CN111987403B - 几何塑形微波谐振器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种几何塑形微波谐振器，包括金属壳体和两个波导法兰盘，金属壳体内具有塑形谐振腔，塑形谐振腔由半球腔去除塑形圆环体、第一塑形半球和第二塑形半球后形成，半球腔的内壁包括径向切面以及连接于径向切面的半球面，且径向切面与波导法兰盘的矩形波导口所在端面垂直设置，塑形圆环体由径向切面的圆周向半球腔的内部凹陷而成，第一塑形半球由半球面向半球腔的内部凹陷而成，第二塑形半球由径向切面向半球腔的内部凹陷而成，塑形谐振腔的腔壁平滑设置。本发明提供的几何塑形微波谐振器，通过几何塑形方法同时满足谐振腔高Q值、远寄生谐振和上阻带无辐射的需求，且显著提高了谐振腔结构对减材制造和增材制造技术的工艺兼容性。

Description

几何塑形微波谐振器

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体而言，涉及一种几何塑形微波谐振器。

背景技术

高品质因数(Q值)和远寄生谐振模式是通信系统微波滤波器对谐振器的基本需求。高Q值谐振器可以使滤波器在同等带宽下获得更小的通带插入损耗。远寄生谐振模式可以使带通滤波器的上阻带实现带宽大和抑制度高，以减小阻带中谐波和干扰信号的影响。空气填充的矩形、圆柱形和球形谐振器是几种常用的高Q值腔体谐振器，其中球形腔的Q值最高，但其高次模和矩形腔相比更接近基模。

现有技术中，可以通过对谐振腔进行枝节加载，实现谐振腔小型化和远寄生的目标，但这是以显著牺牲谐振腔的Q值为代价的。加载的腔体枝节结构还增加了器件加工的难度。若采用传统计算机数控铣(CNC)工艺加工枝节加载的腔体滤波器，滤波器结构须拆分成多个部件之后分别加工，然后再装配在一起，引入装配误差，且制造和调试效率低下。若采用近年来高速发展的增材制造(3-D打印)技术加工这类滤波器，3-D打印枝节结构时往往会在谐振腔内产生辅助支撑材料用以支撑这些枝节结构成型，腔内的支撑材料在器件成型之后难以去除。此外，传统的谐振腔及其加载、耦合与馈电结构更兼容传统的CNC工艺加工，但和3-D打印工艺之间还存在兼容性冲突，一些特殊复杂结构在3-D打印工艺下还无法在不使用内部支撑材料的前提下实现一体化成型。

现有技术中，还可以通过在谐振腔侧壁以恰当方式开槽的方法，在不影响谐振腔基模的前提下，将高次模辐射出谐振腔，达到滤波器抑制寄生谐振、拓展无寄生阻带带宽的目的。但是，这样会在滤波器的上阻带产生电磁辐射，给外电路带来电磁兼容性问题，也不利于通信系统在上阻带抑制外来干扰信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种几何塑形微波谐振器，旨在通过几何塑形方法同时满足谐振腔高Q值、远寄生谐振和上阻带无辐射的需求，且显著提高谐振腔结构对减材制造和增材制造技术的工艺兼容性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种几何塑形微波谐振器，包括金属壳体和两个波导法兰盘，所述金属壳体上对称开设有两个耦合窗口，两个所述波导法兰盘分别连接于两个所述耦合窗口处，且所述波导法兰盘开设有与所述耦合窗口连通的矩形波导，所述金属壳体内具有塑形谐振腔，所述塑形谐振腔由半球腔去除塑形圆环体、第一塑形半球和第二塑形半球后形成，所述半球腔的内壁包括径向切面以及连接于所述径向切面的半球面，且所述径向切面与所述波导法兰盘的矩形波导口所在端面垂直设置，所述塑形圆环体由所述径向切面的圆周向所述半球腔的内部凹陷而成，所述第一塑形半球由所述半球面向所述半球腔的内部凹陷而成，所述第二塑形半球由所述径向切面向所述半球腔的内部凹陷而成，所述塑形谐振腔的腔壁平滑设置。

