一種諧振子、微波器件及通信設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種諧振子，包括多個(gè)設(shè)有通孔的諧振子片層，還包括依次穿過(guò)每個(gè)諧振子片層的通孔從而將所述多個(gè)諧振子片層串在一起的連接件。本發(fā)明還涉及具有上述諧振子的微波器件和通信設(shè)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(shè)備結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性好，因諧振子片層晃動(dòng)引起的損耗小。
【專利說(shuō)明】一種諧振子、微波器件及通信設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波射頻元器件領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種諧振子、微波器件及通信設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]諧振子，又稱介質(zhì)諧振器，具有介電常數(shù)高、電磁損耗低得有點(diǎn)，廣泛應(yīng)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(zhì)陶瓷一體燒結(jié)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(duì)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(qiáng)諧振子的特性例如高介電常數(shù)等，在一定場(chǎng)合上需要將諧振子切分為多個(gè)片層，并在片層表面做一些處理例如附著多個(gè)銅箔或銅絲構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，來(lái)提高諧振子的介電常數(shù)。此時(shí)，由于諧振子為多個(gè)片層，如果不加以固定，一方面影響使用效果，另一方面會(huì)引起損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)固定、損耗小的諧振子、微波器件及通信設(shè)備。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種諧振子，包括多個(gè)設(shè)有通孔的諧振子片層，還包括依次穿過(guò)每個(gè)諧振子片層的通孔從而將所述多個(gè)諧振子片層串在一起的連接件。
[0006]在本發(fā)明所述的諧振子中，所述連接件包括穿過(guò)各個(gè)通孔的螺栓以及連接在所述螺栓端部的螺母。
[0007]在本發(fā)明所述的諧振子中，所述螺母與所述螺栓通過(guò)焊接或熱壓而固結(jié)到一起。
[0008]在本發(fā)明所述的諧振子中，所述連接件由介電常數(shù)小于10、損耗角正切值低于
0.1的材料制成。
[0009]在本發(fā)明所述的諧振子中，所述連接件的材料為聚醚酰亞胺或特氟龍。
[0010]在本發(fā)明所述的諧振子中，所述諧振子片層為中間設(shè)有通孔的環(huán)形，多個(gè)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(fā)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(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電材料制成的具有幾何圖形的平面結(jié)構(gòu)。
[0012]在本發(fā)明所述的諧振子中，所述人造微結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述基板的邊緣部位。
[0013]在本發(fā)明所述的諧振子中，所述人造微結(jié)構(gòu)有多個(gè)且兩兩成對(duì)，每個(gè)人造微結(jié)構(gòu)對(duì)以所述圓環(huán)形諧振子片層表面的圓心為圓心成圓周均勻分布，每個(gè)人造微結(jié)構(gòu)對(duì)包括兩個(gè)完全相同的并行排布的人造微結(jié)構(gòu)。
[0014]在本發(fā)明所述的諧振子中，所述人造微結(jié)構(gòu)為實(shí)心金屬箔或鏤空有多個(gè)孔的金屬箔。[0015]本發(fā)明還涉及一種微波器件，用于對(duì)微波進(jìn)行處理，具有至少一個(gè)諧振腔，所述諧振腔內(nèi)設(shè)置有上述諧振子。
[0016]在本發(fā)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(fā)明還涉及一種通信設(shè)備，具有上述用于對(duì)微波進(jìn)行處理的微波器件。
[0018]在本發(fā)明所述的通信設(shè)備中，所述通信設(shè)備為衛(wèi)星、基站、雷達(dá)或飛機(jī)。
