一种横磁(TM)模介质滤波器的制作方法

本发明涉及一种滤波器，尤其涉及一种横磁(TM)模介质滤波器。

背景技术：

滤波器作为一种频率选择装置被广泛应用于通信领域，尤其是射频通信领域，在基站中滤波器用于选择通信信号，滤除通信信号频率外的杂波或干扰信号，保留通带内需要的信号。随着通讯领域对滤波器小型化、高性能、大功率的可量产要求的逐步提升，目前金属同轴腔体滤波器因其体积大，Q值和功率受限等因素已经逐步不能满足需求，介质滤波器因具有较高的Qf和功率容量，可以实现小型化，因此优势十分明显。

TM(Transverse M agnetic，横磁)模介质滤波器具备了上述的优势，但因TM滤波器需要将介质谐振器和腔体的上下表面长期充分接触才能保证性能良好和稳定，因此如何固定介质谐振器成为最关键的技术。通常的TM模介质滤波器包括腔体、设置于腔体的介质谐振器和主盖板。

在现有技术中，通常通过在介质谐振器和主盖板之间设置对介质谐振器产生弹性作用力的垫片、薄盖板等弹性件来达到固定介质谐振器的目的。由于弹性件会有部分位于腔体内，为保证电气性能均需要对弹性件进行电镀，从而导致工艺复杂，加工成本较高；且弹性件为产生弹力，在腔体内部具有一定弯曲，造成电流分布不均，影响电气性能；弹性件与腔体、弹性件与主盖板、弹性件与介质之间均要求高精度配合，提高加工装配难度。

技术实现要素：

本发明提供一种横磁(TM)模介质滤波器，精度控制要求低，成本低，且能够保证电气性能的高可靠性，从而可提升互调性能并保证长期稳定。

提供了一种横磁(TM)模介质滤波器，包括壳体、介质谐振器、主盖板及弹性件；

所述壳体内形成有柱状的谐振腔，所述壳体上位于所述谐振腔的一端处设有开口；

所述介质谐振器为柱状，其设置在所述谐振腔中并与所述谐振腔同轴设置；所述介质谐振器的一端抵靠于所述谐振腔的底面；

所述主盖板固定在所述弹性件与所述壳体的开口端之间；

所述主盖板具有相对的内表面与外表面；所述主盖板的内表面的中心部位贴合于所述介质谐振器的另一端，所述主盖板的周缘贴合于所述壳体的开口端；

所述弹性件包括多个弹性瓣；多个所述弹性瓣绕所述介质谐振器的轴向均匀排布；各所述弹性瓣的一端与所述主盖板固定连接，各所述弹性瓣的另一端朝向所述介质谐振器的中轴线延伸形成自由端，所述弹性瓣的自由端弹性作用于所述主盖板的外表面中心部位，以提供朝向所述介质谐振器的弹力。

在第一种可能的实现方式中，所述主盖板的内表面为平面，所述介质谐振器的另一端端面与所述壳体的开口端端面平齐。

结合前述任一种实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述主盖板的外表面中心部位设有第一凸台，所述第一凸台沿所述介质谐振器的中轴线突起，并形成有突出面；在所述介质谐振器的中轴线方向上，所述第一凸台的突出面相对所述主盖板的外表面周缘部位远离所述介质谐振器，所述弹性瓣的自由端弹性抵靠于所述突出面，以使所述弹性瓣产生弹性形变。

结合前述第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第一凸台的横截面与所述介质谐振器的横截面二者的外边缘形状相同，所述第一凸台的外径等于或略大于所述介质谐振器的外径。

结合前述任一种实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述主盖板的外表面的周缘与中心部位之间设有环形槽。

结合前述任一种实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述弹性件还包括定位环，所述定位环绕介质谐振器的中轴线设置，并与所述主盖板的外表面周缘固定连接；各所述弹性瓣固定于所述定位环的环内侧，所述弹性瓣的一端通过所述定位环与所述主盖板固定连接。

