CN103872419A - 一种介质谐振器及其装配方法及介质滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种介质谐振器及其装配方法和该介质谐振器制成的介质滤波器,保证介质谐振器中介质谐振柱与金属腔体良好接触,且不受温度影响,提高介质谐振器的性能。所述介质谐振器,包括密封盖板、介质谐振柱、金属腔体和导电弹性结构体,所述介质谐振柱位于所述金属腔体内部,其中:所述密封盖板与介质谐振柱上表面连接,所述密封盖板位于金属腔体上端面,用于密封所述金属腔体;所述金属腔体底部有凹槽,所述导电弹性结构体位于所述金属腔体底部凹槽内,用于支撑所述介质谐振柱,所述凹槽的深度使所述密封盖板密封所述金属腔体后介质谐振柱的下表面低于金属腔体内底面;所述介质谐振柱下端面与所述导电弹性结构体接触。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域,具体涉及一种介质谐振器及其装配方法和一种介质滤波器;
背景技术
电磁波在高介电常数物质中传播时,其波长可以缩短,利用这一理论,可采用介质材料代替传统金属材料,在相同指标下,滤波器的体积可以缩小。对于介质滤波器的研究一直是通信行业的热点。滤波器作为无线通信产品重要部件,介质滤波器对通信产品的小型化具有特别重要的意义。
通常TM(横磁)模介质滤波器主要由介质谐振柱103、密封盖板102、调谐螺钉101、金属腔体104组成,参见图1;
根据TM模介质谐振腔体的工作原理,介质谐振器在正常工作时,介质谐振柱103上下端面及金属腔体104结合部位存在高电场分布。如果介质谐振柱的上下端面与金属腔体104接触不充分,会造成阻抗不连续,场能量无法传输出去,介质的高介电常数、高品质因数发挥不出来,甚至会烧毁介质。因此,TM模介质滤波器中介质谐振柱上下表面与金属腔体表面接触是否良好尤为关键。如何解决TM模介质谐振柱固定及接触成为介质滤波器应用的重点研究方向;
现有的介质谐振器参见图1,其中介质谐振柱103的上表面通过密封盖板102压接,用于介质与密封盖板102紧密接触,介质谐振柱103下表面焊接或使用其他方式紧密连接在金属腔体104上,用于与金属腔体底面紧密接触。密封盖板102与金属腔体104通过螺钉进行密封,形成一个密闭腔体。由于介质谐振柱的温度系数与金属材料不同,一旦这种谐振腔受温度影响出现膨胀或收缩时,整个介质谐振柱上表面就会存在间隙或挤压,严重影响滤波器的性能和使用寿命。
现有的解决方案是在盖板及介质谐振柱之间增加导电弹性体,该导电弹性体用于盖板和介质谐振柱接触。该介质滤波器依靠导电弹性体受压回弹保证介质谐振柱与盖板间的良好接触。但由于该介质谐振器仅靠簧片的几个触点连接,并且随温度的变化腔体膨胀或收缩时,触点接触面积及深度也不尽相同,从而导致滤波器性能指标的变化;
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种介质谐振器及其装配方法和该介质谐振器制成的介质滤波器,保证介质谐振器中介质谐振柱与金属腔体良好接触,且不受温度影响,提高介质谐振器的性能。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种介质谐振器,包括密封盖板、介质谐振柱、金属腔体和导电弹性结构体,所述介质谐振柱位于所述金属腔体内部,其中:
所述密封盖板与介质谐振柱上表面连接,所述密封盖板位于金属腔体上端面,用于密封所述金属腔体;
所述金属腔体底部有凹槽,所述导电弹性结构体位于所述金属腔体底部凹槽内,用于支撑所述介质谐振柱,所述凹槽的深度使所述密封盖板密封所述金属腔体后介质谐振柱的下表面低于金属腔体内底面;
所述介质谐振柱下端面与所述导电弹性结构体接触。
进一步地,所述密封盖板与介质谐振柱上表面连接,包括:所述密封盖板与介质谐振柱上表面焊接连接。
进一步地,所述金属腔体内底部凹槽内有凸起;所述导电弹性结构体有中间孔,所述中间孔与所述金属腔体内底部凸起配合连接,使所述导电弹性结构体与所述金属腔体的相对位置固定。
