谐振器、滤波器及谐振器的装配方法与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种应用于基站的双工滤波器的te模(横电模)介质加载金属的谐振器及其装配方法和使用该方法研制的滤波器。

背景技术：

在基站的双工滤波器中，通常采用金属谐振器。金属谐振器通常采用金属同轴谐振腔，主要由密封盖板、调谐螺钉、金属腔体、金属谐振柱组成，在密封盖板上设置有通孔，将调谐螺钉通过密封盖板上的通孔，旋入腔体内部对金属谐振器的频率进行调谐，其原理是：调谐螺钉与密封盖板之间形成一电容，通过调整调谐螺钉与密封盖板之间的距离，改变该电容容值大小，进而改变金属谐振器的频率。在一定调整范围内，调整调谐螺钉与密封盖板之间的距离越小，金属谐振器的频率越低。

根据金属同轴谐振腔工作原理，金属谐振器在正常工作时，金属谐振柱上端面存在高电场分布，电场主要分布在金属谐振柱顶部的谐振盘与密封盖板之间。如果金属谐振柱的上端面与密封盖板距离太近，会造成场强过高，导致功率打火。因此，金属滤波器中谐振柱上表面与密封盖板之间的间距是双工滤波器功率容量设计的一个重要尺寸，而如何在更小间距前提下达到更高的功率容量成为金属滤波器的重点研究方向。

为了减少滤波器体积，目前采用的一种解决方案是介质谐振器，其原理是：利用电磁波在高介电常数物质中传播时其波长可以缩短这一理论，采用介质材料代替传统金属材料制成谐振器，在相同指标下，介质谐振器制成的滤波器的体积可以缩小。但介质谐振器存在成本高、材料一致性差、零点实现方式复杂、安装工艺难度大等缺点。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种谐振器、滤波器及谐振器的装配方法， 旨在提高滤波器的功率容量并有效压缩滤波器的体积。

为实现上述目的，本发明提供一种谐振器，包括：金属腔体、密封盖板，以及位于所述金属腔体内、由上至下依次设置的介质谐振盘、金属谐振盘和金属谐振柱，其中：

密封盖板扣合在所述金属腔体上端面以密封金属腔体；

所述金属谐振柱固定在所述金属腔体底部；

所述金属谐振盘的下表面与所述金属谐振柱的上端面紧密连接；

所述介质谐振盘的下表面与所述金属谐振盘的上表面紧密连接；

所述密封盖板上设有调谐螺杆，用以通过密封盖板上的通孔，旋入金属腔体内部对金属谐振柱的频率进行调谐。

优选地，所述介质谐振盘为介电常数大于金属的薄片。

优选地，所述金属谐振盘为良性导电金属薄片，或者，所述金属谐振盘为设置在所述介质谐振盘下表面的金属镀层。

优选地，所述金属谐振盘为镀银的薄片或铜片。

优选地，所述金属谐振柱下表面采用螺钉紧固在金属腔体底部；和/或，所述介质谐振盘下表面与所述金属谐振盘采用焊接或被银方式紧密连接；和/或，所述金属谐振盘下表面采用焊接方式与所述金属谐振柱紧密连接。

优选地，所述金属谐振柱为顶部开口的中空的筒状结构。

本发明实施例还提出一种滤波器，包括一个或多个如上所述的谐振器。

本发明实施例还提出一种谐振器的装配方法，包括以下步骤：

将介质谐振盘下表面紧密连接在金属谐振盘上；

将金属谐振盘与金属谐振柱紧密连接；

将金属谐振柱固定在金属腔体底部；

将调谐螺杆穿过密封盖板上的通孔旋进金属腔体内部以对谐振器的频率进行调谐；

将密封盖板与金属腔体上表面紧密连接，用于密封金属腔体。

本发明实施例提出的一种谐振器、滤波器及谐振器的装配方法，该谐振 器包括：金属腔体、扣合在金属腔体上端面的密封盖板，以及位于金属腔体内、由上至下依次设置的介质谐振盘、金属谐振盘和金属谐振柱，密封盖板上设有调谐螺杆，用以通过密封盖板上的通孔，旋入金属腔体内部对金属谐振柱的频率进行调谐，本发明依据介质谐振盘与密封盖板之间不存在强电场分布的特性，结合金属谐振柱材质的一致性和零点实现的简便性、装配的易操作性，从而提升滤波器功率容量，同时降低整个滤波器的高度，有效压缩滤波器的体积。

