CN107275743B - Tm模介质谐振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TM模介质谐振器，包括介质谐振柱、调谐螺杆、金属谐振腔和盖板，介质谐振柱位于金属谐振腔的腔内，盖板由上盖板和下盖板重叠构成，上盖板的底面与下盖板的顶面接触并通过紧固螺丝固定，介质谐振柱顶部与下盖板下表面接触上盖板和下盖板上均设置有供调谐螺杆穿过的通孔，通孔周边上盖板与下盖板之间设置有镂空环状槽，镂空环状槽内设置有环状弹性体，环状弹性体的横截面为圆形或者椭圆形，底部与下盖板形成环线接触。本发明通过弹性体结构的设计，保证批量生产过程，压力接触点高度一致，变传统面接触为规则环形线接触。另外，本发明使用的物料为机械工业标准零件，生产工艺成熟，相对成本较低，具有广阔的市场前景与推广价值。

Description

TM模介质谐振器

技术领域

本发明涉及无线移动通信基站滤波器及谐振器技术领域，更具体地涉及一种TM模介质谐振器及滤波器、双工器、多工器。

背景技术

介质谐振器是利用陶瓷介质材料的低损耗、高介电常数、频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率等特点设计制作的，其特点是插入损耗小、耐功率性好。常见的TM模介质谐振器主要由介质谐振柱和金属腔体组成。TM模介质谐振器中介质谐振柱上下端面接地良好是关键，否则严重影响谐振器性能。出于成本及可返工性考虑，一种有效设计方案为两者间设置弹性机构，实现压力式弹性接触。当温度变化较大时，由于陶瓷介质谐振柱与金属腔体材料膨胀系数差异较大，机构弹性不够时，易导致接触不良，进而使得介质谐振柱上表面无法可靠接地，影响介质谐振器的性能。目前行业内采用的弹性机构，通常有两种：一种是用高强度金属锯齿状结构压接薄盖板实现，此方案对锯齿精度与强度要求较高，否则作用在介质谐振柱上端面的压力不均匀，物料成本相对较高。另一种为汉堡式夹层结构，中间层为板状弹性机构，通过中间层的热胀冷缩保证持续对于介质谐振器接触的薄盖板持续施加压力，保证良好接触。但板状结构两面接触均为面接触，受力作用点模糊，实际应用中无法保证介质谐振器压力的一致性。无法保证滤波器中关键指标PIM(passive intermodulation)的稳定性，导致良率降低，成本大幅上升。

因此，急需提供一种成本适中，性能可靠，在较大温度范围内能够保持介质谐振柱端面接触良好、且受力点一致性高的介质谐振器。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供的一种结构简单、成本适中的TM模介质谐振器，使其能在较大温度范围内能够保持介质谐振柱端面的良好接触，从而保证介质谐振器的性能。

为实现上述目的，本发明所设计的一种TM模介质谐振器，包括介质谐振柱、调谐螺杆、金属谐振腔和盖板，所述介质谐振柱位于金属谐振腔的腔内，其特殊之处在于，所述盖板由上盖板和下盖板重叠构成，所述上盖板的底面与下盖板的顶面接触并通过紧固螺丝固定，所述介质谐振柱顶部与下盖板下表面接触，所述上盖板和下盖板上均设置有供调谐螺杆穿过的通孔，所述通孔周边上盖板与下盖板之间设置有镂空环状槽，所述镂空环状槽与介质谐振柱的位置相对应，所述镂空环状槽内设置有环状弹性体，所述环状弹性体的横截面为圆形或者椭圆形，底部与下盖板形成环线接触，所述下盖板上设置有弹性结构，所述弹性结构能使下盖板与介质谐振柱对应的部位跟随环状弹性体沿竖直方向一同变形。

进一步地，所述环状弹性体为螺旋形弹簧环绕形成的环状结构。

更进一步地，所述环状弹性体的内外两侧中央沿环形方向设置有与其连为一体的定位辅助翼，所述定位辅助翼为环形板状结构，与环状弹性体的环形面平行。

更进一步地，所述镂空环状槽内设置有至少两个直径不同且同心布置的环状弹性体，相邻两环状弹性体之间由定位辅助翼相连。

更进一步地，所述环状弹性体的高度大于镂空环状槽的深度，宽度小于镂空环状槽的宽度。

更进一步地，所述镂空环状槽的横截面为圆形、椭圆形或者方形。

更进一步地，所述上盖板和下盖板均为为平板结构，中部都设置有通孔；所述上盖板通孔周边下表面设置有供环状弹性体放置的镂空环状槽；

更进一步地，所述上盖板和下盖板均为平板结构，中部都设置有通孔，所述下盖板通孔周边设置有调谐螺杆安装台阶，所述调谐螺杆安装台阶的周边下盖板上表面设置有供环状弹性体放置的镂空环状槽。