进一步地,所述导电弹性结构体包括弹性垫圈。
进一步地,所述介质谐振器还包括用于调整介质谐振器频率的调谐螺钉,所述调谐螺钉从金属腔体的顶部穿过密封盖板伸入介质谐振柱内部,或者,所述调谐螺钉从金属腔体的底部穿过金属腔体和导电弹性结构体伸入介质谐振柱内部。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种介质滤波器,该介质滤波器由两个以上上述介质谐振器连接而成。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种介质谐振器的装配方法,包括:
将密封盖板与介质谐振柱上表面连接;
将导电弹性结构体置于金属腔体底部凹槽内,所述金属腔体底部凹槽的深度使所述密封盖板与所述金属腔体上端面连接后所述介质谐振柱的下表面低于金属腔体内底面;
将密封盖板与金属腔体上端面连接,同时介质谐振柱下表面与所述导电弹性结构接触。
进一步地,所述金属腔体内底部凹槽内有凸起,所述导电弹性结构体有中间孔,将导电弹性结构体置于金属腔体底部凹槽内,包括:将所述导电弹性结构体与所述金属腔体内底部凸起配合连接。
进一步地,所述方法还包括:将调谐螺钉从金属腔体的顶部穿过密封盖板伸入介质谐振柱内部。
进一步地,所述方法还包括:将调谐螺钉从金属腔体的底部穿过金属腔体和导电弹性结构体伸入介质谐振柱内部。
本发明实施例依据导电弹性结构体受力回弹保证介质谐振柱与所述金属腔体良好接触,即使所述金属腔体在外力或者温度条件影响下,存在压缩或膨胀,匀能保证良好接触,且由于金属腔体底部凹槽的深度使密封盖板密封金属腔体后介质谐振柱的下表面低于金属腔体内底面,从而提高介质谐振器性能。
附图说明
图1是现有技术TM模介质谐振器的示意图
图2是本发明实施例1介质谐振器结构示意图;
图3是本发明实施例2装配方法流程图;
图4是本发明应用示例1介质谐振器结构示意图;
图5是本发明应用示例2介质谐振器结构示意图;
图6是本发明应用示例3弹性垫圈结构示意图;
图7是本发明应用示例3波纹状O型圈结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例1
本实施例介绍介质谐振器,如图2所示,包括密封盖板201、介质谐振柱202、金属腔体203和导电弹性结构体204,所述介质谐振柱202位于所述金属腔体203内部,具体地:
所述密封盖板201与介质谐振柱202上表面连接,所述密封盖板201位于金属腔体203上端面,用于密封所述金属腔体203;
所述金属腔体203底部有凹槽,所述导电弹性结构体204位于所述金属腔体203底部凹槽内,用于支撑所述介质谐振柱202,所述凹槽的深度使所述密封盖板201密封所述金属腔体203后介质谐振柱202的下表面低于金属腔体203内底面;
所述介质谐振柱202下端面与所述导电弹性结构体204接触。
上述密封盖板201与介质谐振柱202上表面可采用焊接或使用其他方式紧密连接在一起。
在密封盖板201与金属腔体203连接后,位于介质谐振柱202之下的导电弹性结构体204由于受到介质谐振柱202的重力压迫,处于受力回弹状态,可以保证其与介质谐振柱202和金属腔体203的良好接触。另外,介质谐振柱202下表面低于金属腔体203内底面,这样可以改善电磁波的传输路径,从而提升谐振腔的电性能。即使金属腔体203在外力或者温度条件影响下,存在压缩或膨胀,匀能保证金属腔体203与介质谐振柱202良好接触,从而提高介质谐振器性能,同时缩小整个滤波器的体积。
优选地,在密封盖板201与金属腔体203连接后,该导电弹性结构体204具有拉伸和压缩余量,以更好的适应金属腔体203随温度变化后的腔体膨胀或收缩。
导电弹性结构体204可以直接放置于该凹槽内,也可以采用其他方式固定在底部凹槽内,以保持导电弹性结构体204与介质谐振柱202、金属腔体203紧密接触。
