CN103367858B - 一种谐振腔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种谐振腔，至少包括两个相邻腔室的腔体，所述两相邻腔室内各放置有一谐振子，所述两谐振子之间设置有耦合块，所述耦合块的两端部设有分别与两谐振子表面平行的端面。耦合块通过两个伸入腔室内且与谐振子平行的端面，来影响腔室内的电磁场分布，从而提高腔室与腔室之间的耦合效果。

Description

一种谐振腔

技术领域

本发明涉及微波射频器件，更具体地说，涉及一种谐振腔。

背景技术

腔体滤波器是微波射频领域常用的器件，具有用于产生谐振的谐振腔，谐振腔具有一个或多个腔室。当腔室有多个时，相邻腔室之间需要通过一定的结构来进行耦合。耦合的方式有电耦合和磁耦合。但是现有的耦合方式其耦合效率仍然不够高，影响滤波器的传输性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种耦合系数高的谐振腔。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种谐振腔，至少包括两个相邻腔室的腔体，所述两相邻腔室内各放置有一谐振子，所述两谐振子之间设置有耦合块，所述耦合块的两端部设有分别与两谐振子表面平行的端面。

在本发明所述的谐振腔中，所述两相邻腔室被一腔壁隔开，且所述腔壁上开窗使所述两相邻腔室之间形成磁耦合，所述耦合块安装在所述腔壁的窗体空间中。

在本发明所述的谐振腔中，所述耦合块的两个端部分别伸入到两个腔室内，且成中心对称。

在本发明所述的谐振腔中，两个所述谐振子均为圆柱形，所述耦合块的两个端部的端面均为圆弧面且分别与两个谐振子共中心轴。

在本发明所述的谐振腔中，所述谐振腔还包括两个调谐螺杆，所述两个调谐螺杆分别安装在所述两个谐振子正上方的腔顶上，且每个调谐螺杆与对应的谐振子共中心轴。

在本发明所述的谐振腔中，每个所述调谐螺杆伸入腔室内的末端各连接有一个调谐盘，所述调谐盘与其下方的谐振子共中心轴且具有与该谐振子相同的横截面。

在本发明所述的谐振腔中，所述耦合块上方的腔顶上也设置有调谐螺杆，且所述耦合块上设有供所述调谐螺杆穿过的通孔。

在本发明所述的谐振腔中，每个所述谐振子底部垫有支承座，所述支承座由透波材料制成。

在本发明所述的谐振腔中，所述透波材料为氧化铝、二氧化硅、陶瓷或氮化硅。

在本发明所述的谐振腔中，所述支承座为中空结构。

实施本发明的谐振腔，具有以下有益效果：耦合块通过两个伸入腔室内且与谐振子平行的端面，来影响腔室内的电磁场分布，从而提高腔室与腔室之间的耦合效果。

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是本发明优选实施例的谐振腔的主视图；

图2是图1所示谐振腔的A-A剖面图；

图3是另一实施例的谐振腔的剖视图；

图4是图1所示实施例的谐振腔的俯视图；

图5是图4所示谐振腔的B-B剖面图。

具体实施方式

本发明涉及一种谐振腔，如图1至图5所示，包括腔体2、腔盖1、谐振子4、耦合块5、调谐螺杆6、调谐盘7和支承座8，以及装在腔体2上的输入端、输出端(图中未示出)。

如图1、图2所示，腔体2包括至少两个相邻腔室，也可为三腔、四腔或者更多腔室相连。本实施例中用两个腔室的腔体示意。两个腔室之间被一腔壁隔开。并且，如图2所示，该腔壁中间开窗，使得两腔室形成磁耦合。本实施例中，开窗已经开到底了，即窗体从腔壁顶部延伸到底部，则腔壁被分成两部分。此时，开窗式磁耦合达到最大值，耦合系数也不一定能满足要求。

本发明则是通过在腔壁上设置具有特定形状的耦合块5，来提高耦合系数，从而增大谐振腔构成的滤波器的带宽。

如图2所示，本实施例的谐振子4为圆柱形，分别位于两个腔室的中央。耦合块5位于两个谐振子4之间，为了便于固定，耦合块5两侧面分别与腔壁的窗体表面贴合，并通过粘接或者从腔体2外表面向耦合块5侧面钉入螺钉等方式，使耦合块5的中部固定于窗体空间中。耦合块5的两个端部为类似触角的结构，分别伸入两个腔室内，本实施例中，由于谐振子4为圆柱形，因此两个端部的触角结构成圆弧形，且两个所述圆弧形端部分别与各自腔室内的谐振子4共中心轴。当然，本发明的耦合块5的两端部并不必然为圆弧形，可以只用耦合块5两端伸入两腔室内的、朝向谐振子4的端面为与谐振子4共中心轴的圆弧面，从而使端面与谐振子4表面平行即可。

当然，如果谐振子4不为圆柱形，则相应地，耦合块5的两个端部端面也不必然为圆弧面。例如，谐振子4为方柱形，则耦合块5的端面平行于谐振子4的最靠近耦合块5端部的一侧表面，如图3所示；耦合块5的两端可以形状相同，也可以不同，根据谐振子4的形状而定；当腔体2及谐振子4成对称结构时，为了保持腔体2内电磁场的对称性，耦合块5的两个端部也成中心对称，如图2、图3实施例所示。

