一种谐振子、微波器件及通信设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种谐振子，包括多个设有通孔的谐振子片层，还包括依次穿过每个谐振子片层的通孔从而将所述多个谐振子片层串在一起的连接件。本发明还涉及具有上述谐振子的微波器件和通信设备。谐振子片层被连接件串接固定，使得具有该谐振子的微波器件和通信设备结构稳固性好，因谐振子片层晃动引起的损耗小。
【专利说明】一种谐振子、微波器件及通信设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波射频元器件领域，更具体地说，涉及一种谐振子、微波器件及通信设备。
【背景技术】
[0002]谐振子，又称介质谐振器，具有介电常数高、电磁损耗低得有点，广泛应用在各种微波射频器件中，例如滤波器、双工器等。通常谐振子为圆柱形，由微波介质陶瓷一体烧结而成。在滤波器、双工器等微波器件的谐振腔中，谐振子底部通常垫有支承座，支承座与谐振腔相对固定。为了固定谐振子，通常谐振子都是直接粘接到支承座表面上。
[0003]为了增强谐振子的特性例如高介电常数等，在一定场合上需要将谐振子切分为多个片层，并在片层表面做一些处理例如附着多个铜箔或铜丝构成的结构，来提高谐振子的介电常数。此时，由于谐振子为多个片层，如果不加以固定，一方面影响使用效果，另一方面会引起损耗。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构固定、损耗小的谐振子、微波器件及通信设备。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种谐振子，包括多个设有通孔的谐振子片层，还包括依次穿过每个谐振子片层的通孔从而将所述多个谐振子片层串在一起的连接件。
[0006]在本发明所述的谐振子中，所述连接件包括穿过各个通孔的螺栓以及连接在所述螺栓端部的螺母。
[0007]在本发明所述的谐振子中，所述螺母与所述螺栓通过焊接或热压而固结到一起。
[0008]在本发明所述的谐振子中，所述连接件由介电常数小于10、损耗角正切值低于
0.1的材料制成。
[0009]在本发明所述的谐振子中，所述连接件的材料为聚醚酰亚胺或特氟龙。
[0010]在本发明所述的谐振子中，所述谐振子片层为中间设有通孔的环形，多个所述谐振子片层形状相同且依次堆叠成中空的筒形。
[0011]在本发明所述的谐振子中，所述谐振子片层包括基板和附着在基板上的至少一个人造微结构，所述人造微结构为导电材料制成的具有几何图形的平面结构。
[0012]在本发明所述的谐振子中，所述人造微结构设置在所述基板的边缘部位。
[0013]在本发明所述的谐振子中，所述人造微结构有多个且两两成对，每个人造微结构对以所述圆环形谐振子片层表面的圆心为圆心成圆周均匀分布，每个人造微结构对包括两个完全相同的并行排布的人造微结构。
[0014]在本发明所述的谐振子中，所述人造微结构为实心金属箔或镂空有多个孔的金属箔。[0015]本发明还涉及一种微波器件，用于对微波进行处理，具有至少一个谐振腔，所述谐振腔内设置有上述谐振子。
[0016]在本发明所述的微波器件中，所述微波器件为腔体滤波器或双工器。
[0017]本发明还涉及一种通信设备，具有上述用于对微波进行处理的微波器件。
[0018]在本发明所述的通信设备中，所述通信设备为卫星、基站、雷达或飞机。
[0019]实施本发明的谐振子、微波器件及通信设备，具有以下有益效果:谐振子片层被连接件串接固定，使得具有该谐振子的微波器件和通信设备结构稳固性好，因谐振子片层晃动引起的损耗小。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0021]图1是本发明优选实施例的微波器件的结构示意图；
[0022]图2是一种谐振子片层的俯视图；
[0023]图3是另一种谐振子片层的俯视图。
【具体实施方式】
[0024]本发明涉及一种谐振子，如图1、图2所示，包括多个谐振子片层3，每个谐振子片层3中间都有通孔，优选的是谐振子片层3为形状相同、高度相同或不相同的圆环形。多个圆环形谐振子片层3依次堆叠成中空的圆筒形。
[0025]谐振子片层3可以由现有用来制造介质谐振子的微波介质陶瓷制成，已知的BaTi4O9, Ba2Ti902(l、MgTiO3-CaTiO3、BaO-Ln2O3-TiO2 系、Bi2O3-ZnO-Nb2O5 系等，当然也可选用其他介电常数相对较高、损耗角正切相对较小的材料，例如F4B材料、FR-4材料等。
[0026]本发明优选采用基于超材料技术的谐振子片层，包括由上述微波介质陶瓷或其他材料制成的圆环形基板2，还包括附着在基板2表面的至少一个人造微结构1，每个人造微结构I为片状或丝状导电材料组成的具有几何图案的结构。
[0027]片状人造微结构I可以为实心金属箔，也可以表面镂空有多个孔的金属箔。图2所示的人造微结构I为实心方片，也可以是圆片、圆环或其他片状结构。图2中每两个完全相同的方片形人造微结构平行并排设置构成一个人造微结构对，每个人造微结构对以所在的圆环形谐振子片层表面的圆心为圆心成圆周均匀分布。显然，对于其他形状的人造微结构，也可采用这种排布。对于镂空有孔的金属箔，孔的数量可以是一个，也可以多个，且孔的形状可以是圆形、方形或其他任意形状。
[0028]丝状人造微结构I可以为螺旋线、蛇形蜿蜒线、工字形、十字形、两个工字形正交平分形成的结构、由四个相同支路绕同一定点旋转90度对称的结构如图3所示，以及其他任意结构。
