諧振器、濾波器及諧振器的裝配方法與流程

2023-05-05 07:42:26 3

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種應用於基站的雙工濾波器的te模(橫電模)介質加載金屬的諧振器及其裝配方法和使用該方法研製的濾波器。

背景技術：

在基站的雙工濾波器中，通常採用金屬諧振器。金屬諧振器通常採用金屬同軸諧振腔，主要由密封蓋板、調諧螺釘、金屬腔體、金屬諧振柱組成，在密封蓋板上設置有通孔，將調諧螺釘通過密封蓋板上的通孔，旋入腔體內部對金屬諧振器的頻率進行調諧，其原理是：調諧螺釘與密封蓋板之間形成一電容，通過調整調諧螺釘與密封蓋板之間的距離，改變該電容容值大小，進而改變金屬諧振器的頻率。在一定調整範圍內，調整調諧螺釘與密封蓋板之間的距離越小，金屬諧振器的頻率越低。

根據金屬同軸諧振腔工作原理，金屬諧振器在正常工作時，金屬諧振柱上端面存在高電場分布，電場主要分布在金屬諧振柱頂部的諧振盤與密封蓋板之間。如果金屬諧振柱的上端面與密封蓋板距離太近，會造成場強過高，導致功率打火。因此，金屬濾波器中諧振柱上表面與密封蓋板之間的間距是雙工濾波器功率容量設計的一個重要尺寸，而如何在更小間距前提下達到更高的功率容量成為金屬濾波器的重點研究方向。

為了減少濾波器體積，目前採用的一種解決方案是介質諧振器，其原理是：利用電磁波在高介電常數物質中傳播時其波長可以縮短這一理論，採用介質材料代替傳統金屬材料製成諧振器，在相同指標下，介質諧振器製成的濾波器的體積可以縮小。但介質諧振器存在成本高、材料一致性差、零點實現方式複雜、安裝工藝難度大等缺點。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種諧振器、濾波器及諧振器的裝配方法， 旨在提高濾波器的功率容量並有效壓縮濾波器的體積。

為實現上述目的，本發明提供一種諧振器，包括：金屬腔體、密封蓋板，以及位於所述金屬腔體內、由上至下依次設置的介質諧振盤、金屬諧振盤和金屬諧振柱，其中：

密封蓋板扣合在所述金屬腔體上端面以密封金屬腔體；

所述金屬諧振柱固定在所述金屬腔體底部；

所述金屬諧振盤的下表面與所述金屬諧振柱的上端面緊密連接；

所述介質諧振盤的下表面與所述金屬諧振盤的上表面緊密連接；

所述密封蓋板上設有調諧螺杆，用以通過密封蓋板上的通孔，旋入金屬腔體內部對金屬諧振柱的頻率進行調諧。

優選地，所述介質諧振盤為介電常數大於金屬的薄片。

優選地，所述金屬諧振盤為良性導電金屬薄片，或者，所述金屬諧振盤為設置在所述介質諧振盤下表面的金屬鍍層。

優選地，所述金屬諧振盤為鍍銀的薄片或銅片。

優選地，所述金屬諧振柱下表面採用螺釘緊固在金屬腔體底部；和/或，所述介質諧振盤下表面與所述金屬諧振盤採用焊接或被銀方式緊密連接；和/或，所述金屬諧振盤下表面採用焊接方式與所述金屬諧振柱緊密連接。

優選地，所述金屬諧振柱為頂部開口的中空的筒狀結構。

本發明實施例還提出一種濾波器，包括一個或多個如上所述的諧振器。

本發明實施例還提出一種諧振器的裝配方法，包括以下步驟：

將介質諧振盤下表面緊密連接在金屬諧振盤上；

將金屬諧振盤與金屬諧振柱緊密連接；

將金屬諧振柱固定在金屬腔體底部；

將調諧螺杆穿過密封蓋板上的通孔旋進金屬腔體內部以對諧振器的頻率進行調諧；

將密封蓋板與金屬腔體上表面緊密連接，用於密封金屬腔體。

本發明實施例提出的一種諧振器、濾波器及諧振器的裝配方法，該諧振 器包括：金屬腔體、扣合在金屬腔體上端面的密封蓋板，以及位於金屬腔體內、由上至下依次設置的介質諧振盤、金屬諧振盤和金屬諧振柱，密封蓋板上設有調諧螺杆，用以通過密封蓋板上的通孔，旋入金屬腔體內部對金屬諧振柱的頻率進行調諧，本發明依據介質諧振盤與密封蓋板之間不存在強電場分布的特性，結合金屬諧振柱材質的一致性和零點實現的簡便性、裝配的易操作性，從而提升濾波器功率容量，同時降低整個濾波器的高度，有效壓縮濾波器的體積。