更进一步地，所述下盖板的上端面设置有环槽，所述环槽包围上盖板的镂空环状槽在下盖板上的相对位置，所述下盖板环槽底部的厚度≤2mm，所述下盖板环槽底部形成弹性结构。

更进一步地，所述介质谐振柱为圆柱体或者方柱体结构，所述介质谐振柱为中空结构或者半中空结构。

本发明针对现有介质谐振器接触的薄盖板的板状结构两面接触为面接触，受力作用点模糊，无法保证介质谐振器压力的一致性的缺陷，通过弹性体结构的设计，变传统面接触为规则环形线接触，通过环状弹性体的变形引起下盖板的弹性结构变形，从而使下盖板与谐振柱上端面形成规则环形线接触。在较大温度范围内能够保持介质谐振柱端面接触良好、且受力点一致性高的压接方案，从而保证介质谐振器的性能。本发明成本适中，性能可靠，保证批量生产过程，压力接触点高度一致，能够保证介质谐振器压力的一致性。另一方面，本发明中使用的物料为机械工业标准零件，生产工艺成熟，结构可靠性已在过去几十年各行业大规模运用中得到充分验证，相对成本较低，具有广阔的市场前景与推广价值。

附图说明

图1为本发明TM模介质谐振器的结构示意图。

图2为图1中I处发大图。

图3为图1的拆分结构示意图。

图4为图1中环状弹性体截面为实心圆形的结构示意图。

图5为图1中环状弹性体截面为空心圆形的结构示意图。

图6为图1中环状弹性体截面为实心椭圆形的结构示意图。

图7为图1中环状弹性体截面为空心椭圆形的结构示意图。

图8为图1中环状弹性体为椭圆环状结构的结构示意图。

图9为图1中上盖板结构示意图。

图10为图1中下盖板结构示意图。

图11为图1中镂空环状槽为椭圆环状结构的结构示意图。

图12为本发明第二个实施例的结构示意图。

图13为图12中镂空环状槽为椭圆形结构的结构示意图。

图14为图12中下盖板结构示意图。

图15为本发明第三个实施例中环状弹性体的结构示意图。

图16为本发明第四个实施例中截面为实心圆形的环状弹性体的结构示意图。

图17为本发明第四个实施例中截面为空心圆形的环状弹性体的结构示意图。

图18为本发明第五个实施例中截面为实心圆形的环状弹性体的结构示意图。

图19为本发明第五个实施例中截面为空心圆形的环状弹性体的结构示意图。

图20为图1中介质谐振柱为圆柱体、半中空结构的结构示意图。

图21为图1中介质谐振柱为方柱体、中空结构的结构示意图。

图22为图1中金属谐振腔具有台阶的结构示意图。

图23为图1中金属谐振腔具有沉孔的结构示意图。

图24为本发明第六个实施例中盖板和金属谐振腔的结构示意图。

图25为本发明第七个实施例中盖板和金属谐振腔的结构示意图。

图26为本发明第八个实施例中盖板和金属谐振腔的结构示意图。

图中：介质谐振柱1、调谐螺杆2，环状弹性体3，定位辅助翼3-1，输出连接器4，金属谐振腔5、输入连接器6，下盖板7，上盖板8，调谐螺杆安装台阶9，紧固螺丝10，通孔11，镂空环状槽12，凸台13，环槽14。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1～图3所示，本发明所提供的一种TM模介质谐振器，包括介质谐振柱1、调谐螺杆2、金属谐振腔5、上盖板8和下盖板7。金属谐振腔5的两侧分别设置有输入连接器6和输出连接器4，介质谐振柱1位于金属谐振腔5的腔内，顶部与下盖板7接触。介质谐振柱1可以设置为圆柱体结构(图20)或者方柱体结构(图21)。介质谐振柱1可以设置为中空结构(图21)或者半中空结构(图20)。金属谐振腔5的腔体镀银，下有台阶(图22)或沉孔(图23)。