基片集成波导模拟与测量系统及其谐振腔装置的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基片集成波导模拟与测量系统及其谐振腔装置。

背景技术：

目前，在通信领域，微带线传播因容差性能不足而不能应用于高频段通信；传统波导虽可用于高频段，但其体积大，不利于集成设计。基片集成波导能很好地兼顾传统波导与微带线的优点，可实现高性能微波平面电路。因此，基片集成波导被广发的应用及开发。

在基片集成波导开发技术中，设计精密的基片集成波导谐振腔的设计是最为关键技术。在进行谐振腔设计时，需先进行模拟，以获得在产生不同谐振频率时，所对应的谐振腔尺寸。

在目前常用的技术中，进行基片集成波导模拟的谐振腔的腔体内部结构为固定不可变形式。为了满足不同谐振频率的模拟需要，则需要加工不同规格尺寸的谐振腔的腔体，从而增加成本且效率不高。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能提高模拟效率，且降低成本的基片集成波导模拟与测量系统及其谐振腔装置。

一种谐振腔装置，包括：

呈中空结构的筒体，由导电材料制成，所述筒体具有一呈条形的空腔，所述空腔至少一端密闭；

谐波信号接收组件，设置于所述筒体内，且位于所述空腔密闭的一端；

导电滑块，可滑动地设置于所述筒体内，所述导电滑块与所述空腔的内壁密合，以在所述导电滑块与所述谐波信号接收组件之间形成密闭的谐振腔；及

驱动装置，与所述导电滑块传动连接，用于驱动所述导电滑块在所述筒体内滑动；

其中，所述驱动装置可驱动所述导电滑块沿所述空腔的轴线滑动，以调节所述谐振腔的长度。

在其中一个实施例中，所述筒体包括底板、盖板及两个相对间隔设置的隔柱，所述两个隔柱夹持于所述底板与所述盖板之间，以在所述底板、所述盖板及所述隔柱之间形成所述空腔。

在其中一个实施例中，所述两个隔柱的内壁沿所述空腔的轴向均开设有导槽，所述导电滑块的两端分别可滑动地安装于两个所述导槽内。

在其中一个实施例中，所述盖板可拆卸地安装于所述隔柱上，所述空腔内设置有介质安装部，且所述介质安装部位于所述谐波信号接收组件与所述导电滑块之间。

在其中一个实施例中，所述介质安装部沿所述空腔的轴向可滑动。

在其中一个实施例中，所述谐波信号接收组件呈片状，且与所述空腔的轴线垂直，所述筒体还包括压板，所述压板将所述谐波信号接收组件压持于所述筒体的末端，以封闭所述空腔。

在其中一个实施例中，，所述驱动装置包括：

支撑座，固定于所述筒体远离所述谐波信号接收组件的一端；

丝杆，一端可转动地设置于所述支撑座上；

丝杆座，套设于所述丝杆上并与所述丝杆螺合；

驱动杆，可滑动地穿设于所述支撑座，且一端与所述丝杆座固定连接，另一端与所述导电滑块固定连接；

其中，所述丝杆转动，驱动所述丝杆座沿所述丝杆滑动，以使所述导电滑块在所述驱动杆的带动下沿所述筒体滑动。

在其中一个实施例中，所述驱动杆为两个，两个所述驱动杆分别位于所述丝杆的两侧，且相对于所述丝杆对称。

在其中一个实施例中，还包括刻度标尺，所述刻度标尺可滑动地穿设于所述支撑座，且一端与所述丝杆座固定连接，另一端与所述导电滑块固定连接。

一种基片集成波导模拟及测量系统，包括：

如上述优选实施例中任一项所述的谐振腔装置；及

外接的八端口网络分析测试仪，与所述谐波信号接收组件通讯连接。

上述基片集成波导模拟与测量系统及其谐振腔装置，在筒体的空腔内设置有可滑动的导电滑块，且导电滑块与谐波信号接收组件之间形成密闭的谐振腔。当需要模拟不同的谐振频率时，可通过驱动装置驱动导电滑块在空腔内滑动，以使谐振腔的尺寸进行连续线性变化。同时，谐波信号接收组件接收产生的谐波信号，获得谐振频率。当谐振频率为所需频率时，测得谐振腔的尺寸便可。通过上述谐振腔装置，只需设计一种谐振腔的腔体即可满足不同谐振频率的模拟需要，且模拟过程中无需进行更换，从而降低了成本且提高了效率。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中谐振腔装置的结构示意图；

