谐振设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种谐振设备。根据本发明的实施方式的所述谐振设备包括：壳体，该壳体包括相互相对的第一接地面和第二接地面；叠加部分，该叠加部分通过叠加第一导电层和第二导电层而在所述壳体里形成，其中所述第一导电层接地至第一接地面，第二导电层与第一导电层分开且不接地至所述第一接地面；以及传输层，该传输层将所述第二导电层连接至所述第二接地面。
【专利说明】谐振设备
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求申请号为10-2013-0040613,于2013年4月12日向韩国知识产权局提 交的韩国专利申请的权益，其公开的内容整体以引用的方式结合于此。
【技术领域】
[0003] 本发明涉及谐振设备，更特别的涉及具有层叠结构的谐振设备。
【背景技术】
[0004] 随着近期无线通信技术的进步，使用微波段或毫米波段作为载波的通信系统，例 如，WLAN、使用WCDMA的移动通信系统、LTE等等，已经逐渐流行起来。通过利用各种无线通 信系统，在诸如在家庭或户外的各种位置传送和接收各种数据成为可能。
[0005] 各种RF滤波器被用于应用在通信系统中的通信设备。运行RF滤波器以允许信号 以特别的预定频率带通过，依据过滤的频率带RF滤波器被分为低通滤波器（LPF)、带通滤 波器（BPF)、高通滤波器（HPF)以及带阻滤波器（BSF)。
[0006] 为了在高频带处理信号，用于通信系统的滤波器被设计有分布常数电路，而不是 集总元件电路。
[0007] 为了在RF滤波器中同时实现窄频带特性和良好的滤波特性，需要具有高Q-因子 (品质因子）的谐振器。传统谐振器已经以印刷电路板（PCB)、介电谐振器（DR)或单声道块 的形式实现。
[0008] 采用根据传统技术的谐振器和使用此类谐振器的RF滤波器，不仅难以获得高 Q-因子以及缩小设备的大小，并且在设计该设备上比较不灵活。
【发明内容】
[0009] 本发明提供了一种具有更高Q-因子和更小尺寸的谐振设备。
[0010] 通过使用具有更高Q-因子和更小尺寸的谐振设备，本发明还提供了一种具有优 良的过滤特性的窄带通滤波器。
[0011] 本发明的一方面突出了一种谐振设备。根据本发明的实施方式，该谐振设备包 括：壳体，该壳体包括相互相对的第一接地面（ground surface)和第二接地面；叠加部分 (stacked part),该叠加部分通过叠加第一导电层和第二导电层在壳体里形成，其中第一 导电层接地至第一接地面并且第二导电层与第一导电层分开并且不接地至（grounded to) 第一接地面；以及传输层，该传输层连接第二导电层和第二接地面。
[0012] 叠加部分还可以包括第三导电层，该第三导电层朝向第一导电层的相对侧而与第 二导电层分开并接地至第一接地面。
[0013] 叠加部分还可以包括：第四导电层，该第四导电层朝向第二导电层的相对侧而与 第一导电层分开并不接地至第一接地面；以及导柱（pillar)，该导柱使第二导电层和第四 导电层相互电连接。
[0014] 叠加部分还可以包括：第三导电层，该第三导电层朝向第一导电层的相对侧而与 第二导电层分开，且接地至第一接地面；第四导电层，该第四导电层朝向第二导电层的相对 侧而与第一导电层分开，且不接地至第一接地面；第五导电层，该第五导电层朝向第二导电 层的相对侧而与第三导电层分开，且不接地至第一接地面；以及导柱，该导柱使第二导电 层、第四导电层和第五导电层相互电连接。
[0015] 在壳体内的空的空间可以被填充有电介质。
[0016] 电介质可以是具有介电常数为7. 8的陶瓷。
[0017] 谐振设备还可以包括：输入部分，输入信号通过该输入部分从壳体外面被输入到 叠加部分或传输层；以及输出部分，输出信号通过输出部分从叠加部分或传输层被输出到 壳体外面。
