CN1224935A

CN1224935A - 介质谐振器、使用介质谐振器的介质滤波器和介质双工器

Info

Publication number: CN1224935A
Application number: CN 98123974
Authority: CN
Inventors: 若松弘己; 西山大洋; 中谷行宏; 水见佳弘
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 1999-08-04

Abstract

本发明提供了一种长期高可靠的介质谐振器,一种使用介质谐振器的介质滤波器和介质双工器,其中,积聚在凹入部分中的热量被消散。介质谐振器包括框架;设置得和框架在其端部成为一个整体的柱状介质谐振元件;沿介质谐振元件的轴的方向从所述框架的外表面到介质谐振元件中形成的凹入部分;形成在框架整个外表面上包括凹入部分内侧的导体和插入凹入部分中的热传导装置。

Description

介质谐振器、使用介质谐振器的介质滤波器和介质双工器

本发明涉及一种具有框架和介质谐振元件的TM模式介质谐振器，其中框架具有凹入部分，该部分沿介质谐振元件的轴从框架的外表面朝介质谐振元件形成。本发明还涉及一种使用介质谐振器的介质滤波器。

将参照图7描述传统的介质谐振器110的结构。在图7中，通常用一块电介质陶瓷中形成框架111和由两个相互正交的柱状电介质形成的十字形介质谐振元件112。沿介质谐振元件112的交叉部分每一根轴的方向从框架111的外表面形成凹入部分114。这些凹入部分114的形成是为了使介质谐振器小型化，并使模式多重化。导体113覆盖框架111的全部的外表面，包括凹入部分114的内部。导体113例如可以通过施加银膏再进行焙烧而形成。

下面，将参照图8描述使用介质谐振器的介质滤波器120。在图8中，金属板121被固定到介质谐振器，以便覆盖介质谐振器的开口，而金属壳体122容纳介质谐振器。金属板121通过焊接固定到介质谐振器110。用于信号的输入-输出的外部接头123形成在金属板121上，用于连接的环124连接到外部接头123。金属壳体122的功能是固定外部接头123和介质谐振器110，并保护介质谐振器不受外部碰撞。为了固定介质谐振器110，利用由形成在金属壳体122上的突出部分125施加的弹性力。介质谐振器110固定在这些突出部分所位于的多个位置处。

当从外面馈入电流时，介质谐振器产生热量。如果介质谐振器不能将热量消散，则介质谐振器的温度增加，同时热量的产生会由于Q0(无载Q)的减小等因素而使介质谐振器的特性恶化。由于向内的凹入结构，使介质谐振器上的产生大量热量的上述凹入部分的热量较难通过对流而消散。相应地，在凹入部分处的热量增加。将热量从凹入部分消散的问题尤其严重。

当介质谐振器固定到金属板，并装入壳体中，以在基站等处，作为介质滤波器使用时，由于来自外部的电流较大，故热量消散的问题更为严重。

下面描述上述介质滤波器的热量消散过程。在介质谐振器处产生的热通过三条路径消散。首先，从介质谐振器通过金属板到金属壳体有一热传导路径。在这条路径中，热量通过导热率较高的金属传导。但是，由于介质谐振器通过从壳体向内延伸的突出部分固定到壳体，如上所述，在金属板和金属壳体之间只有几个接触点，并且接触区域小得无法消散足够的热量。其次，在介质谐振器和壳体之间的一条空隙中有空气的对流路径。由于突出部分形成得向内凹入，故热量较难通过该路径由对流而消散。最后，有一条热辐射路径。但是，无法辐射足够的热量，以防止介质谐振器的温度升高。

因为如上所述在介质谐振器尤其是在其凹入部分热量消散不充分，故介质滤波器中的温度升高。因此，用于将介质谐振器连接到金属板的焊料的温度升高。因为焊料通常具有低熔点，故焊料可能由于温度升高而部分熔化。这导致了金属板的位移和谐振腔的变化。因此，无法保证介质滤波器长期的高度可靠性。

相应地，本发明的一个目的是通过抑制介质谐振器的Q0的减小而提供一种长期高度可靠的介质谐振器和使用介质谐振器的介质滤波器，并防止介质谐振器和金属板之间的焊接恶化。

为了达到上述目的，在本发明的第一个方面中，介质谐振器包括框架；柱状的介质谐振元件，设置得和框架在其端部成一整体；沿介质谐振元件的轴的方向从框架的外表面到介质谐振元件形成凹入部分；形成在框架整个外表面是包括凹入部分的内部的导体；和插入凹入部分中的热传导装置。

