirkt die Öffnung, dass die zwei Resonanzmoden miteinander gekoppelt werden, und das Filter kann als ein Zweimodenbandpassfilter betrieben werden.

Bevorzugt weist die Öffnung eine Form auf, die eine Langgrößenrichtung und eine Kurzgrößenrichtung enthält.

Bevorzugt ist die Grundrissform der Öffnung auch ein Rechteck, eine Ellipse oder eine Form, die ein Rechteck oder eine Ellipse aufweist, wobei sich ein gebogener Teil derselben länglich in einer Richtung erstreckt, die die Langgrößenrichtung schneidet.

Außerdem ist die Grundrissform der Öffnung bevorzugt ein Rechteck, eine Raute, ein regelmäßiges Vieleck, ein Kreis oder eine Ellipse.

Mehrere Öffnungen können gebildet sein.

Bevorzugt ist der Metallfilm an der ersten Hauptseite des dielektrischen Substrats gebildet, und die Masseelektrode ist an der zweiten Hauptseite gebildet.

Bevorzugt ist der Metallfilm auch auf einem Höhenniveau innerhalb des dielektrischen Substrats gebildet, und die Masseelektroden sind an der ersten und der zweiten Hauptseite des dielektrischen Substrats gebildet, wodurch das Bandpassfilter eine Dreiplattenstruktur aufweist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine schematische Grundrissansicht, die den Hauptteil des Zweimodenbandpassfilters des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

3 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

4 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika eines Resonators zeigt, der durch ein Bilden eines rechteckigen Metallfilms, der keine Öffnung aufweist, an einem dielektrischen Substrat erzeugt wird;

5 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika eines Zweimodenbandpassfilters zeigt, das bei einem konkreten experimentellen Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels gebildet ist, bei dem die Größe des Metallfilms 15 × 7 mm beträgt, die Länge einer Öffnung 6 mm beträgt, und die Breite der Öffnung 0,2 mm beträgt;

6 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters zeigt, das bei dem konkreten experimentellen Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels gebildet ist, bei dem die Größe des Metallfilms 15 × 7 mm beträgt, die Länge der Öffnung 8 mm beträgt, und die Breite der Öffnung 0,2 mm beträgt;

7 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters zeigt, das bei dem konkreten experimentellen Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels gebildet ist, bei dem die Größe des Metallfilms 15 × 7 mm beträgt, die Länge der Öffnung 10 mm beträgt, und die Breite der Öffnung 0,2 mm beträgt;

8 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters zeigt, das bei dem konkreten experimentellen Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels gebildet ist, bei dem die Größe des Metallfilms 15 × 7 mm beträgt, die Länge der Öffnung 12 mm beträgt, und die Breite der Öffnung 0,2 mm beträgt;

9 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters zeigt, das bei einem konkreten experimentellen Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels gebildet ist, bei dem die Größe des Metallfilms 15 × 7 mm beträgt, die Länge der Öffnung 13,5 mm beträgt, und die Breite der Öffnung 0,2 mm beträgt;

10A ist eine Querschnittsansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem ersten Modifizierungsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels;

10B ist eine schematische Grundrissansicht, die den Hauptteil eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem zweiten Modifizierungsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

11 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des zweiten Beispiels des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

12 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem dritten Modifizierungsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels;

13 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristik des Zweimodenbandpassfilters des dritten Modifizierungsbeispiels des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

14 ist eine perspektivische Ansicht, die das Erscheinungsbild eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

15 ist eine schematische Grundrissansicht, die den Hauptteil des Zweimodenbandpassfilters des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;

16 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;

17 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem ersten Modifizierungsbeispiel des zweiten Beispiels;

18 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des ersten Modifizierungsbeispiels des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;

19 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

20 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des dritten Ausführungsbeispiels zeigt;

21 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

22 zeigt die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des vierten Ausführungsbeispiels;

23 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem ersten Modifizierungsbeispiel des vierten Ausführungsbeispiels;

24 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des ersten Modifizierungsbeispiels des vierten Ausführungsbeispiels zeigt;

25 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem zweiten Modifizierungsbeispiel des vierten Ausführungsbeispiels;

26 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des zweiten Modifizierungsbeispiels des vierten Ausführungsbeispiels zeigt;

27 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem dritten Modifizierungsbeispiel des vierten Ausführungsbeispiels;

28 zeigt die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des dritten Modifizierungsbeispiels des vierten Ausführungsbeispiels;

29 ist eine perspektivische Ansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

30 ist eine schematische Grundrissansicht, die den Hauptteil des Duals des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;

31 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;

32 ist eine schematische Grundrissansicht, die ein Zweimodenbandpassfilter gemäß einem ersten Modifizierungsbeispiel des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;

33 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des ersten Modifizierungsbeispiels des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;

34 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem zweiten Modifizierungsbeispiel des fünften Ausführungsbeispiels;

35 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des zweiten Modifizierungsbeispiels des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;

36 ist eine perspektivische Ansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

37 ist eine schematische Grundrissansicht, die den Hauptteil des Zweimodenbandpassfilters des sechsten Ausführungsbeispiels zeigt;

38 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des sechsten Ausführungsbeispiels zeigt;

39 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem ersten Modifizierungsbeispiel des sechsten Ausführungsbeispiels;

40 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des ersten Modifizierungsbeispiels des sechsten Ausführungsbeispiels zeigt;

41 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem zweiten Modifizierungsbeispiel des sechsten Ausführungsbeispiels;

42 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des zweiten Modifizierungsbeispiels des sechsten Ausführungsbeispiels zeigt;

43 ist eine perspektivische Ansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

44 ist eine schematische Grundrissansicht, die den Hauptteil des Zweimodenbandpassfilters des siebten Ausführungsbeispiels zeigt;

45 zeigt die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des siebten Ausführungsbeispiels;

46 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem ersten Modifizierungsbeispiel des siebten Ausführungsbeispiels;

47 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des ersten Modifizierungsbeispiels des siebten Ausführungsbeispiels zeigt;

48 ist eine schematische Grundrissansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Zweimodenbandpassfilters zeigt;

49 ist eine schematische Grundrissansicht, die ein weiteres Beispiel des herkömmlichen Zweimodenbandpassfilters zeigt; und

50 ist eine schematische Grundrissansicht, die ein weiteres Beispiel des herkömmlichen Zweimodenbandpassfilters zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im Folgenden werden konkrete Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, um die vorliegende Erfindung verständlicher zu machen.