图2为图1所示谐振腔装置的纵截面示意图；

图3为图1所示谐振腔装置中筒体的横截面示意图；

图4为图1所示谐振腔装置中隔柱的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的基片集成波导模拟与测量系统包括谐振腔装置100及八端口网络分析测试仪(图未示)。其中，谐振腔装置100包括筒体110、谐波信号接收组件120、导电滑块130及驱动装置140。

请一并参阅图3，筒体110呈中空结构。筒体110由导电材料制成。具体的，筒体110由金属制成。由于金属具有良好的导电性及集肤性，故适用于制造筒体110。筒体110具有一呈条形的空腔(图未标)，且空腔至少一端密闭。

筒体110的空腔内可容置起振源(图未示)，起振源产生原始振动，并可在空腔内产生谐振波。

在本实施例中，筒体110包括底板111、盖板112及两个相对间隔设置的隔柱113。两个隔柱113夹持于底板111与盖板112之间，以在底板111、盖板112及隔柱113之间形成空腔。

具体的，隔柱113呈矩形柱结构，底板111、盖板112分别与隔柱113相对的两个侧面贴合。因此，形成的空腔呈长方体形。与一体成型的结构相比，上述筒体110中底板111、盖板112及隔柱113的联接处均为垂直结构，避免了圆形倒角。因此，可避免因圆形倒角的不规则对空腔的电气性能造成影响。

谐波信号接收组件120设置于筒体110内，且位于空腔密闭的一端。谐波信号接收组件120用于接收谐波信号。八端口网络分析测试仪与谐波信号接收组件120通讯连接，将接收的谐波信号进行分析及显示，从而得到谐振频率。由于谐波信号接收组件120接收谐波信号的效果与其角度为位置有关。因此，谐波信号接收组件120在筒体110内的角度需经过精确计算，且固定于筒体110内，以防止其位移。

在本实施例中，谐波信号接收组件120呈片状，且与空腔的轴线垂直。筒体110还包括压板114，压板114将谐波信号接收组件120压持于筒体110的末端，以封闭空腔。

具体的，谐波信号接收组件120集成于PCB板上，而将谐波信号接收组件120垂直于空腔的轴线设置，则可降低谐波信号接收的失真度。其中，压板114与谐波信号接收组件120接触的一面表面光滑，以使谐波信号接收组件120的角度保持固定。

导电滑块130可滑动地设置于筒体110内，导电滑块130与空腔的内壁密合，以在导电滑块130与谐波信号接收组件120之间形成密闭的谐振腔101。起振源产生的原始振动可在谐振腔101叠加形成谐振波。具体的，导电滑块130也由金属制成。需要指出的是，导电滑块130及筒体110还可由其他导电性及集肤性良好的材料制成。

由于导电滑块130沿筒体110移动为连续线性移动，故可使谐振腔101的尺寸随导电滑块130的移动而实现连续线性的变化。

请一并参阅图4，在本实施例中，两个隔柱113的内壁沿空腔的轴向均开设有导槽1132，导电滑块130的两端分别可滑动地安装于两个导槽1132内。导槽1132可对导电滑块130起到导向及限位的作用，以使导电滑块130移动更平稳，防止其因振动而对改变谐振腔101的电气性能，进而对模拟结果产生影响。

驱动装置140与导电滑块130传动连接，用于驱动导电滑块130在筒体110内滑动。其中，驱动装置140可驱动导电滑块130沿空腔的轴线滑动，以调节谐振腔101的长度。

当需要模拟不同的谐振频率时，可通过驱动装置140驱动导电滑块130在空腔内滑动，以使谐振腔101的尺寸进行连续线性变化。同时，谐波信号接收组件120接收产生的谐波信号，获得谐振频率。当谐振频率为所需频率时，测得谐振腔101实时的尺寸便可。