附图说明

图1是现有技术金属谐振器的结构剖视图；

图2是现有技术te模介质谐振器的结构剖视图；

图3是本发明谐振器的结构剖视图；

图4是本发明介质谐振盘和金属谐振盘的装配示意图；

图5是本发明介质谐振盘和金属谐振盘的装配后示意图；

图6为本发明实施例谐振器的装配流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例方案主要是依据介质谐振盘与密封盖板之间不存在强电场分布的特性，结合金属谐振柱材质的一致性和零点实现的简便性、装配的易操作性，从而提升滤波器功率容量，同时降低整个滤波器的高度，有效压缩滤波器的体积。

首先介绍一下现有的金属谐振器和te模介质谐振器的结构。

如图1所示，通常金属谐振器主要由密封盖板101、调谐螺钉102、金属腔体103、金属谐振柱104组成，金属谐振柱104顶部设有谐振盘1041，其中：

金属谐振柱104下表面通过螺钉紧固或其他方式紧密连接在金属腔体103 上，密封盖板101与金属腔体103顶部通过螺钉进行密封，形成一个密闭腔体。调谐螺钉102通过密封盖板101上的通孔，旋入金属腔体103内部对金属谐振器的频率进行调谐。

根据金属同轴谐振腔工作原理，金属谐振器在正常工作时，金属谐振柱104上端面存在高电场分布，电场主要分布在金属谐振柱104顶部的谐振盘1041与密封盖板101之间。如果金属谐振柱104顶部的谐振盘1041的上端面与密封盖板101距离太近，会造成场强(电场强度)过高，导致功率打火。因此，金属滤波器中谐振柱104上表面与密封盖板101之间的间距是双工器功率容量设计的一个重要尺寸，而如何在更小间距前提下达到更高的功率容量成为金属滤波器的重点研究方向。

如图2所示，通常te模介质谐振器主要由密封盖板201、介质调谐盘202、金属腔体203、介质谐振柱204、金属底座205组成。其中：

介质谐振柱204为中空的筒状结构，介质谐振柱204的下表面通过焊接或其他方式紧密连接在金属底座205上，金属底座下表面通过螺钉紧固或其他方式方式紧密连接在金属腔体203上，密封盖板201与金属腔体203通过螺钉进行密封，形成一个密闭腔体。介质调谐盘202通过密封盖板201上的通孔在金属腔体203内部对介质谐振器的频率进行调谐。其原理是：介质调谐盘202下表面与密封盖板201上表面之间形成一电容，通过调整介质调谐盘202与密封盖板201之间的距离，改变该电容容值大小，进而改变谐振器的频率。

根据te模介质谐振腔的工作原理，介质诣振器在正常工作时，介质谐振柱204上下端面及金属腔体203内部不存在高电场分布，电场强度主要分布在介质谐振柱204的内部靠近谐振柱中心孔圆周边，通常，电场强度呈柱状分布，从中心孔的内表面到外表面，场强越来越小。因此，与金属谐振腔不同，te模介质谐振柱204的顶端与密封盖板201之间的间距，对介质谐振腔的功率容量影响较小。但te模介质谐振器存在成本高、材料一致性差、零点实现方式复杂、安装工艺难度大等缺点。

鉴于此，本实施例方案将金属谐振柱和介质谐振柱的优势结合起来实现一种全新类型的介质加载金属的谐振柱。

具体地，参照图3，图3为本发明实施例介质加载金属的谐振器的结构剖视图。

如图3所示，本发明实施例提出的一种谐振器，包括：金属腔体305、密封盖板301，以及位于所述金属腔体305内、由上至下依次设置的介质谐振盘303、金属谐振盘304和金属谐振柱306，密封盖板301扣合在所述金属腔体305上端面以密封金属腔体305，其中：

