一種諧振子、微波器件及通信設備的製作方法
2023-08-07 17:02:41 2
一種諧振子、微波器件及通信設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種諧振子，包括多個設有通孔的諧振子片層，還包括依次穿過每個諧振子片層的通孔從而將所述多個諧振子片層串在一起的連接件。本發明還涉及具有上述諧振子的微波器件和通信設備。諧振子片層被連接件串接固定，使得具有該諧振子的微波器件和通信設備結構穩固性好，因諧振子片層晃動引起的損耗小。
【專利說明】一種諧振子、微波器件及通信設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及微波射頻元器件領域，更具體地說，涉及一種諧振子、微波器件及通信設備。
【背景技術】
[0002]諧振子，又稱介質諧振器，具有介電常數高、電磁損耗低得有點，廣泛應用在各種微波射頻器件中，例如濾波器、雙工器等。通常諧振子為圓柱形，由微波介質陶瓷一體燒結而成。在濾波器、雙工器等微波器件的諧振腔中，諧振子底部通常墊有支承座，支承座與諧振腔相對固定。為了固定諧振子，通常諧振子都是直接粘接到支承座表面上。
[0003]為了增強諧振子的特性例如高介電常數等，在一定場合上需要將諧振子切分為多個片層，並在片層表面做一些處理例如附著多個銅箔或銅絲構成的結構，來提高諧振子的介電常數。此時，由於諧振子為多個片層，如果不加以固定，一方面影響使用效果，另一方面會引起損耗。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種結構固定、損耗小的諧振子、微波器件及通信設備。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:構造一種諧振子，包括多個設有通孔的諧振子片層，還包括依次穿過每個諧振子片層的通孔從而將所述多個諧振子片層串在一起的連接件。
[0006]在本發明所述的諧振子中，所述連接件包括穿過各個通孔的螺栓以及連接在所述螺栓端部的螺母。
[0007]在本發明所述的諧振子中，所述螺母與所述螺栓通過焊接或熱壓而固結到一起。
[0008]在本發明所述的諧振子中，所述連接件由介電常數小於10、損耗角正切值低於
0.1的材料製成。
[0009]在本發明所述的諧振子中，所述連接件的材料為聚醚醯亞胺或特氟龍。
[0010]在本發明所述的諧振子中，所述諧振子片層為中間設有通孔的環形，多個所述諧振子片層形狀相同且依次堆疊成中空的筒形。
[0011]在本發明所述的諧振子中，所述諧振子片層包括基板和附著在基板上的至少一個人造微結構，所述人造微結構為導電材料製成的具有幾何圖形的平面結構。
[0012]在本發明所述的諧振子中，所述人造微結構設置在所述基板的邊緣部位。
[0013]在本發明所述的諧振子中，所述人造微結構有多個且兩兩成對，每個人造微結構對以所述圓環形諧振子片層表面的圓心為圓心成圓周均勻分布，每個人造微結構對包括兩個完全相同的並行排布的人造微結構。
[0014]在本發明所述的諧振子中，所述人造微結構為實心金屬箔或鏤空有多個孔的金屬箔。[0015]本發明還涉及一種微波器件，用於對微波進行處理，具有至少一個諧振腔，所述諧振腔內設置有上述諧振子。
[0016]在本發明所述的微波器件中，所述微波器件為腔體濾波器或雙工器。
[0017]本發明還涉及一種通信設備，具有上述用於對微波進行處理的微波器件。
[0018]在本發明所述的通信設備中，所述通信設備為衛星、基站、雷達或飛機。
