專利名稱：一種諧振子、微波器件及通信設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及微波射頻元器件領域，更具體地說，涉及一種諧振子、微波器件及通信設備。
背景技術：
諧振子，又稱介質諧振器，具有介電常數高、電磁損耗低得有點，廣泛應用在各種微波射頻器件中，例如濾波器、雙工器等。通常諧振子為圓柱形，由微波介質陶瓷一體燒結而成。在濾波器、雙工器等微波器件的諧振腔中，諧振子底部通常墊有支承座，支承座與諧振腔相對固定。為了固定諧振子，通常諧振子都是直接粘接到支承座表面上。為了增強諧振子的特性例如高介電常數等，在一定場合上需要將諧振子切分為多個片層，并在片層表面做一些處理例如附著多個銅箔或銅絲構成的結構，來提高諧振子的·介電常數。此時，由于諧振子為多個片層，如果不加以固定，一方面影響使用效果，另一方面會引起損耗。同時，諧振子與支承座之間用有機膠來粘接，雖然有一定的牢固性；但是濾波器等在工作時溫度會比較高，有機膠軟化會影響粘接的牢固性。
發明內容
本發明的目的在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種結構固定、連接牢靠、損耗小的諧振子、微波器件及通信設備。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種諧振子，包括介質本體和位于介質本體底部的支承座，所述介質本體包括多個設有通孔的諧振子片層，一連接件依次穿過每個諧振子片層的通孔并與所述支承座連接從而將介質本體與支承座固連一體。在本發明所述的諧振子中，所述支承座上設有螺紋孔，所述連接件為螺栓，所述螺栓穿過各個諧振子片層的通孔并與所述支承座上的螺紋孔裝配鎖緊。在本發明所述的諧振子中，所述支承座上設有通孔，所述連接件為螺栓和螺母，所述螺栓依次穿過各個諧振子片層和支承座的通孔后與所述螺母裝配鎖緊。在本發明所述的諧振子中，所述連接件由介電常數小于10、損耗角正切值低于O. I的材料制成。在本發明所述的諧振子中，所述連接件的材料為聚醚酰亞胺或特氟龍。在本發明所述的諧振子中，所述諧振子片層為中間設有通孔的環形，多個所述諧振子片層形狀相同且依次堆疊成中空的筒形。在本發明所述的諧振子中，所述諧振子片層包括基板和附著在基板上的至少一個人造微結構，所述人造微結構為導電材料制成的具有幾何圖形的平面結構。在本發明所述的諧振子中，所述人造微結構位于所述基板的邊緣部位。在本發明所述的諧振子中，所述人造微結構有多個且兩兩成對，每個人造微結構對以所述圓環形諧振子片層表面的圓心為圓心成圓周均勻分布，每個人造微結構對包括兩個完全相同的并行排布的人造微結構。
在本發明所述的諧振子中，所述人造微結構為實心金屬箔或鏤空有多個孔的金屬箔。本發明還涉及一種微波器件，一種微波器件，用于對微波進行處理，具有至少一個諧振腔，所述諧振腔內設置有諧振子，所述諧振子包括介質本體和位于介質本體底部的支承座，所述介質本體包括多個設有通孔的諧振子片層，一連接件依次穿過每個諧振子片層的通孔并與所述支承座連接從而將介質本體與支承座固連一體。在本發明所述的微波器件中，所述諧振腔底面上設有螺紋孔，所述支承座上設有通孔，所述連接件為螺栓，所述螺栓依次穿過各個諧振子片層和支承座的通孔后與所述諧振腔的螺紋孔裝配鎖緊。在本發明所述的微波器件中，所述諧振腔底面上設有通孔，所述支承座上設有通孔，所述連接件為螺栓和螺母，所述螺栓依次穿過各個諧振子片層、支承座和諧振腔底面的通孔后與所述螺母裝配鎖緊。
在本發明所述的微波器件中，所述螺栓和螺母通過焊接或熱壓的方式緊固為一體。在本發明所述的微波器件中，所述微波器件為腔體濾波器或雙工器。本發明還涉及一種通信設備，具有上述用于對微波進行處理的微波器件。在本發明所述的通信設備中，所述通信設備為微波爐、基站、雷達或飛機。實施本發明的諧振子、微波器件及通信設備，具有以下有益效果諧振子片層和支承座被連接件串接固定，使得具有該諧振子的微波器件和通信設備結構穩固性好，因諧振子片層晃動引起的損耗小。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖I是本發明第一實施例的微波器件的結構示意圖；圖2是本發明第二實施例的微波器件的結構示意圖；圖3是本發明第三實施例的微波器件的結構示意圖；圖4是一種諧振子片層的俯視圖；圖5是另一種諧振子片層的俯視圖。
