TM模介質諧振器的製作方法

2023-05-01 03:26:41

本發明涉及無線移動通信基站濾波器及諧振器技術領域，更具體地涉及一種tm模介質諧振器及濾波器、雙工器、多工器。

背景技術：

介質諧振器是利用陶瓷介質材料的低損耗、高介電常數、頻率溫度係數和熱膨脹係數小、可承受高功率等特點設計製作的，其特點是插入損耗小、耐功率性好。常見的tm模介質諧振器主要由介質諧振柱和金屬腔體組成。tm模介質諧振器中介質諧振柱上下端面接地良好是關鍵，否則嚴重影響諧振器性能。出於成本及可返工性考慮，一種有效設計方案為兩者間設置彈性機構，實現壓力式彈性接觸。當溫度變化較大時，由於陶瓷介質諧振柱與金屬腔體材料膨脹係數差異較大，機構彈性不夠時，易導致接觸不良，進而使得介質諧振柱上表面無法可靠接地，影響介質諧振器的性能。目前行業內採用的彈性機構，通常有兩種：一種是用高強度金屬鋸齒狀結構壓接薄蓋板實現，此方案對鋸齒精度與強度要求較高，否則作用在介質諧振柱上端面的壓力不均勻，物料成本相對較高。另一種為漢堡式夾層結構，中間層為板狀彈性機構，通過中間層的熱脹冷縮保證持續對於介質諧振器接觸的薄蓋板持續施加壓力，保證良好接觸。但板狀結構兩面接觸均為面接觸，受力作用點模糊，實際應用中無法保證介質諧振器壓力的一致性。無法保證濾波器中關鍵指標pim(passiveintermodulation)的穩定性，導致良率降低，成本大幅上升。

因此，急需提供一種成本適中，性能可靠，在較大溫度範圍內能夠保持介質諧振柱端面接觸良好、且受力點一致性高的介質諧振器。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供的一種結構簡單、成本適中的tm模介質諧振器，使其能在較大溫度範圍內能夠保持介質諧振柱端面的良好接觸，從而保證介質諧振器的性能。

為實現上述目的，本發明所設計的一種tm模介質諧振器，包括介質諧振柱、調諧螺杆、金屬諧振腔和蓋板，所述介質諧振柱位於金屬諧振腔的腔內，其特殊之處在於，所述蓋板由上蓋板和下蓋板重疊構成，所述上蓋板的底面與下蓋板的頂面接觸並通過緊固螺絲固定，所述介質諧振柱頂部與下蓋板下表面接觸，所述上蓋板和下蓋板上均設置有供調諧螺杆穿過的通孔，所述通孔周邊上蓋板與下蓋板之間設置有鏤空環狀槽，所述鏤空環狀槽與介質諧振柱的位置相對應，所述鏤空環狀槽內設置有環狀彈性體，所述環狀彈性體的橫截面為圓形或者橢圓形，底部與下蓋板形成環線接觸，所述下蓋板上設置有彈性結構，所述彈性結構能使下蓋板與介質諧振柱對應的部位跟隨環狀彈性體沿豎直方向一同變形。

進一步地，所述環狀彈性體為螺旋形彈簧環繞形成的環狀結構。

更進一步地，所述環狀彈性體的內外兩側中央沿環形方向設置有與其連為一體的定位輔助翼，所述定位輔助翼為環形板狀結構，與環狀彈性體的環形面平行。

更進一步地，所述鏤空環狀槽內設置有至少兩個直徑不同且同心布置的環狀彈性體，相鄰兩環狀彈性體之間由定位輔助翼相連。

更進一步地，所述環狀彈性體的高度大於鏤空環狀槽的深度，寬度小於鏤空環狀槽的寬度。

更進一步地，所述鏤空環狀槽的橫截面為圓形、橢圓形或者方形。

更進一步地，所述上蓋板和下蓋板均為為平板結構，中部都設置有通孔；所述上蓋板通孔周邊下表面設置有供環狀彈性體放置的鏤空環狀槽；

更進一步地，所述上蓋板和下蓋板均為平板結構，中部都設置有通孔，所述下蓋板通孔周邊設置有調諧螺杆安裝臺階，所述調諧螺杆安裝臺階的周邊下蓋板上表面設置有供環狀彈性體放置的鏤空環狀槽。