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine schematische Grundrissansicht des Zweimodenbandpassfilters;

Ein Zweimodenbandpassfilter 1 enthält ein rechteckiges dielektrisches Schichtsubstrat 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das dielektrische Substrat 2 aus einem Fluorharz hergestellt, das eine dielektrische Konstante &egr;r von 2,58 aufweist. Es können jedoch bei diesem und im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen als dielektrische Materialien zum Bilden des dielektrischen Substrats geeignete dielektrische Materialien, wie zum Beispiel Keramik vom Typ BaO-Al2O3-SiO2 oder dergleichen, zusätzlich zu dem Fluorharz verwendet werden.

Die Dicke des im Vorhergehenden beschriebenen dielektrischen Substrats 2 weist keine bestimmten Beschränkungen auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Dicke auf 350 &mgr;m festgelegt.

Ein Metallfilm 3 ist an der oberen Seite 2a des dielektrischen Substrats 2 gebildet, um einen Resonator zu erzeugen. Der Metallfilm 3 ist in einem Teilbereich auf dem dielektrischen Substrat 2 gebildet und nimmt bei diesem Ausführungsbeispiel eine rechteckige Form mit langen und kurzen Seiten an. Eine Öffnung 3a ist in dem Metallfilm 3 gebildet. Die Öffnung 3a weist eine rechteckige ebene Form auf, die derjenigen des Metallfilms 3a ähnlich ist. Die Längsrichtung (Langseitenrichtung) der Öffnung 3a ist zu der longitudinalen Richtung, nämlich der Langseitenrichtung, des Metallfilms 3 parallel.

Die Länge W jeder langen Seite des Metallfilms 3 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 15 mm, und die Länge L jeder kurzen Seite beträgt 7 mm. Für die Öffnung 3a beträgt die Länge w jeder langen Seite 13, 5 mm, und die Länge l jeder kurzen Seite beträgt 0,2 mm. Die Dimensionen des Metallfilms 3 und der Öffnung 3a sind jedoch nicht auf die oben genannten Werte beschränkt. Die Formen des Metallfilms 3 und der Öffnung 3a können entsprechend einer gewünschten Mittenfrequenz und Bandbreite modifiziert werden.

Andererseits ist eine Masseelektrode 4 auf der gesamten unteren Seite des dielektrischen Substrats 2 gebildet.

Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 sind jeweils mit einer der langen Seiten 3b des Metallfilms 3 verbunden. Die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6, die nicht auf die in 1 gezeigten Positionen beschränkt sind, können in geeigneten Positionen an dem Metallfilm 3 angeschlossen sein, vorausgesetzt, dass sich die Positionen an dem Metallfilm 3 voneinander unterscheiden.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter dieses Ausführungsbeispiels wird eine Eingangsspannung zwischen einer der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 und der Masseelektrode 4 angelegt, wodurch eine vorbestimmte Ausgangsleistung zwischen der anderen Schaltung der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 und der Masseelektrode 4 ausgegeben wird. In diesem Fall sind die zwei Resonanzmoden miteinander gekoppelt, da der Metallfilm 3 eine rechteckige Form aufweist und die Öffnung 3a gebildet ist. Somit ist dieses Filter als ein Zweimodenbandpassfilter wirksam. 3 zeigt die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters 1 dieses Ausführungsbeispiels.

In 3 ist die Reflexionscharakteristik durch eine durchgezogene Linie A dargestellt, und die Übertragungscharakteristik ist durch eine gestrichelte Linie B ausgeführt (im Folgenden werden diese Charakteristika auf die gleiche Weise dargestellt). Wie es in 3 ersichtlich ist, ist ein Bandpassfilter gebildet, bei dem das Band, das durch Pfeil C angezeigt ist, als ein Übertragungsband verwendet wird.

Insbesondere ist es ersichtlich, dass bei dem Zweimodenbandpassfilter dieses Ausführungsbeispiels die zwei Resonanzmoden aufgrund der Öffnung 3a, die in dem Metallfilm 3 gebildet ist, miteinander gekoppelt sind, wodurch Charakteristika erhalten werden können, die für das Zweimodenbandpassfilter geeignet sind.

Durch ein Verändern der Form des Metallfilms 3 bei der im Vorhergehenden beschriebenen Konfiguration können verschiedene Resonanzcharakteristika der zwei Moden erhalten werden. Dies wird unter Bezugnahme auf ein konkretes experimentelles Beispiel beschrieben.

Metallfilme 3, die aus Kupfer hergestellt sind, eine rechteckige ebene Form aufweisen und die Öffnung 3a beseitigen, die unterschiedliche Größen aufwiesen, wie es in Tabelle 1 aufgelistet ist, wurden an dem dielektrischen Substrat gebildet. Dadurch wurden vier Resonatortypen hergestellt. In TABELLE 1 stellt das Bezugszeichen W die Länge einer langen Seite des Metallfilms 3 dar, und das Bezugszeichen L stellt die Länge einer kurzen Seite desselben dar.

Als Resonanzmoden, die auf den Resonatoren basieren, die diese Metallfilme aufweisen, sind die folgenden zwei Moden wahrscheinlich. Eine erste Resonanzmode ist eine &lgr;/2-Resonanzmode (Resonanzfrequenz fr1), deren Resonatorlänge die Länge in der Langseitenrichtung des Metallfilms 3 ist. Eine zweite Resonanzmode ist eine &lgr;/2-Resonanzmode (Resonanzfrequenz fr2), deren Resonatorlänge die Länge in der Kurzseitenrichtung des Metallfilms 3 ist.

Die Messungen und Berechnungswerte der Resonanzfrequenzen fr1 und fr2 sind in der folgenden TABELLE 1 aufgelistet.

Die Frequenzcharakteristik des Metallfilms 3 mit W × L = 15 × 13 mm, bei Beseitigung der Öffnung, ist als ein typisches Beispiel in 4 veranschaulicht.

Wie es in TABELLE 1 zu sehen ist, fallen die Messungen und die Berechnungswerte im Wesentlichen miteinander zusammen. Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Ergebnissen ist es ersichtlich, dass der Resonator, der unter Verwendung des rechteckigen Metallfilms 3 gebildet ist, zwei Resonanzmoden aufweist, d.h. eine Resonanzmode ist eine &lgr;/2-Resonanz, bei der die Resonatorlänge die Länge W einer langen Seite des Metallfilms 3 ist, und die andere Resonanzmode ist eine &lgr;/2-Resonanz, bei der die Resonatorlänge die Länge einer kurzen Seite des Metallfilms 3 ist.