[0019]實(shí)施本發(fā)明的諧振子、微波器件及通信設(shè)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(shè)備結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性好，因諧振子片層晃動(dòng)引起的損耗小。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0021]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的微波器件的結(jié)構(gòu)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(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明涉及一種諧振子，如圖1、圖2所示，包括多個(gè)諧振子片層3，每個(gè)諧振子片層3中間都有通孔，優(yōu)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(huán)形。多個(gè)圓環(huán)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(xiàn)有用來(lái)制造介質(zhì)諧振子的微波介質(zhì)陶瓷制成，已知的BaTi4O9, Ba2Ti902(l、MgTiO3-CaTiO3、BaO-Ln2O3-TiO2 系、Bi2O3-ZnO-Nb2O5 系等，當(dāng)然也可選用其他介電常數(shù)相對(duì)較高、損耗角正切相對(duì)較小的材料，例如F4B材料、FR-4材料等。
[0026]本發(fā)明優(yōu)選采用基于超材料技術(shù)的諧振子片層，包括由上述微波介質(zhì)陶瓷或其他材料制成的圓環(huán)形基板2，還包括附著在基板2表面的至少一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)1，每個(gè)人造微結(jié)構(gòu)I為片狀或絲狀導(dǎo)電材料組成的具有幾何圖案的結(jié)構(gòu)。
[0027]片狀人造微結(jié)構(gòu)I可以為實(shí)心金屬箔，也可以表面鏤空有多個(gè)孔的金屬箔。圖2所示的人造微結(jié)構(gòu)I為實(shí)心方片，也可以是圓片、圓環(huán)或其他片狀結(jié)構(gòu)。圖2中每?jī)蓚€(gè)完全相同的方片形人造微結(jié)構(gòu)平行并排設(shè)置構(gòu)成一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)對(duì)，每個(gè)人造微結(jié)構(gòu)對(duì)以所在的圓環(huán)形諧振子片層表面的圓心為圓心成圓周均勻分布。顯然，對(duì)于其他形狀的人造微結(jié)構(gòu)，也可采用這種排布。對(duì)于鏤空有孔的金屬箔，孔的數(shù)量可以是一個(gè)，也可以多個(gè)，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(jié)構(gòu)I可以為螺旋線、蛇形蜿蜒線、工字形、十字形、兩個(gè)工字形正交平分形成的結(jié)構(gòu)、由四個(gè)相同支路繞同一定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)90度對(duì)稱的結(jié)構(gòu)如圖3所示，以及其他任意結(jié)構(gòu)。
[0029]基板2表面的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)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(jù)實(shí)際需求而定。上述導(dǎo)電材料包括各種導(dǎo)電性能較好的金屬及金屬合金，例如銀、銅、銀合金、銅合金；導(dǎo)電材料也可以是可以導(dǎo)電的非金屬材料，例如銦錫氧化物、摻鋁氧化鋅或?qū)щ娛取?br> [0030]人造微結(jié)構(gòu)I的存在，使得諧振子在微波諧振腔中工作時(shí)，諧振子中的電場(chǎng)經(jīng)過(guò)或穿過(guò)人造微結(jié)構(gòu)，形成等效電容，從而相當(dāng)于提高了諧振子的介電常數(shù)，降低諧振頻率，有利于微波諧振腔的小型化。
[0031]優(yōu)選人造微結(jié)構(gòu)I位于基板的邊緣部位，即人造微結(jié)構(gòu)到基板中心的距離大于基板邊緣到基板中心距離的一半。這是因?yàn)?，諧振子越靠近其中心的部位，電磁場(chǎng)越強(qiáng)，導(dǎo)電材料制成的人造微結(jié)構(gòu)I內(nèi)的自由電子移動(dòng)會(huì)引起能量損耗，降低諧振子的Q值。人造微結(jié)構(gòu)I位于基板的邊緣，在能降低諧振頻率的同時(shí)盡量減小自身引起的損耗。
[0032]本發(fā)明的另一發(fā)明點(diǎn)在于，諧振子上還設(shè)有連接件，其依次穿過(guò)每個(gè)諧振子片層的通孔從而將它們串在一起并緊固。連接件的作用在于3將多個(gè)諧振子片層3緊固起來(lái)成為一個(gè)整體，避免它們排列零散而導(dǎo)致?lián)p耗增大。
[0033]如圖1所示，本實(shí)施例中的連接件包括穿過(guò)各個(gè)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采用介電常數(shù)小于10、損耗角正切值低于0.1的材料制成，具體來(lái)說(shuō)可以是聚醚酰亞胺或特氟龍材料。
[0034]為了防止因螺母5松動(dòng)而導(dǎo)致諧振子片層3之間松動(dòng)，優(yōu)選將螺母5與螺栓4通過(guò)焊接或熱壓而固結(jié)到一起。例如，當(dāng)螺栓4、螺母5均采用特氟龍材料時(shí)，通過(guò)對(duì)二者加熱并擠壓，即可將二者連接成不可拆卸的整體。