结合第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述定位环与多个所述弹性瓣一体成型。

结合第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述弹性件为中心设有通孔的弹簧钢板材，所述通孔处开设多个条形槽，所述条形槽的一端闭合、另一端开口，其开口端连通至所述通孔；相邻两所述条形槽之间形成所述弹性瓣，所述条形槽的闭合端处形成所述定位环。

结合前述任一种实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述TM模介质滤波器还包括调谐螺杆及螺母；所述介质谐振器为中空的柱状结构；

所述主盖板的中心设有螺纹孔，所述调谐螺杆螺纹连接于所述螺纹孔，所述调谐螺杆一端位于所述介质谐振器中，且所述调谐螺杆与所述介质谐振器的内壁之间设有间隙；所述螺母螺纹连接于所述调谐螺杆，所述螺母抵靠于所述主盖板。

结合第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述主盖板的中心部位还设有第二凸台，所述第二凸台沿所述介质谐振器的中轴线突起；所述螺纹孔开设在所述第二凸台上，所述螺母抵靠于所述第二凸台上，多个所述弹性瓣的自由端位于所述第二凸台的四周。

结合第九种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，在所述主盖板的外表面中心部位设有第一凸台的情况下，所述第二凸台设置在所述第一凸台上，且所述第二凸台与所述第一凸台连接呈阶梯形，所述突出面为环绕在所述第二凸台四周的环形的阶梯面。

本发明提供的TM模介质滤波器，主盖板与壳体及介质谐振器贴合配合，弹性件设置于主盖板的外表面处，弹性件无需进行电镀处理，降低加工成本，利用主盖板传递作用力，不需要弹性件与介质谐振器之间高精度的要求，对公差要求低，从而降低加工成本；通过均布的多个弹性瓣产生朝向介质谐振器的压力，利用主盖板将压力传递给介质谐振器，使介质谐振器端面受到的压力在轴向上分布均匀稳定，保证谐振腔内部电流密度均匀一致，保证电气性能，因此互调性能可以大幅提升且保持长期稳定，避免介质谐振器破碎。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明优选实施方式提供的TM模介质滤波器的分解示意图；

图2是图1中TM模介质滤波器的轴向剖面图；

图3是图1中TM模介质滤波器的主盖板的示意图；

图4是图1中TM模介质滤波器的弹性件的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明提供的一种横磁(TM)模介质滤波器，该TM模介质滤波器可以为TM01主模介质滤波器，当然也可以为其他形式的TM模介质滤波器。TM模介质滤波器包括壳体1、介质谐振器2、主盖板3、及弹性件4。主盖板3与弹性件4固定于壳体1，并将介质谐振器2固定在壳体1内；弹性件4可向主盖板3提供弹力，以使介质谐振器2的上端表面受到主盖板3向下的均匀压力，从而提高介质谐振器2的互调性能。

壳体1内形成有柱状的谐振腔10，壳体1上位于谐振腔10的一端处设有开口。壳体1为金属材质或者塑料合金材质制成，其内具有一定金属元素以起到屏蔽电磁波作用。介质谐振器2为柱状，其设置在谐振腔10并与谐振腔10同轴设置，介质谐振器2的一端抵靠于谐振腔10的底面。介质谐振器2一般为陶瓷介质制成，其中可掺杂稀土等稀有金属。本实施例中，介质谐振器2为中空的柱状结构，可以理解的是，在TM模介质滤波器领域中，介质谐振器2为中空的柱状结构是指，介质谐振器2整体为柱状，其中心轴线位置开设有一贯穿介质谐振器2的通孔。

