CN116368683A

CN116368683A - 谐振器

Info

Publication number: CN116368683A
Application number: CN202180074500.8A
Authority: CN
Inventors: E·杜马尼斯
Original assignee: Nokia Solutions and Networks Oy
Current assignee: Nokia Solutions and Networks Oy
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2023-06-30
Also published as: US20230395964A1; WO2022090089A1; EP4238172A1

Abstract

一种谐振器，包括：金属腔体的第一部分；从金属腔体的第一部分延伸的第一环，其中第一支撑环的外表面的至少一部分涂覆有第一金属涂层，第一金属涂层提供到金属腔体的电连接；金属腔体的第二部分；以及从金属腔体的第二部分延伸的陶瓷环。陶瓷环的外表面的至少一部分涂覆有第二金属涂层，第二金属涂层提供到金属腔的电连接，其中第一和第二部分被安装以形成金属腔，以使第一环和陶瓷环部分地重叠，以使陶瓷环的至少一部分位于第一和第二金属涂层的至少一部分之间。

Description

谐振器

技术领域

本说明书涉及谐振器和滤波器，例如射频谐振器和滤波器。

背景技术

已知多种谐振器结构，例如陶瓷谐振器。

虽然许多谐振器配置是已知的，但是在该领域中仍然需要进一步的发展。

发明内容

在第一方面，本说明书描述了一种谐振器，包括：金属腔体的第一部分；从金属腔体的第一部分延伸的第一环(例如，第一支撑环)，其中第一环的外表面的至少一部分涂覆有第一金属涂层(例如银)，第一金属涂层提供到金属腔体的电连接；金属腔体的第二部分；以及陶瓷环从金属腔体的第二部分延伸，其中陶瓷环的外表面的至少一部分涂覆有第二金属涂层(例如银)，第二金属涂层提供到金属腔体的电连接，其中第一部分和第二部分经安装以形成金属腔体，使得第一环和陶瓷环部分重叠，使得陶瓷环的至少一部分在第一金属涂层和第二金属涂层的至少一部分之间。第一环可以在基本上垂直于金属腔体的第一部分的方向上延伸。类似地，陶瓷环可以在基本上垂直于金属腔体的第二部分的方向上延伸。

第一环延伸以与金属腔体的第二部分接触。这样，可以提供附加的机械支撑。

第二部分还可以包括从陶瓷环的远端延伸的第二环(例如第二支撑环)。第二环可以延伸以与金属腔体的第一部分接触。这样，可以提供附加的机械支撑。

陶瓷环可以是中空的(例如中空圆柱形环)。可选择地或另外地，第一环可以是中空的(例如中空圆柱形环)。第二环(如果提供的话)可以是中空的(例如中空圆柱形环)。

金属腔体的第一部分可以是金属腔体的盖。

谐振器还可以包括金属调谐器。金属调谐器可以形成金属腔体的第一部分的一部分。可选择地，金属调谐器可以形成金属腔体的第二部分的一部分。金属调谐器在腔体内的位置可以调节，例如通过调节螺纹。

在第二方面，本说明书描述了一种方法(例如，制造谐振器的方法)，包括：将腔体盖附接到腔体基座以形成金属腔体，以使金属腔体的第一环(例如第一支撑环)和陶瓷环部分重叠，以使陶瓷环的至少一部分在第一金属涂层和第二金属涂层的至少一部分之间，其中：第一环从盖和基座中的一者延伸，并且陶瓷环从盖和基座中的另一者延伸；第一环包括至少部分地涂覆有第一金属涂层的外表面，其中，在使用中，第一金属涂层提供到金属腔体的电连接；并且陶瓷环包括外表面，外表面至少部分地涂覆有第二金属涂层，其中，在使用中，第二金属涂层提供腔体的电连接。