Im Folgenden wird beschrieben, dass durch ein Bilden der Öffnung 3a in dem rechteckigen Metallfilm 3 die im Vorhergehenden erwähnten zwei Resonanzmoden gekoppelt werden können, wodurch ein Zweimodenbandpassfilter erhalten werden kann.

Fünf Typen von Resonatoren wurden hergestellt, bei denen Öffnungen 3a mit einer Breite l von 0,2 mm und Längen W von 6, 8, 10, 12 und 13, 5 mm in einem Resonator gebildet wurden, der den rechteckigen Metallfilm 3 mit einer Größe W × L von 15 × 7 mm enthielt, der in dem vorherigen experimentellen Beispiel hergestellt wurde.

Die 5 bis 9 zeigen die Frequenzcharakteristika der fünf Typen der Resonatoren.

Wie es in den 5 bis 9 ersichtlich ist, gilt, dass sich die Resonanzfrequenz fr2 der zweiten Resonanzmode umso mehr zu der Niederfrequenzseite verschiebt, je größer die Länge W der Öffnung 3a wird. Außerdem werden, wie es in 9 zu sehen ist, wenn die Resonanzfrequenz fr2 niedriger als die Resonanzfrequenz fr1 wird, die Resonanzfrequenzen fr1 und fr2 miteinander gekoppelt, wodurch ein Bandpassfilter gebildet wird.

Vermutlich wird bei dem Zweimodenbandpassfilter dieses Ausführungsbeispiels der Resonanzstrom bei der Resonanzmode, die in der Kurzseitenrichtung ausgebreitet wird, in der Öffnung 3a teilweise unterbrochen, so dass der Resonanzstrom wirksam ist, als ob eine Induktivität hinzugefügt würde, und deshalb wird die Resonanzfrequenz fr2 bei der Resonanzmode, die in der Kurzseitenrichtung ausgebreitet wird, verringert. In anderen Worten fließen bei dem Zweimodenbandpassfilter dieses Ausführungsbeispiels die jeweiligen Resonanzströme bei den zwei Resonanzmoden in dem rechteckigen Metallfilm unterschiedlich voneinander. Dementsprechend ist die Öffnung 3a zum Zweck eines Koppelns der zwei Resonanzmoden, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, auf eine solche Weise gebildet, dass die Resonanzfrequenz bei einer der Resonanzmoden der Resonanzfrequenz bei der anderen Resonanzmode nahekommt.

Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, ist die Öffnung 3a auf eine solche Weise gebildet, dass die zwei Resonanzmoden miteinander gekoppelt werden können. Das heißt, wenn der Resonator, der den rechteckigen Metallfilm 3 aufweist, verwendet wird, ist die Längsrichtung der Öffnung 3a entlang der Langseitenrichtung des Metallfilms 3 bereitgestellt, und außerdem wird die Größe in der Breitenrichtung der Öffnung 3a so ausgewählt, dass die Resonanzfrequenz bei der Resonanzmode, die in der Kurzseitenrichtung des Metallfilms 3 ausgebreitet wird, verringert wird, um der Resonanzfrequenz bei der Resonanzmode, die in der Langseitenrichtung der Öffnung 3a ausgebreitet wird, nahezukommen.

Dementsprechend kann, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, das Filter als ein Zweimodenbandpassfilter betrieben werden, und außerdem kann der Kopplungsgrad frei und erheblich durch ein Einstellen der Größe der Öffnung 3a gesteuert werden.

10A ist eine Querschnittsansicht eines ersten Modifizierungsbeispiels des Zweimodenbandpassfilters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Metallfilm 3 an der oberen Seite des dielektrischen Substrats 2 gebildet. Bei dem Zweimodenbandpassfilter des ersten Modifizierungsbeispiels, das in 10A gezeigt ist, ist der Metallfilm 3, der die Öffnung 3a aufweist, innerhalb des dielektrischen Substrats 2 gebildet. Die ebene Form des Metallfilms 3 ist derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich.

Außerdem sind Masseelektroden 4 und 4 auf der gesamten oberen und unteren Seite des dielektrischen Substrats 1 gebildet. Dementsprechend weist das Zweimodenbandpassfilter dieses Modifizierungsbeispiels eine Dreiplattenstruktur auf. Somit kann das Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung die Dreiplattenstruktur aufweisen.

Es ist nicht notwendig, die Masseelektroden 4 auf den gesamten Seiten des dielektrischen Substrats 2 zu bilden, vorausgesetzt, dass die Masseelektroden 4 einander durch den Metallfilm 3 und das dielektrische Substrat 2 oder durch einen Teil der Schichten des dielektrischen Substrats 2 gegenüberliegen. Außerdem können die Masseelektroden 4 in Form von internen Elektroden in der Höhenmitte des dielektrischen Substrats 2 gebildet sein.

10B ist eine schematische Grundrissansicht eines zweiten Modifizierungsbeispiels des Zweimodenbandpassfilters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter 1 des ersten Ausführungsbeispiels sind die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 mit einer der langen Seiten des rechteckigen Metallfilms 3 verbunden. Die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 sind jedoch, wie es in 10B gezeigt ist, mit der ersten bzw. der zweiten langen Seite 3b bzw. 3c verbunden. Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels.

11 zeigt die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters dieses Modifizierungsbeispiels, das die gleiche Konfiguration wie das Zweimodenbandpassfilter 1 des ersten Ausführungsbeispiels aufweist, mit der Ausnahme, dass sich die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 dieses Modifizierungsbeispiels von denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden. Wie es in 11 zu sehen ist, können bei diesem Modifizierungsbeispiel Charakteristika erhalten werden, die für ein Bandpassfilter geeignet sind, das in einem Hochfrequenzband betrieben werden soll. Insbesondere ist durch ein Vergleichen von 3 mit 11 ersichtlich, dass die Bandbreite durch ein Verändern der Verbindungspunktpositionen der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 erheblich variiert werden kann. Das heißt, der Anpassungsbetrag der Bandbreite und der Entwurfsflexibilität kann vergrößert werden.

12 ist eine schematische Grundrissansicht eines dritten Modifizierungsbeispiels des Zweimodenbandpassfilters des ersten Ausführungsbeispiels. Bei diesem Modifizierungsbeispiel ist, was den Metallfilm 3 anbetrifft, die Länge einer langen Seite auf 15 mm festgelegt, und diejenige einer kurzen Seite ist auf 13 mm festgelegt. In anderen Hinsichten ist das Bandpassfilter dieses Modifizierungsbeispiels ähnlich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels konfiguriert.