在一个优选实施例中,金属腔体203内底部凹槽内有凸起;导电弹性结构体204有中间孔,所述中间孔与所述金属腔体内底部凸起配合连接,使所述导电弹性结构体与所述金属腔体的相对位置固定。在有凸起时,金属腔体203内底部凹槽为环形凹槽。
在优选实施例中,该介质谐振器还包括用于调整介质谐振器频率的调谐螺钉,该调谐螺钉可以从金属腔体的顶部穿过密封盖板伸入介质谐振柱内部,或者,也可以从金属腔体的底部穿过金属腔体和导电弹性结构体伸入介质谐振柱内部。具体参见应用示例。
上述两个以上(包括两个)介质谐振器连接在一起可以形成多阶介质滤波器。
实施例2
本实施例介绍上述介质谐振器的装配方法,如图3所示,包括以下步骤:
步骤301,将密封盖板与介质谐振柱上表面连接;
步骤302,将导电弹性结构体置于金属腔体底部凹槽内,所述金属腔体底部凹槽的深度使所述密封盖板与所述金属腔体上端面连接后所述介质谐振柱的下表面低于金属腔体内底面;
步骤303,将密封盖板与金属腔体上端面连接,同时介质谐振柱下表面与所述导电弹性结构接触。
在一个优选实施例中,金属腔体内底部凹槽内有凸起,导电弹性结构体有中间孔,将导电弹性结构体与金属腔体内底部凸起配合连接。
在一个优选实施例中,上述方法还包括:将调谐螺钉从金属腔体的顶部穿过密封盖板伸入介质谐振柱内部。或者将调谐螺钉从金属腔体的底部穿过金属腔体和导电弹性结构体伸入介质谐振柱内部。
下面以弹性垫圈作为导电弹性结构体为例对上述介质谐振器进行举例说明。
应用示例1
本示例介绍一种介质谐振器,如图4所示,该介质谐振器包括介质谐振柱403、密封盖板402、弹性垫圈405、金属腔体404、调谐螺钉401,其中:
介质谐振柱403位于金属腔体404内部,介质谐振柱403的上表面与密封盖板402焊接或使用其他方式紧密连接;
密封盖板402位于金属腔体404上表面,即顶端,用于密封金属腔体404;
弹性垫圈405位于金属腔体404与介质谐振柱403之间,与二者接触连接,其弹性特性及导电特性可以确保金属腔体404与介质谐振柱403良好接触,从而保证介质谐振腔体的性能。
介质谐振器的装配过程为:首先将介质谐振柱403焊接或使用其他方式紧密连接在密封盖板402上,再将弹性垫圈405放置在金属腔体404底面的凹槽(例如圆形凹槽)内,再将装配好的带介质谐振柱的密封盖板402放置在金属腔体404的上面,然后固定密封,再装配调谐螺钉401,调谐螺钉401位于介质谐振器403中心位置,该调谐螺钉401从金属腔体的顶部穿过密封盖板402伸入介质谐振柱403内部;整个装配完成后,弹性垫圈405受到介质谐振柱403的压力,始终处于弹性形变状态。
优选地凹槽的深度使介质谐振柱403下表面低于金属腔体底面,根据电磁场理论,这样更有利于电场在介质内的传播。
应用示例2
本示例介绍一种介质谐振器,如图5所示,该介质谐振器包括介质谐振柱503、密封盖板502、弹性垫圈505、金属腔体504、调谐螺钉501。本介质谐振柱503上表面与密封盖板502焊接或使用其他方式紧密连接在一起;介质谐振柱503下表面通过弹性垫圈505与金属腔体504紧密接触。与应用示例1不同之处在于,在本示例中调谐螺钉501从金属腔体504底部穿过金属腔体504和弹性垫圈505伸入介质谐振柱503内部,用于调整介质谐振器的频率。
如果金属腔体504底部设置有凸起,此时该凸起具有螺纹孔,该螺纹孔用于实现调谐螺钉501与金属腔体504的连接,该凸起的外直径小于弹性垫圈505中心孔的直径,以便固定该弹性垫圈505的位置。
应用示例3
本示例介绍上述实施例中导电弹性结构体204,其由导电性良好的金属制成,例如镀银的弹片,也可以采用铜片。该导电弹性结构体204可以为如图6所示的弹性垫圈,在本例中该弹性垫圈包括边沿a和弹性齿b:
所述边沿a外侧与金属腔体接触;
所述弹性齿b的上表面与介质谐振柱下表面接触,弹性齿的下表面与金属腔体接触,在装配完成后弹性齿b呈现受力变形状态。
当金属腔体内底部有凸起时,弹性垫圈还可包括中间孔c,该中间孔c与金属腔体内底部凸起配合连接,使弹性垫圈与金属腔体的相对位置固定,防止弹性垫圈滑出凹槽。
