基片集成波導模擬與測量系統及其諧振腔裝置的制作方法

本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種基片集成波導模擬與測量系統及其諧振腔裝置。

背景技術：

目前，在通信領域，微帶線傳播因容差性能不足而不能應用于高頻段通信；傳統波導雖可用于高頻段，但其體積大，不利于集成設計。基片集成波導能很好地兼顧傳統波導與微帶線的優點，可實現高性能微波平面電路。因此，基片集成波導被廣發的應用及開發。

在基片集成波導開發技術中，設計精密的基片集成波導諧振腔的設計是最為關鍵技術。在進行諧振腔設計時，需先進行模擬，以獲得在產生不同諧振頻率時，所對應的諧振腔尺寸。

在目前常用的技術中，進行基片集成波導模擬的諧振腔的腔體內部結構為固定不可變形式。為了滿足不同諧振頻率的模擬需要，則需要加工不同規格尺寸的諧振腔的腔體，從而增加成本且效率不高。

技術實現要素：

基于此，有必要提供一種能提高模擬效率，且降低成本的基片集成波導模擬與測量系統及其諧振腔裝置。

一種諧振腔裝置，包括：

呈中空結構的筒體，由導電材料制成，所述筒體具有一呈條形的空腔，所述空腔至少一端密閉；

諧波信號接收組件，設置于所述筒體內，且位于所述空腔密閉的一端；

導電滑塊，可滑動地設置于所述筒體內，所述導電滑塊與所述空腔的內壁密合，以在所述導電滑塊與所述諧波信號接收組件之間形成密閉的諧振腔；及

驅動裝置，與所述導電滑塊傳動連接，用于驅動所述導電滑塊在所述筒體內滑動；

其中，所述驅動裝置可驅動所述導電滑塊沿所述空腔的軸線滑動，以調節所述諧振腔的長度。

在其中一個實施例中，所述筒體包括底板、蓋板及兩個相對間隔設置的隔柱，所述兩個隔柱夾持于所述底板與所述蓋板之間，以在所述底板、所述蓋板及所述隔柱之間形成所述空腔。

在其中一個實施例中，所述兩個隔柱的內壁沿所述空腔的軸向均開設有導槽，所述導電滑塊的兩端分別可滑動地安裝于兩個所述導槽內。

在其中一個實施例中，所述蓋板可拆卸地安裝于所述隔柱上，所述空腔內設置有介質安裝部，且所述介質安裝部位于所述諧波信號接收組件與所述導電滑塊之間。

在其中一個實施例中，所述介質安裝部沿所述空腔的軸向可滑動。

在其中一個實施例中，所述諧波信號接收組件呈片狀，且與所述空腔的軸線垂直，所述筒體還包括壓板，所述壓板將所述諧波信號接收組件壓持于所述筒體的末端，以封閉所述空腔。

在其中一個實施例中，，所述驅動裝置包括：

支撐座，固定于所述筒體遠離所述諧波信號接收組件的一端；

絲桿，一端可轉動地設置于所述支撐座上；

絲桿座，套設于所述絲桿上并與所述絲桿螺合；

驅動桿，可滑動地穿設于所述支撐座，且一端與所述絲桿座固定連接，另一端與所述導電滑塊固定連接；

其中，所述絲桿轉動，驅動所述絲桿座沿所述絲桿滑動，以使所述導電滑塊在所述驅動桿的帶動下沿所述筒體滑動。

在其中一個實施例中，所述驅動桿為兩個，兩個所述驅動桿分別位于所述絲桿的兩側，且相對于所述絲桿對稱。

在其中一個實施例中，還包括刻度標尺，所述刻度標尺可滑動地穿設于所述支撐座，且一端與所述絲桿座固定連接，另一端與所述導電滑塊固定連接。

一種基片集成波導模擬及測量系統，包括：

如上述優選實施例中任一項所述的諧振腔裝置；及

外接的八端口網絡分析測試儀，與所述諧波信號接收組件通訊連接。

上述基片集成波導模擬與測量系統及其諧振腔裝置，在筒體的空腔內設置有可滑動的導電滑塊，且導電滑塊與諧波信號接收組件之間形成密閉的諧振腔。當需要模擬不同的諧振頻率時，可通過驅動裝置驅動導電滑塊在空腔內滑動，以使諧振腔的尺寸進行連續線性變化。同時，諧波信號接收組件接收產生的諧波信號，獲得諧振頻率。當諧振頻率為所需頻率時，測得諧振腔的尺寸便可。通過上述諧振腔裝置，只需設計一種諧振腔的腔體即可滿足不同諧振頻率的模擬需要，且模擬過程中無需進行更換，從而降低了成本且提高了效率。