耦合块5的加入，可以通过两个伸入腔室内且与谐振子4平行的端面，来影响腔室内的电磁场分布，耦合块5的端面与谐振子4表面平行，使得耦合块5端面外围能形成与谐振子4表面方向相同的电磁场，当二者足够靠近，则耦合块5能够对谐振子4表面外部的电磁场产生足够的微扰，从而提高腔室与腔室之间的耦合效果。

例如在图1、图2、图4所示的实施例中，腔体为74mm×35mm×25mm，25mm为腔体高度，腔体的壁厚为4mm，分隔两腔室的墙壁厚度4mm，开窗宽度20mm，开窗高度与腔体高度相同；两谐振子为陶瓷，自身高度7mm，外径26mm，内径8mm，谐振子介电常数52，Q值6949。在这样的谐振腔中，如果没有耦合块5，两个腔室的耦合系数只有0.015961。

在上述谐振腔中加入铜制成的耦合块5，其结构如图2、图5所示，自身高度3mm，中间为内径9mm、外径11mm的圆环，两端部为内径28mm、外径29mm、圆心角为50度的圆弧段，且两圆弧段以耦合块5中间的圆环的圆心成中心对称。加入上述耦合块5后，两腔室的耦合系数增加至0.026777，相对于加入耦合块5前提高了近68％，可见增强耦合的效果非常明显。

为了调整谐振腔的谐振频率，本发明的谐振腔，还包括调谐螺杆6。调谐螺杆6有三个，分别位于两谐振子4和耦合块5的正上方的腔盖1上，如图4、图5所示，其中谐振子4正上方的调谐螺杆6与对应的谐振子4共中心轴，耦合块5正上方的谐振子4与耦合块5中间的圆环共中心轴。同时，耦合块5中间为圆环，即中间设通孔，便于其对应的调谐螺杆6旋拧时可以穿过耦合块5。为了进一步提高调节效果，每个谐振子4上方的调谐螺杆6的伸入腔室内的末端连接有一个调谐盘7，且调谐盘7与其下方的谐振子4共中心轴且具有与该谐振子4相同的横截面，即例如谐振子4为圆柱形，调谐盘7为与之外径相同的圆形。

如图5所示，为了支撑谐振子4位于腔室中央或靠近中央的位置，每个所述谐振子4底部垫有支承座8，所述支承座8由透波材料制成，可选的透波材料例如氧化铝、二氧化硅、陶瓷或氮化硅。采用透波材料，是为了减少因支承座8带来的损耗。为了进一步减小损耗，支承座8可以设计为中空结构，以减少穿过支承座8的电场线或磁力线数量，可选的中空结构如圆筒形、方筒形或者支承座8直接为三根细杆构成的框架。

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，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种谐振腔，至少包括两个相邻腔室的腔体，所述两相邻腔室内各放置有一谐振子，其特征在于，所述两谐振子之间设置有耦合块，所述耦合块的两端部设有分别与两谐振子表面平行的端面；两个所述谐振子均为圆柱形，所述耦合块的两个端部的端面均为圆弧面且分别与两个谐振子共中心轴；或者，所述谐振子为方柱形，所述耦合块的端面平行于所述谐振子的最靠近所述耦合块端部的一侧表面；两个所述腔室之间被一腔壁隔开，所述腔壁中间设有开窗，所述开窗从所述腔壁的顶部延伸到底部，所述耦合块的中部固定于所述开窗的空间中，所述耦合块的中部的上端延伸至所述腔壁的顶部，所述耦合块的中部的下端延伸至所述腔壁的底部；所述耦合块整体由铜制成。

2.根据权利要求1所述的谐振腔，其特征在于，所述两相邻腔室被一腔壁隔开，且所述腔壁上开窗使所述两相邻腔室之间形成磁耦合，所述耦合块安装在所述腔壁的窗体空间中。

3.根据权利要求2所述的谐振腔，其特征在于，所述耦合块的两个端部分别伸入到两个腔室内，且成中心对称。

4.根据权利要求1所述的谐振腔，其特征在于，所述谐振腔还包括两个调谐螺杆，所述两个调谐螺杆分别安装在所述两个谐振子正上方的腔顶上，且每个调谐螺杆与对应的谐振子共中心轴。

5.根据权利要求4所述的谐振腔，其特征在于，每个所述调谐螺杆伸入腔室内的末端各连接有一个调谐盘，所述调谐盘与其下方的谐振子共中心轴且具有与该谐振子相同的横截面。

6.根据权利要求4所述的谐振腔，其特征在于，所述耦合块上方的腔顶上也设置有调谐螺杆，且所述耦合块上设有供所述调谐螺杆穿过的通孔。

7.根据权利要求1所述的谐振腔，其特征在于，每个所述谐振子底部垫有支承座，所述支承座由透波材料制成。

8.根据权利要求7所述的谐振腔，其特征在于，所述透波材料为氧化铝、二氧化硅、陶瓷或氮化硅。

9.根据权利要求7所述的谐振腔，其特征在于，所述支承座为中空结构。