将腔体盖附接到腔体基座可包括使第一环在陶瓷环内滑动。

方法可进一步包括形成腔体盖和/或腔体基座。

当腔体盖附接到腔体基座时，第一环可延伸以与腔体基座(或腔体盖)接触。类似地，可以提供第二环，其从陶瓷环延伸以在腔体盖附接到腔体基座时与腔体盖(或腔体基座)接触。

该方法还可以包括在金属腔体内调整金属调谐器的位置。

附图说明

仅作为示例，参考以下示意图来描述示例实施例，其中：

图1示出了根据示例实施例的谐振器；

图2示出了图1的没有盖的谐振器；

图3示出了根据示例实施例的谐振器元件的内部元件；

图4示出了根据示例实施例的谐振器的第一部分的横截面；

图5示出了根据示例实施例的谐振器元件的外部元件；

图6示出了根据示例实施例的谐振器的第二部分的横截面；

图7示出了根据示例实施例的谐振器的横截面；

图8示出了根据示例实施例的算法的流程图；

图9示出了根据示例实施例的滤波器；以及

图10示出了图9的滤波器的性能的曲线图。

具体实施方式

本发明的各种实施例所寻求的保护范围是由独立权利要求给出的。在本说明书中描述的不落入独立权利要求范围内的实施例和特征(如果有的话)，将被解释为对于理解本发明的各种实施例有用的示例。

在说明书和附图中，相同的附图标记始终表示相同元件。

本说明书涉及谐振器和包括谐振器的滤波器。这里描述的谐振器和滤波器可以特别适合于射频(RF)滤波，例如用于移动蜂窝通信。例如，这里描述的谐振器和滤波器包括用于移动基站应用的微波无源滤波器。当然，谐振器和滤波器也可以用于其他目的和其他频率。

已知空腔滤波器和陶瓷滤波器可在移动蜂窝通信基站中使用。空腔滤波器在较低的频带上(例如，6GHz以下的频带)可能更有效，而陶瓷滤波器在较高频率上可能更有效。

空腔滤波器通常更便宜并且可以提供自动调谐能力。陶瓷滤波器可能更难以自动调谐，但由于现代陶瓷材料的高Q值而提供更好的性能。向陶瓷材料提供金属接触可能会引起困难。另外，陶瓷谐振器和滤波器通常相对更重。

图1示出了根据示例实施例的谐振器，由附图标记10总体表示。谐振器10包括包围腔体16的金属壁12和盖14。可以提供共同形成滤波器的谐振器10的多个实例，如下面进一步讨论的。

图2示了没有盖14的谐振器10。谐振器元件22被设置在腔体16内。腔体16和谐振器元件22的配置限定了谐振器10的功能。

如图1和2所示，金属壁12限定了谐振器10的方形基座。这对所有的实例实施例不是必须的，基座可以具有其他形状(例如圆形)。

图3示出了根据示例实施例的上述谐振器元件22的内部元件，总体上由附图标记30表示。内部元件30包括第一环32和第一金属涂层34。第一环32可以由塑料材料形成，例如

备选的材料也是可能的，例如氧化铝。第一金属涂层34可以是银。第一环32可以用于提供机械支撑，并且在本文中有时被称为“第一支撑环”。

图4是根据示例实施例的谐振器的第一部分的横截面，总体上由附图标记40表示。第一部分40包括形成金属腔体的第一部分的盖42。

如图4所示，第一环32沿着基本垂直于盖42的方向延伸到腔体中。第一环32可以是中空的(例如部分或者基本上中空)，例如中空圆柱体(例如圆柱形中空支撑环)。第一环32的外表面的至少一部分(例如，中空环的外部上的表面)涂覆有第一金属涂层34(例如银涂层)，第一金属涂层34提供到金属腔体(即，到盖42)的电连接。

如虚线部分44所示，第一环可以延伸；如下所述，第一延伸部44(例如第一支撑环延伸部)可与金属腔体的基座接触，从而提供机械支撑。

图5示出了根据示例实施例的上述谐振器元件22的外部元件，总体上由附图标记50表示。外部元件50包含了陶瓷环52，第二金属涂层54和第二环56。第二环56(在一些示范性实施例中可以省略)可以由塑料材料形成，例如

备选的材料也是可能的，例如氧化铝。第二金属涂层54可以是银。第二环56可以用于提供机械支撑，并且在本文中有时被称为“第二支撑环”。

图6是根据示例实施例的谐振器的第二部分的横截面，总体上由附图标记60表示。第二部分60包括谐振器基座62和金属腔体的侧面64。可以连接第一部分40和第二部分60以形成腔体谐振器，如下面进一步讨论的。

如图6所示，陶瓷环52沿基本垂直于基座62的方向延伸到腔体中。陶瓷环52可以是中空的，例如中空圆柱体，并且例如可以是螺纹的，以用于连接到基座62。陶瓷环52的外表面的至少一部分(例如，中空环的外部上的表面)涂覆有第二金属涂层54(例如，银涂层)，第二金属涂层54提供到金属腔体(即，到基座62)的电连接。