[0029]基板2表面的多个人造微结构I可以如图2所示成圆形排布，也可以如图3所示成矩形阵列排布，也可任意分布，根据实际需求而定。上述导电材料包括各种导电性能较好的金属及金属合金，例如银、铜、银合金、铜合金；导电材料也可以是可以导电的非金属材料，例如铟锡氧化物、掺铝氧化锌或导电石墨等。
[0030]人造微结构I的存在，使得谐振子在微波谐振腔中工作时，谐振子中的电场经过或穿过人造微结构，形成等效电容，从而相当于提高了谐振子的介电常数，降低谐振频率，有利于微波谐振腔的小型化。
[0031]优选人造微结构I位于基板的边缘部位，即人造微结构到基板中心的距离大于基板边缘到基板中心距离的一半。这是因为，谐振子越靠近其中心的部位，电磁场越强，导电材料制成的人造微结构I内的自由电子移动会引起能量损耗，降低谐振子的Q值。人造微结构I位于基板的边缘，在能降低谐振频率的同时尽量减小自身引起的损耗。
[0032]本发明的另一发明点在于，谐振子上还设有连接件，其依次穿过每个谐振子片层的通孔从而将它们串在一起并紧固。连接件的作用在于3将多个谐振子片层3紧固起来成为一个整体，避免它们排列零散而导致损耗增大。
[0033]如图1所示，本实施例中的连接件包括穿过各个通孔的螺栓4以及连接在螺栓4端部的螺母5。螺栓4和螺母5采用介电常数小于10、损耗角正切值低于0.1的材料制成，具体来说可以是聚醚酰亚胺或特氟龙材料。
[0034]为了防止因螺母5松动而导致谐振子片层3之间松动，优选将螺母5与螺栓4通过焊接或热压而固结到一起。例如，当螺栓4、螺母5均采用特氟龙材料时，通过对二者加热并挤压，即可将二者连接成不可拆卸的整体。
[0035]当然，连接件还可以是其他结构，例如卡销、两端分别抵在谐振子片层堆叠整体的上下表面上的弹簧夹等，本文不作限制。
[0036]进一步地，本发明还保护具有上述谐振子的微波器件，本实施例中为腔体滤波器，如图1所示，微波器件用于对微波进行处理，包括至少一个谐振腔6谐振腔6内设置有上述谐振子，谐振子的底部通常还设有支承座7，用来支撑谐振子使其位于谐振腔6的正中央。为了容纳螺栓4伸出谐振子的部分，支承座7上表面开设有容纳螺栓4的末端部分的凹槽。
[0037]具有这种谐振子的腔体滤波器，一方面基于超材料技术能够有效提高谐振子的介电常数、降低谐振腔的谐振频率，另一方面由于多个谐振子片层被连接件紧固连接，增强了谐振子的稳固性，减少因谐振子片层晃动引起的不必要的损耗。
[0038]当然，本发明的微波器件可以是任何利用微波谐振腔和谐振子来实现对一定频段范围的微波进行一定处理的元器件，不仅可以为滤波器，也可以是双工器或其他元器件。
[0039]本发明还保护具有上述微波器件的通信设备，该设备具有多个各种相互关联、相互作用的功能模块来实现一个较为复杂的用途，而其中的一个或多个功能模块中用到了上述微波器件来对微波进行处理。这样的通信设备有很多，例如卫星、基站、雷达或飞机等。这些通信设备，采用了上述微波器件，能够减小设备整体的体积和重量，损耗小，使其用途得以更好地发挥。
[0040]上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
【权利要求】
1.一种谐振子，其特征在于，包括多个设有通孔的谐振子片层，还包括依次穿过每个谐振子片层的通孔从而将所述多个谐振子片层串在一起的连接件。
2.根据权利要求1所述的谐振子，其特征在于，所述连接件包括穿过各个通孔的螺栓以及连接在所述螺栓端部的螺母。
3.根据权利要求2所述的谐振子，其特征在于，所述螺母与所述螺栓通过焊接或热压而固结到一起。
4.根据权利要求1所述的谐振子，其特征在于，所述连接件由介电常数小于10、损耗角正切值低于0.1的材料制成。
5.根据权利要求4所述的谐振子，其特征在于，所述连接件的材料为聚醚酰亚胺或特献。
6.根据权利要求1所述的谐振子，其特征在于，所述谐振子片层为中间设有通孔的环形，多个所述谐振子片层形状相同且依次堆叠成中空的筒形。
7.根据权利要求6所述的谐振子，其特征在于，所述谐振子片层包括基板和附着在基板上的至少一个人造微结构，所述人造微结构为导电材料制成的具有几何图形的平面结构。
8.根据权利要求7所述的谐振子，其特征在于，所述人造微结构设置在所述基板的边缘部位。
9.根据权利要求7所述的谐振子，其特征在于，所述人造微结构有多个且两两成对，每个人造微结构对以所述圆环形谐振子片层表面的圆心为圆心成圆周均匀分布，每个人造微结构对包括两个完全相同的并行排布的人造微结构。
10.根据权利要求8所述的谐振子，其特征在于，所述人造微结构为实心金属箔或镂空有多个孔的金属箔。
11.一种微波器件，用于对微波进行处理，其特征在于，具有至少一个谐振腔，所述谐振腔内设置有如权利要求1至9所述的谐振子。
12.根据权利要求11所述的微波器件，其特征在于，所述微波器件为腔体滤波器或双工器。
13.—种通信设备，其特征在于，具有如权利要求11至12所述的用于对微波进行处理的微波器件。
14.根据权利要求13所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备为卫星、基站、雷达或飞机。
【文档编号】H01P1/205GK103579733SQ201210275338
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月3日 优先权日:2012年8月3日
【发明者】刘若鹏, 徐冠雄, 刘京京, 任玉海, 许宁 申请人:深圳光启创新技术有限公司