[0018] 本发明的另一个方面突出了一种谐振设备。根据本发明的实施方式，该谐振设备 包括：壳体，该壳体包括相互相对的第一接地面和第二接地面；以及多个谐振器，该多个谐 振器在壳体内形成并且相互分开。多个谐振器的每一个谐振器包括：叠加部分，该叠加部分 通过叠加第一导电层和第二导电层形成，其中第一导电层接地至第一接地面并且第二导电 层与第一导电层分开并不接地至第一接地面；以及传输层，该传输层连接第二导电层和第 二接地面。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1显示了微带谐振器的结构。
[0020] 图2显示了通过在导电壳体内安装微带谐振器构成的谐振器。
[0021] 图3和图4显示了根据本发明的实施方式的谐振设备的结构。
[0022] 图5和图6显示了根据本发明的实施方式的通过叠加5个导电层构成的谐振器。
[0023] 图7显示了根据本发明的另一实施方式的具有多个包括在一个壳体中的谐振器 的谐振设备。
[0024] 图8和图9是显示根据本发明的实施方式的谐振设备的带通特性的图形。
[0025] 图10是显示传统谐振设备与根据本发明的实施方式的谐振设备的带通滤波器性 能的比较的测试结果的图形。
【具体实施方式】
[0026] 由于可能具有本发明的多种排列和实施方式，所以某些实施方式将参照附图进行 阐述和描述。然而，这并不是用于将本发明限制于某些实施方式，并且应该被解释为包括覆 盖本发明的思想和范围的所有排列、等效和替代。
[0027] 贯穿本发明的说明书，当描述某技术被确定为规避本发明的要点时，相关具体描 述的说明书将被忽略。术语诸如"第一"和"第二"可以用于描述各种元件，但是以上元件 不应被限制于以上术语。以上术语仅用于区分一个元件与其它元件。
[0028] 当一个元件被描述为被"连接"或"接入"至另一个元件时，其应该被解释为被直 接地连接或接入至其它元件但也可能在二者中间具有另一个元件。另一方面，如果一个元 件被描述为被"直接连接"或"直接接入"至另一个元件时，其应该被解释为在二者中间没 有其它元件。
[0029] 以下参照附图，本发明的某些实施方式将被详细描述。在描述本发明时，为了更容 易理解，相同的参考数字通常将用于代表相同的装置而不管附图编号是多少。
[0030] 图1显示了微带谐振器100的结构。
[0031] 具有通常的短路λ /4谐振器结构的微带谐振器100是由两个分别具有不同特定 阻抗的两个线路构成的步进阻抗谐振器（SIR)。通常，宽导电板120短路，且窄线110打开。
[0032] 图2显示了通过在导电壳体150内安装微带谐振器100构成的谐振器。
[0033] 图3和图4显示了根据本发明的实施方式的谐振设备的结构。图3是安装了谐振 器的壳体的俯视图，以及图4是安装了谐振器的壳体的横截面图。
[0034] 依据本发明的实施方式的谐振设备包括壳体、形成在壳体内的叠加部分和传输 层。
[0035] 壳体包括互相相对放置的第一接地面360和第二接地面370。根据本发明的实施 方式的壳体可以包括但不限于六面体形状。壳体的包括两个接地面360、370的所有面可以 由导电体制成。由导电体制成的壳体可以允许一个或多个形成在壳体内的谐振器运转而不 会受到壳体外环境的影响。特别地，通过屏蔽可能由其它附近的设备或电路的电流产生的 电磁波来防止外面环境影响壳体内谐振器的特性。
[0036] 形成在壳体内的叠加部分可以通过叠加至少两个导电层形成。在通过具有两个相 互叠加的导电层形成的叠加部分的示例中，两个导电层可以由接地至第一接地面360的第 一导电层310和不接地至第一接地面360且与第一导电层310分开的第二导电层320构成。 于此，第二导电层320可以通过传输层390与第二接地面370连接。
[0037] 构成叠加部分的第一导电层310、第二导电层320和传输层390具有电容和电感。 因此，由形成在壳体内的叠加部分和传输层构成的谐振器可以约等于LC谐振电路并且可 以起到带通滤波器的作用。
