CN103682537B - Tm模介质滤波器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种TM模介质滤波器，包括具有一个开口、且内部设置有腔体的外壳、盖板、调谐螺杆、介质谐振器、金属安装片和紧固螺钉，其中：外壳底部设置有定位凹槽；介质谐振器的结构为管状结构，且一端与金属安装片相固定；金属安装片通过紧固螺钉固定在定位凹槽内，且紧固螺钉位于介质谐振器的管状结构的内部，并且金属安装片采用与介质谐振器材料温度系数相仿的金属材料；盖板设置于外壳的开口侧；调谐螺杆可旋转、且贯穿设置在盖板上，调谐螺杆的轴心位于介质谐振器的中轴线上。本申请避免了现有技术介质谐振器的一端直接与腔体焊接在一起时，由于两种材料的膨胀系数不一致，焊接冷却后，两种材料收缩程度不一样而导致的介质谐振器破裂问题。

Description

TM模介质滤波器

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种TM模介质滤波器。

背景技术

在电子信号处理中，滤波器一直起着非常重要的作用。滤波器是一种用来消除干扰的器件，通过滤波器对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效的滤除，可以得到一个特定的频率或消除一个特定的频率。然而，随着无线通信系统的快速发展，频段资源的紧缺，对滤波器的性能和体积提出了更高的要求，于是TM模介质滤波器应运而生，且在无线通信领域的应用越来越重要。TM模介质滤波器与滤波器相比，具有体积小、成本低、损耗低、温度稳定性高和谐波抑制良好等优点。

传统的TM介质滤波器由于其介质谐振器终端必须接地，所以通常将介质谐振器的一端直接与腔体焊接在一起。但是，由于两种材料的膨胀系数不一致，焊接冷却后，两种材料收缩程度不一样，容易导致介质谐振器破裂。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种TM模介质滤波器，以解决介质谐振器破裂的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种TM模介质滤波器，包括具有一个开口、且内部设置有腔体的外壳、盖板、调谐螺杆、介质谐振器、金属安装片和紧固螺钉，其中：

所述外壳底部设置有定位凹槽；

所述介质谐振器的结构为管状结构，且一端与所述金属安装片相固定；

所述金属安装片通过所述紧固螺钉固定在所述定位凹槽内，且所述紧固螺钉位于所述介质谐振器的管状结构的内部，并且所述金属安装片采用与所述介质谐振器材料温度系数相仿的金属材料；

所述盖板设置于所述外壳的开口侧，用于防止所述外壳内部的微波泄漏；

所述调谐螺杆可旋转、且贯穿设置在所述盖板上，用于调节所述介质谐振器产生的谐振频率，且所述调谐螺杆的轴心位于所述介质谐振器的中轴线上。

优选地，所述金属安装片还包括：

设置在与所述介质谐振器相固定的金属安装片的一面，用于添加焊锡、堆置多余焊锡的焊锡槽。

优选地，所述金属安装片还包括：

设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面，并且结构为环形突起的接地圈。

优选地，所述接地圈设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面的边缘。

优选地，所述接地圈设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面、并且与所述金属安装片的边缘之间设置有距离。

优选地，所述接地圈包括第一接地圈和第二接地圈两圈，其中：

所述第一接地圈设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面的边缘；

所述第二接地圈设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面、且与所述金属安装片的边缘之间设置有距离；

所述第一接地圈与所述第二接地圈之间设置有间隔。

优选地，所述金属安装片的表面设置有镀层，所述镀层为银镀层，或者是，铜和银的混合镀层。

优选地，所述紧固螺钉的材质为不锈钢等金属材料或者peek等介质材料。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的TM模介质滤波器，外壳底部设置有定位凹槽，介质谐振器的一端与金属安装片相固定，然后通过紧固螺钉将金属安装片固定在定位凹槽内，并且金属安装片采用与介质谐振器材料温度系统相仿的金属材料，这样就避免了现有技术介质谐振器的一端直接与腔体焊接在一起时，由于两种材料的膨胀系数不一致，焊接冷却后，两种材料收缩程度不一样而导致的介质谐振器破裂问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种TM模介质滤波器结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的一种与介质谐振器相固定的金属安装片的一面的结构示意图；

图3为本申请实施例四提供的一种接地圈的结构示意图；

图4为本申请实施例四提供的又一种接地圈的结构示意图；

图5为本申请实施例四提供的另一种接地圈的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例一提供的一种TM模介质滤波器结构示意图。

