[发明专利]高频传输线、介质谐振器、滤波器、双工器以及通信设备

说明书

本发明涉及一种高频传输线和介质谐振器，它们尤其适用于微波或毫米波段。

微带线在高频电路内被广泛用作传输线，这是因为它们具有易于被制成小体积形式和/或制成较薄的形式的优点。

如图33所示，微带线的基本结构由形成在介质板1的一面的地电极2和形成在另一面上的微带线电极3组成。在具有如图33所示的这种结构的微带线中，由于所谓的边缘效应，电流集聚在电极3的边缘。这在边缘上大大增加了导体损耗。大部分导体损耗发生在微带线几微米范围内的边缘部分。这意味着传输线的损耗和最大允许功率由边缘效应来决定。

鉴于上述情况，日本未审专利公开No.8-321706揭示了一种高频传输线，在这种传输线中，减少了电流在电极边缘的集聚。在这种高频传输线中，形成宽度固定的线形导体，使它们彼此分开一固定的距离，并且，它们沿与信号传播方向平行的方向延伸。

虽然这种传输线结构(包括线形导体，并具有固定宽度且彼此均等地隔开)能有效地减少电流的边缘集聚，但是传输线的中央部分仍被制成线形导体，因此，由于传输线中央部分的导体的有效截面积的减小，也使导体损耗增加。

上述问题不仅发生在微带线或传输线中，也发生在由形成在介质上的电极组成的介质谐振器内。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种高频传输线和制成小体积形状且损耗被有效地减小的介质谐振器。

根据本发明的一个方面，提供的一种高频传输线包括介质和电极，其中在电极的边缘部分沿电极的边缘形成一个或多个间隙。由于形成了间隙，沿电极边缘形成一个或多个薄而长的电极，作为一部分高频传输线。电流被分至一个或多个薄电极和主电极的边缘部分。由于在主电极上不形成间隙，所以避免了由于导体截面积减小而引起的导体损耗的增加。因此，与由薄形导体制成的在整条传输线上宽度固定的传统传输线以及具有这种传输线的谐振器相比，可以进一步减少导体损耗。在允许可以有与传统传输线相似的导体损耗的情况下，可以实现总尺寸小和/或厚度薄的传输线。

在上述的高频传输线中，电极较佳地形成为多层结构，由薄导体层和薄介质层组成。在由形成在介质上的单导体层组成的结构中，由于集肤效应，电流集聚在电极膜的表面层上，因此，大部分电流在有效肤深以内流过表面层。这造成高的导体损耗。这个问题通过使用根据本发明的结构得以减轻，在本发明中，电极形成为多层结构，由薄导体层和薄介质层组成，把电流分流到多层薄导体层内，从而减少电流在与电极厚度交叉的方向上的集聚，因此，减少了总导体损耗。

上述电极可以由超导材料制成。通常，超导材料在温度等于或低于超导转变温度时其电阻变为零。为了保持超导性，需要把电流密度保持在低于临界电流密度的预定值上。如果电流密度变成高于临界电流密度，则超导被打破，材料有一限定的电阻。根据本发明，可以减少电极各部分的电流集聚，因此，可以容易地保持超导性，即使电极的宽度较小(截面积小)。

根据本发明的另一个方面，提供的一种高频传输线包括介质和电极，其中电极被制成多层结构，由薄导体层和薄介质层组成，电极的一端被弯成基本上垂直于介质的表面。在这种结构中，当电流由于边缘效应集聚到电极边缘部分时，电流被分流到以基本上垂直于介质板表面的方向弯曲的电极部分内的多层薄导体层内。而且，电极的有效截面积在边缘效应比其它部分更大的边缘部分增加，因此也可以减少每个薄导体层内的电流集聚。

根据本发明的再一方面，提供的一种介质谐振器使用上述高频传输线作为谐振线，从而实现空载Q(Qo)值高的介质谐振器。

根据本发明的再一方面，提供的一种介质谐振器包括形成在介质表面或介质内的电极，其中在电极的边缘部分沿电极的边缘形成一个或多个间隙。在这种结构中，抑制了电极边缘部分的电流集聚，因此减小了总的导体损耗。结果，可以获得具有高Qo值的介质揩振器。