[0038] 通过调整构成叠加部分的导电层的数量、形状和/或区域，可以改变谐振器具有 的电容，通过调整传输层的长度和区域可以改变谐振器具有的电感。
[0039] 谐振设备的电容和电感的大小可以通过调整以上描述的多种因素来确定。在谐振 设备起到带通滤波器的作用的情况下，通过形成在壳体内的谐振器的电容和电感的大小可 以确定带通滤波器的通频带。
[0040] 在本发明的另一个实施方式中，形成在壳体内的叠加部分还可以包括相互分开的 导电层。在图4中，依据本发明的另一个实施方式的谐振器可以额外包括朝向第一导电层 的相对侧而与第二导电层分开并且接地至第一接地面的第三导电层。
[0041] 在本发明又一个实施方式中，在图4中，谐振器可以额外包括朝向第二导电层的 相对侧而与第一导电层分开并且不接地至第一接地面的第四导电层。于此，不接地至第一 接地面的第二导电层和第四导电层可以通过导柱（pillar)相互电连接。
[0042] 图5和图6显示了根据本发明的实施方式的通过叠加5个导电层构成的谐振器。
[0043] 根据显示在图4中的实施方式，谐振器的叠加部分还可以包括：朝向第一导电层 310的相对侧而与第二导电层320分开并且接地至第一接地面360的第三导电层330 ;朝向 第二导电层320的相对侧而与第一导电层310分开并且不接地至第一接地面360的第四导 电层340 ;朝向第二导电层320的相对侧而与第三导电层330分开并且不接地至第一接地 面360的第五导电层350 ;以及使得第二导电层320、第四导电层340和第五导电层350相 互电连接的导柱380。
[0044] 根据以上描述的实施方式的每一个实施方式的谐振设备可以在壳体内的空的空 间内填充电介质，电介质的一个示例可以是具有介电常数为7. 8的陶瓷。
[0045] 谐振设备的叠加部分或传输层还可以包括输入部分410和输出部分420,输入信 号从壳体外面被输入到该输入部分410,以及来自叠加部分或传输层的输出信号从输出部 分420输出到壳体外面。输入部分410允许信号被输入到叠加部分或传输层，而不用接地 至任何壳体的接地面，并且输出部分420也允许由叠加部分或传输层输出的信号不接地至 任何壳体的接地面。
[0046] 当根据本发明实施方式的谐振设备起到允许特定频带通过的带通滤波器的作用 时，通过输入部分410输入的输入信号可以包括各种频带的信号，而输出信号包括特定频 带的信号。就是说，由诸如形成如以上描述的叠加部分的导电层的数量和形状、导电层之间 的间隔距离以及传输层的长度和区域的因子确定的对应谐振频带的信号仅能够包括在输 出信号中。
[0047] 图7显示了根据本发明的另一实施方式的具有多个包括在一个壳体中的谐振器 的谐振设备。
[0048] 包括多个谐振器的谐振设备可以包括壳体730和形成在壳体内的多个谐振器 750-1、750-2、750-3、750-4、750-5,该壳体730包括相互相对的第一接地面和第二接地面。 于此，多个谐振器的每一者可以是参照图3-图6描述的谐振器的任意一者。虽然显示在图 7中的谐振设备包括5个谐振器750-1、750-2、750-3、750-4、750-5,但是包括在谐振设备中 的谐振器的数量不限制在于此描述的数量并且在必要时可以变化。包括在谐振设备中的谐 振器数量越多，则通频带的特性可以更加高效地被改进作为带通滤波器。就是说，可能获得 更高的Q-因子、更好的屏蔽性能、更宽的滤波带和相对较低的插入损耗。根据本发明实施 方式的包括多个谐振器750-1、750-2、750-3、750-4、750-5的谐振设备还可以包括输入部 分710和输出部分720。
[0049] 图8和图9是显示根据本发明的实施方式的谐振设备的带通特性的图形。
[0050] 图8和图9显示了根据本发明的实施方式的使用如图7显示的谐振设备的测试结 果。图8显示了通频带的特性，以及图9显示了整个频带的特性。参照图8,可以看出800MHz 的通频带具有低损耗和相对均匀的衰减。此外，因为急剧衰减特性显示在通频带之外的频 带中，可以看出依据本发明的实施方式的谐振设备可以被用作窄带通滤波器。
