CN1251255C - 可调电感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调电感器，其可用于高频及微波电路，其包括基体、在基体上的金属微带线形成的固定电感和信号端，该可调电感器还包括位于基体上部的用来改变固定电感的有效电感部分的金属微带线的几何尺寸的导电片和用来改变导电片与固定电感的金属微带线的接触面的绝缘物，该绝缘物与导电片相邻接。本发明适用于各种高频及微波电路中。体积小，成本低，适用于各种高频及微波匹配、谐振电路和控制电路等使用电感来进行调节的电路。

Description

可调电感器
技术领域
本发明涉及一种可调电感器，尤其涉及一种可用于各种高频及微波电路的可调电感器。
背景技术
在电子器件家族里，可调电感器的存在使电子回路的制作变得更加灵活，方便。在几百MHz以下的电子回路中，可调电感器已得到广泛的应用，如匹配电路、调谐电路等。可是当使用频率在更高时，现有的可调电感器的集中参数已不能反映电感的特性，频率特性极坏，Q值极低，已无法使用。
发明内容
为了克服现有的可调电感器因集中参数不能反映电感的特性，频率特性极坏，Q值极低而无法用于各种高频及微波电路的缺点，本发明提供可用于各种高频及微波电路的可调电感器。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种可调电感器，其可用于高频及微波电路，其包括基体、在基体上的金属微带线形成的固定电感和信号端，其特征在于：该可调电感器还包括位于基体上部的用来改变固定电感的有效电感部分的金属微带线的几何尺寸的导电片和用来改变导电片与固定电感的金属微带线的接触面的绝缘物，该绝缘物与导电片相邻接。
本发明的有益效果是：由于本发明在原有固定电感的基础上，加上导电片，借助绝缘物，导电片使固定电感的有效电感部分的金属微带线的几何尺寸改变，从而实现可调电感器电感量的连续可调。
因此本发明具有以下优点：
a.可以在高频及微波频带实现电感的电感量可调；
b.本发明的体积小，调节方便，适用各种小型化电子及通信电路中；
c.本发明构造简单，制作成本低，便于各种电路使用；
d.适用于各种调谐回路；
e.适用于各种匹配回路；
g.适用于各种调整回路，控制及安定回路中，如频率安定用，电磁耦合量的调节用。
h.适用于要求电感量精度高，而固定电感偏差大，有时需要回路各部分调整用以满足全体电路特性的情况。
i.可作为试验室的研究开发用的调整，测试设备。
附图说明
图1是本发明第一实施例可调电感器的示意图。
图2是图1所示的可调电感器的截面图。
图3是图1所示的可调电感器的导电片与固定电感的金属微带线未接触的示意图。
图4是图1所示的可调电感器的导电片与固定电感的金属微带线部分相接触的示意图。
图5是本发明第二实施例可调电感器的示意图。
图6是图5所示的可调电感器的截面图。
图7是本发明第三实施例可调电感器的示意图。
图8是图7所示的可调电感器的部分截面图。
图9是图7所示的可调电感器的导电片与固定电感的金属微带线部分相接触的示意图。
图10是本发明第三实施例可调电感器的结构剖视图。
图11是本发明第四实施例可调电感器的部分示意图。
图12是图11所示的可调电感器的导电片与固定电感的金属微带线部分相接触的示意图。
图13是本发明第五实施例可调电感器的示意图。
图14是图13所示的可调电感器的导电片与固定电感的金属微带线部分相接触的示意图。
图15是本发明第六实施例可调电感器的示意图。
图16是本发明第七实施例可调电感器的示意图。
图17是图16所示的可调电感器的导电片与固定电感的金属微带线部分相接触的示意图。
图18是本发明第八实施例可调电感器的示意图。
图19是本发明可调电感器的固定电感的金属微带线包括一部分内藏于基体的内部，而另一部分外露于基体表面的结构示意图。
图20是本发明第九实施例可调电感器的示意图。
图21是图20所示的可调电感器的部分示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图4，本发明第一实施例可调电感器包括基体14、在基体14上的金属微带线形成的固定电感12和信号端15、用来改变固定电感的有效电感部分的金属微带线长度的导电片11和用来改变导电片11的位置的绝缘物13。
其中，导电片11设置在基体14的上面，其底面与基体14接触，顶面与绝缘物13相连接，通过如图2所示的力的方向移动绝缘物13的位置来改变导电片11的位置，可使导电片11与固定电感12接触，因此可使固定电感12的一部分或全部金属微带线发生电短路，从而可使固定电感12的有效电感部分的金属微带线的长度变短，这样固定电感12的电感量就会减小，从而实现电感量的连续可调。