附圖說明

圖1為本發明較佳實施例中諧振腔裝置的結構示意圖；

圖2為圖1所示諧振腔裝置的縱截面示意圖；

圖3為圖1所示諧振腔裝置中筒體的橫截面示意圖；

圖4為圖1所示諧振腔裝置中隔柱的結構示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參閱圖1及圖2，本發明較佳實施例中的基片集成波導模擬與測量系統包括諧振腔裝置100及八端口網絡分析測試儀(圖未示)。其中，諧振腔裝置100包括筒體110、諧波信號接收組件120、導電滑塊130及驅動裝置140。

請一并參閱圖3，筒體110呈中空結構。筒體110由導電材料制成。具體的，筒體110由金屬制成。由于金屬具有良好的導電性及集膚性，故適用于制造筒體110。筒體110具有一呈條形的空腔(圖未標)，且空腔至少一端密閉。

筒體110的空腔內可容置起振源(圖未示)，起振源產生原始振動，并可在空腔內產生諧振波。

在本實施例中，筒體110包括底板111、蓋板112及兩個相對間隔設置的隔柱113。兩個隔柱113夾持于底板111與蓋板112之間，以在底板111、蓋板112及隔柱113之間形成空腔。

具體的，隔柱113呈矩形柱結構，底板111、蓋板112分別與隔柱113相對的兩個側面貼合。因此，形成的空腔呈長方體形。與一體成型的結構相比，上述筒體110中底板111、蓋板112及隔柱113的聯接處均為垂直結構，避免了圓形倒角。因此，可避免因圓形倒角的不規則對空腔的電氣性能造成影響。

諧波信號接收組件120設置于筒體110內，且位于空腔密閉的一端。諧波信號接收組件120用于接收諧波信號。八端口網絡分析測試儀與諧波信號接收組件120通訊連接，將接收的諧波信號進行分析及顯示，從而得到諧振頻率。由于諧波信號接收組件120接收諧波信號的效果與其角度為位置有關。因此，諧波信號接收組件120在筒體110內的角度需經過精確計算，且固定于筒體110內，以防止其位移。

在本實施例中，諧波信號接收組件120呈片狀，且與空腔的軸線垂直。筒體110還包括壓板114，壓板114將諧波信號接收組件120壓持于筒體110的末端，以封閉空腔。

具體的，諧波信號接收組件120集成于PCB板上，而將諧波信號接收組件120垂直于空腔的軸線設置，則可降低諧波信號接收的失真度。其中，壓板114與諧波信號接收組件120接觸的一面表面光滑，以使諧波信號接收組件120的角度保持固定。

導電滑塊130可滑動地設置于筒體110內，導電滑塊130與空腔的內壁密合，以在導電滑塊130與諧波信號接收組件120之間形成密閉的諧振腔101。起振源產生的原始振動可在諧振腔101疊加形成諧振波。具體的，導電滑塊130也由金屬制成。需要指出的是，導電滑塊130及筒體110還可由其他導電性及集膚性良好的材料制成。

由于導電滑塊130沿筒體110移動為連續線性移動，故可使諧振腔101的尺寸隨導電滑塊130的移動而實現連續線性的變化。

請一并參閱圖4，在本實施例中，兩個隔柱113的內壁沿空腔的軸向均開設有導槽1132，導電滑塊130的兩端分別可滑動地安裝于兩個導槽1132內。導槽1132可對導電滑塊130起到導向及限位的作用，以使導電滑塊130移動更平穩，防止其因振動而對改變諧振腔101的電氣性能，進而對模擬結果產生影響。

驅動裝置140與導電滑塊130傳動連接，用于驅動導電滑塊130在筒體110內滑動。其中，驅動裝置140可驅動導電滑塊130沿空腔的軸線滑動，以調節諧振腔101的長度。

當需要模擬不同的諧振頻率時，可通過驅動裝置140驅動導電滑塊130在空腔內滑動，以使諧振腔101的尺寸進行連續線性變化。同時，諧波信號接收組件120接收產生的諧波信號，獲得諧振頻率。當諧振頻率為所需頻率時，測得諧振腔101實時的尺寸便可。