13 zeigt die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des zweiten Modifizierungsbeispiels. Wie es beim Vergleich von 3 mit 13 ersichtlich ist, kann die Bandbreite durch ein Verändern der Länge der kurzen Seite des Metallfilms 3 variiert werden.

14 ist eine perspektivische Ansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 15 ist eine schematische Grundrissansicht, die den Hauptteil des Zweimodenbandpassfilters zeigt.

Das Zweimodenbandpassfilter 11 des zweiten Ausführungsbeispiels ist ähnlich auf die gleiche Weise wie dasjenige des ersten Ausführungsbeispiels konfiguriert, mit der Ausnahme, dass die Form eines Metallfilms 13, der an der oberen Seite des dielektrischen Substrats 2 gebildet ist, sich von derjenigen des Metallfilms des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet. Dementsprechend sind ähnliche Teile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf die wiederholte Beschreibung wird verzichtet.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung ist die Form des Metallfilms, der einen Resonator bildet, nicht auf ein Rechteck beschränkt. Das heißt, wie es in 14 gezeigt ist, die Umfangskante kann einen willkürlich Umriss aufweisen, das heißt dieselbe kann einen optionalen Umriss aufweisen. Auch in diesem Fall kann durch ein Bilden einer Öffnung 13a in dem Metallfilm 13, der eine optionale Form aufweist, und ein Verbinden der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 mit zwei Teilen des Metallfilms 13 ein Zweimodenbandpassfilter gebildet werden.

Ein konkretes experimentelles Beispiel und die Frequenzcharakteristik des Zweimodenbandpassfilters 11 werden beschrieben. Das dielektrische Substrat 2 ist aus dem gleichen Material hergestellt und weist die gleiche Dicke auf wie dasjenige des ersten Ausführungsbeispiels. Außerdem wurde der Metallfilm 13, der aus einem Kupferfilm mit einer Dicke von 18 &mgr;m hergestellt ist und eine optionale Form mit einem maximalen Durchmesser von 15 mm aufweist, hergestellt. Eine Masseelektrode wurde an der unteren Seite des dielektrischen Substrats 2 ähnlich derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gebildet.

Unter Bezugnahme auf die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 sind zwei optionale Punkte in dem Umfang des Metallfilms 13 ausgewählt, wie es in den 14 und 15 gezeigt ist. Die Öffnung 13a ist gebildet, um parallel zu der Geraden zu sein, die durch die zwei Punkte hindurchgeht.

16 zeigt die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters des zweiten Ausführungsbeispiels.

Wie es in 16 ersichtlich ist, sind zwei Resonanzmoden miteinander gekoppelt, wodurch eine Frequenzcharakteristik erhalten werden kann, die für ein Zweimodenbandpassfilter geeignet ist. Das heißt, selbst wenn die Form des Metallfilms 13 optional ist, kann das Filter als ein Zweimodenbandpassfilter ähnlich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels betrieben werden, indem die Länge der rechteckigen Öffnung 13a angepasst wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Form des Metallfilms 13 optional, und außerdem sind die Positionsbeziehungen der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 zu dem Metallfilm 13 optional. Das heißt, es ist nicht notwendig, dass die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 angeordnet sind, um einen Winkel von 90° miteinander bezüglich der Mitte des Metallfilms 13 zu bilden.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter 11 des zweiten Ausführungsbeispiels weist die Öffnung 13a eine rechteckige Form auf, bei der die Länge einer langen Seite 11,5 mm beträgt und die Länge einer kurzen Seite 0,2 mm beträgt. Die Form und Größe der Öffnung 13a sind nicht auf die oben genannte Form und die genannten Werte beschränkt. Wie es in der Beschreibung des ersten Beispiels zu sehen ist, ist die Öffnung bei dem Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung gebildet, um zwei Resonanzmoden zu koppeln. In diesem Fall unterscheiden sich die Resonanzfrequenzen der zwei Resonanzmoden voneinander, abhängig von der Form des Metallfilms und den Positionen der Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6. Deshalb werden die Form und die Größe der Öffnung 13a zum Koppeln der zwei Moden entsprechend der im Vorhergehenden erwähnten Form und den erwähnten Positionen verändert.

Das heißt, die Form und Größe der Öffnung 13a bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind verschieden, abhängig von der Form und Größe des Metallfilms 14 und den Positionen der Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6. Deshalb können die Form und Größe der Öffnung 13a konkret entsprechend der im Vorhergehenden erwähnten Form und den Positionen bestimmt werden.

Wie es jedoch bei der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels zu sehen ist, ist die Öffnung 13a gebildet, um parallel zu der imaginären Gerade zu sein, die durch die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 hindurchgeht. Die Öffnung 13a stört den Resonanzstrom, der durch die Resonanz verursacht wird, die sich in der senkrechten Richtung zu der imaginären Gerade ausbreitet, die durch die im Vorhergehenden erwähnten Verbindungspunkte hindurchgeht, wodurch die zwei Resonanzmoden gekoppelt werden. Dementsprechend können, wie es bei dem experimentellen Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels zu sehen ist, die zwei Resonanzmoden sicher durch ein Anpassen der Größe in der Längsrichtung der Öffnung 13a gekoppelt werden, vorausgesetzt, dass zwei optionale Punkte in dem Umfang des Metallfilms 13 als die Verbindungspunkte ausgewählt sind, und die Öffnung 13a parallel zu der Geraden gebildet ist, die durch die zwei Punkte hindurchgeht. In anderen Worten ist die Öffnung 13a so gebildet, dass sich die Längsrichtung der Öffnung 13a parallel zu der imaginären Gerade befindet, die durch die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen hindurchgeht. Außerdem ist die Länge der Öffnung 13a so ausgewählt, dass die zwei Resonanzmoden, die durch die Form des Metallfilms 13 hervorgerufen werden, gekoppelt werden können.

17 ist eine schematische Grundrissansicht eines ersten Modifizierungsbeispiels des Zweimodenbandpassfilters 11 des zweiten Ausführungsbeispiels. Bei diese Modifizierungsbeispiel sind der Metallfilm 13 und die Öffnung 13a, die die gleiche Form und Größe des zweiten Ausführungsbeispiels aufweist, gebildet. Die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 dieses Modifizierungsbeispiels unterscheiden sich jedoch von denjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels. Das heißt, die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 sind in den Positionen, die einander gegenüber liegen, an der äußeren Seite des Teils des Metallfilms 13, wo die Öffnung 13a gebildet ist, in der senkrechten Richtung zu der Längsrichtung der Öffnung 13a angeordnet. Die andere Konfiguration ist derjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels ähnlich.