更進一步地，所述下蓋板的上端面設置有環槽，所述環槽包圍上蓋板的鏤空環狀槽在下蓋板上的相對位置，所述下蓋板環槽底部的厚度≤2mm，所述下蓋板環槽底部形成彈性結構。

更進一步地，所述介質諧振柱為圓柱體或者方柱體結構，所述介質諧振柱為中空結構或者半中空結構。

本發明針對現有介質諧振器接觸的薄蓋板的板狀結構兩面接觸為面接觸，受力作用點模糊，無法保證介質諧振器壓力的一致性的缺陷，通過彈性體結構的設計，變傳統面接觸為規則環形線接觸，通過環狀彈性體的變形引起下蓋板的彈性結構變形，從而使下蓋板與諧振柱上端面形成規則環形線接觸。在較大溫度範圍內能夠保持介質諧振柱端面接觸良好、且受力點一致性高的壓接方案，從而保證介質諧振器的性能。本發明成本適中，性能可靠，保證批量生產過程，壓力接觸點高度一致，能夠保證介質諧振器壓力的一致性。另一方面，本發明中使用的物料為機械工業標準零件，生產工藝成熟，結構可靠性已在過去幾十年各行業大規模運用中得到充分驗證，相對成本較低，具有廣闊的市場前景與推廣價值。

附圖說明

圖1為本發明tm模介質諧振器的結構示意圖。

圖2為圖1中i處發大圖。

圖3為圖1的拆分結構示意圖。

圖4為圖1中環狀彈性體截面為實心圓形的結構示意圖。

圖5為圖1中環狀彈性體截面為空心圓形的結構示意圖。

圖6為圖1中環狀彈性體截面為實心橢圓形的結構示意圖。

圖7為圖1中環狀彈性體截面為空心橢圓形的結構示意圖。

圖8為圖1中環狀彈性體為橢圓環狀結構的結構示意圖。

圖9為圖1中上蓋板結構示意圖。

圖10為圖1中下蓋板結構示意圖。

圖11為圖1中鏤空環狀槽為橢圓環狀結構的結構示意圖。

圖12為本發明第二個實施例的結構示意圖。

圖13為圖12中鏤空環狀槽為橢圓形結構的結構示意圖。

圖14為圖12中下蓋板結構示意圖。

圖15為本發明第三個實施例中環狀彈性體的結構示意圖。

圖16為本發明第四個實施例中截面為實心圓形的環狀彈性體的結構示意圖。

圖17為本發明第四個實施例中截面為空心圓形的環狀彈性體的結構示意圖。

圖18為本發明第五個實施例中截面為實心圓形的環狀彈性體的結構示意圖。

圖19為本發明第五個實施例中截面為空心圓形的環狀彈性體的結構示意圖。

圖20為圖1中介質諧振柱為圓柱體、半中空結構的結構示意圖。

圖21為圖1中介質諧振柱為方柱體、中空結構的結構示意圖。

圖22為圖1中金屬諧振腔具有臺階的結構示意圖。

圖23為圖1中金屬諧振腔具有沉孔的結構示意圖。

圖24為本發明第六個實施例中蓋板和金屬諧振腔的結構示意圖。

圖25為本發明第七個實施例中蓋板和金屬諧振腔的結構示意圖。

圖26為本發明第八個實施例中蓋板和金屬諧振腔的結構示意圖。

圖中：介質諧振柱1、調諧螺杆2，環狀彈性體3，定位輔助翼3-1，輸出連接器4，金屬諧振腔5、輸入連接器6，下蓋板7，上蓋板8，調諧螺杆安裝臺階9，緊固螺絲10，通孔11，鏤空環狀槽12，凸臺13，環槽14。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。

如圖1～圖3所示，本發明所提供的一種tm模介質諧振器，包括介質諧振柱1、調諧螺杆2、金屬諧振腔5、上蓋板8和下蓋板7。金屬諧振腔5的兩側分別設置有輸入連接器6和輸出連接器4，介質諧振柱1位於金屬諧振腔5的腔內，頂部與下蓋板7接觸。介質諧振柱1可以設置為圓柱體結構(圖20)或者方柱體結構(圖21)。介質諧振柱1可以設置為中空結構(圖21)或者半中空結構(圖20)。金屬諧振腔5的腔體鍍銀，下有臺階(圖22)或沉孔(圖23)。上蓋板8的底面與下蓋板7的頂面接觸並通過緊固螺絲10固定，上蓋板8和下蓋板7中部均設置有供調諧螺杆2穿過的通孔11，通孔11周邊上蓋板8與下蓋板7之間設置有鏤空環狀槽12，鏤空環狀槽12與介質諧振柱1的位置相對應，鏤空環狀槽12內設置有環狀彈性體3，環狀彈性體3為高低溫下具備優異彈性的耐高溫非金屬或金屬合金材料製成的彈性體，橫截面為實心圓形(圖4)、空心圓形(圖5)、實心橢圓形(圖6)或者空心橢圓形(圖7)。環狀彈性體3的直徑略大於鏤空環狀槽12高度，略小於鏤空環狀槽12寬度，底部與下蓋板7形成環線接觸，具體尺寸根據環狀彈性體3的彈性模量、金屬諧振腔5的腔體深度、介質諧振柱1的外徑綜合確定。下蓋板7上設置有彈性結構，彈性結構能使下蓋板7與介質諧振柱1對應的部位跟隨環狀彈性體3沿豎直方向一同變形。