在本實施例中，蓋板111可拆卸地安裝于隔柱113上，空腔內設置有介質安裝部102，且介質安裝部102位于諧波信號接收組件120與導電滑塊130之間。

因此，通過拆裝蓋板111，可將空腔打開或關閉，從而可介質材料安裝在介質安裝部102上，以改變諧振腔101的電氣性能，進而模擬出在有介質及無介質情況下，諧振頻率與諧振腔尺寸的關系。

此外，可保持諧振腔101的尺寸固定，并獲得諧振腔101處于該尺寸時，有介質及無介質情況下的諧振頻率。通過分析計算兩種情況下諧振頻率的差異，便可得到該介質材料的介電常數。而且，還可通過調節諧振腔101的尺寸，以得到多組比對數據，從而可使介電常數的獲得更加準確。

進一步的，在本實施例中，介質安裝部102沿空腔的軸向可滑動。具體的，蓋板111上開設有滑槽(圖未示)，底板112開設有圓槽(圖未示)，介質材料可滑動地裝在滑槽內，并通過螺桿與圓槽配合，實現固定。通過介質安裝部102滑動，可模擬出諧振頻率與介質材料在諧振腔中的位置的關系。

在本實施例中，驅動裝置140包括支撐座141、絲桿143、絲桿座145及驅動桿147。

支撐座141固定于筒體110遠離諧波信號接收組件120的一端。支撐座141可一體成型，也可由多個部分拼接而成。

絲桿143一端可轉動地設置于支撐座141上。具體的，絲桿143的一端可通過軸套與支撐座141實現安裝。支撐座141可對使絲桿143起限位作用，使絲桿143在其軸線方向保持位置固定。

絲桿座145套設于絲桿143上并與絲桿143螺合。絲桿座145內側設置有內螺紋，可與絲桿143表面的外螺紋相匹配。絲桿143相對于絲桿座145轉動，便可將螺旋運動轉變成直線運動。

驅動桿147可滑動地穿設于支撐座141。驅動桿147一端與絲桿座145固定連接，另一端與導電滑塊130固定連接。

因此，當絲桿143轉動時，絲桿座145在螺紋驅動的作用下沿絲桿143做直線運動，從而帶動驅動桿147在筒體110的伸縮。導電滑塊130在驅動桿147帶動下沿筒體110滑動，從而實現諧振腔101長度的調節。

由于絲桿進給方式具有平穩、順滑的特點。因此，通過上述驅動裝置140帶動導電滑塊130，可使導電滑塊130的移動過程更穩定。

進一步的，在本實施例中，驅動桿147為兩個，兩個驅動桿147分別位于絲桿143的兩側，且相對于絲桿143對稱。

由于通過兩個驅動桿147帶動導電滑塊130移動，且兩個驅動桿147相對于絲桿143對稱。因此，導電滑塊130在移動過程中受到的作用力更均勻，不會產生斜向的矢量，從而進一步提升進給過程的穩定性。

在本實施例中，諧振腔裝置100還包括刻度標尺150。刻度標尺150可滑動地穿設于支撐座141，且一端與絲桿座145固定連接，另一端與導電滑塊130固定連接。

具體的，刻度標尺150呈長條形且其上標有刻度。由于刻度標尺150的兩端與驅動桿147固定于相同的元件上。因此，刻度標尺150可隨驅動桿147同步伸縮。而驅動桿147的位移量等于導電滑塊130的位移量。因此，通過讀取刻度標尺150上的刻度，便能清楚直觀且實時觀測到諧振腔101的尺寸。

上述基片集成波導模擬與測量系統及其諧振腔裝置100，在筒體110的空腔內設置有可滑動的導電滑塊130，且導電滑塊130與諧波信號接收組件120之間形成密閉的諧振腔101。當需要模擬不同的諧振頻率時，可通過驅動裝置140驅動導電滑塊130在空腔內滑動，以使諧振腔101的尺寸進行連續線性變化。同時，諧波信號接收組件120接收產生的諧波信號，獲得諧振頻率。當諧振頻率為所需頻率時，測得諧振腔101的尺寸便可。通過上述諧振腔裝置100，只需設計一種諧振腔的腔體即可滿足不同諧振頻率的模擬需要，且模擬過程中無需進行更換，從而降低了成本且提高了效率。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。