18 zeigt die Frequenzcharakteristik des Zweimodenbandpassfilters des im Vorhergehenden beschriebenen Modifizierungsbeispiels.

Durch ein Vergleichen von 16 mit 18 ist ersichtlich, dass die Bandbreite des Bandpassfilters des zweiten Ausführungsbeispiels 1.390 MHz beträgt und die Bandbreite des Bandpassfilters des ersten Modifizierungsbeispiels 490 MHz beträgt. Das heißt, die Bandbreiten sind gleich 20 % bzw. 6,5 % der Mittenfrequenzen der Bandpassfilter. Somit ist ersichtlich, dass durch ein Verändern der Positionen der Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 die Bandbreite variiert werden kann und der Kopplungsgrad verändert werden kann.

19 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei einem Zweimodenbandpassfilter 21 des dritten Ausführungsbeispiels nimmt ein Metallfilm 23, der einen Resonator bildet, eine kreisförmige Form an. Eine rechteckige Öffnung 23a ist in dem Metallfilm 23 gebildet. Es ist nicht nötig, dass die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 in solchen Positionen bereitgestellt sind, dass dieselben einen Mittenwinkel von 90° bezüglich des kreisförmigen Metallfilms 23 bilden.

20 zeigt die Frequenzcharakteristik des Bandpassfilters des dritten Ausführungsbeispiels, das in 19 gezeigt ist. Die Charakteristik, die in 20 gezeigt ist, wird erhalten, wenn der kreisförmige Metallfilm 23 einen Durchmesser von 15 mm aufweist und eine rechteckige Öffnung 23a mit der Länge einer langen Seite von 5 mm und der Länge einer kurzen Seite von 0,2 mm an einer Position gebildet ist, die von der Mitte des Metallfilms 23 verschoben ist. Die anderen Größen sind die gleichen wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels.

Wie es in 20 zu sehen ist, kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel ein Zweimodenbandpassfilter auch durch ein Verwenden des kreisförmigen Metallfilms 23 und ein Bilden der Öffnung 23a gebildet werden. Insbesondere wird bei dem Fall, bei dem der Metallfilm kreisförmig ist und die rechteckige Öffnung 23a so gebildet ist, dass die Längsrichtung einer langen Seite der Öffnung 23a im Wesentlichen parallel zu der imaginären Linie ist, die durch die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 hindurchgeht, der Resonanzstrom bei der Resonanzmode, die in der senkrechten Richtung zu der imaginären Linie ausgebreitet wird, nicht der Resonanzstrom bei der Resonanzmode, die im Wesentlichen parallel zu der imaginären Linie ausgebreitet wird, durch die Öffnung 23a beeinflusst, obwohl ein Kreis eine isotrope Form aufweist, wodurch die zwei Resonanzmoden gekoppelt werden, um ein Zweimodenbandpassfilter zu bilden.

21 ist eine schematische Grundrissansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Zweimodenbandpassfilter des vierten Ausführungsbeispiels weist ein Metallfilm 33, der einen Resonator bildet, eine quadratische Form auf. Eine rechteckige Öffnung 33a ist in dem Metallfilm 33 gebildet. Die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 sind mit zwei Punkten in dem Umfang des Metallfilms 33 verbunden. Es ist nicht nötig, dass die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 positioniert sind, um einen Mittenwinkel von 90° bezüglich der Mitte des quadratischen Metallfilms 33 zu bilden.

22 zeigt die Frequenzcharakteristika des Bandpassfilters des vierten Ausführungsbeispiels, das in 21 gezeigt ist. Die Charakteristika, die in 22 gezeigt sind, werden erhalten, wenn die Seitenlänge des quadratischen Metallfilms 33 15 mm beträgt und die Öffnung 33a mit der Länge einer langen Seite von 6 mm und derjenigen einer kurzen Seite von 0,2 mm in dem quadratischen Metallfilm 33 an einer Position gebildet ist, die von der Mitte des rechteckigen Metallfilms 33 verschoben ist. Die anderen Größen sind die gleichen wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels.

Wie es in 22 zu sehen ist, kann auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel ein Zweimodenbandpassfilter durch die Verwendung des quadratischen Metallfilms 33 gebildet werden, was der Bildung der Öffnung 33a zugeschrieben ist.

23 ist eine schematische Grundrissansicht eines ersten Modifizierungsbeispiels des Zweimodenbandpassfilters des vierten Ausführungsbeispiels. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist eine Öffnung 33a gebildet. Es können jedoch mehrere Öffnungen 33a und 33b gebildet sein, wie es in 23 gezeigt ist. 24 zeigt die Frequenzcharakteristik eines Modifizierungsbeispiels des Bandpassfilters, das in 23 gezeigt ist. Die Öffnung 33b weist die gleiche Größe wie die Öffnung 33a auf. Die Öffnungen 33a und 33b sind parallel zueinander mit einem Abstand von 2 mm angeordnet. Die anderen Größen sind die gleichen wie diejenigen des vierten Ausführungsbeispiels.

25 ist eine schematische Grundrissansicht eines zweiten Modifizierungsbeispiels des Bandpassfilters des vierten Ausführungsbeispiels. 26 zeigt die Frequenzcharakteristik. Bei dem Zweimodenbandpassfilter des zweiten Modifizierungsbeispiels ist eine Öffnung 33c in einem Metallfilm 33 gebildet. Die Öffnung 33c weist gebogene Teile 33c1 und 33c1 auf, die in der senkrechten Richtung zu der Längsrichtung der Öffnung 33a (viertes Ausführungsbeispiel) an beiden Enden derselben gebogen sind. 26 zeigt die Frequenzcharakteristika, die erhalten werden, wenn die Länge jedes gebogenen Teils auf 0,7 mm festgelegt ist.

Wie es in den 25 und 26 zu sehen ist, ist die Öffnung 33a nicht auf eine rechteckige Form beschränkt und kann die Form annehmen, bei der die im Vorhergehenden erwähnten gebogenen Teile 33c1 und 33c1 an beiden Enden eines Rechtecks bereitgestellt sind.