固定电感12为连续的呈平行状的金属微带线，导电片11的几何形状及尺寸要能使固定电感12的金属微带线发生短路。
为了保证更好地改变固定电感12的有效电感部分的金属微带线的长度，可在导电片11的两端加上固定挡板或夹板(图未示)，使其按设计希望的轨道来移动。绝缘物13与导电片11间可以用胶或机械方式来固定，保证其重复移动的质量。
另外，绝缘物13也可位于导电片11的侧面。
请参阅图5和图6，本发明第二实施例可调电感器与第一实施例可调电感器的区别在于，绝缘物23设置在固定电感22与导电片21之间，将固定电感22与导电片21绝缘，该导电片21在设置和形状上要能使固定电感22的有效电感部分的金属微带线的长度变短，通过抽取该绝缘物23，可使该固定电感22与该导电片21接触，以此使该固定电感22的金属微带线的有效长度变短，这样该固定电感22的有效电感量就会减小，实现电感的电感量的连续可调。绝缘物23可以是绝缘薄片。
为了保证更好地改变固定电感22的有效电感部分的金属微带线的长度，可以用滚筒的方式来抽取绝缘物23(图未示)。绝缘物23的一端连接在滚筒上，另一端用两根绝缘丝与另一个滚筒相连接，通过转动滚筒，可逐渐地抽取绝缘物23，一端的滚筒转动时，绝缘物23被抽出，另一端滚筒反方向转动时，绝缘物23又被拉回；绝缘物23的长度和宽度都可以大于导电片21的长度和宽度。两根绝缘丝间的宽度可大于导电片21的宽度，保证导电片21不会压在绝缘丝的上面，绝缘丝在导电片21的两外端。
绝缘物23抽出方向的那端的导电片21的顶端，可设计成有一个小的翘起的角度，以保证绝缘物23拉回时方便。
另外，导电片21的上面可装上另一个绝缘层，绝缘层的上方可加一个弹簧，弹簧的另一端与外壳相固定，通过弹簧给导电片21压力，保证在绝缘物23抽动时，导电片21与固定电感22有效地接触，并且保证导电片21的位置不要发生变动。导电片21、绝缘层和弹簧间可用胶或机械方式固定。
上述本发明第一实施例和第二实施例可调电感器的绝缘物与导电片相邻接，借助该绝缘物，使该导电片与该固定电感的金属微带线的接触位置发生改变，从而使该固定电感的金属微带线间发生电短路，从而使该固定电感的有效电感部分的金属微带线的长度变短，这样该固定电感的有效电感量就会减小，实现电感的电感量连续可调。
另外，根据需要可以将基体上的信号输入端和输出端的阻抗设计为50欧姆或75欧姆等需要的阻抗。导电片的宽度可设计成与信号金属微带线的宽度相近或相同。
请参阅图7至图9，本发明第三实施例可调电感器是以圆形螺旋金属微带线形成的固定电感32与圆形螺旋锥体导电片31组成的可调电感器。其包括在基体34上的圆形螺旋金属微带线形成的固定电感32和信号端35、用于改变固定电感的有效电感部分的金属微带线长度的导电片31、用于改变导电片31几何形状的绝缘受力板33。对于圆形螺旋金属微带线固定电感来讲，其基体是由两层或多层基体构成，固定电感的金属微带线中心部与信号输出端的连接是通过基体中间层的金属微带线来连接的。
其中，导电片31设置在基体34的上面，其顶部与绝缘受力板33相连接，通过如图7所示的力的方向压绝缘受力板33来改变导电片31的几何形状，可使导电片31与固定电感32接触，从而可使固定电感32的有效电感部分的金属微带线的长度变短，这样固定电感32的电感量就会减小，从而实现电感量的连续可调。
请参阅图10，是本发明第三实施例可调电感器的结构剖视图。对于由圆形螺旋金属微带线形成的固定电感来讲，基体34是由两层或多层基体构成，基体表面的金属微带线中部与输出端的连接是通过两层或多层基体之间的金属微带线32来连接的。当转动施压旋转螺钉36时，绝缘受力板33会上下移动，这时导电片31开始动作，并与固定电感32的接触面积发生变化，固定电感的有效电感部分的金属微带线的长度会改变，以此固定电感32的电感量就会发生变化，构成可调电感。考虑到导电片与固定电感金属微带线长时间反复接触磨损，以及导电片的疲劳，同时考虑到器件的安定性，可以在绝缘受力板33与基体34之间加入了定位支撑棒37和上部弹簧38，从而使导电片中心不易发生偏离，且当受力板33受到压力时，起到缓冲及支撑受力板的作用，另外还可避免圆形螺旋锥体导电片受过大压力。因为圆形螺旋导电片采用弹性系数较小，敏感度高的弹簧。可防止圆形螺旋锥体导电片的疲劳而引起的接触敏感度低下。最后将框架39和基体34结合起来。根据需要可以将介质(或半导体晶片)基体上的信号输入端和输出端阻抗设计为50欧姆或75欧姆等需要的阻抗。