在介质谐振器中，热传导装置可以具有中心部分和径向部分，径向部分从中心部分连续地径向延伸，并且根据凹入部分的形状而弯折成一形状，

在本发明的第二方面中，介质滤波器包括介质谐振器；容纳介质谐振器的壳体，其中介质谐振器包括框架；柱状的介质谐振元件，它设置得和框架在其端部成一整体；凹入部分沿介质谐振元件的轴的方向从框架的外部表面到介质谐振元件中形成；形成在框架整个外表面上包括凹入部分的内部的导体；及插入到凹入部分中与壳体接触的热传导装置。

在介质滤波器中，热传导装置可以具有中心部分和径向部分，径向部分从中心部分连续地径向延伸，并根据凹入部分的形状弯折成一形状。

在本发明的第三个方面中，介质双工器包括合并了上述特征的介质滤波器。

通过上述的这些结构，介质谐振器的凹入部分处的热量可以被有效地消散，因而可以防止介质谐振器的Q0减小。使用其热量被有效地消散的介质谐振器的介质滤波器能以较低的成本生产。

图1是描述按照本发明的介质谐振器的透视图；

图2是图1的介质谐振器在X-X线线的截面图；

图3A是描述根据本发明的热传导部件在弯折之前的透视图；

图3B是描述热传导部件在弯折之后的透视图；

图4是根据本发明的介质滤波器的截面图；

图5A是另一个热传导部件在卷绕之前的透视图；

图5B是热传导部件在卷绕之后的透视图；

图6是本发明的另一个实施例的热传导部件的示图；

图7是传统的介质谐振器的透视图；

图8是传统的介质谐振器的截面图。

下面将描述根据本发明的实施例的介质谐振器和使用介质谐振器的介质滤波器。

图1是根据本发明的介质谐振器10的透视图，而图2是在图1的X-X线处的截面图。在图1和图2中，框架11和介质谐振元件12例如通过陶瓷的注射模制而形成为整体。这时，凹入部分14，沿介质谐振元件的轴从框架11的外表面朝介质谐振元件12形成。在具有根据本实施例的十字形介质谐振元件的介质谐振器10中通过形成凹入部分14，可以得到具有多模式特性的介质谐振器，而不需增大尺寸(upsizing)。然后，在框架11整个的外表面上包括凹入部分14的内部通过涂覆和焙烧银膏而形成导体13。

在凹入部分14中，插入热传导部件30。如图3A中所示，将铝板或铜板印成一形状，具有中心部分31、径向部分32和连接部分33，径向部分32从中心部分31连接地径向延伸，而连接部分33将相邻的径向部分32相互连接，然后，如图3B所示，根据介质谐振器的凹入部分的形状，将该部件弯折成一形状。由于采用这一结构，介质谐振器10的凹入部分14中的热量通过要在周围空气中散热的热传导部件传导。热量还易于通过将有效散热的传导部件30的连接部分33传导。当把硅滑脂或导热薄片等等插入介质谐振器10和热传导部件30之间时，介质谐振器10和热传导部件30之间的热接触阻力降低，从而热量可以进一步有效地消散。

下面将描述使用上述介质谐振器10的介质滤波器20。图4是和图1相同截线处的截面图。由于介质谐振器10和热传导部件30和图1中的相同，故省略了对其的描述。图4中，金属板由标号21指出，而金属壳体22包含了介质谐振器10。

金属板21例如由镍铁合金形成，其线膨胀系数接近于和介质谐振器10的相同。通过使介质谐振器10和金属板21的线膨胀系数相同，当温度变化时，因为没有力施加给介质谐振器10和金属板21之间的连接部分，故可以避免连接能力的恶化。用于外部信号的输入和输出的外部接头23形成在金属板21上。用于连接输入-输出部分24，以磁的方式连接输入-输出部分和介质谐振器10的环连至外部接头23。金属板21固定到外部接头23。金属板21通过焊接固定到介质谐振器10，以覆盖介质谐振器10的开口。

使用包含介质谐振器10的壳体22，以保护介质谐振器10不受外部的碰撞，并固定介质谐振器10和外部接头23。为了固定介质谐振器10，利用形成在金属壳体上的向内延伸的突出部分25的弹性力。热传导部件30插入介质谐振器10的凹入部分14中，并且热传导部件30的一部分和壳体22接触。这导致了从热传导部件30直接传导到壳体22的凹入部分14的热量在周围的空气中消散。这时，当硅滑脂或导热薄片等等插在介质谐振器10和热传导部件30以及热传导部件30和壳体22之间时，介质谐振器10和热传导部件30之间的热接触阻力减小，从而热量可以被有效地消散。