27 ist eine schematische Grundrissansicht eines dritten Modifizierungsbeispiels des Zweimodenbandpassfilters des vierten Ausführungsbeispiels. 28 zeigt die Frequenzcharakteristika desselben. Bei dem Zweimodenbandpassfilter des dritten Modifizierungsbeispiels ist eine kreuzförmige Öffnung 33d in dem Metallfilm 33 gebildet. Die Form der kreuzförmigen Öffnung 33d entspricht zwei rechteckigen Öffnungen, die in einem rechten Winkel gekreuzt sind, wobei eine rechteckige Öffnung derselben eine Langseitenlänge von 7 mm und eine Kurzseitenlänge von 0,2 mm aufweist, wobei die andere rechteckige Öffnung eine Langseitenlänge von 4 mm und eine Kurzseitenlänge von 0,2 mm aufweist. Wie es in den 27 und 28 zu sehen ist, kann bei dem Fall, bei dem die kreuzförmige Öffnung 33d gebildet ist, auch ein Zweimodenbandpassfilter ähnlich dem vierten Ausführungsbeispiel gebildet werden.

Wie es bei dem ersten bis zu dem dritten Modifizierungsbeispiel des vierten Ausführungsbeispiels ersichtlich ist, können bei dem Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung mehrere Öffnungen bereitgestellt sein, und es kann nicht nur eine rechteckige Öffnung, sondern auch eine Öffnung, die gebogene Teile aufweist, und außerdem eine kreuzförmige Öffnung verwendet werden. Das heißt, die Form der Öffnung weist keine speziellen Beschränkungen auf. Zusätzlich zu den im Vorhergehenden erwähnten unterschiedlichen Formtypen, wie z. B. Rechtecken und verformten Rechtecken, können optional Ellipsen, Kreise usw. verwendet werden. Außerdem sind Formen, wie z. B. Ellipsen oder dergleichen, ausschließlich Rechtecke, die gebogene Teile aufweisen, die damit verbunden sind, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, verfügbar. Ein Filter, das eine beliebige der oben genannten Öffnungen enthält, kann als ein Zweimodenbandpassfilter betrieben werden, indem die Form und Größe der Öffnung angepasst wird, ähnlich dem Filter von jedem des ersten bis vierten Ausführungsbeispiels. Es ist erwünscht, dass die Öffnung eine symmetrische Form in der Resonanzrichtung von zumindest einer der zwei Resonanzmoden aufweist.

29 ist eine perspektivische Ansicht eines Zweimodenbandpassfilters gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 30 ist eine schematische Grundrissansicht, die den Hauptteil des Bandpassfilters zeigt. 31 zeigt die Frequenzcharakteristika des Bandpassfilters.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter 41 des fünften Ausführungsbeispiels ist ein Metallfilm 43, der einen Resonator bildet, gebildet, um eine dreieckige Form aufzuweisen. In den anderen Hinsichten ist das Zweimodenbandpassfilter 41 demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich.

Eine Masseelektrode 4 ist an dem gleichen dielektrischen Substrat 2 wie demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gebildet. Der gleichseitig dreieckige Metallfilm 43 mit der Länge einer Seite von 21 mm ist gebildet. Es ist eine Öffnung 43a mit der Länge eine langen Seite von 10 mm und derjenigen einer kurzen Seite von 0,2 mm gebildet. Die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 sind mit den unterschiedlichen Seiten des Metallfilms 43 an den Positionen desselben verbunden, die von der Öffnung 43a verschoben sind. Die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 sind nicht auf die Verbindungspunkte beschränkt, die in den 29 und 30 gezeigt sind. Das heißt, es ist nicht nötig, dass die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 so angeordnet sind, dass die Verbindungspunkte einen Mittenwinkel von 90° bezüglich der Mitte des Metallfilms 43 bilden. Somit kann die Entwurfsflexibilität erhöht werden.

Wie es in 31 gezeigt ist, kann das Filter in dem Fall, dass der Metallfilm 43 die gleichseitig dreieckige Form aufweist, ebenfalls als ein Zweimodenbandpassfilter ähnlich dem Bandpassfilter von jedem des ersten bis vierten Ausführungsbeispiels betrieben werden.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel weist der Metallfilm 43 ein gleichseitiges Dreieck auf. Es ist nicht nötig, dass die Form des Metallfilms 43 ein gleichseitiges Dreieck ist. Der Metallfilm 43 kann in einem optionalen gleichschenkligen Dreieck gebildet sein.

32 ist eine schematische Grundrissansicht eines ersten Modifizierungsbeispiels des Zweimodenbandpassfilters des fünften Beispiels. 33 zeigt die Frequenzcharakteristika des Modifizierungsbeispiels. Das Zweimodenbandpassfilter des ersten Modifizierungsbeispiels ist auf die gleiche Weise wie dasjenige des fünften Ausführungsbeispiels gebildet, mit der Ausnahme, dass die Grundrissform des Metallfilms 43 das rechtwinklige gleichschenklige Dreieck ist, bei dem der Scheitelwinkel 90° beträgt und die Länge der Basis 21 mm beträgt. Wie es in 32 und 33 zu sehen ist, kann bei der Verwendung des Metallfilms 43, der das rechtwinklige Dreieck aufweist, das Bandpassfilter als ein Zweimodenbandpassfilter betrieben werden, indem eine Öffnung 43a gebildet wird und die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 mit zwei Teilen des Metallfilms 43 verbunden werden.

34 ist eine schematische Grundrissansicht, die ein zweites Modifizierungsbeispiel des Zweimodenbandpassfilters des fünften Ausführungsbeispiels zeigt. 35 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Bandpassfilters zeigt.

Bei dem zweiten Modifizierungsbeispiel ist der Metallfilm 43, der eine gleichschenklige dreieckige Form aufweist, bei der der Scheitelwinkel 120° beträgt und die Basislänge 21 mm beträgt, gebildet. In den anderen Hinsichten ist das Bandpassfilter das gleiche wie dasjenige des fünften Ausführungsbeispiels. Wie es in den 34 und 35 zu sehen ist, kann das Filter bei dem zweiten Modifizierungsbeispiel ebenfalls als ein Zweimodenbandpassfilter betrieben werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können zwei Resonanzmoden gekoppelt werden, um Zweimodenbandpassfilter zu bilden, indem die im Vorhergehenden beschriebenen Öffnungen bei unterschiedlichen Typen von gleichschenkligen Dreiecken gebildet werden, die Größen der Öffnungen angepasst werden und die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen mit unterschiedlichen Teilen der Dreiecke verbunden werden, wie es bei dem fünften Ausführungsbeispiel und dem ersten und zweiten Modifizierungsbeispiel des fünften Ausführungsbeispiels zu sehen ist.