请参阅图11和图12，本发明第四实施例可调电感器与第三实施例可调电感器的区别在于，其固定电感42是四角形螺旋金属微带线，其导电片41是四角形螺旋锥体导电片。当四角形螺旋金属微带线的固定电感与四角形螺旋锥体导电片开始接触时，固定电感量L不变，当绝缘受力板(图未示)受到压力时，固定电感42与导电片41接触面积变大，从而改变了固定电感42的有效电感部分的金属微带线的长度，固定电感42被接触的部分已起不到电感的作用，电感量开始减小，当绝缘受力板受到压力变大到一定程度时，直至固定电感42与导电片41完全接触。这时固定电感与导电片接触面积最大，固定电感金属微带线已起不到电感的作用，电感量开始减小为零。固定电感42也可以是多角形螺旋金属微带线。
请参阅图13和图14，本发明第五实施例与第三实施例可调电感器的区别在于，其导电片51是放射形导电弹簧片。
请参阅图15，本发明第六实施例可调电感器与第五实施例的区别在于其固定电感是四角形螺旋金属微带线固定电感62。
请参阅图16和图17，本发明第七实施例与第三实施例可调电感器的区别在于，其导电片71是单片导电弹簧片，其固定电感是单金属微带线固定电感72，导电片71的截面宽度最好与信号金属微带线的宽度相同为佳，导电片的设置位置要考虑到与固定电感金属微带线接触后，实际金属微带线的总宽度与信号金属微带线的宽度相同为佳。导电片的底面要平坦，以保持与金属微带线的有效接触。
另外，绝缘物也可位于导电片71的侧面。
请参阅图18，本发明第八实施例与第七实施例可调电感器的区别在于，其导电弹簧片81是侧面受力。
设在基体上形成的单金属微带线固定电感的电感量为L，当绝缘受力板设置在导电片的顶部或绝缘受力板设置在导电片的侧面受到压力时，固定电感的金属微带线与导电片开始接触，使固定电感的有效电感部分的金属微带线的长度变短，这样电感量开始减小。当受到压力变大到一定程度时，直至导电片与固定电感金属微带线完全接触，这时固定电感金属微带线几乎变成了信号金属微带线，完全没有了电感特性，电感量减小为零。
上述本发明第三至第八实施例可调电感器的根本原理是在基体上金属金属微带线形成的固定电感的金属微带线上设置一个导电片。导电板一面(或一端)可与固定电感的金属微带线接触，一面(或一端)固定在绝缘受力板上。导电片的形状制作和位置设置，最好能够沿着固定电感金属微带线的长度方向保持与其接触，并且要求能够改变有效电感部分的金属微带线的长度。
通过导电片上部或侧部的绝缘受力板受到压力，实现导电片沿着固定电感的金属微带线长度方向的几何变动，这样使导电片与金属微带线实现体接触的部分增多，并且使金属微带线接触部分的宽度相对变宽，以此使接触部分的那段金属微带线的电感量减小。随着绝缘受力板压力的增大，该固定电感的金属微带线相对变宽的部分就会增多，这样该固定电感的电感量就会随之减小，实现电感的电感量的连续可调。
利用上述所有实施例制作出的渐变可调电感器，其电感量的可调节范围可为ΔL＝L～0(理论值)。这里的L是指在基体上形成的固定电感的电感量。
请参阅图19，是本发明可调电感器的固定电感的金属微带线包括一部分91内藏于基体94的内部，而另一部分92外露于基体94表面的结构示意图。如果在基体94内层里的电感量设为L(o)，在基体94表面上的电感量设为L(i)，则本发明可调电感器总的电感量L＝L(i)+L(o)。这样，用前述可调电感的方法，可实现电感量的调节范围为ΔL＝L(o)～(L(i)+L(o))。
请参阅图20和图21，本发明第九实施例可调电感器包括基体104、在基体104上的金属微带线形成的固定电感102和信号端105、用来改变固定电感的有效电感部分的金属微带线宽度的导电片101和用来改变导电片101的位置的绝缘物103。该固定电感102是单金属微带线。
绝缘物103设置在固定电感102的金属微带线与导电片101之间，将固定电感102与导电片101绝缘，该导电片101在设置和形状上要能使固定电感102的有效电感部分的金属微带线的宽度变宽，通过抽取该绝缘物103，可使该固定电感102的金属微带线与该导电片101接触，以此使该固定电感102的金属微带线的有效宽度变宽，这样该固定电感102的有效电感量就会减小，实现电感的电感量的连续可调。
本发明的绝缘物所受的力可以是机械手动的外力，也可以是自动控制来实现的外力，这个力也可以是机械力、电磁力、热及温度变化引起的力，流体物流动或膨胀或收缩引发的力、光电激励引发的力。
本发明的可调电感器可适用于高频及微波电路中的变频谐振回路、负载变动、匹配及阻抗变换回路和各种控制回路中。