在一个实施例中，所述半球腔为正半球腔。

在一个实施例中，所述塑形圆环体与所述半球腔的交叠部分的剖面呈扇形，且所述扇形的圆心位于所述径向切面的圆周上，所述半球腔的半径与所述扇形的半径比为2.6至3.8。

在一个实施例中，所述第二塑形半球的球心与所述半球腔的球心重合设置，所述第一塑形半球的球心与所述第二塑形半球的球心连线垂直于所述径向切面。

在一个实施例中，所述半球腔的半径与所述第一塑形半球的半径比为1.9至2.8，所述半球腔的半径与所述第二塑形半球的半径比为2.9至5.4。

在一个实施例中，所述塑形圆环体的表面与所述径向切面的连接处具有第一圆角，所述塑形圆环体的表面与所述半球面的连接处具有第二圆角，所述第一塑形半球和所述半球面的连接处具有第三圆角，所述第二塑形半球和所述径向切面的连接处具有第四圆角。

在一个实施例中，所述半球腔的半径与所述第一圆角的半径比为4.8至7.2，所述半球腔的半径与所述第二圆角的半径比为4.8至7.2，所述半球腔的半径与所述第三圆角的半径比为3.2至4.8，所述半球腔的半径与所述第四圆角的半径比为3.2至4.8。

在一个实施例中，所述半球腔为椭半球腔，所述椭半球体的短轴和长轴比为0.5至1。

在一个实施例中，所述耦合窗口为矩形窗口，所述矩形窗口的长度为(6±1)mm，所述矩形窗口的宽度为(3±1)mm。

在一个实施例中，所述几何塑形微波谐振器一体成型；或者，所述几何塑形微波谐振器包括分体成型的上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体之间围合形成所述塑形谐振腔。

本发明提供的几何塑形微波谐振器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明几何塑形微波谐振器采用半球腔塑形以保证该谐振器的高Q值，而且通过几何塑形的方法，改变了谐振腔的金属边界条件，从数学本质上改变了亥姆霍兹方程在相应金属边界条件下的解的分布，即通过对腔体有针对性地塑形，可以在不显著恶化谐振腔基模Q值的前提下，重构高次模的分布，达到使第一高次模远离基模，拓展无寄生谐振频率范围的目的；同时，非规则谐振腔具有平滑的内轮廓曲面，无任何枝节和不连续性突变结构，无论采用CNC或3-D打印工艺加工均无难度，加工灵活性和工艺兼容性大大提高，加工和装配的复杂性显著下降。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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它的附图。

图1为本发明实施例一提供的几何塑形微波谐振器的立体结构图；

图2为本发明实施例一提供的塑形谐振腔的立体结构图；

图3(a)为本发明实施例一提供的半球腔的剖视图；

图3(b)为本发明实施例一提供的半球腔经过塑形圆环体塑形后的剖视图；

图3(c)为本发明实施例一提供的半球腔经过塑形圆环体和第一塑形半球塑形后的剖视图；

图3(d)为本发明实施例一提供的半球腔经过塑形圆环体、第一塑形半球和第二塑形半球塑形后的剖视图；

图3(e)为本发明实施例一提供的塑形谐振腔的剖视图；

图4为本发明实施例一提供的几何塑形微波谐振器仿真与测量的传输系数(S₂₁参数)曲线图；

图5为本发明实施例一提供的几何塑形微波谐振器的爆炸结构图；

图6为本发明实施例二提供的几何塑形微波谐振器的立体结构图；

图7为本发明实施例二提供的塑形谐振腔的剖视图；

图8为本发明实施例二提供的几何塑形微波谐振器仿真与测量的传输系数(S₂₁参数)曲线图；

图9为本发明实施例二提供的几何塑形微波谐振器的爆炸结构图。

其中，图中各附图标记：

100-半球腔；110-径向切面；120-半球面；1a-金属壳体；10a-塑形谐振腔；101-塑形圆环体；102-第一塑形半球；103-第二塑形半球；104-第一圆角；105-第二圆角；106-第三圆角；107-第四圆角；2a-波导法兰盘；21a-矩形波导；22a-通孔；23a-耦合窗口；3a-上壳体；4a-下壳体；5a-螺丝孔；6a-销钉孔；

1b-金属壳体；10b-塑形谐振腔；2b-波导法兰盘；21b-馈电窗口；22b-通孔；23b-耦合窗口；3b-上壳体；4b-下壳体；5b-螺丝孔；6b-销钉孔。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现对本发明实施例提供的几何塑形微波谐振器进行说明。