上盖板8的底面与下盖板7的顶面接触并通过紧固螺丝10固定，上盖板8和下盖板7中部均设置有供调谐螺杆2穿过的通孔11，通孔11周边上盖板8与下盖板7之间设置有镂空环状槽12，镂空环状槽12与介质谐振柱1的位置相对应，镂空环状槽12内设置有环状弹性体3，环状弹性体3为高低温下具备优异弹性的耐高温非金属或金属合金材料制成的弹性体，横截面为实心圆形(图4)、空心圆形(图5)、实心椭圆形(图6)或者空心椭圆形(图7)。环状弹性体3的直径略大于镂空环状槽12高度，略小于镂空环状槽12宽度，底部与下盖板7形成环线接触，具体尺寸根据环状弹性体3的弹性模量、金属谐振腔5的腔体深度、介质谐振柱1的外径综合确定。下盖板7上设置有弹性结构，弹性结构能使下盖板7与介质谐振柱1对应的部位跟随环状弹性体3沿竖直方向一同变形。

实施例一，上盖板8为金属或工程塑料板的平板结构，如图1和图2所示，中部设置有供调谐螺杆2通过的通孔11，上盖板8通孔11周边下表面设置有供环状弹性体3放置的镂空环状槽12，当环状弹性体3采用椭圆环状结构时，镂空环状槽12亦设置为与之相匹配的椭圆形结构。镂空环状槽12的截面为圆形、椭圆形或者方形。如图3所示，下盖板7为镀银的金属平板(通常为铝)，厚度≤2mm，中部设置有供调谐螺杆2通过的通孔11，通孔11周围形成弹性结构。

本发明的第二个实施例与第一个实施例的区别在于：上盖板8为高强度金属或非金属薄平板，中部设置有供调谐螺杆安装台阶9通过的通孔11，如图9所示；下盖板7为金属平板(通常为铝、铜，镀银)，中部设置有供调谐螺杆2通过的通孔11，下盖板7通孔11周边设置有调谐螺杆安装台阶9，调谐螺杆安装台阶9的周边下盖板7上表面设置有供环状弹性体3放置的镂空环状槽12，镂空环状槽12底部的厚度≤2mm，下盖板7镂空环状槽12底部形成弹性结构。如图10所示。环状弹性体3可以设置为圆形环状结构或者椭圆环状结构(图8)，镂空环状槽12亦设置为与之相匹配的圆形结构镂空环状槽或者椭圆形结构(图11)。镂空环状槽12的截面为圆形、椭圆形或者方形。

本发明的第三个实施例与第一个实施例的区别在于：环状弹性体3为螺旋形弹簧环绕形成的环状结构，如图15所示。

本发明的第四个实施例与第一个实施例的区别在于：环状弹性体3的内外两侧中央沿环形方向设置有与其连为一体的定位辅助翼3-1，定位辅助翼3-1为环形板状结构，与环状弹性体3的环形面平行。截面为实心圆形的环状弹性体3具有定位辅助翼3-1的结构如图16所示。截面为空心圆形的环状弹性体3具有定位辅助翼3-1的结构如图17所示。

本发明的第五个实施例与第一个实施例的区别在于：镂空环状槽12内设置有至少两个直径不同且同心布置的环状弹性体3。环状弹性体3为具有至少两个圆环的环状结构，每个圆环的两侧均设置有定位辅助翼3-1。截面为实心圆形的环状弹性体3具有两个圆环和两个定位辅助翼3-1的结构如图18所示。截面为空心圆形的环状弹性体3具有两个圆环和两个定位辅助翼3-1的结构如图19所示。

本发明的第六个实施例与第一个实施例的区别在于：下盖板7的中部设置有供调谐螺杆2通过的通孔11，下盖板7的下端面周边设有向下凸起的凸台13，凸台13与金属谐振腔5腔体的上端面边缘对应，以实现下盖板7与其他结构的一体高度，如图24所示，下盖板7中部的厚度≤2mm，下盖板7中部通孔11周围形成弹性结构。

本发明的第七个实施例与第一个实施例的区别在于：下盖板7的上端面设置有环槽14，环槽14包围上盖板8的镂空环状槽12在下盖板7上的相对位置，如图25所示，下盖板7环槽14底部的厚度≤2mm，下盖板7环槽14底部形成弹性结构。环槽的形状可以为圆形环槽、椭圆形环槽或者矩形环槽。