Claims (11)

1.一种可调电感器，其可用于高频及微波电路，其包括基体、在基体上的金属微带线形成的固定电感和信号端，其特征在于：该可调电感器还包括位于基体上部的用来改变固定电感的有效电感部分的金属微带线的几何尺寸的导电片和用来改变导电片与固定电感的金属微带线的接触面的绝缘物，该绝缘物与导电片相邻接。
2.根据权利要求1所述的可调电感器，其特征在于：该导电片设置在基体的上面，其底面与基体接触，顶面与绝缘物相连接，通过外力移动绝缘物的位置来改变导电片的位置，从而可使固定电感的有效电感部分的金属微带线的长度改变，从而实现可调电感器电感量的连续可调。
3.根据权利要求1所述的可调电感器，其特征在于：该绝缘物设置在固定电感金属微带线与导电片之间，通过外力抽取该绝缘物来改变导电片与固定电感的金属微带线的接触面，从而可使固定电感的有效电感部分的金属微带线的几何尺寸改变，从而实现可调电感器电感量的连续可调。
4.根据权利要求1所述的可调电感器，其特征在于：该导电片是有弹性的导电片，该导电片设置在基体的上面，其顶部与绝缘物相连接，通过外力压绝缘物来改变导电片的几何形状，从而可使固定电感的有效电感部分的金属微带线的长度改变，从而实现可调电感器电感量的连续可调。
5.根据权利要求1所述的可调电感器，其特征在于：该导电片设置在基体的上面，其侧部与绝缘物相连接，通过外力作用在绝缘物上来改变导电片的位置或几何形状，从而可使固定电感的有效电感部分的金属微带线的长度改变，从而实现可调电感器电感量的连续可调。
6.根据权利要求3所述的可调电感器，其特征在于该导电片的设置和形状能使固定电感的有效电感部分的金属微带线的长度改变。
7.根据权利要求3所述的可调电感器，其特征在于该导电片设置和形状能使固定电感的有效电感部分的金属微带线的宽度改变。
8.根据权利要求2、3、4或5所述的可调电感器，其特征在于：该固定电感金属微带线是单金属微带线或多个平行的金属微带线，该导电片可以是单片或多片。
9.根据权利要求4所述的可调电感器，其特征在于：该固定电感金属微带线是圆形螺旋金属微带线或多角形螺旋金属微带线，该导电片的形状是与固定电感同心的圆形螺旋锥体或多角形螺旋锥体，该基体是由两层或多层基体构成，基体表面的金属微带线中部与输出端的连接是通过两层或多层基体之间的金属微带线来连接的。
10.根据权利要求1所述的可调电感器，其特征在于：该固定电感的金属微带线包括一部分内藏于基体的内部，而另一部分外露于基体表面。
11.根据权利要求2、3、4或5所述的可调电感器，其特征在于：该绝缘物所受的力可以是机械力、电磁力、热及温度变化引起的力，流体物流动或膨胀或收缩引发的力、光电激励引发的力。
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Assignee: Shenzhen Yantel High-Frequency Technology Co., Ltd.

Assignor: Yan Yuejun|Yan Yuepeng

Contract fulfillment period: 2008.8.27 to 2018.8.27 contract change

Contract record no.: 2008440000342

Denomination of invention: Adjustable inductor and its inductance adjusting method

Granted publication date: 20060412

License type: Exclusive license

Record date: 20081114

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Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.8.27 TO 2018.8.27; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: YANTONG HIGH FREQUENCY TECHNOLOGY CO., LTD., SHENZ

Effective date: 20081114

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Granted publication date: 20060412

Termination date: 20130510