實施例一，上蓋板8為金屬或工程塑料板的平板結構，如圖1和圖2所示，中部設置有供調諧螺杆2通過的通孔11，上蓋板8通孔11周邊下表面設置有供環狀彈性體3放置的鏤空環狀槽12，當環狀彈性體3採用橢圓環狀結構時，鏤空環狀槽12亦設置為與之相匹配的橢圓形結構。鏤空環狀槽12的截面為圓形、橢圓形或者方形。如圖3所示，下蓋板7為鍍銀的金屬平板(通常為鋁)，厚度≤2mm，中部設置有供調諧螺杆2通過的通孔11，通孔11周圍形成彈性結構。

本發明的第二個實施例與第一個實施例的區別在於：上蓋板8為高強度金屬或非金屬薄平板，中部設置有供調諧螺杆安裝臺階9通過的通孔11，如圖9所示；下蓋板7為金屬平板(通常為鋁、銅，鍍銀)，中部設置有供調諧螺杆2通過的通孔11，下蓋板7通孔11周邊設置有調諧螺杆安裝臺階9，調諧螺杆安裝臺階9的周邊下蓋板7上表面設置有供環狀彈性體3放置的鏤空環狀槽12，鏤空環狀槽12底部的厚度≤2mm，下蓋板7鏤空環狀槽12底部形成彈性結構。如圖10所示。環狀彈性體3可以設置為圓形環狀結構或者橢圓環狀結構(圖8)，鏤空環狀槽12亦設置為與之相匹配的圓形結構鏤空環狀槽或者橢圓形結構(圖11)。鏤空環狀槽12的截面為圓形、橢圓形或者方形。

本發明的第三個實施例與第一個實施例的區別在於：環狀彈性體3為螺旋形彈簧環繞形成的環狀結構，如圖15所示。

本發明的第四個實施例與第一個實施例的區別在於：環狀彈性體3的內外兩側中央沿環形方向設置有與其連為一體的定位輔助翼3-1，定位輔助翼3-1為環形板狀結構，與環狀彈性體3的環形面平行。截面為實心圓形的環狀彈性體3具有定位輔助翼3-1的結構如圖16所示。截面為空心圓形的環狀彈性體3具有定位輔助翼3-1的結構如圖17所示。

本發明的第五個實施例與第一個實施例的區別在於：鏤空環狀槽12內設置有至少兩個直徑不同且同心布置的環狀彈性體3。環狀彈性體3為具有至少兩個圓環的環狀結構，每個圓環的兩側均設置有定位輔助翼3-1。截面為實心圓形的環狀彈性體3具有兩個圓環和兩個定位輔助翼3-1的結構如圖18所示。截面為空心圓形的環狀彈性體3具有兩個圓環和兩個定位輔助翼3-1的結構如圖19所示。

本發明的第六個實施例與第一個實施例的區別在於：下蓋板7的中部設置有供調諧螺杆2通過的通孔11，下蓋板7的下端面周邊設有向下凸起的凸臺13，凸臺13與金屬諧振腔5腔體的上端面邊緣對應，以實現下蓋板7與其他結構的一體高度，如圖24所示，下蓋板7中部的厚度≤2mm，下蓋板7中部通孔11周圍形成彈性結構。

本發明的第七個實施例與第一個實施例的區別在於：下蓋板7的上端面設置有環槽14，環槽14包圍上蓋板8的鏤空環狀槽12在下蓋板7上的相對位置，如圖25所示，下蓋板7環槽14底部的厚度≤2mm，下蓋板7環槽14底部形成彈性結構。環槽的形狀可以為圓形環槽、橢圓形環槽或者矩形環槽。

本發明的第八個實施例與第一個實施例的區別在於：如圖26所示，上蓋板8為金屬或工程塑料板的平板結構，中部設置有供調諧螺杆2通過的通孔11，下蓋板7的中部設置有供調諧螺杆2通過的通孔11。下蓋板7通孔11周邊下表面設置有供環狀彈性體3放置的鏤空環狀槽12。鏤空環狀槽12為圓形沉孔。下蓋板7的上端面設置有環槽14，環槽14包圍鏤空環狀槽12。環槽的形狀可以為圓形環槽、橢圓形環槽或者矩形環槽，環槽14底部的厚度≤2mm，下蓋板7環槽14底部形成彈性結構。

為了實現下蓋板7的彈性結構在變形的狀態下與諧振柱1上端面形成規則環形線接觸，設計下蓋板7的彈性結構處的厚度≤2mm，從而下蓋板7在環狀彈性體3形變的帶動下進行有效形變，保證本發明工作時下蓋板7與諧振柱1上端面形成規則環形線接觸。

以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以設計出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍。

本說明書未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。