第二环56从陶瓷环的远端延伸并可以与金属腔体的盖接触，如下进一步讨论的。这可以提供机械支撑。第二环56可以省略(因此在图6中以虚线的形式示出)。

图7是根据示例实施例的谐振器的横截面，总体上由附图标记70表示。谐振器70包括上述的第一部分40和第二部分60。谐振器70还包含金属调谐器72，如下进一步讨论的。

这样，谐振器70包括第一部分40，第一部分40包括盖42，从盖延伸到金属腔体中的第一环32、以及第一金属涂层34。谐振器70还包括第二部分60，第二部分60包括谐振器基座62、侧面64、从基座延伸到金属腔体中的陶瓷环52、以及第二金属涂层54。

在谐振器70中，第一部分40和第二部分60被安装以形成金属腔体，以使第一环32和陶瓷环52部分重叠，以使陶瓷环的至少一部分在第一金属涂层34和第二金属涂层54的至少一部分之间。如图7所示，金属涂层34和54重叠，陶瓷环的一部分位于重叠的金属涂层之间。

在谐振器70中，第一延伸部44与金属腔体的第二部分(即谐振器基座62)接触。类似地，第二环56延伸以与金属腔体的第一部分(即盖)接触。支撑环和金属腔体结构之间的接触可以被用来提供机械支撑。

在图7所示的配置中，金属调谐器72形成金属腔体的第二部分的一部分(即，被提供在谐振器基座62处)。这不是必需的，例如金属调谐器可以形成金属腔体的第一部分的一部分。

金属调谐器的位置可以是可调节的，例如使用螺纹螺钉或一些类似的布置。

因此，谐振器70包括用于降低谐振频率(从而减小谐振器的尺寸)的陶瓷模块。陶瓷环52被设置在两个薄金属涂层34和54之间，从而提供导致高电容的薄间隙，进一步改善了谐振器的性能。

谐振器被设置有空气间隙，空气间隙允许具有不同热膨胀率的部件被容纳。例如，陶瓷环53不被要求固定在两个金属面之间，因此例如金属腔体的移动可以被适应。此外，薄金属涂层的使用导致金属和陶瓷材料之间的有限的热膨胀率差异。

图8是示出根据示例实施例的算法的流程图，总体上由附图标记80表示。算法80可以提供制造谐振器的方法。

算法80开始于操作82，其中形成腔体盖和/或腔体基座(例如上述的第一部分40和第二部分60)。

在操作84处，腔体盖被附接到腔体基座以形成金属腔体，以使金属腔体的第一支撑环和陶瓷环部分地重叠，以使陶瓷环的至少一部分在第一金属涂层和第二金属涂层的至少一部分之间(如上所述)。例如，操作84可以通过陶瓷环内滑动第一环(例如第一支撑环)来实现。

注意，谐振器的第一和第二部分的配置可以被颠倒。因此，在操作84完成时，第一环从盖和基座中的一者延伸，陶瓷环从盖和基座中的另一者延伸。第一环包括至少部分地涂覆有第一金属涂层的外表面，其中，在使用中，第一金属涂层提供到金属腔体的电连接。此外，陶瓷环包含有至少部分地涂覆有第二金属层的外表面，其中，在使用中，第二金属涂层提供到金属腔体的电连接。

在操作86中，腔体中的金属调谐器的位置可以被调整。

应当注意到操作82和86的一者或者两者在一些示例实施例中是可选的。

图9是根据示例实施例的滤波器，总体上由附图标记90表示。滤波器是5柱滤波器，使用这里描述的谐振器的五个实例。

图10是示出图9的滤波器性能的曲线图100。中心频率是840MHz。已经发现，使用比许多现有技术构造更小的谐振器的滤波器90提供了良好的性能。

当与至少一些现有技术的谐振器相比时，这里所描述的至少一些示例实施例获益于增加的耐受性、更容易的制造、更小的尺寸和更轻的重量。此外，由于温度波动引起的机械应力较低。可以改善极端和/或变化的温度条件下的可靠性。

如果需要，这里讨论的不同功能可以以不同的顺序和/或彼此同时执行。此外，如果需要，一个或多个上述功能可以是可选的或可以被组合。类似地，还应当理解，图8的流程图仅是示例，并且其中所描绘的各种操作可以被省略，重新排序和/或组合。

应当理解，上述示例性实施例仅仅是说明性的，并不限制本发明的范围。在阅读本说明书后，其它变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。

