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CN102593565A - 电介质波导管的输入输出连接构造 - Google Patents

电介质波导管的输入输出连接构造 Download PDF

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CN102593565A CN2011104428289A CN201110442828A CN102593565A CN 102593565 A CN102593565 A CN 102593565A CN 2011104428289 A CN2011104428289 A CN 2011104428289A CN 201110442828 A CN201110442828 A CN 201110442828A CN 102593565 A CN102593565 A CN 102593565A
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Abstract

本发明提供一种结构简单，使电介质波导管容易配置到印刷基板，损失低且宽带的电介质波导管的输入输出连接构造。其包括：大致圆形形状的输入输出电极，其在底面被电介质露出部包围，并且导体膜配置在所述电介质露出部的周围；短路短截线，其横切所述电介质露出部，且将所述输入输出电极和所述导体膜连接，所述印刷基板在表面具备大致圆形形状的岛状电极和与所述岛状电极隔开间隔来包围的表面接地图案，在背面具备条状线路和与所述条状线路隔开间隔来包围的背面接地图案，所述岛状电极的大致中心和所述条状线路的一端连接，另外所述表面接地图案和所述背面接地图案连接，所述电介质波导管的输入输出电极和所述印刷基板的岛状电极连接。

Description

电介质波导管的输入输出连接构造
技术领域
本发明涉及电介质波导管和安装电介质波导管的印刷基板两者的输入输出连接构造，特别是涉及输入输出连接构造的宽带化(広帯域化)。
背景技术
近年来，移动通信机器正在普及，在移动通信中利用甚至2GHz带程度的频带。在用于通过这些频带进行通信的基站中，使用了由利用电介质波导管形成的谐振器组合而成的电介质波导管滤波器。
电介质波导管滤波器由于电介质的波长缩短效果而能够小型化、轻量化，因此，可直接安装于印刷基板上。
但是，通过电介质波导管和用于印刷基板的条状线路，所传送的电磁波的模式不同。为了将电介质波导管滤波器直接安装于印刷基板上并利用，需要用于在条状线路和电介质波导管之间进行模式变换的输入输出连接构造。
专利文献1：日本特开2000-77907号公报
专利文献2：日本特开2010-141644号公报
图6(a)为表示现有的电介质波导管的输入输出连接构造的一实施例的分解立体图。
如图6(a)所示，电介质波导管60用导体膜62覆盖由长方体形状的电介质形成的电介质块的外装部，在底面形成有由被露出电介质的电介质露出部包围的导体形成的岛状输入输出电极61。
在印刷基板70的表面形成有由导体形成的大致圆形形状的岛状电极71和由以在该岛状电极71的周围且与岛状电极71隔开间隔来包围岛状电极71的方式与岛状电极71绝缘的导体形成的表面接地图案(表面グランドパタ一ン)74。
在印刷基板70的背面形成有条状线路72，岛状电极71和条状线路72的顶端部通过通孔73连接。
电介质波导管60以输入输出电极61与岛状电极71相对的方式安装于印刷基板70上。
这样的电介质波导管的输入输出连接构造具有可适用的相对带宽(比帯域幅)的范围较窄的问题。
作为针对上述问题的解决对策，发明了图6(b)所示的电介质波导管的输入输出连接构造。图6(b)为表示现有的电介质波导管的输入输出连接构造的另一实施例的分解立体图。
如图6(b)所示，电介质波导管80用导体膜82覆盖由长方体形状的电介质形成的电介质块的外装部，在底面形成有由被露出电介质的电介质露出部包围的导体形成的大致四角形状的输入输出电极81。
在印刷基板100的表面形成有：条状线路102、在条状线路102的顶端的大致四角形状的岛状电极101，以及由以在该岛状电极101的周围与岛状电极101隔开间隔来包围岛状电极101的方式与岛状电极101绝缘的导体形成的表面接地图案104。
电介质波导管80通过插入表面由导体形成的垫片90，以输入输出电极81与岛状电极101隔开间隔而相对的方式，来安装于印刷基板100上。
这样的电介质波导管的输入输出连接构造具有以下问题：只能用5GHz以上的频率扩大相对带宽；因输入输出连接构造的零件件数的增加、电磁结合使电介质波导管的尺寸变得比较长等，不仅妨碍小型、轻量化，输入输出连接构造也变得复杂。
发明内容
本发明提供一种宽带的电介质波导管的输入输出连接构造，其结构简单，使电介质波导管容易配置到印刷基板，即使用不足5GHz的频率，损失也较低。
为了解决上述的问题，本发明提供一种电介质波导管的输入输出连接构造，其将电介质波导管的输入输出电极和印刷基板上的条状线路连接，其中，
所述电介质波导管包括：
大致圆形形状的输入输出电极，其设于所述电介质波导管的底面，被所述电介质波导管的电介质露出部包围，并且导体膜配置在所述电介质露出部的周围设置；
短路短截线(シヨ一トスタブ)，其横切所述电介质露出部，将所述输入输出电极和所述导体膜连接。
另外，其中，
所述印刷基板在表面具备大致圆形形状的岛状电极和与所述岛状电极隔开间隔来包围的表面接地图案，在背面具备条状线路和与所述条状线路隔开间隔来包围的背面接地图案，
所述岛状电极的大致中心和所述条状线路的一端连接，并且
所述表面接地图案和所述背面接地图案连接，
所述电介质波导管的输入输出电极和所述印刷基板的岛状电极连接。
根据本发明的电介质波导管的输入输出连接构造，不会使零件件数增加，能够形成宽带且低损失的电介质波导管的输入输出连接构造。