实施例一：

请参阅图1及图2，图1为本发明实施例一提供的几何塑形微波谐振器的立体结构图。在本发明的实施例一中，几何塑形微波谐振器包括金属壳体1a和两个波导法兰盘2a，金属壳体1a上对称开设有两个耦合窗口23a，两个波导法兰盘2a分别设置在两个耦合窗口23a处，且波导法兰盘2a开设有与耦合窗口23a连通的馈电矩形波导21a，两个馈电矩形波导21a和两个耦合窗口23a的设置可以实现对金属壳体1a内部的塑形谐振腔10a进行双端口弱耦合馈电。其中，塑形谐振腔10a内填充空气，金属壳体1a由金属制成，或者由其它绝缘材料在表面涂覆金属层制成。其中波导法兰盘2a上具有多个通孔22a，通孔22a可用于与外电路或测量电路装配。

请参阅图2，塑形谐振腔10a由半球腔100经过多次基本几何结构的布尔运算塑形得到，这些几何结构包括塑形圆环体101、第一塑形半球102和第二塑形半球103。图3(a)为半球腔100的剖视图，在图3(a)的基础上做布尔运算去除塑形圆环体101后，得到图3(b)，在图3(b)的基础上做布尔运算去除第一塑形半球102后，得到图3(c)，在图3(c)的基础上做布尔运算去除第二塑形半球103后，得到图3(d)，在上述布尔运算完成后，将腔体的尖锐的棱边圆角化，得到图3(e)，即得到最终的具有平滑曲面内轮廓的塑形谐振腔10a。

塑形的设计原理为：根据半球形谐振腔中模式的电磁场分布规律，在不影响基模电磁场分布的前提下，从半球腔100上布尔减去这些基本几何结构，改变原半球腔100的金属边界条件。其数学本质在于通过改变金属边界条件(从规则边界变为非规则边界)，优化亥姆霍兹方程的解的分布，即在非规则边界条件下求解亥姆霍兹方程，改变高次模对应的解的分布。在物理层面实现的效果为重构高次模的电磁场分布，拉开高次模与基模之间的频率跨度，从而达到抑制谐振腔高次模的目的。对半球腔100进行塑形还具有以下优势：塑形得到的谐振腔10a内壁具有平滑的曲面轮廓，避免了远寄生谐振腔现有方案中引入的枝节加载等突变结构，使得谐振腔Q值的恶化得到一定程度缓解；曲面轮廓极大地增强了谐振腔对增材和减材制造技术的工艺兼容性，谐振腔的加工方案灵活性显著提升。

半球腔100的内壁包括径向切面110和半球面120，半球面120连接于径向切面110，塑形圆环体101由径向切面110的圆周向半球腔100的内部凹陷而成，第一塑形半球102由半球面120向半球腔100的内部凹陷而成，第二塑形半球103由径向切面110向半球腔100的内部凹陷而成。定义塑形过程中谐振腔的基模和第一高次模的谐振频率分别为f₀和f₁。在半球腔100的基础上去除塑形圆环体101时，不会显著影响基模磁场分布，且比值f₁/f₀无明显变化，无载Q值显著提高；在去除第一塑形半球102时，挖去当前第一高次模磁场强度最大的空间，不显著影响基模磁场分布，比值f₁/f₀增大，无载Q值减小(主要因电容加载)；在去除第二塑形半球103时，挖去当前第一高次模磁场强度最大的空间，不显著影响基模磁场分布，比值f₁/f₀进一步增大，无载Q值略微下降(主要因电容加载)；最后，将得到的腔体壁圆角化，通过圆角挖去当前第一高次模磁场强度最大的空间，不显著影响基模磁场分布，比值f₁/f₀进一步增大，无载Q值略微下降(主要因腔体体积减小储能减少)。

在该实施例中，半球腔100为正半球腔，塑形圆环体101与半球腔100的交叠部分呈扇形，且扇形的圆心位于径向切面110的圆周上，半球腔100的半径与扇形的半径比为2.6至3.8。半球腔100的半径此处不做限定。可选地，半球腔100的半径为11.5mm，扇形的半径在3mm至4.5mm之间，如3mm、3.5mm、3.75mm、4mm等。扇形的半径过小对半球腔100塑形没有明显的有益效果，扇形的半径过大会严重恶化谐振腔的无载Q值。