如图1所示，本申请实施例一提供的TM模介质滤波器包括：具有一个开口、且内部设置有腔体的外壳1、定位凹槽2、介质谐振器3、金属安装片4、紧固螺钉5、盖板6和调谐螺杆7。其中为了更加清晰的显示金属安装片与定位凹槽的位置关系，如图1所示，图中8为金属安装片与定位凹槽的部分放大视图。

其中：介质谐振器3是管状结构，它的主要作用是产生谐振频率，并且介质谐振器3的一端和金属安装片4固定在一起。金属安装片4采用和介质谐振器3的材料温度系统相仿的金属材料，金属安装片与介质谐振器的温度系统相仿，这样就可以避免将金属安装片和介质谐振器固定在一起时，因为介质谐振器和金属安装片的温度系数不同而导致介质谐振器破裂的问题。外壳1的底部设置有定位凹槽2，定位凹槽2的作用为将固定有介质谐振器的金属安装片放置在定位凹槽内。固定有介质谐振器的金属安装片4通过紧固螺钉5固定在定位凹槽2内，并且紧固螺钉5位于介质谐振器3的管状结构内部。这样通过紧固螺钉将固定有介质谐振器的金属安装片固定在外壳上，相当于现有技术中的将介质谐振器的一端直接焊接在外壳上，避免了现有技术直接将介质谐振器焊接在外壳时，因为介质谐振器与外壳的膨胀系统不同而导致的介质谐振器破裂的问题。盖板6设置在外壳的开口侧，盖板的主要作用是防止外壳内部的微波泄漏。调谐螺杆7可以旋转，并且贯穿在盖板6上，调谐螺杆的主要作用是通过旋转调谐螺杆进而调节介质谐振器产生的谐振频率。调谐螺杆7的轴心位于介质谐振器3的中轴线上，因为当调谐螺杆的轴心位于介质谐振器的中轴线上时，可以产生最好的调节效果。

本申请实施例所提供的金属安装片采用与介质谐振器材料温度系数相仿的金属材料。其中：温度系数相仿是指金属安装片的温度系数与介质谐振器的温度系数相差很小，并且尽可能的接近介质谐振器的温度系数。本领域人员都知道两者的温度系数相差越小，介质谐振器越不容易破裂。

本申请实施例提供的定位凹槽可以根据发明人的需求设置在外壳底部的任意位置。本申请实施例只是提供了一种优选方案，即将定位凹槽设置在外壳底部，并且定位凹槽的中心位于该外壳的中垂线上。这样使得与金属安装片相固定的介质谐振器就可以位于该外壳的中垂线上，使得TM模介质滤波器有更好的工作效果。

本申请实施例提供的紧固螺钉的材质为不锈钢等金属材料或者peek等介质材料，因为不锈钢等金属螺钉虽然会对腔体Q值有影响，但是它较常规，容易购买而且价格便宜。相反的，介质螺钉虽然对腔体Q值影响很小，但价格昂贵。本申请实施例是在成本与产品的性能方面综合考虑，得出的优选方案。紧固螺钉的材质不限于本申请实施例所给出方案，发明者可以根据自己需求任意选择。

此外，金属安装片为可以与介质谐振器相固定的任何形状，本申请实施例提供的是在大量实验基础上所得出的优选形状。在本申请实施例中金属安装片为环形结构，主要是与介质谐振器的管状结构相匹配，使得滤波器可以有最好的工作状态。并且该环形结构的直径与介质谐振器横截面的直径相同，或者比介质谐振器横截面的直径略大。主要为了防止因为机器加工的误差导致的介质谐振器横截面的直径偏大，而引起金属安装片的直径小于介质谐振器横截面的直径，使介质谐振器与金属安装片固定后，介质谐振器横截面外露的问题。因为当上述这种情况产生时，会影响介质谐振器产生的频率，从而影响整个TM介质滤波器的功能。

相同的，定位凹槽也可以有多种形状，在本申请实施例中，优选的为环形形状，主要是与介质谐振器和金属安装片的环形形状相匹配，从而使得滤波器有最好的工作状态。另外定位凹槽在具体实施过程中，该定位凹陷的直径与金属安装片的直径相同或者比金属安装片的直径略大。主要是为了防止金属安装片在加工过程中可能因为误差，使得实际生产出的金属安装片比预计的略大，导致金属安装片的直径比定位凹槽的直径大，从而不能将固定有介质谐振器的金属安装片放入定位凹槽进行固定的问题。优选的，本申请实施例提供的定位凹槽的高度与金属安装片的高度相同，这样才能保证介质谐振器与金属安装片的交界面，和腔体底面在同一平面上，因为如果交界面与腔体底面不在一个平面上，可能对谐振频率和Q值造成影响。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的TM模介质滤波器，外壳底部设置有定位凹槽，介质谐振器的一端与金属安装片相固定，然后通过紧固螺钉将金属安装片固定在定位凹槽内，并且金属安装片采用与介质谐振器材料温度系统相仿的金属材料，这样就避免了现有技术介质谐振器的一端直接与腔体焊接在一起时，由于两种材料的膨胀系数不一致，焊接冷却后，两种材料收缩程度不一样而导致的介质谐振器破裂问题。

