专利名称：射频谐振器的调谐的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种射频谐振器和一种用于对该射频谐振器进行调谐的方法，该射频谐振器包括具有至少一个谐振腔的谐振器体。
背景技术：
例如光学数据传输设备或者毫米波无线电设备、点对点或者点对多点以及远程信息处理技术设备的使用极高射频(RF)的电子系统和用户进入系统需要具有被精确调节的谐振器频率的谐振器和过滤器。
为了确保将制造出的原滤波器元件可调谐到所需的准确目标频率，现有技术利用特定微波调谐元件(例如，金属螺钉/介质杆)。通常可在市场上得到这些元件，但是很昂贵。镀金、选用特殊的材料、用于安装螺钉/螺母/杆的配件的劳力成本以及非常昂贵的部件导致了它们的价格，所述非常昂贵的部件用于例如通过在螺钉中形成装有单个弹簧的狭缝而确保围绕螺钉的圆周从螺钉到螺母的良好和稳定长期(30年)的接触。所规定的典型的最大操作频率在12GHz左右，一些例外达到18GHz。
达到越来越高的频率，标准的调谐元件由于其相对尺寸与波长之比逐渐增加而产生了越来越多的问题。另一方面，当在减小制造公差的情况下与自由空间的波长相比试图使螺钉直径保持较小时(例如，对于85GHz的3.5mm)，螺钉制造成本显著增大。现有技术的元件操作起来也越来越易坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种射频谐振器和一种用于以简单、可重复和节约成本的方式将射频谐振器调谐到目标频率的方法。
通过形成谐振腔的表面区域的传导性片材实现上述目的，通过施加用于将谐振器调谐到目标频率的机械作用力，所述传导性片材是可变形的。
本发明的射频谐振器将传统上被组合在一个元件中的“被动的机械运动”和“电磁场操作”分开。以这种方式，避免了原本在有螺纹部分之间存在任何甚至小的间隙。通过在传导性片材上施加机械作用力，产生了片材的弹性和非弹性变形，这改变在谐振腔内部的电磁场，以便补偿腔的制造公差。
在一个优选实施例中，传导性片材为金属箔。金属箔为可通过施加机械作用力而容易地变形的便宜材料。
在一个优选实施例中，谐振器体的表面由传导性片材覆盖。这样，谐振腔的表面区域被覆盖，同时提供了足够量的空间，用于将片材固定在谐振器体上。
在另一个优选实施例中，传导性片材由安装在谐振器体上的盖固定在谐振器体上。极重要的是，可避免在谐振腔中出现甚至很小的间隙。当传导性片材形成谐振腔表面的一部分时，使传导性片材避免受到外部作用力也是重要的，所述外部作用力形成使谐振器的目标频率变化的多余变形。
在又一个优选实施例中，在盖和谐振器体中形成螺纹孔，用于将盖安装在谐振器体上。通过将螺钉插入孔中可将盖固定到谐振器体上，从而避免片材的意外变形。当然，孔被这样定位，即，它们没有延伸到谐振腔。
在更为优选的实施例中，盖包括用于传导性片材变形的调谐开口。在非弹性变形的情形下，工具可被插入开口中，用于使片材变形，并且之后可关闭调谐开口。在弹性变形的情况下，工具可被永久地插入调谐开口中，用于在片材上保持恒定的压力，或者例如保持随温度变化的压力，以补偿(或者形成所需)谐振器中的温度变化。
在另一个优选实施例中，盖和谐振器体由相同材料制成。这样，可避免在盖和谐振器体之间的可形成例如相位突变的相对热运动。
在又一个优选实施例中，谐振器体包括至少两个定心销。定心销是必要的，以确保调谐开口被正确地定位用于调谐谐振器。例如，对于圆柱形腔，调谐开口可以但不必沿着圆柱体的中心轴线定位，而是由所需的调谐灵敏度和电磁谐振的模式确定。根据该设计，谐振频率可随着增大的调谐作用力增大或者减小。
在另一个优选实施例中，谐振器体由压铸部件形成。使用压铸部件来代替铣制的块来形成谐振器体，降低了制造成本。优选地，盖也由压铸部件形成。
本发明还实现了一种用于调谐如上述的射频谐振器的方法，其包括如下步骤测量谐振腔的谐振频率，通过对传导性片材上施加逐渐增大的机械作用力使传导性片材变形，直至达到谐振腔的目标频率。在片材非弹性(不可逆)变形的情况下，机械作用力不可以超过用于达到目标频率的所必需的值。在弹性变形的情况下，可以超过这个作用力值，并且随后减小机械作用力，用于将谐振器频率调节到目标频率。
可从说明书和附图中得到进一步的优点。可根据本发明单独地或者以任何结合共同地使用以上和下面提到的特征。提到的实施例不应被理解为穷尽性列举，而是具有用于描述本发明的示例性特征。
附图显示了本发明。
图1a是作为本发明射频谐振器的一个实施例的一部分的带有谐振腔的谐振器体的透视图；图1b示出了由薄金属箔覆盖的图1a的谐振器体；以及图1c示出了安装在图1b的谐振器体上的盖，该盖具有用于使金属箔变形的谐振开口。