[0019]實施本發明的諧振子、微波器件及通信設備，具有以下有益效果:諧振子片層被連接件串接固定，使得具有該諧振子的微波器件和通信設備結構穩固性好，因諧振子片層晃動引起的損耗小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0021]圖1是本發明優選實施例的微波器件的結構示意圖；
[0022]圖2是一種諧振子片層的俯視圖；
[0023]圖3是另一種諧振子片層的俯視圖。
【具體實施方式】
[0024]本發明涉及一種諧振子，如圖1、圖2所示，包括多個諧振子片層3，每個諧振子片層3中間都有通孔，優選的是諧振子片層3為形狀相同、高度相同或不相同的圓環形。多個圓環形諧振子片層3依次堆疊成中空的圓筒形。
[0025]諧振子片層3可以由現有用來製造介質諧振子的微波介質陶瓷製成，已知的BaTi4O9, Ba2Ti902(l、MgTiO3-CaTiO3、BaO-Ln2O3-TiO2 系、Bi2O3-ZnO-Nb2O5 系等，當然也可選用其他介電常數相對較高、損耗角正切相對較小的材料，例如F4B材料、FR-4材料等。
[0026]本發明優選採用基於超材料技術的諧振子片層，包括由上述微波介質陶瓷或其他材料製成的圓環形基板2，還包括附著在基板2表面的至少一個人造微結構1，每個人造微結構I為片狀或絲狀導電材料組成的具有幾何圖案的結構。
[0027]片狀人造微結構I可以為實心金屬箔，也可以表面鏤空有多個孔的金屬箔。圖2所示的人造微結構I為實心方片，也可以是圓片、圓環或其他片狀結構。圖2中每兩個完全相同的方片形人造微結構平行並排設置構成一個人造微結構對，每個人造微結構對以所在的圓環形諧振子片層表面的圓心為圓心成圓周均勻分布。顯然，對於其他形狀的人造微結構，也可採用這種排布。對於鏤空有孔的金屬箔，孔的數量可以是一個，也可以多個，且孔的形狀可以是圓形、方形或其他任意形狀。
[0028]絲狀人造微結構I可以為螺旋線、蛇形蜿蜒線、工字形、十字形、兩個工字形正交平分形成的結構、由四個相同支路繞同一定點旋轉90度對稱的結構如圖3所示，以及其他任意結構。
[0029]基板2表面的多個人造微結構I可以如圖2所示成圓形排布，也可以如圖3所示成矩形陣列排布，也可任意分布，根據實際需求而定。上述導電材料包括各種導電性能較好的金屬及金屬合金，例如銀、銅、銀合金、銅合金；導電材料也可以是可以導電的非金屬材料，例如銦錫氧化物、摻鋁氧化鋅或導電石墨等。
[0030]人造微結構I的存在，使得諧振子在微波諧振腔中工作時，諧振子中的電場經過或穿過人造微結構，形成等效電容，從而相當於提高了諧振子的介電常數，降低諧振頻率，有利於微波諧振腔的小型化。
[0031]優選人造微結構I位於基板的邊緣部位，即人造微結構到基板中心的距離大於基板邊緣到基板中心距離的一半。這是因為，諧振子越靠近其中心的部位，電磁場越強，導電材料製成的人造微結構I內的自由電子移動會引起能量損耗，降低諧振子的Q值。人造微結構I位於基板的邊緣，在能降低諧振頻率的同時儘量減小自身引起的損耗。
[0032]本發明的另一發明點在於，諧振子上還設有連接件，其依次穿過每個諧振子片層的通孔從而將它們串在一起並緊固。連接件的作用在於3將多個諧振子片層3緊固起來成為一個整體，避免它們排列零散而導致損耗增大。
[0033]如圖1所示，本實施例中的連接件包括穿過各個通孔的螺栓4以及連接在螺栓4端部的螺母5。螺栓4和螺母5採用介電常數小於10、損耗角正切值低於0.1的材料製成，具體來說可以是聚醚醯亞胺或特氟龍材料。
[0034]為了防止因螺母5鬆動而導致諧振子片層3之間鬆動，優選將螺母5與螺栓4通過焊接或熱壓而固結到一起。例如，當螺栓4、螺母5均採用特氟龍材料時，通過對二者加熱並擠壓，即可將二者連接成不可拆卸的整體。
[0035]當然，連接件還可以是其他結構，例如卡銷、兩端分別抵在諧振子片層堆疊整體的上下表面上的彈簧夾等，本文不作限制。