此外，本申请的公开内容应被理解为包括在此明确地或隐含地公开的任何新颖特征或特征的任何新颖组合或它们的任何概括，并且在本申请或从其相关的任何申请的审查期间，可以制定新的权利要求以覆盖任何这样的特征和/或这样的特征的组合。

尽管在独立权利要求中阐述了本发明的各个方面，但是本发明的其他方面包括来自所描述的示例性实施例和/或从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的其他组合，而不仅仅是在权利要求中明确阐述的组合。

这里还要注意，虽然上面描述了各种示例，但是这些描述不应被视为具有限制意义。相反，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行多种变化和修改。

Claims

1.一种谐振器，包括：

金属腔体的第一部分；

从所述金属腔体的所述第一部分延伸的第一环，其中所述第一环的外表面的至少一部分涂覆有第一金属涂层，所述第一金属涂层提供到所述金属腔体的电连接；

所述金属腔体的第二部分；以及

从所述金属腔体的所述第二部分延伸的陶瓷环，其中所述陶瓷环的外表面的至少一部分涂覆有第二金属涂层，所述第二金属涂层提供到所述金属腔体的电连接，

其中所述金属腔体的所述第一部分和所述金属腔体的所述第二部分被安装以形成所述金属腔体，以使所述第一环和所述陶瓷环部分重叠，以使所述陶瓷环的至少一部分位于所述第一金属涂层的至少一部分和所述第二金属涂层的至少一部分之间。

2.根据权利要求1所述的谐振器，其中所述第一环延伸以与所述金属腔体的所述第二部分接触。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的谐振器，其中所述第二部分还包括从所述陶瓷环的远端延伸的第二环。

4.根据权利要求3所述的谐振器，其中所述第二环延伸以与所述金属腔体的所述第一部分接触。

5.根据前述权利要求中任一项所述的谐振器，其中所述陶瓷环是中空的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的谐振器，其中所述第一环是中空的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的谐振器，其中所述第一环是塑料或氧化铝。

8.根据前述权利要求中任一项所述的谐振器，其中所述第二环是塑料或氧化铝。

9.根据前述权利要求中任一项所述的谐振器，其中所述第一部分是所述金属腔体的盖。

10.根据前述权利要求中任一项所述的谐振器，其中所述第一金属涂层或所述第二金属涂层中的至少一者包括银。

11.根据前述权利要求中任一项所述的谐振器，还包括金属调谐器。

12.根据权利要求11所述的谐振器，其中所述金属调谐器形成所述金属腔体的所述第一部分的一部分。

13.根据权利要求11所述的谐振器，其中所述金属调谐器形成所述金属腔体的所述第二部分的一部分。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的谐振器，其中所述金属调谐器在所述腔体内的位置是可调整的。

15.一种方法，包括：

通过将金属腔体的第一部分附接到所述金属腔体的第二部分来形成所述金属腔体，以使所述金属腔体的第一环和陶瓷环部分重叠，以使所述陶瓷环的至少一部分在第一金属涂层的至少一部分与第二金属涂层的至少一部分之间，其中：

所述第一环从所述金属腔体的所述第一部分和所述金属腔体的所述第二部分中的一者延伸，并且所述陶瓷环从所述金属腔体的所述第一部分和所述金属腔体的所述第二部分中的另一者延伸；

所述第一环包括至少部分地涂覆有所述第一金属涂层的外表面，其中在使用中，所述第一金属涂层提供到所述金属腔体的电连接；以及

所述陶瓷环包括至少部分地涂覆有所述第二金属涂层的外表面，其中在使用中，所述第二金属涂层提供到所述金属腔体的电连接。

16.根据权利要求15所述的方法，其中将所述金属腔体的所述第一部分附接到所述金属腔体的所述第二部分包括：使所述第一环在所述陶瓷环内滑动。

17.根据权利要求15或权利要求16所述的方法，还包括：形成所述金属腔体的所述第一部分或所述金属腔体的所述第二部分中的至少一者。

18.根据权利要求15-17所述的方法，其中所述金属腔体的所述第一部分是盖，并且所述金属腔体的所述第二部分是基座。

19.一种滤波器，包括多个根据权利要求1所述的谐振器。

20.根据权利要求19所述的滤波器，其中所述滤波器被包括在移动基站中。

21.根据权利要求19-20中任一项所述的滤波器，其中所述滤波器是微波无源滤波器。