第二塑形半球103的球心与半球腔100的球心重合设置，第一塑形半球102的球心与第二塑形半球103的球心连线垂直于径向切面110。半球腔100的半径与第一塑形半球102的半径比为1.9至2.8，半球腔100的半径与第二塑形半球103的半径比为2.9至5.4。半球腔100的半径为11.5mm时，第一塑形半球102的半径的在4.5mm至5.5mm之间，具体可选为4.7mm、5mm、5.3mm等，第二塑形半球103的半径在2.1mm至3.9mm之间，具体可选为2.5mm、3mm、3.5mm等。半球腔100的半径为11.5mm时，第一塑形半球102和第二塑形半球103的半径过小对塑形没有明显的有益效果，第一塑形半球102和第二塑形半球103的半径过大会严重恶化谐振腔的无载Q值。

其中，塑形圆环体101的表面与径向切面110的连接处具有第一圆角104，塑形圆环体101的表面与半球面120的连接处具有第二圆角105，第一塑形半球102和半球面120的连接处具有第三圆角106，第二塑形半球103和径向切面110的连接处具有第四圆角107。半球腔100的半径与第一圆角104的半径比为4.8至7.2，半球腔100的半径与第二圆角105的半径比也为4.8至7.2，半球腔100的半径与第三圆角106的半径比为3.2至4.8，半球腔100的半径与第四圆角107的半径比为3.2至4.8。当半球腔100的半径为11.5mm时，第一圆角104和第二圆角105的半径可选为2mm，第三圆角106和第四圆角107的半径可选为3mm。

可选地，耦合窗口23a的长度为(6±1)mm，宽度为(3±1)mm。

为了证明本发明实施例一提供的一种基于半球腔100的几何塑形微波谐振器具备远寄生谐振的射频性能，对该谐振器的传输系数进行了仿真和测量。几何塑形微波谐振器的参数具体为：谐振器的基模频率为10GHz，波导法兰盘2a和通孔22a的尺寸为国标代码BJ100标准中的WR-90矩形波导法兰盘和通孔尺寸，矩形耦合窗口23a的尺寸为6mm×3mm。其它关键结构尺寸为：原半球腔100的半径11.5mm、布尔运算减去的塑形圆环体101的截面圆半径3mm、布尔运算减去的第一塑形半球102半径5.25mm、布尔运算减去的第二塑形半球103半径3mm、第一圆角104和第二圆角105的半径2mm，第三圆角106和第四圆角107的半径3mm。在谐振腔的几何塑形过程中，这些尺寸兼顾了每一步布尔运算或圆角化操作后谐振腔的Q值和无寄生谐振频率范围进行优化。谐振器腔体结构用5轴CNC工艺加工铜成型。

请参阅图4，图4为本发明实施例一提供的几何塑形微波谐振器仿真与测量的传输系数(S₂₁参数)曲线图。从图4可以看出，仿真和测量的S₂₁参数一致吻合。仿真和测量的基模频率偏移仅为0.17‰(约1.65MHz)，体现了所用5轴CNC工艺的高精度。测量的第一高次模的谐振频率约为19.8GHz，近乎达到基模的一个倍频程，即比值f₁/f₀约为2:1，而塑形前规则半球形谐振腔的这个比值仅为1.41。这个比值远高于其它传统类型的谐振腔，如矩形腔(1.51:1)、圆柱腔(1.3:1)、球形腔(1.41:1)。虽然可以采用现有技术通过枝节加载半球形谐振腔实现相同的无寄生频率比，但代价是谐振腔的无载Q值减小近40％，且枝节结构的工艺兼容性差。从仿真和测量结果中提取得到的谐振器的无载Q值分别为6737和4688，因铜腔体内表面粗糙度的原因导致无载Q值的测量值比仿真Q值小了约30％。

在本发明提供的实施例一中，在图1所示的3-D打印加工方案中，几何塑形谐振器可以沿图1中摆放的竖直方向3-D打印为一个整体，且无论采用立体光刻或金属3-D打印工艺加工，金属壳体1a内部均无需使用任何支撑材料，所有的支撑材料均在结构外部，可大大减小3-D打印后处理工艺的难度。在图5所示的CNC加工和装配方案中，为了加工塑形谐振腔10a的内轮廓，将金属壳体1a和波导法兰盘2a的结构拆分为上壳体3a和下壳体4a两部分，每部分可通过3轴或5轴CNC工艺加工成型，且在腔体上预留了螺丝孔5a和销钉孔6a，上壳体3a和下壳体4a可使用销钉和螺丝进行紧固。