附图说明
图1是用于说明本发明的电介质波导管的输入输出连接构造的一实施例的分解立体图；
图2是用于说明图1的电介质波导管和印刷基板的相对的面的图；
图3是表示使用了本发明的电介质波导管的输入输出连接构造的电介质波导管滤波器的一实施例的图；
图4是表示图3的实施例的相对带宽的图表；
图5是表示图3的实施例的传送特性的图表；
图6是用于说明现有的电介质波导管的输入输出连接构造的实施例的分解立体图。
符号说明
10、31～35、60、80电介质波导管
20、50、70、100印刷基板
30电介质波导管
40结合窗(結合窓)
90垫片
11、41、42、61、81输入输出电极
12、62、82导体膜
13、43短路短截线
21、51、52、71、101岛状电极
22、72、102条状线路
23、73通孔
24、54、74、104表面接地图案
25背面接地图案
26通孔组
具体实施方式
图1为表示本发明的电介质波导管的输入输出连接构造的一实施例的分解立体图。
如图1所示，电介质波导管10用导体膜12覆盖由长方体形状的电介质形成的电介质块的外装部，在电介质波导管10的底面形成有由被露出电介质波导管10的电介质的电介质露出部包围的导体形成的大致圆形形状的输入输出电极11。输入输出电极11和导体膜12由横穿过电介质露出部并且由导体形成的短路短截线13连接。
在印刷基板20的表面形成有：由导体形成的大致圆形形状的岛状电极21和由以在该岛状电极21的周围与岛状电极21隔开间隔来包围岛状电极21的方式与岛状电极21绝缘的导体形成的表面接地图案24。
在印刷基板20的背面形成有用于连接外部回路的条状线路22和由与条状线路隔开间隔来包围的导体形成的背面接地图案25。
岛状电极21和条状线路22通过设于岛状电极21的大致中心的通孔23连接，表面接地图案24和背面接地图案25由以围绕岛状电极21的周边的方式设置的多个通孔构成的通孔组26连接。
电介质波导管10以连接输入输出电极11和岛状电极21，以及连接导体膜12和表面接地图案24的方式配置于印刷基板20上。
图2为用于说明图1的电介质波导管的输入输出电极和印刷基板的岛状电极的图。图2(a)表示电介质波导管的底面图，图2(b)表示印刷基板的顶视图。
如图2(a)所示，输入输出电极11具有直径d1，输入输出电极11和导体膜12由具有横切电介质露出部的宽度w的短路短截线13连接。横切电介质露出部的短路短截线13的宽度w比直径d1小。
如图2(b)所示，岛状电极21具有直径d2。
通过使岛状电极21的直径d2比输入输出电极11的直径d1小，能够降低安装位置精度的要求，能够容易定位电介质波导管。
图3为使用本发明的电介质波导管的输入输出连接构造的电介质波导管滤波器的一实施例。
电介质波导管滤波器30为使用五个电介质波导管谐振器的五级滤波器。电介质波导管谐振器由用导体膜覆盖电介质块的外装部的长方体形状的电介质波导管31～35构成。
电介质波导管31～35排成一列，各个电介质波导管通过露出设于相对的侧面的电介质的结合窗40结合。在两端的电介质波导管31、35的底面，在露出各自电介质的电介质露出部形成有由导体形成的大致圆形形状的输入输出电极41、42，输入输出电极41、42和各自导体膜通过短路短截线43、43连接。
在印刷基板50的表面上形成有大致圆形形状的岛状电极51、52，且以在该岛状电极51、52的周围包围岛状电极51、52的方式形成有表面接地图案54。岛状电极51、52和表面接地图案54绝缘。
在印刷基板50的背面形成有未图示的条状线路和以在该条状线路的周围包围条状线路的方式形成的未图示的背面接地图案。条状线路和背面接地图案绝缘。
电介质波导管滤波器30以连接输入输出电极41和岛状电极51、以及连接输入输出电极42和岛状电极52的方式配置于基板50上。
图4为表示在使用了图3的本发明的波导管的输入输出连接构造的电介质波导管滤波器中使短路短截线的宽度w和输入输出电极的直径d1变化时的相对带宽的图表。
在图4中，横轴表示输入输出电极的直径d1[mm]，纵轴表示相对带宽，特性2表示短路短截线的宽度w为2.0[mm]的情况，特性1表示短路短截线的宽度w为1.0[mm]的情况，特性3表示没有短路短截线的情况。
另外，相对带宽作为中心频率f＝2.6[GHz]、回波损耗RL＝20[dB]、电介质波导管的谐振器的个数n＝5进行计算。
图5表示安装于图3所示的电介质波导管滤波器30的印刷基板50的状态下的传送特性的图表。中心频率f＝2.6[GHz]，短路短截线的宽度w为1.0[mm]，输入输出电极的直径d1为4.6[mm]。在图5中，横轴表示相对带宽，纵轴表示传送特性[dB]，实线表示使用了本发明的电介质波导管的输入输出连接构造的电介质波导管滤波器情况下的传送特性，虚线表示用于比较的没有短路短截线的电介质波导管滤波器情况下的传送特性。
根据图4和图5的结果，通过设置短路短截线，且将短路短截线的宽度和输入输出电极的直径设定为期望的大小，能够使传送特性宽带化。
如上所述，通过使用本发明的电介质波导管的输入输出连接构造，不会增加零件件数，能够容易连接电介质波导管的输入输出电极和印刷基板的岛状电极的配置，即使稍微有些错位，也能够减少对特性的影响。其结果是，能够用简单的结构容易地连接与印刷基板的配置，能够提供宽带且低损失的电介质波导管的输入输出连接构造。
设于岛状电极21的周边的通孔组26抑制输入输出连接构造部中的不需要的电磁波放射，同时，提高输入输出连接构造部之间的绝缘，能够进一步提高输入输出连接构造的效率。
条状线路22也可以设置于在印刷基板20中具有多个配线层的多层基板的内层。另外，短路短截线的位置也可以在任何位置。另外，条状线路22不是必须的。在印刷基板的背面直接配置连接器，若直接连接连接器和通孔，则不需要条状线路22。