具体实施例方式
在图1a-1c中示出了组装原型射频谐振器1的三个步骤。参照图1a，铣过的矩形块形成包含位于中心的圆柱形孔的谐振器体2，该圆柱形孔作为谐振腔3。两个矩形孔4、5在谐振器体2中形成，用于收纳从谐振器体2的底部通过两个销孔插入的第一和第二连接器(未示出)，这两个矩形孔4、5位于谐振腔3的左、右侧。另外，在谐振器体2上形成两个定心销孔6、7和十个螺纹孔8。
现在参照图1b，图1a的谐振器体2的顶面由薄金属箔9覆盖，金属箔9在销孔6、7和螺纹孔8的位置处有孔。金属箔9覆盖谐振腔3，并且如图1c所示，通过将厚盖10安装在谐振器体2的顶部上而被固定。在谐振器体2中形成的两个销孔6、7和十个螺纹孔8通过盖10得以延续。因此，可通过将安装螺钉插入螺纹孔8中而将盖10固定在谐振腔2上。这样，金属箔9被牢固地固定在谐振腔2和盖10之间，从而避免了引起谐振腔3的中心频率发生变化的金属箔9的意外变形。
将调谐开口11设置在盖10的中心处。调谐开口11由插入到两个销孔6、7中的两个定心销(未示出)定心。应如此地定位调谐开口11，即，实现对取决于谐振频率的合理作用力/运动。这取决于在谐振腔中的电磁场模式。在示例中示出的是精确地位于圆周形腔3的中心轴线上的调谐开口，其对于所选模式在腔3内部的电磁场有较小的影响，正好足够补偿制造公差。
射频谐振器1的调谐通常是以逐渐增加的力将工具插入盖10的小调谐开口11中来进行的，直至达到金属箔9的充分非弹性变形，从而得到射频谐振器1的所需中心频率。在这个过程期间，必须对谐振腔3的频率进行观察。或者，可以使用可弹性变形的金属箔，并且在达到目标频率时将在调谐开口中的工具固定。
总之，可容易地制造原型射频谐振器1，因此可降低生产成本。在射频谐振器1的频率调谐中没有使用“外来元件”，需要少量的部件，并且全部部件(谐振腔、盖、片材)可用相同的材料制造，以避免相对热运动(由例如相位突变导致)。射频谐振器1也适于大量成批生产，尤其是如果形成谐振器体2的铣制的块由压铸部件替代。螺钉也可由适当的焊接方法替代。另外，除了谐振腔本身之外，不需要精密部件。
射频谐振器1的性能已经被证实为85Hz的高Q运行设计，但是期望超过200GHz的更高得多的实际频率极限。另外，期望射频谐振器1的长期稳定性优于传统的谐振器设计，尤其是在振动环境下的坚固性。
权利要求
1.一种射频谐振器，其包括具有至少一个谐振腔的谐振器体和形成谐振腔的表面区域的传导性片材，其中，通过施加用于将所述射频谐振器调谐到目标频率的机械作用力，所述传导性片材是可非弹性变形的。
2.根据权利要求1所述的射频谐振器，其特征在于，所述传导性片材为金属箔。
3.根据权利要求1所述的射频谐振器，其特征在于，所述谐振器体的表面由所述传导性片材覆盖。
4.根据权利要求3所述的射频谐振器，其特征在于，所述传导性片材由安装在所述谐振器体上的盖固定在所述谐振器体上。
5.根据权利要求3所述的射频谐振器，其特征在于，在所述盖和所述谐振器体上形成螺纹孔，用于将所述盖安装在所述谐振器体上。
6.根据权利要求3所述的射频谐振器，其特征在于，所述盖包括用于使所述传导性片材变形的调谐开口。
7.根据权利要求6所述的射频谐振器，其特征在于，所述盖包括至少两个定心销。
8.根据权利要求3所述的射频谐振器，其特征在于，所述盖和所述谐振器体由相同材料制成。
9.根据权利要求1所述的射频谐振器，其特征在于，所述谐振器体由压铸部件形成。
10.一种用于调谐射频谐振器的方法，所述射频谐振器包括具有至少一个谐振腔的谐振器体和形成所述谐振腔的表面区域的传导性片材，其中，通过施加用于将所述射频谐振器调谐到目标频率的机械作用力，所述传导性片材是可非弹性变形的，所述方法包括以下步骤测量所述谐振腔的谐振频率，通过对所述传导性片材上施加逐渐增大的机械作用力使所述传导性片材非弹性地变形，直至达到所述谐振腔的所述目标频率。
全文摘要
一种射频谐振器(1)，其包括具有至少一个谐振腔(3)的谐振器体(2)。传导性片材形成谐振腔(3)的表面区域，在施加用于将谐振腔调谐到目标频率的机械作用力时，传导性片材发生可变形。一种用于调谐射频谐振器的方法，其包括以下步骤测量谐振腔(3)的谐振频率，通过在传导性片材上施加逐渐增大的机械作用力使所述传导性片材变形，直至达到谐振腔(3)的目标频率。
文档编号H01P7/06GK1819329SQ20051013236
公开日2006年8月16日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年2月9日
发明者伯恩哈德·容金格 申请人:阿尔卡特公司