本实施例中，谐振腔10的底面中心位置设有与介质谐振器2相配合的定位结构，本实施例中，由于介质谐振器2为中空的柱状结构，定位结构为凸台10，定位凸台10的外径与介质谐振器2的内径相配合，定位凸台11的外径与介质谐振器2的内径尺寸与公差相匹配，以实现介质谐振器2的底端与壳体1之间的定位，保证介质谐振器2安装在谐振腔10底面的定位凸台11上时不松动，且介质谐振器2此时处于自由状态，可以进行替换。此处，在另外的实施方式中，定位结构可以为定位盲孔，其孔径与介质谐振器外径相配合，介质谐振器2为中空结构或实心柱状其一端均可插入到定位盲孔中以实现定位。

主盖板3具有相对的内表面与外表面。此处，可以理解的是，主盖板3的内表面位于谐振腔10内的表面，外表面为主盖板3位于谐振腔10外的表面。主盖板3的内表面中心部位贴合于介质谐振器2的另一端、其周缘贴合于壳体1的开口端。作为优选，主盖板3的内表面为平面，介质谐振器2的另一端端面与壳体1的开口端端面平齐。本实施例中，介质谐振器2的高度与谐振腔10的深度相同，主盖板3与壳体1装配后，主盖板3的周缘与壳体1开口端贴合，主盖板3的中心部位即可抵靠并贴合于介质谐振器2，以利于装配连接，同时可降低加工难度。主盖板3的内表面为平面可保证谐振腔内电流分布均匀，保证滤波器的电气性能。此处，作为另外的实施方式，主盖板3的内表面也可以不是平面，其中心部位可以设置凸起，该凸起能够抵靠于介质谐振器2的端面，并使得介质谐振器2的端面可以与壳体1的开口端端面不平齐。

本实施例中，由于仅主盖板3的内表面位于谐振腔10中，只需主盖板3的内表面电镀以保证谐振腔10内的电气性能，外表面可电镀亦可不电镀，以减少加工工序并降低加工成本。主盖板3为金属材质制成，如主盖板3可以为铝、铜、钢等制成，使其具有一定导电性能的材质均可，主盖板3可以通过机加或者压铸等方式实现。

弹性件4设置于主盖板3的外表面处，弹性件4包括定位环42及多个弹性瓣41。定位环42绕介质谐振器2的中轴线设置，并与主盖板3的外表面周缘固定连接。弹性瓣41固定于定位环42的环内侧，弹性瓣41的一端通过定位环42与主盖板3固定连接，利用定位环42能够方便多个弹性瓣41的装配连接。多个弹性瓣41绕介质谐振器2的轴向均匀排布。各弹性瓣41朝向介质谐振器2的中轴线延伸形成自由端；弹性瓣41的自由端弹性作用于主盖板3的外表面中心部位，以提供朝向介质谐振器2的弹力。弹性瓣41自身具有弹性，其自由端相对移动利用弹性瓣自身的弹性形变可产生弹力。

由于弹性瓣41为多个，且环绕介质谐振器2均布，从而可在介质谐振器2的四周产生均匀的朝向介质谐振器2的压力，保证主盖板3受到的压力在四周均匀分布，介质谐振器2的上端面同时受到主盖板3向下均匀的压力，可保证谐振腔10内部电流密度均匀一致，因此可以提升介质谐振器2的互调性能。由于压力分布均匀稳定，不会因为涉及公差累计较多而使介质谐振器2过盈或压力过大而在温度循环变化时导致介质谐振器2破碎的问题。

作为优选，弹性瓣41与定位环42均为板状，弹性瓣41在自由状态下与定位环42平齐，以便于加工制备。定位环42与多个弹性瓣41可以为一体成型，弹性件4由中心设有通孔的板材通过机械加工方式，如机加冲压、线切割、或激光切割等方法沿径向在通孔处开设多个条形槽40，条形槽40的一端闭合、另一端开口，其开口端连通至通孔40，相邻两条形槽40之间形成所述弹性瓣41，条形槽40的闭合端处形成定位环42，从而便于加工制备。弹性瓣41的数目及尺寸可根据实际产品需要进行确定，其形成的压力亦因弹性瓣41的数目及尺寸而不同。弹性件4可以为弹簧钢制成，以使弹性件4均有弹性稳定持久的优点，可以保证滤波器性能长期稳定，即使在环境温度恶劣下也能保证性能不变。此处，作为另外的实施方式，弹性件4亦可为具有弹性的钢板、或具有弹性的复合材料等能够提供长久持续稳定弹性的材质制成。