附圖說明

圖1是現有技術金屬諧振器的結構剖視圖；

圖2是現有技術te模介質諧振器的結構剖視圖；

圖3是本發明諧振器的結構剖視圖；

圖4是本發明介質諧振盤和金屬諧振盤的裝配示意圖；

圖5是本發明介質諧振盤和金屬諧振盤的裝配後示意圖；

圖6為本發明實施例諧振器的裝配流程示意圖。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明實施例方案主要是依據介質諧振盤與密封蓋板之間不存在強電場分布的特性，結合金屬諧振柱材質的一致性和零點實現的簡便性、裝配的易操作性，從而提升濾波器功率容量，同時降低整個濾波器的高度，有效壓縮濾波器的體積。

首先介紹一下現有的金屬諧振器和te模介質諧振器的結構。

如圖1所示，通常金屬諧振器主要由密封蓋板101、調諧螺釘102、金屬腔體103、金屬諧振柱104組成，金屬諧振柱104頂部設有諧振盤1041，其中：

金屬諧振柱104下表面通過螺釘緊固或其他方式緊密連接在金屬腔體103 上，密封蓋板101與金屬腔體103頂部通過螺釘進行密封，形成一個密閉腔體。調諧螺釘102通過密封蓋板101上的通孔，旋入金屬腔體103內部對金屬諧振器的頻率進行調諧。

根據金屬同軸諧振腔工作原理，金屬諧振器在正常工作時，金屬諧振柱104上端面存在高電場分布，電場主要分布在金屬諧振柱104頂部的諧振盤1041與密封蓋板101之間。如果金屬諧振柱104頂部的諧振盤1041的上端面與密封蓋板101距離太近，會造成場強(電場強度)過高，導致功率打火。因此，金屬濾波器中諧振柱104上表面與密封蓋板101之間的間距是雙工器功率容量設計的一個重要尺寸，而如何在更小間距前提下達到更高的功率容量成為金屬濾波器的重點研究方向。

如圖2所示，通常te模介質諧振器主要由密封蓋板201、介質調諧盤202、金屬腔體203、介質諧振柱204、金屬底座205組成。其中：

介質諧振柱204為中空的筒狀結構，介質諧振柱204的下表面通過焊接或其他方式緊密連接在金屬底座205上，金屬底座下表面通過螺釘緊固或其他方式方式緊密連接在金屬腔體203上，密封蓋板201與金屬腔體203通過螺釘進行密封，形成一個密閉腔體。介質調諧盤202通過密封蓋板201上的通孔在金屬腔體203內部對介質諧振器的頻率進行調諧。其原理是：介質調諧盤202下表面與密封蓋板201上表面之間形成一電容，通過調整介質調諧盤202與密封蓋板201之間的距離，改變該電容容值大小，進而改變諧振器的頻率。

根據te模介質諧振腔的工作原理，介質詣振器在正常工作時，介質諧振柱204上下端面及金屬腔體203內部不存在高電場分布，電場強度主要分布在介質諧振柱204的內部靠近諧振柱中心孔圓周邊，通常，電場強度呈柱狀分布，從中心孔的內表面到外表面，場強越來越小。因此，與金屬諧振腔不同，te模介質諧振柱204的頂端與密封蓋板201之間的間距，對介質諧振腔的功率容量影響較小。但te模介質諧振器存在成本高、材料一致性差、零點實現方式複雜、安裝工藝難度大等缺點。

鑑於此，本實施例方案將金屬諧振柱和介質諧振柱的優勢結合起來實現一種全新類型的介質加載金屬的諧振柱。

具體地，參照圖3，圖3為本發明實施例介質加載金屬的諧振器的結構剖視圖。

如圖3所示，本發明實施例提出的一種諧振器，包括：金屬腔體305、密封蓋板301，以及位於所述金屬腔體305內、由上至下依次設置的介質諧振盤303、金屬諧振盤304和金屬諧振柱306，密封蓋板301扣合在所述金屬腔體305上端面以密封金屬腔體305，其中：

