CN101826649A - 一种tm模介质谐振器 - Google Patents
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Abstract
一种TM模介质谐振器。涉及对TM模介质谐振器的改进。通过提高器件的整体性，能在确保Q值的情况下，能提高温度性能。它包括具有圆柱形腔体的壳体、盖板和圆柱形的谐振器，谐振器的下端面焊接连接在壳体底面上，并与壳体同轴心；谐振器的上端面与盖板之间设有使两者无空隙导电连接的垫片。本发明具有高Q值和可靠的温度稳定性且散热很好的谐振器。谐振器与壳体的焊接连接，克服了以往粘接工艺带来的诸多问题。使得谐振器底端的散热更好。在横磁波发生工作环境下，本发明的结构在高低温下，能很好地控制谐振器与盖板间的变形，进而大大缩小整个产品的温度系数。同时有利于采用高Q的材料，从而使材料开发工作时间大大缩减。
Description
技术领域
本发明涉及对适用于微波通信用TM模介质谐振器的改进。
背景技术
最近，介质TM模(横磁波)谐振器在微波通信方面已变的越来越重要，因为它们比起常规的空腔谐振器有如下优点：产品体积小、有低的损耗、成本低、高温度稳定性、好的谐波抑制，同时也可以做宽带的产品。任何具有简单几何形状的、且其材料表现出低介质损耗和高介电常数的物体都可以起到具有高Q值的介质谐振器的作用。考虑到生产加工技术方面的因素，介质谐振器通常加工成圆柱型或圆环型。
为便于前述圆柱型或圆环型谐振器很好地固定在金属空腔里，通常采用黏结剂将其固定连接在壳体底壁的技术手段。该技术手段会带来如下几个问题：1)对整个谐振器的Qu下降很大；2)黏结剂用量的多少，对频率的影响很大；3)介质陶瓷谐振器与金属屏蔽腔之间采用黏结剂，使谐振器在大功率的使用条件下，散热问题变的比较困难。同时，介质谐振器的长度都是比金属空腔的长度短，这就使谐振器与金属盖板之间不可避免地留有一定的缝隙，使得上端热量没有传导散热的路径。这使整个器件的Q值(品质因数，Q值大，说明内阻小、损耗小、需要的激励功率小、容易起振)也下降很大。本申请人单位，原先为使介质材料的温度系数与金属空腔的温度系数能够很好地匹配，从材料角度进行了深层次的开发，研发周期较长，至今仍处于研发解决。Q值和温度系数这对矛盾一直未能攻克。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种通过提高器件的整体性，能在确保Q值的情况下，能提高温度性能的TM模介质谐振器。
本发明的技术方案是：包括具有圆柱形腔体的壳体、盖板和圆柱形的谐振器，所述谐振器的下端面焊接连接在所述壳体底面上，并与所述壳体同轴心；所述谐振器的上端面与所述盖板之间设有使两者无空隙导电连接的垫片。
所述垫片为塑性变形材料制成的直径略小于所述谐振器直径的圆盘状垫片，在发生塑性变形后其直径与所述谐振器直径达到一致。
所述垫片为所述盖板底面上的圆形凸台，所述凸台直径与所述谐振器直径一致，所述凸台底面与所述谐振器面上端面面接触；所述盖板与所述壳体之间设弹性垫环。
所述谐振器和垫片设通孔；所述盖板中心设有频率调节棒，所述频率调节棒通过螺纹与盖板相连；所述频率调节棒通过所述垫片上的通孔能伸入所述谐振器的通孔。