36 ist eine perspektivische Ansicht, die das Erscheinungsbild eines Zweimodenbandpassfilters 51 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 37 ist eine schematische Grundrissansicht des Bandpassfilters. 38 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika des Bandpassfilters zeigt.

Bei einem Zweimodenbandpassfilter 51 des sechsten Ausführungsbeispiels weist ein Metallfilm 53 eine Rhomboidform auf. In den anderen Hinsichten ist das Bandpassfilter 1 das gleiche wie dasjenige des ersten Ausführungsbeispiels. Ein dielektrisches Substrat und eine Masseelektrode, die denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind, wurden verwendet, und ein Metallfilm 53, der eine Rhomboidform mit Diagonallinienlängen von 21 mm und 8 mm aufweist, wurde gebildet. Außerdem wurde eine Öffnung 53a, die eine Langseitenlänge von 14 mm und eine Kurzseitenlänge von 0,2 mm aufweist, in dem Metallfilm 53 gebildet. Die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 wurden mit den zwei unterschiedlichen Seiten des Metallfilms 53 verbunden. Wie es in 38 zu sehen ist, können bei diesem Zweimodenbandpassfilter die zwei Resonanzmoden ebenfalls miteinander gekoppelt werden, und eine Charakteristik, die für das Zweimodenbandpassfilter geeignet ist, kann erhalten werden, was der im Vorhergehenden beschriebenen Konfiguration zugeschrieben ist.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung kann der Metallfilm, der einen Resonator bildet, eine Rhomboidform annehmen, wie es bei dem sechsten Ausführungsbeispiel zu sehen ist.

39 ist eine schematische Grundrissansicht, die ein erstes Modifizierungsbeispiel des Zweimodenbandpassfilters des sechsten Ausführungsbeispiels zeigt, und 40 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristika desselben zeigt. Bei dem Zweimodenbandpassfilter des ersten Modifizierungsbeispiels unterscheiden sich die Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 von denjenigen bei dem sechsten Ausführungsbeispiel. Das heißt, die Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 sind mit einem Metallfilm 53 verbunden, um einander in der senkrechten Richtung zu der langen Diagonallinie des Metallfilms gegenüber zu liegen. In den anderen Hinsichten ist das Durchlassbandfilter das gleiche wie dasjenige des sechsten Ausführungsbeispiels.

Wie es in den 39 und 40 zu sehen ist, können bei dem Zweimodenbandpassfilter des ersten Modifizierungsbeispiels die zwei Resonanzmoden miteinander gekoppelt werden. Außerdem ist durch ein Vergleichen der Frequenzcharakteristika, die in den 39 und 40 gezeigt sind, ersichtlich, dass die Bandbreite durch ein Verändern der Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen 5 und 6 erheblich variiert werden kann.

41 ist eine schematische Grundrissansicht eines zweiten Modifizierungsbeispiels des Zweimodenbandpassfilters des sechsten Ausführungsbeispiels, und 42 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristik des Durchlassbandfilters zeigt.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter des zweiten Modifizierungsbeispiels weist der Metallfilm 53 eine Rhomboidform auf, die sich von derjenigen bei dem sechsten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Bei dem Zweimodenbandpassfilter des zweiten Modifizierungsbeispiels unterscheidet sich die Rhomboidform des Metallfilms 53 von derjenigen bei dem sechsten Ausführungsbeispiel. Das heißt, der Metallfilm 53 ist gebildet, um eine Rhomboidform aufzuweisen, die Diagonallinienlängen von 21 mm und 12 mm aufweist. In den anderen Hinsichten ist das Bandpassfilter das gleiche wie dasjenige des sechsten Ausführungsbeispiels.

Durch ein Vergleichen der Charakteristika, die in den 38 und 42 gezeigt sind, ist ersichtlich, dass die Bandbreite durch ein Verändern der kurzen Diagonallinie der Raute verändert werden kann.

Wenn ein Resonator unter Verwendung eines Metallfilms gebildet wird, der eine Rhomboidform aufweist, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, kann die Bandbreite durch ein Verändern der Rhomboidform beträchtlich variiert werden.

43 ist eine perspektivische Ansicht, die das Erscheinungsbild eines Zweimodenbandpassfilters gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 44 ist eine schematische Grundrissansicht desselben.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter des siebten Ausführungsbeispiels nimmt ein Metallfilm 63, der einen Resonator bildet, eine regelmäßige fünfeckige Form an. In den anderen Hinsichten ist die Konfiguration des Bandpassfilters die gleiche wie diejenige bei dem ersten Ausführungsbeispiel. 45 zeigt die Frequenzcharakteristika des Zweimodenbandpassfilters, das auf die gleiche Weise wie das experimentelle Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels gebildet ist, mit der Ausnahme, dass ein regelmäßiges Fünfeck mit einer Seitenlänge von 9,5 mm als der im Vorhergehenden erwähnte Metallfilm 63 gebildet ist.

Wie es in 45 zu sehen ist, können in dem Fall, dass der Metallfilm 63 eine regelmäßige fünfeckige Form aufweist, die zwei Resonanzmoden auch durch ein Anpassen der Größe einer Öffnung 63a gekoppelt werden, wodurch das Bandpassfilter als ein Zweimodenbandpassfilter betrieben werden kann.

46 ist eine schematische Grundrissansicht, die den Hauptteil eines ersten Modifizierungsbeispiels des Zweimodenbandpassfilters gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 47 zeigt die Frequenzcharakteristika desselben.

Bei dem siebten Ausführungsbeispiel nimmt der Metallfilm 63 eine regelmäßige fünfeckige Form an. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Form des Metallfilms nicht auf ein regelmäßiges Fünfeck beschränkt. Der Metallfilm kann eine regelmäßige sechseckige Form annehmen, wie es bei diesem Modifizierungsbeispiel präsentiert ist. Hinsichtlich des Zweimodenbandpassfilters des Modifizierungsbeispiels, das in 46 gezeigt ist, wurde der Metallfilm 63A so gebildet, dass derselbe ein regelmäßiges Sechseck mit einer Seitenlänge von 7,5 mm annahm, und die anderen Größen des Bandpassfilters waren die gleichen wie diejenigen bei dem siebten Ausführungsbeispiel. Die Frequenzcharakteristik wurde gemessen. 47 zeigt die Ergebnisse.

