CN102903998A - 一种谐振腔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种谐振腔，包括腔体和设置在腔体内的至少一个人造微结构。根据本发明的技术方案，通过在谐振腔内设置人造微结构可以降低谐振腔的频率，提高谐振腔的品质因数Q，有利于改善谐振腔的性能和实现谐振腔的小型化。

Description

一种谐振腔
技术领域
本发明涉及无线通信领域，更具体地说，涉及一种谐振腔。
背景技术
谐振腔是在微波频率下工作的谐振元件，它包括一个任意形状的由导电壁(或导磁壁)包围的腔体，并能在其中形成电磁振荡的介质区域，它具有储存电磁能及选择一定频率信号的特性。谐振腔的谐振频率取决于该腔的容积，一般来说，谐振腔容积越大谐振频率越低，谐振腔容积减小谐振频率越高，因此如何实现在不增大谐振腔尺寸的情况下降低谐振腔的谐振频率对于谐振腔的小型化具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种在不增大谐振腔尺寸的情况下可以降低谐振频率的谐振腔。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种谐振腔，包括腔体，在所述腔体内设置有至少一个人造微结构。
在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构是由金属丝构成的具有一定几何形状的平面或者立体结构。
在本发明的优选实施方式中，所述腔体内设置有支座，所述人造微结构固定在所述支座上。
在本发明的优选实施方式中，所述支座由透波材料制成，该支座设置有插槽，所述人造微结构插在所述卡槽中。
在本发明的优选实施方式中，所述各人造微结构平行设置在腔体中。
在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构为工字形或者工字形的衍生形。
在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构包括共交点的四个支路，任一所述支路的一端与所述交点相连，另一端为自由端，所述支路包括至少一个弯折部，任一所述支路以所述交点为旋转中心依次顺时针旋转90度、180度和270度后分别与其他三个支路重合。
在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构的弯折部为直角、圆角或者尖角。
在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构的任一所述支路的自由端连接有一线段。
在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构的任一所述支路的自由端与所述线段的中点相连。
实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：根据本发明的技术方案，通过在谐振腔内设置人造微结构可以降低谐振腔的频率，提高谐振腔的品质因数Q，有利于改善谐振腔的性能和实现谐振腔的小型化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的谐振腔的结构示意图；
图2是图1中的人造微结构2的示意图；
图3至图7是人造微结构的可能结构示意图；
图8至图12是人造微结构的可能结构示意图。
具体实施方式
本实施例提供一种谐振腔，如图1所示，包括腔体1和在腔体1内设置的6个相互平行的人造微结构2，还包括支座3，支座3上设置有多个卡槽4，所述人造微结构2通过插入卡槽4固定在腔体1内，支座3是采用透波材料比如泡沫制成的长方体形结构，所述透波材料是指能透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质(包括能量)的材料；当然支座3也可以为其他结构，只要可以固定人造微结构2即可。人造微结构是由金属丝构成的具有一定几何形状的结构，这里金属丝使用铜线，选择铜线的横截面为长方形，横截面的尺寸为0.1毫米×0.018毫米，其中铜线的线宽为0.1毫米，铜线的厚度为0.018毫米，当然金属线也可以使用银线等其他金属线，金属线的横截面也可以为圆柱状、扁平状或者其他形状，其尺寸也可以为其他的尺寸。在本实施例中人造微结构2如图2所示，包括共交点的四个支路，任一支路的一端与所述交点相连，另一端为自由端，各支路包括6个弯折部，弯折部为直角，任一支路以所述交点为旋转中心依次顺时针旋转90度、180度和270度后分别与其他三个支路重合，而且在每个支路的自由端连接有一线段，自由端与线段的中点相连，该人造微结构还可以有多种变形，如图3至图7所示，弯折部可以为圆角或者尖角，自由端可以连接线段也可以不连接线段。为了简化起见，图3至图7中的结构都用细线来画出，实际上，上述结构都具有一定的宽度。
图1所示的腔体1为20毫米×20毫米×20毫米的立方体，人造微结构如图2所示，通过仿真可知该谐振腔的谐振频率为2.339GHz，其品质因数Q为7.0312×e4；当腔体1内不放置人造微结构2时，空腔的谐振频率为10.63GHz，其品质因数Q为1.0451×e4；当腔体1内放置与人造微结构相同尺寸的金属板时，该谐振腔的谐振频率为7.310GHz，其品质因数Q为1.02×e4；当空腔的尺寸为92毫米×92毫米×30毫米时该空腔的谐振频率为2.339GHz，其品质因数Q为1.32×e4。由上述仿真结果可知，通过在腔体中放置人造微结构可以在不增大谐振腔尺寸的情况下降低谐振腔的谐振频率，而且与金属板结构相比，本实施例中的金属丝结构降频效果更好；在谐振频率相同的情况下包含金属微结构的腔体比没有金属微结构的腔体的体积减小了很多，有利于谐振腔的小型化；同时品质因数相对于空腔或者放置金属片的谐振腔相比有了大幅的提高，Q值越高意味着谐振腔的损耗越小，所以该结构的谐振腔的性能得到了明显的改善。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多变形，比如人造微结构还可以为图8至图12所示，当然也可以是其他几何形状的结构，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种谐振腔，包括腔体，其特征在于，在所述腔体内设置有至少一个人造微结构。
2.根据权利要求1所述的谐振腔，其特征在于，所述人造微结构是由金属丝构成的具有一定几何形状的平面或者立体结构。
3.根据权利要求2所述的谐振腔，其特征在于，所述腔体内设置有支座，所述人造微结构固定在所述支座上。
4.根据权利要求3所述的谐振腔，其特征在于，所述支座由透波材料制成，该支座设置有插槽，所述人造微结构插在所述卡槽中。
5.根据权利要求1至4任一所述的谐振腔，其特征在于，所述各人造微结构平行设置在腔体中。
6.根据权利要求1至4任一所述的谐振腔，其特征在于，所述人造微结构为工字形或者工字形的衍生形。
7.根据权利要求1至4任一所述的谐振腔，其特征在于，所述人造微结构包括共交点的四个支路，任一所述支路的一端与所述交点相连，另一端为自由端，所述支路包括至少一个弯折部，任一所述支路以所述交点为旋转中心依次顺时针旋转90度、180度和270度后分别与其他三个支路重合。
8.根据权利要求7所述的谐振腔，其特征在于，所述人造微结构的弯折部为直角、圆角或者尖角。
9.根据权利要求7所述的谐振腔，其特征在于，所述人造微结构的任一所述支路的自由端连接有一线段。
10.根据权利要求8所述的谐振腔，其特征在于，所述人造微结构的任一所述支路的自由端与所述线段的中点相连。
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