实施例二

本申请实施例提供一种介质谐振器的一端与金属安装片的固定方式。

根据实施例一所提到的将介质谐振器的一端与金属安装片相固定，其固定方式可以有很多种，如焊接、螺钉固定等。本申请实施例只是提供了一种优选方案，即将介质谐振器的一端与金属安装片焊接在一起。同时针对该方案，本申请实施例提供了一种与介质谐振器相固定的金属安装片的一面的结构示意图，来达到更好的焊接目的。

图2为本申请实施例二提供的一种与介质谐振器相固定的金属安装片的一面的结构示意图。

如图2所示，本申请实施例提供了一种与介质谐振器相固定的金属安装片的一面的结构示意图，包括：焊锡槽1。

在与介质谐振器相固定的金属安装片的一面的设置有焊锡槽1。该焊锡槽与介质谐振器的横截面相匹配，使介质谐振器的一端通过焊锡槽中的焊锡焊接在金属片上。焊锡槽可以添加焊锡、堆置多余焊锡，使得焊接更加牢固。实施例一中所提到的定位凹槽的直径比金属安装片的直径略大，也可以起到防止焊锡外流的作用。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的一种介质谐振器一端与金属安装片的固定方式，通过在与介质谐振器相固定的金属安装片的一面，设置一个与介质谐振器横截面相匹配的焊锡槽，然后将介质谐振器通过焊锡槽中的焊锡焊接在金属片上。焊锡槽可以堆置多余的焊锡，防止焊锡外流，同时使得介质谐振器与金属安装片的焊接更加稳固

实施例三

本申请实施例提供了一种提高介质谐振器接地性的方式。

介质谐振器的接地情况对TM模介质滤波器有非常大的影响，如果接地面不良，会大幅度的降低腔本Q值，从而导致TM模介质滤波器的损耗增加。

因为介质谐振器与金属安装片相固定，所以本申请实施例通过提高金属安装片的导电性，来保证介质谐振器可以有更好的接地性。

本申请实施例在实施例一的基础上，对金属安装片进行了改进。通过在金属安装片的外表面添加镀层，来提高金属安装片的导电性。金属安装片的镀层为银镀层，或者是，铜和银的混合镀层。优选的，当金属安装片的材质为铜材质时，金属安装片的镀层为银镀层，且银镀层的厚度为3-5μm；当金属安装片的材质为非铜材质时，金属安装片的镀层铜和银的混合镀层，即首先在金属安装片的表面镀铜，镀铜层的厚度为3μm，然后在镀有铜的金属安装片的表面镀银，镀银层的厚度为3-5μm。这样选择是因为铜的导电性相对较高；银的导电性虽然比铜的导电性高，但是银的价格比较昂贵。当金属安装片的材质为铜材质时，仅在金属安装片的表面镀银，就可以提高金属安装片的导电性；当金属安装片的材质为非铜材质时，首先是在金属安装片的表面镀铜，然后再铜镀层的表面镀银，这样就可以在节约成本的基础上，提高金属安装片的导电性。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的一种提高介质谐振器良好接地的方式，主要是通过提高与介质谐振器相固定的金属安装片的导电性来实现。本申请实施例提供的提高金属安装片导电性的方法是在金属安装片的表面添加镀层。本实施例提供了优选的两种镀层，分别为银镀层，或者是铜和银的混合镀层。选择为银镀层是因为银的价格比较昂贵，但是导电性高。选择为铜和银的混合镀层可以在节约成本的基础上，提高导电性。本申请实施例通过提高金属安装片的导电性，保证了介质谐振器的接地性。