Claims (4)

1.一种电介质波导管的输入输出构造，其将电介质波导管的输入输出电极和印刷基板上的条状线路相连接，其中，
所述电介质波导管包括：
大致圆形形状的输入输出电极，其设于所述电介质波导管的底面，且被所述电介质波导管的电介质露出部包围，导体膜配置在所述电介质露出部的周围；
短路短截线，其横切所述电介质露出部，将所述输入输出电极和所述导体膜连接。
2.一种电介质波导管的输入输出构造，其将电介质波导管的输入输出电极和印刷基板上的条状线路相连接，其中，
所述电介质波导管包括：
大致圆形形状的输入输出电极，其设于所述电介质波导管的底面，且被所述电介质波导管的电介质露出部包围，导体膜配置在所述电介质露出部的周围；
短路短截线，其横切所述电介质露出部，将所述输入输出电极和所述导体膜连接，
所述印刷基板包括：
在表面的大致圆形形状的岛状电极和与所述岛状电极隔开间隔来包围所述岛状电极的表面接地图案；
在背面的条状线路和与所述条状线路隔开间隔来包围所述条状线路的背面接地图案，
所述岛状电极的大致中心和所述条状线路的一端相连接，
所述表面接地图案和所述背面接地图案相连接，
以使所述电介质波导管的输入输出电极和所述印刷基板的岛状电极相连接的方式配置所述电介质波导管及所述印刷基板。
3.如权利要求2所述的电介质波导管的输入输出连接构造，其中，所述表面接地图案和所述背面接地图案由包围所述岛状电极的周边的多个通孔组连接。
4.如权利要求1或2所述的电介质波导管的输入输出连接构造，其中，横切所述电介质露出部的所述短路短截线的宽度比所述输入输出电极的直径小。
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