具體實施例方式本發明涉及一種諧振子，如圖I、圖2、圖3所示，包括介質本體和位于介質本體底部的支承座7。介質本體由多個諧振子片層3構成，如圖4、圖5所示，每個諧振子片層3中間都有通孔，優選的是諧振子片層3為形狀相同、高度相同或不相同的圓環形。多個圓環形諧振子片層3依次堆疊成中空的圓筒形。諧振子片層3可以由現有用來制造介質諧振子的微波介質陶瓷制成，已知的BaTi4O9, Ba2Ti9O20, MgTiO3-CaTiO3、BaO-Ln2O3-TiO2 系、Bi2O3-ZnO-Nb2O5 系等，當然也可選用其他介電常數相對較高、損耗角正切相對較小的材料，例如F4B材料、FR-4材料等。本發明優選采用基于超材料技術的諧振子片層，包括由上述微波介質陶瓷或其他材料制成的圓環形基板2，還包括附著在基板2表面的至少一個人造微結構1，每個人造微結構I為片狀或絲狀導電材料組成的具有幾何圖案的結構。片狀人造微結構I可以為實心金屬箔，也可以表面鏤空有多個孔的金屬箔。圖4所示的人造微結構I為實心方片，也可以是圓片、圓環或其他片狀結構。圖2中每兩個完全相同的方片形人造微結構平行并排設置構成一個人造微結構對，每個人造微結構對以所在的圓環形諧振子片層表面的圓心為圓心成圓周均勻分布。顯然，對于其他形狀的人造微結構，也可采用這種排布。對于鏤空有孔的金屬箔，孔的數量可以是一個，也可以多個，且孔的形狀可以是圓形、方形或其他任意形狀。絲狀人造微結構I可以為螺旋線、蛇形蜿蜒線、工字形、十字形、兩個工字形正交平分形成的結構、由四個相同支路繞同一定點旋轉90度對稱的結構如圖5所示，以及其他任意結構。基板2表面的多個人造微結構I可以如圖4所示成圓形排布，也可以如圖5所示 成矩形陣列排布，也可任意分布，根據實際需求而定。上述導電材料包括各種導電性能較好的金屬及金屬合金，例如銀、銅、銀合金、銅合金；導電材料也可以是可以導電的非金屬材料，例如銦錫氧化物、摻鋁氧化鋅或導電石墨等。人造微結構I的存在，使得諧振子在微波諧振腔中工作時，諧振子中的電場經過或穿過人造微結構，形成等效電容，從而相當于提高了諧振子的介電常數，降低諧振頻率，有利于微波諧振腔的小型化。優選人造微結構I位于基板的邊緣部位，即人造微結構到基板中心的距離大于基板邊緣到基板中心距離的一半。這是因為，諧振子越靠近其中心的部位，電磁場越強，導電材料制成的人造微結構I內的自由電子移動會引起能量損耗，降低諧振子的Q值。人造微結構I位于基板的邊緣，在能降低諧振頻率的同時盡量減小自身引起的損耗。支承座7是用來支撐介質本體，使其位于諧振腔的中央，通常支承座7底部與諧振腔通過螺釘固連，頂部與諧振子通過有機膠粘接。支承座7選用透波材料，即透波率大于90%的材料，其包括氧化鋁、二氧化硅、玻璃陶瓷、氮化硅、增強纖維和基體材料構成的透波復合材料等。本發明優選氧化鋁。本發明的另一發明點在于，諧振子上還設有連接件，其依次穿過每個諧振子片層3的通孔并與支承座7連接在一起從而將它們串在一起并緊固。連接件的作用在于將多個諧振子片層3和支承座7緊固起來成為一個整體，避免它們排列零散而導致損耗增大。如圖I所示，本實施例中的連接件為長桿螺栓4。螺栓4采用介電常數小于10、損耗角正切值低于O. I的材料制成，具體來說可以是聚醚酰亞胺或特氟龍材料。支承座7上表面設有螺紋孔，螺栓4穿過各個諧振子片層的通孔并與支承座7上的螺紋孔裝配鎖緊。為了防止因螺栓4松動而導致諧振子片層3和支承座7松動，優選將螺栓4通過焊接或熱壓而與支承座固結到一起。當然，連接件還可以是其他結構，例如卡銷、兩端分別抵在介質本體上表面和支承座下表面的彈簧夾等，本文不作限制。進一步地，本發明還保護具有上述諧振子的微波器件，用于對微波進行處理，本文的實施例中的微波器件均為腔體濾波器。圖I所示的第一實施例中，微波器件包括至少一個諧振腔6，諧振腔6內設置有上述諧振子,諧振子包括介質本體和支承座7。支承座7支撐介質本體，使其位于諧振腔6的正中央。連接件為螺栓4，支承座7表面設有螺紋孔，螺栓4穿過諧振子片層3并與螺紋孔裝配固定。圖2所示的第二實施例中，諧振腔6底面上設有螺紋孔，所述支承座7上設有通孔，連接件為螺栓4，螺栓4依次穿過各個諧振子片層3和支承座7的通孔后與諧振腔6的螺紋孔裝配鎖緊。圖3所示的第三實施例中，諧振腔6底面上設有通孔，支承座7上設有通孔，連接件為螺栓4和螺母5，螺栓4依次穿過各個諧振子片層3、支承座7和諧振6腔底面的通孔后與螺母5裝配鎖緊。為了防止螺栓4松動，可以將螺栓4和螺母5通過焊接或熱壓的方式緊固為一體。