在本实施例中，盖板111可拆卸地安装于隔柱113上，空腔内设置有介质安装部102，且介质安装部102位于谐波信号接收组件120与导电滑块130之间。

因此，通过拆装盖板111，可将空腔打开或关闭，从而可介质材料安装在介质安装部102上，以改变谐振腔101的电气性能，进而模拟出在有介质及无介质情况下，谐振频率与谐振腔尺寸的关系。

此外，可保持谐振腔101的尺寸固定，并获得谐振腔101处于该尺寸时，有介质及无介质情况下的谐振频率。通过分析计算两种情况下谐振频率的差异，便可得到该介质材料的介电常数。而且，还可通过调节谐振腔101的尺寸，以得到多组比对数据，从而可使介电常数的获得更加准确。

进一步的，在本实施例中，介质安装部102沿空腔的轴向可滑动。具体的，盖板111上开设有滑槽(图未示)，底板112开设有圆槽(图未示)，介质材料可滑动地装在滑槽内，并通过螺杆与圆槽配合，实现固定。通过介质安装部102滑动，可模拟出谐振频率与介质材料在谐振腔中的位置的关系。

在本实施例中，驱动装置140包括支撑座141、丝杆143、丝杆座145及驱动杆147。

支撑座141固定于筒体110远离谐波信号接收组件120的一端。支撑座141可一体成型，也可由多个部分拼接而成。

丝杆143一端可转动地设置于支撑座141上。具体的，丝杆143的一端可通过轴套与支撑座141实现安装。支撑座141可对使丝杆143起限位作用，使丝杆143在其轴线方向保持位置固定。

丝杆座145套设于丝杆143上并与丝杆143螺合。丝杆座145内侧设置有内螺纹，可与丝杆143表面的外螺纹相匹配。丝杆143相对于丝杆座145转动，便可将螺旋运动转变成直线运动。

驱动杆147可滑动地穿设于支撑座141。驱动杆147一端与丝杆座145固定连接，另一端与导电滑块130固定连接。

因此，当丝杆143转动时，丝杆座145在螺纹驱动的作用下沿丝杆143做直线运动，从而带动驱动杆147在筒体110的伸缩。导电滑块130在驱动杆147带动下沿筒体110滑动，从而实现谐振腔101长度的调节。

由于丝杆进给方式具有平稳、顺滑的特点。因此，通过上述驱动装置140带动导电滑块130，可使导电滑块130的移动过程更稳定。

进一步的，在本实施例中，驱动杆147为两个，两个驱动杆147分别位于丝杆143的两侧，且相对于丝杆143对称。

由于通过两个驱动杆147带动导电滑块130移动，且两个驱动杆147相对于丝杆143对称。因此，导电滑块130在移动过程中受到的作用力更均匀，不会产生斜向的矢量，从而进一步提升进给过程的稳定性。

在本实施例中，谐振腔装置100还包括刻度标尺150。刻度标尺150可滑动地穿设于支撑座141，且一端与丝杆座145固定连接，另一端与导电滑块130固定连接。

具体的，刻度标尺150呈长条形且其上标有刻度。由于刻度标尺150的两端与驱动杆147固定于相同的元件上。因此，刻度标尺150可随驱动杆147同步伸缩。而驱动杆147的位移量等于导电滑块130的位移量。因此，通过读取刻度标尺150上的刻度，便能清楚直观且实时观测到谐振腔101的尺寸。

上述基片集成波导模拟与测量系统及其谐振腔装置100，在筒体110的空腔内设置有可滑动的导电滑块130，且导电滑块130与谐波信号接收组件120之间形成密闭的谐振腔101。当需要模拟不同的谐振频率时，可通过驱动装置140驱动导电滑块130在空腔内滑动，以使谐振腔101的尺寸进行连续线性变化。同时，谐波信号接收组件120接收产生的谐波信号，获得谐振频率。当谐振频率为所需频率时，测得谐振腔101的尺寸便可。通过上述谐振腔装置100，只需设计一种谐振腔的腔体即可满足不同谐振频率的模拟需要，且模拟过程中无需进行更换，从而降低了成本且提高了效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。