实施例四

本申请实施例提供了一种提高介质谐振器接地性的方式。

在上述实施例的基础上，本申请实施例提供的一种提高介质谐振器接地性的方式，主要是在与外壳相接触的金属安装片的一面设置接地圈，并且该接地圈的结构为环形突起。因为实际加工情况，接触的两个面平整度受限制，可能会导致实际接触的面不均衡，产生局部大接触电流。减小接地面积，并保证较小面上的良好均匀接地。通过接地圈来减小金属安装片与外壳的接触面积，从而保证介质谐振器有良好的接地性。

图3为本申请实施例四提供的一种接地圈的结构示意图。

如图3所示，本申请实施例提供了一种接地圈结构示意图，包括：接地圈2。

本申请实施例提供的接地圈2设置在与外壳相接触的金属安装片的一面的边缘。如图3所示的接地圈2的位置是在大量实验的基础上得出的优选方案，当将接地圈设置在与外壳相接触的金属安装片的边缘时，可以保证最好的接地性，得到最好的导电效果。

图4为本申请实施例四提供的又一种接地圈的结构示意图。

如图4所示，本申请实施例提供了一种接地圈结构示意图，包括：接地圈3。

本申请实施例提供的接地圈3设置在与外壳相接触的金属安装片的一面、并且与所述金属安装片的边缘之间设置有距离。本申请实施例提供的接地圈3可以设置在金属安装片的一面、并且与金属安装片的边缘直接存在距离的任何位置。本申请实施例的优选方案是将接地圈设置在金属安装片的中间位置，这样可以使得接地圈有更好的接地效果。

图5为本申请实施例四提供的另一种接地圈的结构示意图。

如图5所示，本申请实施例提供了一种接地圈结构示意图，包括：接地圈2和接地圈3。

本申请实施例提供的接地圈包括同时设置在与外壳相固定的金属安装片的一面的接地圈2和接地圈3。接地圈2设置在与外壳相接触的金属安装片的一面的边缘；接地圈3设置在与外壳相接触的金属安装片的一面、并且与金属安装片的边缘之间设置有距离；同时接地圈2与接地圈3之间设置有间隔。其中接地圈2起到了主要的接地作用，接地圈3作为补充接地，使得介质谐振器有更好的接地性，提高了导电效果。

此外，接地圈的形状和位置不限于本申请实施例所给出的方案，本申请实施例只是提供了图3、图4和图5所示的三种优选的方案，发明人可以根据自己的需求任意设置接地圈的位置、形状和数量。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的一种提高介质谐振器良好接地的方式，主要是通过在与外壳相接触的金属安装片的一面设置接地圈。通过接地圈来减小金属安装片与外壳的接触面积，从而保证介质谐振器有良好的接地性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种TM模介质滤波器，其特征在于，包括具有一个开口、且内部设置有腔体的外壳、盖板、调谐螺杆、介质谐振器、金属安装片和紧固螺钉，其中：

所述外壳底部设置有定位凹槽；

所述介质谐振器的结构为管状结构，且一端与所述金属安装片相固定，所述介质谐振器的一端与所述金属安装片相固定后，所述介质谐振器的一端的横截面不外漏；

所述金属安装片通过所述紧固螺钉固定在所述定位凹槽内，且所述紧固螺钉位于所述介质谐振器的管状结构的内部，并且所述金属安装片采用与所述介质谐振器材料温度系数相仿的金属材料，所述介质谐振器与所述金属安装片的交界面，和所述腔体底面在同一平面上；

所述盖板设置于所述外壳的开口侧，用于防止所述外壳内部的微波泄漏；

所述调谐螺杆可旋转、且贯穿设置在所述盖板上，用于调节所述介质谐振器产生的谐振频率，且所述调谐螺杆的轴心位于所述介质谐振器的中轴线上。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述金属安装片还包括：

设置在与所述介质谐振器相固定的金属安装片的一面，用于添加焊锡、堆置多余焊锡的焊锡槽。

3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述金属安装片还包括：

设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面，并且结构为环形突起的接地圈。

4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，所述接地圈设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面的边缘。

5.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，所述接地圈设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面、并且与所述金属安装片的边缘之间设置有距离。

6.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，所述接地圈包括第一接地圈和第二接地圈两圈，其中：

所述第一接地圈设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面的边缘；

所述第二接地圈设置在与所述外壳相接触的金属安装片的一面、且与所述金属安装片的边缘之间设置有距离；

所述第一接地圈与所述第二接地圈之间设置有间隔。

7.根据权利要求1-6所述的任意一项滤波器，其特征在于，所述金属安装片的表面设置有镀层，所述镀层为银镀层，或者是，铜和银的混合镀层。

8.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述紧固螺钉的材质为不锈钢等金属材料或者peek等介质材料。