本发明的第八个实施例与第一个实施例的区别在于：如图26所示，上盖板8为金属或工程塑料板的平板结构，中部设置有供调谐螺杆2通过的通孔11，下盖板7的中部设置有供调谐螺杆2通过的通孔11。下盖板7通孔11周边下表面设置有供环状弹性体3放置的镂空环状槽12。镂空环状槽12为圆形沉孔。下盖板7的上端面设置有环槽14，环槽14包围镂空环状槽12。环槽的形状可以为圆形环槽、椭圆形环槽或者矩形环槽，环槽14底部的厚度≤2mm，下盖板7环槽14底部形成弹性结构。

为了实现下盖板7的弹性结构在变形的状态下与谐振柱1上端面形成规则环形线接触，设计下盖板7的弹性结构处的厚度≤2mm，从而下盖板7在环状弹性体3形变的带动下进行有效形变，保证本发明工作时下盖板7与谐振柱1上端面形成规则环形线接触。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种TM模介质谐振器，包括介质谐振柱(1)、调谐螺杆(2)、金属谐振腔(5)和盖板，所述介质谐振柱(1)位于金属谐振腔(5)的腔内，其特征在于：所述盖板由上盖板(8)和下盖板(7)重叠构成，所述上盖板(8)的底面与下盖板(7)的顶面接触并通过紧固螺丝(10)固定，所述介质谐振柱(1)顶部与下盖板(7)下表面接触，所述上盖板(8)和下盖板(7)上均设置有供调谐螺杆(2)穿过的通孔(11)，所述通孔(11)周边上盖板(8)与下盖板(7)之间设置有镂空环状槽(12)，所述镂空环状槽(12)与介质谐振柱(1)的位置相对应，所述镂空环状槽(12)内设置有环状弹性体(3)，所述环状弹性体(3)的横截面为圆形或者椭圆形，底部与下盖板(7)形成环线接触，所述下盖板(7)上设置有弹性结构，所述弹性结构能使下盖板(7)与介质谐振柱(1)对应的部位跟随环状弹性体(3)沿竖直方向一同变形；所述环状弹性体(3)为螺旋形弹簧环绕形成的环状结构；所述环状弹性体(3)的高度大于镂空环状槽(12)的深度，宽度小于镂空环状槽(12)的宽度；通过环状弹性体(3)的变形引起下盖板(7)的弹性结构变形，从而使下盖板(7)与谐振柱(1)上端面形成规则环形线接触。

2.根据权利要求1所述的TM模介质谐振器，其特征在于：所述环状弹性体(3)的内外两侧中央沿环形方向设置有与其连为一体的定位辅助翼(3-1)，所述定位辅助翼(3-1)为环形板状结构，与环状弹性体(3)的环形面平行。

3.根据权利要求2所述的TM模介质谐振器，其特征在于：所述镂空环状槽(12)内设置有至少两个直径不同且同心布置的环状弹性体(3)，相邻两环状弹性体(3)之间由定位辅助翼(3-1)相连。

4.根据权利要求1所述的TM模介质谐振器，其特征在于：所述镂空环状槽(12)的横截面为圆形、椭圆形或者方形。

5.根据权利要求1所述的TM模介质谐振器，其特征在于：所述上盖板(8)和下盖板(7)均为平板结构，中部都设置有通孔(11)，所述上盖板(8)通孔(11)周边下表面设置有供环状弹性体(3)放置的镂空环状槽(12)。

6.根据权利要求1所述的TM模介质谐振器，其特征在于：所述上盖板(8)和下盖板(7)均为平板结构，中部都设置有通孔(11)；所述下盖板(7)通孔(11)周边设置有调谐螺杆安装台阶(9)，所述调谐螺杆安装台阶(9)的周边下盖板(7)上表面设置有供环状弹性体(3)放置的镂空环状槽(12)。

7.根据权利要求1所述的TM模介质谐振器，其特征在于：所述下盖板(7)的上端面设置有环槽(14)，所述环槽(14)包围上盖板(8)的镂空环状槽(12)在下盖板(7)上的相对位置，所述下盖板(7)环槽(14)底部的厚度≤2mm，所述下盖板(7)环槽(14)底部形成弹性结构。

8.根据权利要求1所述的TM模介质谐振器，其特征在于：所述介质谐振柱(1)为圆柱体或者方柱体结构，所述介质谐振柱(1)为中空结构或者半中空结构。

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