弹性齿的一种实现方式即如图6所示的双边齿,即边沿的上下均有弹性齿,另一种可行的实现方式是单边齿,即仅在边沿的上方具有弹性齿。
此外,该导电弹性结构体204还可以采用如图7所示的一体结构——波纹状O型圈实现。图7中d1为O型圈内径,d2为O型圈外径,该O型圈的最小高度为s,最大高度为h。
本发明实施例提供的介质谐振器,可以保证介质谐振柱与金属腔体紧密接触,且介质谐振器的滤波性能稳定可靠,生产工艺简单,同时减少介质谐振器体积。
对于本领域相关技术人员来说,可以根据本发明实施例的技术方案及其构思对双工器、滤波器以组合或更换,设计出其它组合结构的双工、滤波器一体化模块,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求保护范围。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成,所述程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
当然,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种介质谐振器,包括密封盖板、介质谐振柱、金属腔体和导电弹性结构体,所述介质谐振柱位于所述金属腔体内部,其特征在于:
所述密封盖板与介质谐振柱上表面连接,所述密封盖板位于金属腔体上端面,用于密封所述金属腔体;
所述金属腔体底部有凹槽,所述导电弹性结构体位于所述金属腔体底部凹槽内,用于支撑所述介质谐振柱,所述凹槽的深度使所述密封盖板密封所述金属腔体后介质谐振柱的下表面低于金属腔体内底面;
所述介质谐振柱下端面与所述导电弹性结构体接触。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述密封盖板与介质谐振柱上表面连接,包括:所述密封盖板与介质谐振柱上表面焊接连接。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述金属腔体内底部凹槽内有凸起;所述导电弹性结构体有中间孔,所述中间孔与所述金属腔体内底部凸起配合连接,使所述导电弹性结构体与所述金属腔体的相对位置固定。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:
所述导电弹性结构体包括弹性垫圈。
5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的方法,其特征在于:
所述介质谐振器还包括用于调整介质谐振器频率的调谐螺钉,所述调谐螺钉从金属腔体的顶部穿过密封盖板伸入介质谐振柱内部,或者,所述调谐螺钉从金属腔体的底部穿过金属腔体和导电弹性结构体伸入介质谐振柱内部。
6.一种介质滤波器,其特征在于,所述介质滤波器由两个以上介质谐振器连接而成,所述介质谐振器为权利要求1-5中任一权利要求所述的介质谐振器。
7.一种介质谐振器的装配方法,其特征在于,所述方法包括:
将密封盖板与介质谐振柱上表面连接;
将导电弹性结构体置于金属腔体底部凹槽内,所述金属腔体底部凹槽的深度使所述密封盖板与所述金属腔体上端面连接后所述介质谐振柱的下表面低于金属腔体内底面;
将密封盖板与金属腔体上端面连接,同时介质谐振柱下表面与所述导电弹性结构接触。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于:
所述金属腔体内底部凹槽内有凸起,所述导电弹性结构体有中间孔,将导电弹性结构体置于金属腔体底部凹槽内,包括:将所述导电弹性结构体与所述金属腔体内底部凸起配合连接。
9.如权利要求7或8所述的方法,其特征在于:
所述方法还包括:将调谐螺钉从金属腔体的顶部穿过密封盖板伸入介质谐振柱内部。
10.如权利要求7或8所述的方法,其特征在于:
所述方法还包括:将调谐螺钉从金属腔体的底部穿过金属腔体和导电弹性结构体伸入介质谐振柱内部。
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