[0035]當(dāng)然，連接件還可以是其他結(jié)構(gòu)，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(jìn)一步地，本發(fā)明還保護(hù)具有上述諧振子的微波器件，本實(shí)施例中為腔體濾波器，如圖1所示，微波器件用于對(duì)微波進(jìn)行處理，包括至少一個(gè)諧振腔6諧振腔6內(nèi)設(shè)置有上述諧振子，諧振子的底部通常還設(shè)有支承座7，用來(lái)支撐諧振子使其位于諧振腔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(kāi)設(shè)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，一方面基于超材料技術(shù)能夠有效提高諧振子的介電常數(shù)、降低諧振腔的諧振頻率，另一方面由于多個(gè)諧振子片層被連接件緊固連接，增強(qiáng)了諧振子的穩(wěn)固性，減少因諧振子片層晃動(dòng)引起的不必要的損耗。
[0038]當(dāng)然，本發(fā)明的微波器件可以是任何利用微波諧振腔和諧振子來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)一定頻段范圍的微波進(jìn)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(fā)明還保護(hù)具有上述微波器件的通信設(shè)備，該設(shè)備具有多個(gè)各種相互關(guān)聯(lián)、相互作用的功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)較為復(fù)雜的用途，而其中的一個(gè)或多個(gè)功能模塊中用到了上述微波器件來(lái)對(duì)微波進(jìn)行處理。這樣的通信設(shè)備有很多，例如衛(wèi)星、基站、雷達(dá)或飛機(jī)等。這些通信設(shè)備，采用了上述微波器件，能夠減小設(shè)備整體的體積和重量，損耗小，使其用途得以更好地發(fā)揮。
[0040]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種諧振子，其特征在于，包括多個(gè)設(shè)有通孔的諧振子片層，還包括依次穿過(guò)每個(gè)諧振子片層的通孔從而將所述多個(gè)諧振子片層串在一起的連接件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振子，其特征在于，所述連接件包括穿過(guò)各個(gè)通孔的螺栓以及連接在所述螺栓端部的螺母。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振子，其特征在于，所述螺母與所述螺栓通過(guò)焊接或熱壓而固結(jié)到一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振子，其特征在于，所述連接件由介電常數(shù)小于10、損耗角正切值低于0.1的材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振子，其特征在于，所述連接件的材料為聚醚酰亞胺或特獻(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振子，其特征在于，所述諧振子片層為中間設(shè)有通孔的環(huán)形，多個(gè)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(jù)權(quán)利要求6所述的諧振子，其特征在于，所述諧振子片層包括基板和附著在基板上的至少一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電材料制成的具有幾何圖形的平面結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的諧振子，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述基板的邊緣部位。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的諧振子，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)有多個(gè)且兩兩成對(duì)，每個(gè)人造微結(jié)構(gòu)對(duì)以所述圓環(huán)形諧振子片層表面的圓心為圓心成圓周均勻分布，每個(gè)人造微結(jié)構(gòu)對(duì)包括兩個(gè)完全相同的并行排布的人造微結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的諧振子，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為實(shí)心金屬箔或鏤空有多個(gè)孔的金屬箔。
11.一種微波器件，用于對(duì)微波進(jìn)行處理，其特征在于，具有至少一個(gè)諧振腔，所述諧振腔內(nèi)設(shè)置有如權(quán)利要求1至9所述的諧振子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的微波器件，其特征在于，所述微波器件為腔體濾波器或雙工器。
13.—種通信設(shè)備，其特征在于，具有如權(quán)利要求11至12所述的用于對(duì)微波進(jìn)行處理的微波器件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述通信設(shè)備為衛(wèi)星、基站、雷達(dá)或飛機(jī)。
【文檔編號(hào)】H01P1/205GK103579733SQ201210275338
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月3日
【發(fā)明者】劉若鵬, 徐冠雄, 劉京京, 任玉海, 許寧 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司