本实施例中，主盖板3的外表面中心部位设有第一凸台31，第一凸台31沿所述介质谐振器2的中轴线突起，并形成有突出面31a；在介质谐振器2的中轴线上，第一凸台31的突出面31a相对主盖板3的外表面周缘部位远离介质谐振器，弹性瓣41的自由端弹性抵靠于所述突出面31a。利用第一凸台31可使得主盖板3的中心部位相对其周缘存在高度差，在弹性件4、主盖板3、与壳体1装配后使弹性瓣41的自由端向远离介质谐振器2方向移动，弹性瓣41发生弹性形变而产生弹力，从而向第一凸台31及介质谐振器2提供压力。

第一凸台31的横截面与介质谐振器2的横截面二者的外边缘形状相同，第一凸台31的外径等于或者略大于介质谐振器2的外径，以保证介质谐振器受力均匀。在本实施例中，第一凸台31的横截面的外边缘为圆形，即第一凸台31为圆柱形，介质谐振器2的横截面外边缘亦为圆形。相应地，第一凸台31与介质谐振器2的横截面外周缘可均为方形或其他形状。

主盖板3的中心部位还可以设有第二凸台32，第二凸台32沿所述介质谐振器2的中轴线突起，螺纹孔30开设在第二凸台32上，螺母6抵靠于第二凸台32上，多个弹性瓣41的自由端位于第二凸台的四周。螺母6与弹性瓣41分别抵靠于不同位置，利用第二凸台32可避免旋转螺母6时螺母6碰到弹性瓣41而影响拆装。

本实施例中，第二凸台32设置在第一凸台31上，且第二凸台32与第一凸台32连接呈阶梯形，突出面31a为环绕在第二凸台四周的环形的阶梯面。主盖板3结构设置合理，在保证弹性瓣41有效形变的同时，可避免螺母6碰到弹性瓣41。

主盖板3的外表面的周缘与中心部位之间设有环形槽33，利用环形槽33可减小主盖板3的中心与周缘之间的区域的厚度，环形槽33可以保证当力作用在第一凸台31上时，第一凸台31因受力发生形变产生的拉力能很好且及时的通过环形槽33吸收掉，因为增加了环形槽33后下方的主盖板3区域足够薄，利于主盖板3中心部位相对周缘之间的形变，对第一凸台31产生的反作用力会相对较小，从而能保证弹性瓣41的力充分施加在介质谐振器2上。

本实施例中，TM模介质滤波器进一步可以包括多个紧固螺钉7，多个紧固螺钉7沿壳体1的开口端均匀排布，以使得弹性件4与主盖板3之间受力均匀，保证电气性能。紧固螺钉7依次穿设定位环42及主盖板3的周缘与壳体1的开口端螺纹连接，利用紧固螺钉7将弹性件4及主盖板3固定至壳体1，方便安装及拆卸维护。紧固螺钉7为钢材质制成，以保证其具有一定结构强度，保证弹性件4、主盖板3及壳体1之间连接的可靠性。此处，作为另外的实施方式，亦可通过焊接、铆接、卡接等方式实现弹性件4、主盖板3及壳体1之间的固定连接。

TM模介质滤波器还可以包括调谐螺杆5及螺母6。主盖板3的中心设有螺纹孔30，调谐螺杆5螺纹连接于螺纹孔30，螺母6与调谐螺杆5螺纹连接，以使调谐螺杆5锁紧于主盖板3。调谐螺杆5的一端位于介质谐振器2中，且调谐螺杆5与介质谐振器2的内壁之间设有间隙，通过调谐螺杆5进行调谐以实现滤波。此处，作为另外的实施方式，介质谐振器2可以为实心的柱状，而无需设置调谐螺杆5及螺母6，而通过其他方式进行调谐并实现滤波。