[0051] 参照图9,寄生分量在超过4. 5GHz的频带中形成，且示出了作为过滤800MHz频带 之外的信号的带通滤波器的优良功能。这显示了当根据本发明的实施方式的谐振设备在移 动通信系统中被用作带通滤波器时，能够在用于移动通信系统中的频带内过滤在通频带之 外的频带中的信号。
[0052] 图10是显示传统谐振设备与根据本发明的实施方式的谐振设备的带通滤波器性 能的比较的测试结果的图形。
[0053] 为了比较具有图1显示的传统谐振器的谐振设备与根据本发明的实施方式的谐 振设备，由导电接地面环绕的相同的六面体（12mmX12mmX 3mm)被填充了具有介电常数为 7.8的陶瓷。壳体内空的空间填充了具有介电常数为7. 8的陶瓷，并且4 X 107S/m的导电 物质被用于壳体的导电面、叠加部分的导电层以及传输层。
[0054] 在图10中显示了通过以相同的方法为两个谐振设备供给功率而检测的S-参数的 插入损耗特性（S21特性)。可以看出根据本发明的实施方式的谐振设备在相同的谐振频率 (800MHz )带具有比传统谐振设备更加窄的宽度。
[0055] 在下表中比较了两个谐振设备的主要特性。
[0056]
【权利要求】
1. 一种谐振设备，该谐振设备包括： 壳体，该壳体包括相互相对的第一接地面和第二接地面； 叠加部分，该叠加部分通过叠加第一导电层和第二导电层而在所述壳体里形成，所述 第一导电层接地至所述第一接地面，所述第二导电层与所述第一导电层分开且不接地至所 述第一接地面；以及 传输层，该传输层将所述第二导电层连接至所述第二接地面。
2. 根据权利要求1所述的谐振设备，其中所述叠加部分还包括第三导电层，该第三导 电层朝向所述第一导电层的相对侧而与所述第二导电层分开，且接地至所述第一接地面。
3. 根据权利要求1所述的谐振设备，其中所述叠加部分还包括： 第四导电层，该第四导电层朝向所述第二导电层的相对侧而与所述第一导电层分开， 且不接地至所述第一接地面；以及 导柱，该导柱使所述第二导电层和所述第四导电层相互电连接。
4. 根据权利要求1所述的谐振设备，其中所述叠加部分还包括： 第三导电层，该第三导电层朝向所述第一导电层的相对侧而与所述第二导电层分开， 且被接地至所述第一接地面； 第四导电层，该第四导电层朝向所述第二导电层的相对侧而与所述第一导电层分开， 且不接地至所述第一接地面； 第五导电层，该第五导电层朝向所述第二导电层的相对侧而与所述第三导电层分开， 且不接地至所述第一接地面；以及 导柱，该导柱使所述第二导电层、所述第四导电层和所述第五导电层相互电连接。
5. 根据权利要求1所述的谐振设备，其中在所述壳体内空的空间被填充有电介质。
6. 根据权利要求5所述的谐振设备，其中所述电介质是具有介电常数为7. 8的陶瓷。
7. 根据权利要求1所述的谐振设备，该谐振设备还包括： 输入部分，输入信号通过该输入部分从所述壳体外面被输入到所述叠加部分或所述传 输层；以及 输出部分，输出信号通过该输出部分从所述叠加部分或所述传输层被输出到所述壳体 外面。
8. -种谐振设备，该谐振设备包括： 壳体，该壳体包括相互相对的第一接地面和第二接地面；以及 多个谐振器，该多个谐振器在所述壳体内形成并且相互分开， 其中多个谐振器的每一个谐振器包括： 叠加部分，该叠加部分通过叠加第一导电层和第二导电层形成，所述第一导电层接地 至所述第一接地面，所述第二导电层与所述第一导电层分开且不接地至所述第一接地面； 以及 传输层，该传输层将所述第二导电层连接至所述第二接地面。
【文档编号】H01P7/10GK104103886SQ201310192472
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2013年4月12日
【发明者】赵学来, 徐守德, 金政杓 申请人:茵那特朗株式会社