CN104113296B - 一种谐振器件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种谐振器件的制备方法，包括如下步骤：S1、准备介质谐振子；S2、在所述介质谐振子表面通过溅射工艺镀上导体层，得到谐振子。该谐振子既有介质谐振子的高Q值和功率高的特点，又兼具有金属谐振子的体积小、谐振频率低的优点；而相对于化学电镀上的导体层，采用溅射电镀得到的高光洁度的表面，有利于电磁波在导体层中谐振，减少振荡损耗，谐振子的整体Q值高。

Description

一种谐振器件的制备方法

技术领域

本发明涉及谐振器件，更具体地说，涉及一种谐振器件的制备方法。

背景技术

谐振器件包括谐振子、谐振腔、腔体滤波器等，其关键参数包括谐振频率、平均功率、Q值等，其中谐振子的性能是关键。现有的谐振子主要包括介质谐振子和金属谐振子，介质谐振子通常是由微波介质陶瓷制成的介质筒，金属谐振子则通常是铜制的金属筒。前者Q值高，耐高功率，但谐振频率较高，体积大；而后者谐振频率低，体积小，但是Q值很低，且不耐高功率，容易击穿。因此如果获得一种谐振子，即具有二者的优点，同时尽可能地避开二者的缺点，是值得研发的新产品。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种Q值高、耐高功率且谐振频率低、体积小的谐振器件的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种谐振器件的制备方法，包括如下步骤：

S1、准备介质谐振子；

S2、在所述介质谐振子表面通过溅射工艺镀上导体层，得到谐振子。

在本发明所述的制备方法中，步骤S1具体包括如下步骤：

S11、制备介质谐振子；

S12、对所述介质谐振子表面做清洁处理。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤S12中对所述介质谐振子表面做清洁处理是去除其表面的灰尘、油污和水分。

在本发明所述的制备方法中，所述介质谐振子的介质为介电常数大于1的材料。

在本发明所述的制备方法中，所述介质为陶瓷。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21、固定介质谐振子并放入溅射设备中；

S22、启动所述溅射设备进行溅射，在所述介质谐振子表面镀上导体层，得到谐振子。

在本发明所述的制备方法中，所述导体层的厚度大于1纳米。

在本发明所述的制备方法中，所述导体层的厚度在5～500000纳米之间。

在本发明所述的制备方法中，所述导体层的厚度在1000～10000纳米之间。

在本发明所述的制备方法中，所述谐振子镀上导体层后的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于1微米。

在本发明所述的制备方法中，所述谐振子镀上导体层后的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于0.4微米。

在本发明所述的制备方法中，所述谐振子镀上导体层后的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于0.1微米。

在本发明所述的制备方法中，所述导体层的材料为金属。

在本发明所述的制备方法中，所述金属为金、银、铜或者含有金、银、铜中一种或多种的合金。

在本发明所述的制备方法中，所述导体层的材料为非金属材料。

在本发明所述的制备方法中，所述非金属材料为铟锡氧化物、掺铝氧化锌、导电石墨或碳纳米管。

在本发明所述的制备方法中，所述制备方法在步骤S2后还包括以下步骤：

S3、将所述谐振子固定在谐振腔中，封闭谐振腔。

在本发明所述的制备方法中，所述制备方法在步骤S3后海包括以下步骤：

S4、利用谐振腔上的调谐螺杆进行调谐，达到目标值，得到滤波器。

在本发明所述的制备方法中，所述介质谐振子表面为所述介质谐振子的侧表面。

实施本发明的谐振器件的制备方法，具有以下有益效果：该谐振子既有介质谐振子的高Q值和功率高的特点，又兼具有金属谐振子的体积小、谐振频率低的优点；而相对于化学电镀上的导体层，采用溅射电镀得到的高光洁度的表面，有利于电磁波在导体层中谐振，减少振荡损耗，谐振子的整体Q值高。

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是本发明第一实施例制得的谐振子的结构示意图；

图2是本发明第二实施例制得的谐振子的结构示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种谐振器件的制备方法，采用该方法制得的谐振器件具有很好的性能，尤其是Q值高。

第一实施例：

本实施例中所需制备的谐振器件为谐振子，其具体步骤如下：

S1、准备介质谐振子，该介质谐振子为介电常数为30的陶瓷材料，主要成分为钛酸钡；

S2、在介质谐振子表面通过溅射工艺镀上导体层，导体层为金属铜，厚度为1纳米，导体层的表面粗糙度为轮廓算术平均偏差Ra小于1微米，具体为0.8微米，得到合格的谐振子，如图1所示。

在介质谐振子表面镀金属，尤其是沿圆筒形介质谐振子的侧表面也即外圆柱面镀满一层该导体层，优选所述导体层为圆柱环形，从而可获得类似金属谐振子的电磁场模式（镀在介质谐振子顶面或底面则很难实现该效果），使得该谐振子既有介质谐振子的高Q值和功率高的特点，又兼具有金属谐振子的体积小、谐振频率低的优点，从而成为一类可满足更苛刻条件的谐振子。

而采用溅射工艺镀上的导体层，表面粗糙度低，可低至轮廓算术平均偏差Ra小于1微米。相对于化学电镀上的导体层，这种溅射电镀得到的高光洁度的表面，有利于电磁波在导体层中谐振，减少振荡损耗，谐振子的整体Q值高，可达到3000。