实施例二：

请参阅图6及图7，图6为本发明实施例二提供的几何塑形微波谐振器的立体图，图7为本发明实施例二提供的塑形谐振腔10b剖视图。实施例二与实施例一中的区别在于：实施例二的塑形谐振腔10b在oy轴方向上的尺寸进行了比例缩小，使得塑形谐振腔10a在xoy平面上的截面为椭圆形，即实施例二中的塑形谐振腔10b可等效地认为是由椭半球腔塑形而成。椭半球腔的短轴和长轴的比值为0.5至1，椭半球腔的短轴越短时，无载Q值越低。在ox轴方向上，本发明实施例一和实施例二中非规则谐振腔的尺寸选为相同。进行比例缩放的有益效果在于：改变了ox与oy方向上的结构对称性，使得原本在这两个正交方向上简并的第一高次模和第二高次模减少为一个高次模(数量减少)，且通过调整谐振腔塑型尺寸，可以使第一高次模在频谱上进一步远离基模(比值f₁/f₀增大)，从而在两个方面协同达到拓展谐振器的无寄生谐振频率范围的目的。

为了证明本发明实施例二提供的几何塑形微波谐振器具有更优越的远寄生谐振射频性能，对该谐振器的传输系数进行了仿真和测量。谐振器在ox轴方向上的尺寸缩小比例为0.7，其它参数与实施例一中的参数相同。谐振器腔体结构用5轴CNC工艺加工铜成型。

请参阅图8，图8为本发明实施例二提供的一种几何塑形微波谐振器仿真与测量的传输系数(S₂₁参数)曲线图。从图8可以看出，仿真和测量的S₂₁参数一致吻合。仿真和测量的基模频率偏移仅为0.3％(约30.9MHz)。测量的第一高次模的谐振频率约为23.5GHz，超过基模的一个倍频程，即比值f₁/f₀约为2.35:1，该比值也大于实施例一中的测量结果。从仿真和测量结果中提取得到的谐振器的无载Q值分别为5317和3240，因铜腔体内表面粗糙度的原因导致无载Q值的测量值比仿真Q值小。

需要再次强调的是，虽然本发明实施例中提供的非规则腔体谐振器和现有技术中的矩形、圆柱形和球形等规则腔体谐振器相比无载Q值较小，但有益效果在于以最小的Q值代价获得最大化的无寄生谐振频率范围，且不产生任何高次模式的辐射。这样的谐振腔电磁兼容性高，其结构对增材和减材制造技术的工艺兼容性高，加工方案灵活性得到显著提升。

本发明实施例二提供的几何塑形微波谐振器可用3-D打印工艺一体化加工而成，如图6所示，也可用金属CNC工艺拆分加工并装配制成。结合图9，图9为本发明实施例二提供的几何塑形微波谐振器的爆炸结构图，几何塑形微波谐振器包括金属壳体1b和两个波导法兰盘2b，金属壳体1b上对称开设有两个耦合窗口23b，金属壳体1b包括上壳体3b和下壳体4b，上壳体3b和下壳体4b围合形成塑形谐振腔10b。两个波导法兰盘2b分别设置在两个耦合窗口23b处，且波导法兰盘2b开设有与耦合窗口23b连通的矩形波导21b，两个矩形波导21b的设置可以实现对金属壳体1b内部的塑形谐振腔10b进行双端口弱耦合馈电。其中，塑形谐振腔10b内填充空气，金属壳体1b由金属制成，或者由其它绝缘材料在表面涂覆金属层制成。其中波导法兰盘2b上具有多个通孔22b，通孔22b可用于与外电路或测量电路装配。为了测量非规则谐振腔的频率响应，对非规则谐振腔进行双端口弱耦合波导馈电，且馈电方向与尺寸缩小的oy轴方向平行。在该馈电方向下，耦合窗口23b中心位置为谐振腔中的第一本征高次模的磁场零点，因此不会激励起该第一高次模。所以，该谐振器的第二本征高次模成为实际激励起的第一高次模，这样就进一步拓展了谐振器的无寄生谐振频率范围。