所述金屬諧振柱306固定在所述金屬腔體305底部；

所述金屬諧振盤304的下表面採用焊接或其他方式與所述金屬諧振柱306的上端面緊密連接；

所述介質諧振盤303的下表面與所述金屬諧振盤304的上表面採用焊接或被銀(其中，被銀是指在介質表面覆蓋一層銀，其覆蓋方式包括但不限於電鍍、焊接、粘接等)或其他方式緊密連接；

所述密封蓋板301上設有調諧螺杆302，用以通過密封蓋板301上的通孔，旋入金屬腔體305內部對諧振器的頻率進行調諧。其原理是：調諧螺杆302與密封蓋板301之間形成一電容，通過調整調諧螺杆302與密封蓋板301之間的距離，改變該電容容值大小，進而改變諧振器的頻率。

其中，所述介質諧振盤303為介電常數大於金屬的任何材質的薄片。

所述金屬諧振盤304為導電性良好的金屬薄片，優先為鍍銀的薄片，也可以採用銅片，或者，所述金屬諧振盤304為設置在所述介質諧振盤303下表面的金屬鍍層。

本實施例介質諧振盤303和金屬諧振盤304結構相同，可以包括盤體，盤體設有中間孔。介質諧振盤303與金屬諧振盤304的裝配結構可以如圖4及圖5所示，介質諧振盤303下表面與金屬諧振盤304下表面通過焊接或其他方式緊密連接在一起。

所述金屬諧振柱306為頂部開口的中空的筒狀結構。

整個介質加載金屬諧振器的裝配過程為：

首先將介質諧振盤303下表面採用焊接或被銀或使用其他方式緊密連接在金屬諧振盤304上，再將金屬諧振盤304採用焊接或其他方式與金屬諧振柱306緊密連接；

然後將金屬諧振柱306採用螺釘緊固或其他方式固定在金屬腔體305底 部；調諧螺杆302穿過密封蓋板301上的通孔進入所述金屬腔體305內部對頻率進行調諧；

最後，密封蓋板301採用螺釘緊固或其他方式與金屬腔體305上表面緊密連接，用於密封金屬腔體305。

介質加載金屬諧振柱306裝配完成後，介質諧振盤303上表面與密封蓋板301之間的場強較低，根據電磁場理論，這樣更有利於降低腔高，提升濾波器功率容量。

本發明實施例依據介質諧振盤303與密封蓋板301之間不存在強電場分布的特性，結合金屬諧振柱306材質的一致性和零點實現的簡便性、裝配的易操作性，從而提升濾波器功率容量，同時降低整個濾波器的高度。

裝配完成後，介質諧振盤303下表面與金屬諧振盤304上表面完全吻合重疊緊密接觸。

本發明實施例提供的介質加載金屬諧振器，可以保證諧振器所在諧振腔及濾波器性能穩定可靠，生產工藝簡單，同時提升濾波器功率容量，減小濾波器體積。

本發明還提供一種介質加載金屬的濾波器。

本發明實施例提供的介質加載金屬的濾波器包括一個或多個如上述實施例中由密封蓋板、調諧螺杆、介質諧振盤、金屬諧振盤、金屬腔體、金屬諧振柱等構成的介質加載金屬諧振器。介質加載金屬濾波器由一個或多個介質加載金屬諧振器連接在一起形成一個多階介質加載金屬濾波器。

如圖6所示，本發明較佳實施例提出一種諧振器的裝配方法，包括：

步驟s1，將介質諧振盤下表面緊密連接在金屬諧振盤上；

步驟s2，將金屬諧振盤與金屬諧振柱緊密連接；

步驟s3，將金屬諧振柱固定在金屬腔體底部；

步驟s4，將調諧螺杆穿過密封蓋板上的通孔旋進金屬腔體內部以對諧振器的頻率進行調諧；

步驟s5，將密封蓋板與金屬腔體上表面緊密連接，用於密封金屬腔體。

當然，本發明介質加載金屬諧振器的裝配方法包含不但不限於上述五個 步驟。

對於本領域相關技術人員來說，可以根據本發明實施例的技術方案及其構思對雙工器、濾波器以組合或更換，設計出其它組合結構的雙工、濾波器一體化模塊，而所有這些改變或替換都應屬於本發明所附的權利要求保護範圍。

本發明依據介質諧振盤與密封蓋板之間不存在強電場分布的特性，結合金屬諧振柱材質的一致性和零點實現的簡便性、裝配的易操作性，從而提升濾波器功率容量，同時降低整個濾波器的高度，有效壓縮濾波器的體積。

以上僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。