In dem Fall des Metallfilms 63A mit einer regelmäßigen sechseckigen Form, der einen Resonator bildet, können die zwei Resonanzmoden miteinander gekoppelt werden, und die Vorrichtung kann als ein Zweimodenbandpassfilter betrieben werden, wie es in 47 zu sehen ist.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung ist der Metallfilm zum Bilden eines Resonators auf dem dielektrischen Substrat gebildet, und die Größe der Öffnung wird angepasst, wodurch die zwei Resonanzmoden miteinander gekoppelt werden können, ohne dass die Positionen der Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen spezielle Einschränkungen aufweisen, und eine Charakteristik, die für ein Zweimodenbandpassfilter geeignet ist, kann erhalten werden. Bei einem herkömmlichen Zweimodenbandpassfilter weist die Form des Metallfilms zum Bilden eines Resonators eine Einschränkung auf, und die Positionen der Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen weisen eine Einschränkung auf. Andererseits beseitigt das Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung derartige Einschränkungen. Somit kann die Entwurfsflexibilität erheblich verbessert werden.

Außerdem kann die Bandbreite durch ein Verändern der Größe des Metallfilms, der Größe der Öffnung und der Positionen der Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen erheblich angepasst werden. Somit kann ein Zweimodenbandpassfilter, das eine gewünschte Bandbreite aufweist, ohne weiteres geliefert werden.

Bevorzugt weist die Öffnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine solche Grundrissform auf, dass dieselbe eine Langgrößenrichtung und eine Kurzgrößenrichtung enthält. In diesem Fall wird der Resonanzstrom, der senkrecht zu der Langgrößenrichtung erzeugt wird, durch die Öffnung unterbrochen. Die Resonanzfrequenz der Resonanz, die senkrecht zu der Langgrößenrichtung der Öffnung ausgebreitet wird, kann ohne weiteres verändert werden. Dadurch können die zwei Resonanzmoden sicher miteinander gekoppelt werden.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung weisen die Öffnung bzw. die Grundrissform des Metallfilms keine speziellen Einschränkungen auf. Zweimodenbandpassfilter, die unterschiedliche Formen von Öffnungen und Metallfilmen aufweisen, können geliefert werden. Zum Beispiel können als die Öffnung ein Rechteck, eine Ellipse, eine Form, die ein Rechteck oder eine Ellipse aufweist, wobei sich ein gebogener Teil derselben länglich in einer Richtung erstreckt, die die Langgrößenrichtung schneidet, oder eine Kreuzform optional verwendet werden. Auf ähnliche Weise für den Metallfilm ein Rechteck, eine Raute, ein regelmäßiges Vieleck, ein Kreis, eine Ellipse oder eine optionale Form, deren Umfang eine unregelmäßige Form aufweist.

Bei der vorliegenden Erfindung können bevorzugt mehrere Öffnungen gebildet sein. Die Bandbreite kann durch ein Verändern der Anzahl der Öffnungen eingestellt werden.

Bei dem Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung können der Metallfilm und die Masseelektrode entweder auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats oder innerhalb desselben gebildet sein. In dem Fall der Konfiguration, bei der der Metallfilm auf der ersten Hauptseite des dielektrischen Substrats gebildet ist und die Masseelektrode auf der zweiten Hauptseite desselben gebildet ist, kann das Zweimodenbandpassfilter der vorliegenden Erfindung einfach durch ein Bilden von leitfähigen Filmen jeweils auf beiden Oberflächen eines dielektrischen Substrats gebildet werden.

Außerdem kann in dem Fall der Dreiplattenstruktur eine Strahlung von dem Metallfilm verhindert werden. Somit kann der Verlust des Bandpassfilters verringert werden.


Anspruch[de]
Ein Verfahren zum Entwerfen eines Zweimodenbandpassfilters, wobei das Zweimodenbandpassfilter folgende Merkmale aufweist:

ein dielektrisches Substrat (2), das eine erste und eine zweite Hauptseite (2a) aufweist,

einen Metallfilm (3; 13; 23; 33; 43; 53; 63; 63a = 1), der in der ersten Hauptseite (2a) des dielektrischen Substrats (2) oder innerhalb des dielektrischen Substrats (2) gebildet ist,

zumindest eine Masseelektrode (4), die an der zweiten Hauptseite des dielektrischen Substrats (2) oder innerhalb des dielektrischen Substrats (2) gebildet ist, um dem Metallfilm (1) durch eine dielektrische Schicht gegenüber zu liegen, und

ein Paar von Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen (5, 6), die mit unterschiedlichen Teilen des Metallfilms (1) verbunden sind,

wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Auswählen der Form des Metallfilms (1) und der Verbindungspunkte der Eingangs-Ausgangs-Kopplungsschaltungen (5, 6) derart, dass eine erste und eine zweite Resonanzmode von unterschiedlichen Frequenzen in dem Metallfilm (1) erzeugt werden, und

Koppeln der ersten und der zweiten Resonanzmode durch ein Bilden einer Öffnung (3a; 13a; 23a; 33a; 33b; 33c; 43a; 53a; 63a = 2) in dem Metallfilm, derart, dass die erste Resonanzmode mit der zweiten Resonanzmode gekoppelt werden kann,

wobei der Schritt des Bildens ein Bilden der Öffnung (2) in einer Grundrissform aufweist, die eine Langgrößenrichtung und eine Kurzgrößenrichtung enthält.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Grundrissform der Öffnung (2) ein Rechteck, eine Ellipse oder eine Form ist, die ein Rechteck oder eine Ellipse aufweist, wobei sich ein gebogener Teil derselben länglich in einer Richtung erstreckt, die die Langgrößenrichtung schneidet. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, das ferner folgenden Schritt aufweist:

Bilden des Metallfilms (1) in einer Grundrissform, bei der es sich um ein Rechteck, eine Raute, ein regelmäßiges Vieleck, einen Kreis oder eine Ellipse handelt.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Schritt des Bildens ein Bilden mehrerer Öffnungen (33a, 33b) aufweist. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner folgende Schritte aufweist:

Bilden des Metallfilms (1) an der ersten Hauptseite (2a) des dielektrischen Substrats (2), und

Bilden der Masseelektrode (4) an der zweiten Hauptseite.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner folgende Schritte aufweist:

Bilden des Metallfilms (3) auf einem Höheniveau innerhalb des dielektrischen Substrats (2), und Bilden von Masseelektroden (4) an der ersten und der zweiten Hauptseite des dielektrischen Substrats (2), wodurch das Bandpassfilter eine Dreiplattenstruktur aufweist.






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