第二实施例：

本实施例中所需制备的谐振器件为谐振子，其具体步骤如下：

S11、制备介质谐振子，介质谐振子为介电常数为45的陶瓷材料，主要成分为钛酸锶钡，该介质谐振子为顶部带有圆环形盘的圆筒形，如图2所示；

S12、对介质谐振子表面做清洁处理，主要是除去介质谐振子表面的灰尘、油污和水分；

S2、在介质谐振子表面通过溅射工艺镀上导体层，导体层为金属银，厚度为5纳米，导体层的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差Ra为0.4微米，得到合格的谐振子，如图2所示。

通过对介质谐振子表面进行清洁处理，可以进一步提高导体层的附着力和表面光洁度。该实施例得到的谐振子Q值为3200。

第三实施例：

本实施例中所需制备的谐振器件为谐振子，其具体步骤如下：

S11、制备介质谐振子，介质谐振子为介电常数为5的介质材料，主要成分为聚四氟乙烯，该介质谐振子为圆筒形，如图1所示；

S12、对介质谐振子表面做清洁处理，主要是除去介质谐振子表面的灰尘、油污和水分；

S21、利用夹具将介质谐振子固定并放入溅射设备中；

S22、启动所述溅射设备进行溅射，在所述介质谐振子表面镀上导体层，该导体层为银，厚度为1000纳米，表征表面粗糙度的轮廓算术平均偏差Ra为0.1微米，得到谐振子，其Q值为3300。

第四实施例：

本实施例中所需制备的谐振器件为具有谐振子的谐振腔，其具体步骤如下：

S11、制备介质谐振子，介质谐振子为介电常数为3的介质材料，主要成分为环氧树脂，该介质谐振子为圆筒形，如图1所示；

S12、对介质谐振子表面做清洁处理，主要是除去介质谐振子表面的灰尘、油污和水分；

S21、利用夹具将介质谐振子固定并放入溅射设备中；

S22、启动所述溅射设备进行溅射，在所述介质谐振子表面镀上导体层，该导体层为银，厚度为10000纳米，表征表面粗糙度的轮廓算术平均偏差Ra为0.06微米，得到谐振子，其Q值为3500；

S3、将所述谐振子固定在空的谐振腔中并封闭，即得到所需的谐振腔。

第五实施例：

本实施例中所需制备的谐振器件为具有谐振子的滤波器，其具体步骤如下：

S11、制备介质谐振子，介质谐振子为介电常数为3的介质材料，主要成分为环氧树脂，该介质谐振子为圆筒形，如图1所示；

S12、对介质谐振子表面做清洁处理，主要是除去介质谐振子表面的灰尘、油污和水分；

S21、利用夹具将介质谐振子固定并放入溅射设备中；

S22、启动所述溅射设备进行溅射，在所述介质谐振子表面镀上导体层，该导体层为银，厚度为500000纳米，表征表面粗糙度的轮廓算术平均偏差Ra为0.032微米，得到谐振子，Q值为3580；

S3、将所述谐振子固定在空的谐振腔中并封闭，即得到所需的谐振腔；

S4、利用谐振腔上的调谐螺杆进行调谐，达到目标值，得到滤波器。

在介质谐振子表面尤其是外圆柱面上溅射导体层能有效降低谐振频率，在实现相同谐振频率的条件下体积可大大减小同时耐高功率，因而本发明制得的谐振子具有诸多优点，应用在相应的谐振腔和滤波器中可同时大大减小谐振腔和滤波器的体积。

采用溅射工艺相对于化学电镀，具有污染少、用料省的优点，同时由于谐振子表面的光洁度高，有利于电磁波在导体层中谐振，从而减小Q值损耗，获得体积小、Q值高的谐振子及其谐振腔和滤波器。

本发明中，介质谐振子的介质并不仅限于上述实施例中的材料，只要介电常数大于1的材料均可。导体层的材料为任意可导电且能够用溅射工艺镀到介质谐振子表面上的材料，可以为上述金、银、铜，也可以是含有金、银、铜中一种或多种的合金。导体层的材料还可以为非金属材料，例如铟锡氧化物、掺铝氧化锌、导电石墨或碳纳米管等。

导体层的厚度大于1纳米，优选在5～500000纳米之间，进一步优选为1000～10000纳米之间。谐振子镀上导体层后的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于1微米，优选小于0.4微米，最佳为小于0.1微米。这种粗糙度采用溅射工艺通常都是能实现的。

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 (7)

1.一种谐振器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、准备圆筒形介质谐振子，所述介质谐振子的介质为介电常数大于1的材料；

S2、在所述圆筒形介质谐振子的外圆柱面通过溅射工艺镀上导体层，得到谐振子；

所述谐振子镀上导体层后的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于1微米，所述导体层的厚度大于等于1纳米；

S3、将所述谐振子固定在空的谐振腔中，封闭谐振腔；

S4、利用谐振腔上的调谐螺杆进行调谐，达到目标值，得到滤波器。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：

S11、制备介质谐振子；

S12、对所述介质谐振子表面做清洁处理。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中对所述介质谐振子表面做清洁处理是去除其表面的灰尘、油污和水分。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介质为陶瓷。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21、固定介质谐振子并放入溅射设备中；

S22、启动所述溅射设备进行溅射，在所述介质谐振子表面镀上导体层，得到谐振子。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述谐振子镀上导体层后的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于0.4微米。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述谐振子镀上导体层后的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于0.1微米。