具有上述諧振子的腔體濾波器，一方面基于超材料技術能夠有效提高諧振子的介電常數、降低諧振腔的諧振頻率，另一方面由于多個諧振子片層和支承座以及諧振腔都被連接件緊固連接，增強了諧振子的穩固性，減少因諧振子片層晃動引起的不必要的損耗。當然，本發明的微波器件可以是任何利用微波諧振腔和諧振子來實現對一定頻段范圍的微波進行一定處理的元器件，不僅可以為濾波器，也可以是雙工器或其他元器件。本發明還保護具有上述微波器件的通信設備，該設備具有多個各種相互關聯、相互作用的功能模塊來實現一個較為復雜的用途，而其中的一個或多個功能模塊中用到了上述微波器件來對微波進行處理。這樣的通信設備有很多，例如衛星、基站、雷達或飛機等。這些通信設備，采用了上述微波器件，能夠減小設備整體的體積和重量，損耗小，使其用途得以更好地發揮。上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發明的保護之內。
權利要求
1.一種諧振子，包括介質本體和位于介質本體底部的支承座，其特征在于，所述介質本體包括多個設有通孔的諧振子片層，一連接件依次穿過每個諧振子片層的通孔并與所述支承座連接從而將介質本體與支承座固連一體。
2.根據權利要求I所述的諧振子，其特征在于，所述支承座上設有螺紋孔，所述連接件為螺栓，所述螺栓穿過各個諧振子片層的通孔并與所述支承座上的螺紋孔裝配鎖緊。
3.根據權利要求I所述的諧振子，其特征在于，所述支承座上設有通孔，所述連接件為螺栓和螺母，所述螺栓依次穿過各個諧振子片層和支承座的通孔后與所述螺母裝配鎖緊。
4.根據權利要求I所述的諧振子，其特征在于，所述連接件由介電常數小于10、損耗角正切值低于O. I的材料制成。
5.根據權利要求4所述的諧振子，其特征在于，所述連接件的材料為聚醚酰亞胺或特獻。
6.根據權利要求I所述的諧振子，其特征在于，所述諧振子片層為中間設有通孔的環形，多個所述諧振子片層形狀相同且依次堆疊成中空的筒形。
7.根據權利要求6所述的諧振子，其特征在于，所述諧振子片層包括基板和附著在基板上的至少一個人造微結構，所述人造微結構為導電材料制成的具有幾何圖形的平面結構。
8.根據權利要求7所述的諧振子，其特征在于，所述人造微結構位于所述基板的邊緣部位。
9.根據權利要求7所述的諧振子，其特征在于，所述人造微結構有多個且兩兩成對，每個人造微結構對以所述圓環形諧振子片層表面的圓心為圓心成圓周均勻分布，每個人造微結構對包括兩個完全相同的并行排布的人造微結構。
10.根據權利要求9所述的諧振子，其特征在于，所述人造微結構為實心金屬箔或鏤空有多個孔的金屬箔。
11.一種微波器件，用于對微波進行處理，其特征在于，具有至少一個諧振腔，所述諧振腔內設置有諧振子，所述諧振子包括介質本體和位于介質本體底部的支承座，所述介質本體包括多個設有通孔的諧振子片層，一連接件依次穿過每個諧振子片層的通孔并與所述支承座連接從而將介質本體與支承座固連一體。
12.根據權利要求11所述的微波器件，其特征在于，所述諧振腔底面上設有螺紋孔，所述支承座上設有通孔，所述連接件為螺栓，所述螺栓依次穿過各個諧振子片層和支承座的通孔后與所述諧振腔的螺紋孔裝配鎖緊。
13.根據權利要求11所述的微波器件，其特征在于，所述諧振腔底面上設有通孔，所述支承座上設有通孔，所述連接件為螺栓和螺母，所述螺栓依次穿過各個諧振子片層、支承座和諧振腔底面的通孔后與所述螺母裝配鎖緊。
14.根據權利要求13所述的微波器件，其特征在于，所述螺栓和螺母通過焊接或熱壓的方式緊固為一體。
15.根據權利要求11所述的微波器件，其特征在于，所述微波器件為腔體濾波器或雙工器。
16.一種通信設備，其特征在于，具有如權利要求11至15所述的用于對微波進行處理的微波器件。
17.根據權利要求16所述的通信設備，其特征在于，所述通信設備為衛星、基站、雷達或飛機。
全文摘要
本發明涉及一種諧振子，包括介質本體和位于介質本體底部的支承座，所述介質本體包括多個設有通孔的諧振子片層，一連接件依次穿過每個諧振子片層的通孔并與所述支承座連接從而將介質本體與支承座固連一體。本發明還涉及具有上述諧振子的微波器件和通信設備。諧振子片層和支承座被連接件串接固定，使得具有該諧振子的微波器件和通信設備結構穩固性好，因諧振子片層晃動引起的損耗小。
文檔編號H01P1/20GK102904000SQ20121027537
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月3日 優先權日2012年8月3日
發明者劉若鵬, 徐冠雄, 劉京京, 任玉海, 許寧 申請人:深圳光啟創新技術有限公司