[0036]進一步地，本發明還保護具有上述諧振子的微波器件，本實施例中為腔體濾波器，如圖1所示，微波器件用於對微波進行處理，包括至少一個諧振腔6諧振腔6內設置有上述諧振子，諧振子的底部通常還設有支承座7，用來支撐諧振子使其位於諧振腔6的正中央。為了容納螺栓4伸出諧振子的部分，支承座7上表面開設有容納螺栓4的末端部分的凹槽。
[0037]具有這種諧振子的腔體濾波器，一方面基於超材料技術能夠有效提高諧振子的介電常數、降低諧振腔的諧振頻率，另一方面由於多個諧振子片層被連接件緊固連接，增強了諧振子的穩固性，減少因諧振子片層晃動引起的不必要的損耗。
[0038]當然，本發明的微波器件可以是任何利用微波諧振腔和諧振子來實現對一定頻段範圍的微波進行一定處理的元器件，不僅可以為濾波器，也可以是雙工器或其他元器件。
[0039]本發明還保護具有上述微波器件的通信設備，該設備具有多個各種相互關聯、相互作用的功能模塊來實現一個較為複雜的用途，而其中的一個或多個功能模塊中用到了上述微波器件來對微波進行處理。這樣的通信設備有很多，例如衛星、基站、雷達或飛機等。這些通信設備，採用了上述微波器件，能夠減小設備整體的體積和重量，損耗小，使其用途得以更好地發揮。
[0040]上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。
【權利要求】
1.一種諧振子，其特徵在於，包括多個設有通孔的諧振子片層，還包括依次穿過每個諧振子片層的通孔從而將所述多個諧振子片層串在一起的連接件。
2.根據權利要求1所述的諧振子，其特徵在於，所述連接件包括穿過各個通孔的螺栓以及連接在所述螺栓端部的螺母。
3.根據權利要求2所述的諧振子，其特徵在於，所述螺母與所述螺栓通過焊接或熱壓而固結到一起。
4.根據權利要求1所述的諧振子，其特徵在於，所述連接件由介電常數小於10、損耗角正切值低於0.1的材料製成。
5.根據權利要求4所述的諧振子，其特徵在於，所述連接件的材料為聚醚醯亞胺或特獻。
6.根據權利要求1所述的諧振子，其特徵在於，所述諧振子片層為中間設有通孔的環形，多個所述諧振子片層形狀相同且依次堆疊成中空的筒形。
7.根據權利要求6所述的諧振子，其特徵在於，所述諧振子片層包括基板和附著在基板上的至少一個人造微結構，所述人造微結構為導電材料製成的具有幾何圖形的平面結構。
8.根據權利要求7所述的諧振子，其特徵在於，所述人造微結構設置在所述基板的邊緣部位。
9.根據權利要求7所述的諧振子，其特徵在於，所述人造微結構有多個且兩兩成對，每個人造微結構對以所述圓環形諧振子片層表面的圓心為圓心成圓周均勻分布，每個人造微結構對包括兩個完全相同的並行排布的人造微結構。
10.根據權利要求8所述的諧振子，其特徵在於，所述人造微結構為實心金屬箔或鏤空有多個孔的金屬箔。
11.一種微波器件，用於對微波進行處理，其特徵在於，具有至少一個諧振腔，所述諧振腔內設置有如權利要求1至9所述的諧振子。
12.根據權利要求11所述的微波器件，其特徵在於，所述微波器件為腔體濾波器或雙工器。
13.—種通信設備，其特徵在於，具有如權利要求11至12所述的用於對微波進行處理的微波器件。
14.根據權利要求13所述的通信設備，其特徵在於，所述通信設備為衛星、基站、雷達或飛機。
【文檔編號】H01P1/205GK103579733SQ201210275338
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月3日 優先權日:2012年8月3日
【發明者】劉若鵬, 徐冠雄, 劉京京, 任玉海, 許寧 申請人:深圳光啟創新技術有限公司