所述金属谐振柱306固定在所述金属腔体305底部；

所述金属谐振盘304的下表面采用焊接或其他方式与所述金属谐振柱306的上端面紧密连接；

所述介质谐振盘303的下表面与所述金属谐振盘304的上表面采用焊接或被银(其中，被银是指在介质表面覆盖一层银，其覆盖方式包括但不限于电镀、焊接、粘接等)或其他方式紧密连接；

所述密封盖板301上设有调谐螺杆302，用以通过密封盖板301上的通孔，旋入金属腔体305内部对谐振器的频率进行调谐。其原理是：调谐螺杆302与密封盖板301之间形成一电容，通过调整调谐螺杆302与密封盖板301之间的距离，改变该电容容值大小，进而改变谐振器的频率。

其中，所述介质谐振盘303为介电常数大于金属的任何材质的薄片。

所述金属谐振盘304为导电性良好的金属薄片，优先为镀银的薄片，也可以采用铜片，或者，所述金属谐振盘304为设置在所述介质谐振盘303下表面的金属镀层。

本实施例介质谐振盘303和金属谐振盘304结构相同，可以包括盘体，盘体设有中间孔。介质谐振盘303与金属谐振盘304的装配结构可以如图4及图5所示，介质谐振盘303下表面与金属谐振盘304下表面通过焊接或其他方式紧密连接在一起。

所述金属谐振柱306为顶部开口的中空的筒状结构。

整个介质加载金属谐振器的装配过程为：

首先将介质谐振盘303下表面采用焊接或被银或使用其他方式紧密连接在金属谐振盘304上，再将金属谐振盘304采用焊接或其他方式与金属谐振柱306紧密连接；

然后将金属谐振柱306采用螺钉紧固或其他方式固定在金属腔体305底 部；调谐螺杆302穿过密封盖板301上的通孔进入所述金属腔体305内部对频率进行调谐；

最后，密封盖板301采用螺钉紧固或其他方式与金属腔体305上表面紧密连接，用于密封金属腔体305。

介质加载金属谐振柱306装配完成后，介质谐振盘303上表面与密封盖板301之间的场强较低，根据电磁场理论，这样更有利于降低腔高，提升滤波器功率容量。

本发明实施例依据介质谐振盘303与密封盖板301之间不存在强电场分布的特性，结合金属谐振柱306材质的一致性和零点实现的简便性、装配的易操作性，从而提升滤波器功率容量，同时降低整个滤波器的高度。

装配完成后，介质谐振盘303下表面与金属谐振盘304上表面完全吻合重叠紧密接触。

本发明实施例提供的介质加载金属谐振器，可以保证谐振器所在谐振腔及滤波器性能稳定可靠，生产工艺简单，同时提升滤波器功率容量，减小滤波器体积。

本发明还提供一种介质加载金属的滤波器。

本发明实施例提供的介质加载金属的滤波器包括一个或多个如上述实施例中由密封盖板、调谐螺杆、介质谐振盘、金属谐振盘、金属腔体、金属谐振柱等构成的介质加载金属谐振器。介质加载金属滤波器由一个或多个介质加载金属谐振器连接在一起形成一个多阶介质加载金属滤波器。

如图6所示，本发明较佳实施例提出一种谐振器的装配方法，包括：

步骤s1，将介质谐振盘下表面紧密连接在金属谐振盘上；

步骤s2，将金属谐振盘与金属谐振柱紧密连接；

步骤s3，将金属谐振柱固定在金属腔体底部；

步骤s4，将调谐螺杆穿过密封盖板上的通孔旋进金属腔体内部以对谐振器的频率进行调谐；

步骤s5，将密封盖板与金属腔体上表面紧密连接，用于密封金属腔体。

当然，本发明介质加载金属谐振器的装配方法包含不但不限于上述五个 步骤。

对于本领域相关技术人员来说，可以根据本发明实施例的技术方案及其构思对双工器、滤波器以组合或更换，设计出其它组合结构的双工、滤波器一体化模块，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求保护范围。

本发明依据介质谐振盘与密封盖板之间不存在强电场分布的特性，结合金属谐振柱材质的一致性和零点实现的简便性、装配的易操作性，从而提升滤波器功率容量，同时降低整个滤波器的高度，有效压缩滤波器的体积。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。