本发明具有高Q值和可靠的温度稳定性且散热很好的谐振器。谐振器与壳体的焊接连接，克服了以往粘接工艺带来的诸多问题。使得谐振器底端的散热更好。此外，原结构中，无论加工精度多高，都难以克服谐振器顶面与盖板底面之间的间隙问题，为此，本发明为确保盖板与谐振器之间的热传导接触，采用的两种技术措施，一是采用低屈服强度的塑性变形金属，比如铅、铝、铜或一些合金材料；二是在盖板下设置凸台，在盖板和壳体之间设置弹性垫环(可以是高分子材料)，既起密封作用，又起高度调节作用。这样就能保证谐振器与盖板之间无空隙地连接。在横磁波发生工作环境下，本发明的结构在高低温下，能很好地控制谐振器与盖板间的变形，进而大大缩小整个产品的温度系数。同时有利于采用高Q的材料，从而使材料开发工作时间大大缩减。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图中1是谐振器，2是下端面，3是上端面，4是垫片，5是壳体，6是盖板，7是频率调节棒，8是耦合装置输入端，9是耦合装置输出端。
图2本发明性能曲线图
图中实线表示现有技术实现产品Q值，虚线表示本发明实现产品Q值。
具体实施方式
本发明如图1所示，包括具有圆柱形腔体的壳体5、盖板6和圆柱形的谐振器1，所述谐振器1的下端面2焊接连接在所述壳体5底面上，谐振器1与所述壳体5同轴心；所述谐振器1的上端面3与所述盖板6之间设有使两者无空隙导电连接的垫片4。
第一种实施方式的垫片4为塑性变形材料制成的直径略小于所述谐振器1直径的圆盘状垫片，在发生塑性变形后其直径与所述谐振器1的直径达到一致。可以选用常温下具有较低屈服强度的金属导体材料，比如铅、铝、铜和一些合金，在紧固盖板6时，盖板6向下的压力可确保垫片4无空隙地将盖板6与谐振器1相连。最好是选用弹塑性变型材料，这样可以再温度变化时，补偿由于温度产生的膨胀和收缩因素带来的微量尺寸变化。
第二种实施方式的垫片4为盖板6底面上设置的圆形凸台，所述凸台直径与所述谐振器1的直径一致，所述凸台底面与所述谐振器面上端面面接触；所述盖板6与所述壳体5之间设弹性垫环，可以选用密封圈、密封垫等高分子或合成材料。
为便于调节，谐振器1和垫片4设通孔；所述盖板6中心设有频率调节棒7，所述频率调节棒7通过螺纹与盖板6相连；所述频率调节棒7通过所述垫片4上的通孔能伸入所述谐振器1的通孔，上下移动，以改变频率。
采用耦合装置输入端8和耦合装置输出端9实现与外部的连接。
本发明的性能如图2所示，我们采用矢量网络仪手段进行对比检测，得出如图2中所示的曲线。其中现有技术的曲线如图2中实线所示；本发明的曲线如图2中虚线所示。从结构角度看，由于采用金属材料的损耗比黏结剂的要小很多，所以Q提高很多；同时，一体化的焊接还能使散热效果能大大提高，进而温度性也得到提高。
Claims (4)
1.一种TM模介质谐振器，包括具有圆柱形腔体的壳体、盖板和圆柱形的谐振器，其特征在于，所述谐振器的下端面焊接连接在所述壳体底面上，并与所述壳体同轴心；所述谐振器的上端面与所述盖板之间设有使两者无空隙导电连接的垫片。
2.根据权利要求1所述的一种TM模介质谐振器，其特征在于，所述垫片为塑性变形材料制成的直径略小于所述谐振器直径的圆盘状垫片，在发生塑性变形后其直径与所述谐振器直径达到一致。
3.根据权利要求1所述的一种TM模介质谐振器，其特征在于，所述垫片为所述盖板底面上的圆形凸台，所述凸台直径与所述谐振器直径一致，所述凸台底面与所述谐振器面上端面面接触；所述盖板与所述壳体之间设弹性垫环。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种TM模介质谐振器，其特征在于，所述谐振器和垫片设通孔；所述盖板中心设有频率调节棒，所述频率调节棒通过螺纹与盖板相连；所述频率调节棒通过所述垫片上的通孔能伸入所述谐振器的通孔。
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