本发明通过弹性件4与主盖板3的结构配合，利用弹性瓣31的弹性实现过盈压接，不需要介质谐振器2具有较大的过盈量，通过均布的多个弹性瓣产生朝向介质谐振器2的压力，使介质谐振器2周围产生均匀稳定的压力，可保证谐振腔10内部电流密度均匀一致，保证电气性能，因此互调性能可以大幅提升且保持长期稳定，避免压力控制不当导致环境温度下介质破碎的问题。主盖板3与壳体1及介质谐振器2贴合配合，弹性件4设置于主盖板3的外表面处，弹性件4无需进行电镀处理，降低加工成本，不需要部件之间高精度的要求，对公差要求低，从而降低加工成本，有效解决了现有技术中部件种类多、装配复杂、精度要求高的问题。

本发明提供的TM模介质滤波器的各部件之间利用螺纹装配连接，而不采用焊接方案，利用弹性件4依然能够提升互调性能，且介质谐振器可以方便地拆下进行更换，以便对TM模介质滤波器进行装配及维护。

本实施例中，多个TM模介质滤波器可以构成滤波器模块，其中多个壳体1可以为一体式结构，即可在一个大壳体上开设多个谐振腔，多个弹性件可以为一体成型，亦可为多个部件分别与多个谐振器一一配合。

上述实施方式为发明的一种具体实施方式，此外，在上述实施方式中，可以通过对TM模介质滤波器的部分技术特征进行一些修改及替换，以达到相同或相似的技术效果，这些修改及替换包括但不局限于以下实施方式中的一种或多种。

在上述实施方式中，弹性瓣41与定位环42均为板状，以便于加工制备，需要说明的是，弹性瓣41与定位环42并不局限于板状，在其他的实施方式中，弹性瓣41还可以为杆状或柱状，定位环42还可以为环形的块状、框状或其他形状。

在上述实施方式中，利用定位环42将多个弹性瓣41连接为一体式结构，弹性瓣41通过定位环固定连接于主盖板。作为另一种的实施方式，弹性件4可仅包含多个弹性瓣41，各弹性瓣41之间为相互的独立的部件，可逐一将弹性瓣41与主盖板固定连接，弹性瓣41为长条形，其一端直接与主盖板41固定连接，比如可以通过螺钉紧固；弹性瓣41的自由端抵靠于第一凸台。更进一步，为了便于弹性瓣41的定位，第一凸台上可以设有多个定位结构，定位结构可以为定位孔、定位凸点、定位槽等，定位结构与弹性瓣的自由端一对一配合，以便于弹性瓣的自由端的定位，保证条形的弹性瓣不窜动，使多个弹性瓣绕着第一凸台均匀布局在主盖板上方，通过螺钉紧固，布局更灵活。

在上述实施方式中，利用第一凸台31可提高弹性瓣41的形变效果，作为另外的实施方式，主盖板3的中心部位可以不设置第一凸台31，在自由状态下，弹性瓣41被设计成弯折形状，其自由端朝向介质谐振器2弯折，从而使得弹性瓣41的自由端能够直接抵靠于主盖板3的外表面中心部位，在装配后，自由端可朝向远离介质谐振器方向移动而是弹性瓣41发生弹性形变，以向介质谐振器提供压力。

在上述实施方式中，弹性瓣41的自由端抵靠于第一凸台，即弹性瓣41的自由端直接抵靠于主盖板上，以对主盖板3的中心部位施加作用力；作为另外的实施方式，可以在主盖板的外表面中心部位设置单独的部件形成突出于主盖板的受力件，弹性瓣41的自由端抵接于该受力件。例如，在将调谐螺杆、螺母及主盖板装配后，再装配弹性件，并使弹性瓣41的自由端抵靠于螺母，从而利用螺母作为受力件，弹性瓣间接对主盖板施加作用力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。