下面将描述本发明的另一个实施例。在这个实施例中，铝箔之类的材料被用作热传导部件。即，如图5A所示，通过将一条铝箔40上的切口垂直于纵向和如图5B所示，通过将其卷绕成卷而形成本实施例的热传导部件40。把切口一侧41插入介质谐振器10的凹入部分中使用。

下面将描述本发明的又一个实施例。在这个实施例中，热传导部件51通过将一些长度的铝或铜等等的金属丝51聚在一起，以便在一端捆住，以形成刷形，如图6所示。金属丝51一侧插入介质谐振器10的凹入部分14中。这时，当硅滑脂或导热薄片被插入其间时，热量可以和图1所示的实施例一样被有效地消散。通过使热传导部件形成为图5和6所示的形状而使热传导部件和凹入部分之间的接触面积增加。另外，(平行于凹入部分14的开口面)的热传导部件的截面面积也增加。相应地，凹入部分14中的热量可以传输到热传导部件，以在周围空气中大量地消散。

在根据本发明的实施例中，虽然已经描述了具有十字形形状的谐振元件的介质谐振器，但是本发明不限于这种形状。例如，单个的柱状谐振元件可以用于本发明，只要介质谐振器具有由沿介质谐振元件的轴的方向从框架的外表面延伸的凹入部分。

另外，可以提供组合有根据本发明的多个介质谐振器的介质双工器。

本发明提供了以下优点：

根据本发明的基本特征，介质谐振器和使用介质谐振器的介质滤波器中温度的升高可以通过消散在沿介质谐振元件的轴的方向从框架的外表面形成的凹入部分中积聚的热量来控制。相应地，可以防止Q0的减小和用于连接介质谐振器和金属板的焊接的恶化。因此，通过解决诸如Q0的减小和谐振腔的变化之类的特性问题，能够提供长期高度可靠的介质谐振器和使用这种介质谐振器的介质滤波器。

在介质谐振器和介质滤波器中，热传导部件可以大量制造，因为热传导部件可以冲成一种形状。因此，可以以适中的成本执行从凹入部分的热量的消散。

本发明还提供了一种介质双工器，其中热量可以被有效地消散，因为介质双工器具有合并了上述特点的介质谐振器。

Claims

1．一种介质谐振器，其特征在于包括：

框架；

柱形的介质谐振元件，设置得和所述框架在其端部成为一个整体；

沿所述介质谐振元件的轴的方向，从所述框架的外表面到所述介质谐振元件内形成的凹入部分；

形成在所述框架的整个外表面上包括所述凹入部分内部的导体；及

插入所述凹入部分中的热传导装置。

2．如权利要求1所述的介质谐振器，其特征在于所述热传导装置具有中心部分和径向部分，所述径向部分从所述中心部分连续地径向延伸，并将其弯折成与所述凹入部分的形状相应的形状。

3．一种介质滤波器，其特征在于包括：

介质谐振器；和

容纳所述介质谐振器的壳体，其中，所述介质谐振器包括：框架；设置得和所述框架在其端部成为一个整体的柱形介质谐振元件；沿所述介质谐振元件的轴的方向从所述框架的外表面到所述介质谐振元件内部形成的凹入部分；形成在所述框架的整个外表面上包括所述凹入部分的内部的导体；和插入所述凹入部分中，和所述壳体接触的热传导装置。

4．如权利要求3所述的介质滤波器，其特征在于所述热传导装置具有中心部分和径向部分，所述径向部分从所述中心部分连续地径向延伸，并根据所述凹入部分的形状将所述热传导装置弯折成一形状。

5．一种包括介质滤波器的介质双工器，其特征在于所述介质滤波器包括：介质谐振器；和容纳所述介质谐振器的壳体，其中所述介质谐振器包含：框架；柱状的介质谐振元件，设置得和所述框架在其端部成为一个整体；沿所述介质谐振元件的轴从所述框架的外表面到所述介质谐振元件内形成的凹入部分；形成在所述框架的整个外表面上包括所述凹入部分的内部的导体；及插入所述凹入部分中，并和所述壳体接触的热传导装置。

6．如权利要求5所述的介质双工器，其特征在于所述热传导装置具有中心部分和径向部分，所述径向部分从所述中心部分连续地径向延伸，并根据所述凹入部分的形状将所述热传导装置弯折成一形状。