在图6中，几何塑形谐振器可以沿图中摆放的竖直方向3-D打印为一个整体，且无论采用立体光刻或金属3-D打印工艺加工，塑形谐振腔10b内部均无需使用任何支撑材料，所有的支撑材料均在结构外部，可大大减小3-D打印后处理工艺的难度。此外，波导法兰盘2b经过塑形减去了四周的冗余结构材料，在不影响实际使用的前提下减轻了器件重量。在图9中，几何塑形谐振器可通过CNC加工和装配，为了加工塑形谐振腔10b的内轮廓，将金属壳体1b和波导法兰盘2b的结构拆分为上壳体3b和下壳体4b两部分，两个部分可分别通过3轴或5轴CNC工艺加工成型，且在腔体上预留了螺丝孔5b和销钉孔6b，上壳体3b和下壳体4b使用销钉和螺丝进行紧固。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所公开的塑形设计方法，可以普遍适用到其它形状的谐振腔上。布尔运算中的腔体结构仅仅是示意性的，例如，半球体、圆环体和球体，仅仅为一些可实现的塑形腔体结构，在实际应用中可以根据指标需求和不同形状的谐振腔的模式分布规律灵活选择用于布尔运算的腔体结构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种几何塑形微波谐振器，其特征在于，包括金属壳体和两个波导法兰盘，所述金属壳体上对称开设有两个耦合窗口，两个所述波导法兰盘分别连接于两个所述耦合窗口处，且所述波导法兰盘开设有与所述耦合窗口连通的矩形波导，所述金属壳体内具有塑形谐振腔，所述塑形谐振腔由半球腔去除塑形圆环体后，再去除第一塑形半球和第二塑形半球后形成，所述半球腔的内壁包括径向切面以及连接于所述径向切面的半球面，且所述径向切面与所述波导法兰盘的矩形波导口所在端面垂直设置，所述塑形圆环体由所述径向切面的圆周向所述半球腔的内部凹陷而成，所述第一塑形半球由所述半球面向所述半球腔的内部凹陷而成，所述第二塑形半球由所述径向切面向所述半球腔的内部凹陷而成，所述塑形谐振腔的腔壁平滑设置。

2.如权利要求1所述的几何塑形微波谐振器，其特征在于：所述半球腔为正半球腔。

3.如权利要求2所述的几何塑形微波谐振器，其特征在于：所述塑形圆环体与所述半球腔的交叠部分的剖面呈扇形，且所述扇形的圆心位于所述径向切面的圆周上，所述半球腔的半径与所述扇形的半径比为2.6至3.8。

4.如权利要求2所述的几何塑形微波谐振器，其特征在于：所述第二塑形半球的球心与所述半球腔的球心重合设置，所述第一塑形半球的球心与所述第二塑形半球的球心连线垂直于所述径向切面。

5.如权利要求4所述的几何塑形微波谐振器，其特征在于：所述半球腔的半径与所述第一塑形半球的半径比为1.9至2.8，所述半球腔的半径与所述第二塑形半球的半径比为2.9至5.4。

6.如权利要求2所述的几何塑形微波谐振器，其特征在于：所述塑形圆环体的表面与所述径向切面的连接处具有第一圆角，所述塑形圆环体的表面与所述半球面的连接处具有第二圆角，所述第一塑形半球和所述半球面的连接处具有第三圆角，所述第二塑形半球和所述径向切面的连接处具有第四圆角。

7.如权利要求6所述的几何塑形微波谐振器，其特征在于：所述半球腔的半径与所述第一圆角的半径比为4.8至7.2，所述半球腔的半径与所述第二圆角的半径比为4.8至7.2，所述半球腔的半径与所述第三圆角的半径比为3.2至4.8，所述半球腔的半径与所述第四圆角的半径比为3.2至4.8。

8.如权利要求1所述的几何塑形微波谐振器，其特征在于：所述半球腔为椭半球腔，所述椭半球腔 的短轴和长轴比为0.5至1。

9.如权利要求1-8任一项所述的几何塑形微波谐振器，其特征在于：所述耦合窗口为矩形窗口，所述矩形窗口的长度为(6±1)mm，所述矩形窗口的宽度为(3±1)mm。

10.如权利要求1-8任一项所述的几何塑形微波谐振器，其特征在于：所述几何塑形微波谐振器一体成型；或者，所述几何塑形微波谐振器包括分体成型的上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体之间围合形成所述塑形谐振腔。

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