CN1825694A - 具有可变直径通孔的介质谐振器和具有该谐振器的电路 - Google Patents

Abstract

根据本发明原理，一种介质谐振器(30，40，50，60，70，80，90)，设置有纵向通孔(34，44，54，64，74，84，94)，所述通孔的直径作为所述谐振器高度的函数变化，从而在基本模式和乱真模式之间增加频率间隔。

Description

具有可变直径通孔的介质谐振器和具有该谐振器的电路

技术领域

本发明涉及介质谐振器，诸如那些使用在微波电路用于集中电场的介质谐振器，并且涉及由它们制成的电路，诸如微波滤波器。

背景技术

介质谐振器用于许多电路中用来集中电场，特别是在微波电路中。它们可被用于形成滤波器，组合滤波器，振荡器，互扰消除装置和其它电路。形成谐振器的介电材料的介电常数越高，电场被集中的空间就越小。现今用于制备介质谐振器的适合的介电材料的介电常数处于大约10至大约150(相对于空气)的范围内。这些介电材料通常具有1的百万分之一(磁性常数，通常用μ代表)，即它们对于磁场来说是透明的。

图1是现有技术的典型圆柱类型或圆环类型的介质谐振器的透视图，这些介质谐振器可被用于制造介质谐振器电路，诸如滤波器。正如可以看到的是，谐振器10作为具有圆形、纵向通孔14的介电材料的圆柱体12形成。各个谐振器在相关行业中通常被称作“圆盘(pucks)”。虽然介质揩振器具有许多用途，但它们的主要用途是与微波电路进行连接并且特别用于微波通讯系统和网络中。

正如现有技术公知的那样，介质谐振器和谐振器滤波器具有多种模式的电场和集中于不同频率的磁场。一种模式是一种场结构，该场结构对应于由Maxwell方程所确定的系统共振频率。在典型的介质谐振器电路中，基本共振模式，即具有最低频率的场，是横向电场模式TE₀₁(或以下称为TE)。TE模式的电场31是圆形的并且横切于圆柱形圆盘12取向。该电场被集中在谐振器10的圆周附近，其中某些电场在所述谐振器内部，而某些电场在所述谐振器外部。一部分的所述场应该在所述谐振器之外，用于谐振器和在介质谐振器电路中的其它微波装置(即其它谐振器或输入/输出耦合器)之间进行耦合的目的。

有可能设置电路部件使得不同于TE模式的某种模式是该电路的基本模式，实际上，这有时可以在介质谐振器电路中实现。还有，虽然是典型的，但不需要基本模式被用作某一电路的操作模式，举例来说，包含通讯电路中信息的模式。

第二模式(即具有第二最低频率的模式)通常是混合模式，H_11δ(或以下的H₁₁模式)。与基本模式干涉的次最低频率模式通常是横向磁性或TM_01δ模式(以下的TM模式)。存在其它较高阶的模式。典型地，不同于基本模式的所有模式，例如TE模式，是不希望的并且构成了干涉。但是，H₁₁模式典型的是仅有的被显著关注的干涉模式。但是，TM模式有时也干涉TE模式，特别是在介质谐振器电路的调谐过程中。其余模式通常具有与TE模式显著的频率分离，并且因此不会相对于系统操作导致显著的干涉或乱真信号响应。但是，H₁₁模式和TM模式在频率上可以相当接近于TE模式，并且因此可能难于在操作中从TE模式分离。另外，随着带宽(带宽很大程度上由相邻介质谐振器之间的电耦合所控制)和TE模式的中心频率被调谐，TE模式和H₁₁模式的中心频率以彼此相对的方向移动。因此，随着TE模式被调谐以增大其中心频率，H₁₁模式的中心频率不可避免地向下移动，并且因此更加靠近TE模式的中心频率。当所述谐振器处于开放空间中时，所述TM模式在频率上通常远离基本TE模式。但是，当金属靠近谐振器时，诸如为了调节谐振器的频率中心在许多介质谐振器滤波器中和其它电路中使用靠近谐振器的调谐板的情况下，TM模式在频率上下降。当调谐板或其它金属接近谐振器时，TM模式在频率上下降得非常迅速并且可以非常接近基本TE模式的频率。

图2是采用多个介质谐振器10的现有技术微波介质谐振滤波器20的透视图。谐振器10被设置在外壳24的腔室22中。微波能量经由耦合于电缆、诸如同轴电缆的耦合器28被引入到所述腔室中。导电分割壁32将谐振器彼此分开并且阻止(部分地或全部地)物理相邻的谐振器10之间的耦合。特别地，壁32中的膜片(irises)30控制相邻谐振器10之间的耦合。没有膜片的壁通常防止相邻谐振器之间的任何耦合。具有膜片的壁允许相邻谐振器之间某些程度上的耦合。通过示例方法，谐振器10a的场通过膜片30a耦合于谐振器10b的场，谐振器10b的场通过膜片30b进一步耦合于谐振器10c的场，以及谐振器10c的场通过膜片30c进一步耦合于谐振器10d的场。不具有膜片的壁32a防止谐振器10a的场与处在壁32a另一侧上的物理相邻的谐振器10d相耦合。导电调整螺钉可以被设置在膜片中从而进一步影响谐振器的场之间的耦合，并且提供对谐振器之间耦合的调整能力，但是未示出在图2的示例中。

一个或多个金属板42可以通过螺钉43被连接到壳体的顶壁(出于清楚的目的而未示出)上，从而影响所述谐振器的场并且帮助设定所述滤波器的中心频率。特别地，螺钉43可以被旋转从而改变板42和谐振器10之间的间隔以调整谐振器的中心频率。输出耦合器42邻近最后的谐振器10d定位从而耦合从滤波器20输出的微波能量并且将其耦合于同轴连接器(未示出)中。信号也可以通过其它方法被耦合进和耦合出介质谐振器电路，诸如邻近所述谐振器设置在壳体24的底部表面上的微波传输带。谐振器圆盘10的尺寸、它们的相对间隔、圆盘的数量、空腔22的尺寸以及膜片30的尺寸都需要被精确地控制从而设定所希望的滤波器中心频率以及所希望的滤波器带宽。更明确地，滤波器的带宽主要由电相邻谐振器之间的电和磁场的耦合大小所控制。通常，谐振器彼此之间越靠近，它们之间的耦合就越多，以及滤波器的带宽就越广。在另一方面，滤波器的中心频率很大程度上由谐振器自身的尺寸和导电板42的尺寸，以及所述导电板42离与它们相应的谐振器10的距离所控制。通常，随着谐振器变大，其中心频率变低。

现有技术的谐振器和由它们所制成的电路具有许多缺陷。例如，由于存在许多分割壁和连接螺钉，诸如示出在图2中的滤波器的现有技术的谐振器电路经受低品质因数Q的问题。Q主要是系统的效率等级，并且更特别的是，Q是系统中存储能量和失去能量的比值。由所述谐振器产生的场穿过所述系统的所有导电部件，诸如壳体20、板42，内壁32和34以及调整螺钉43，并且不可避免地在那些导电部件中产生电流。那些电流主要包括所述电路损失的能量。

此外，导电壳体的体积和结构显著地影响所述系统的运行。所述壳体使辐射损失最小化。但是，其对TE模式的中心频率也具有显著的影响。因此，不仅所述壳体必须由导电金属制成，而且它必须被精确地加工从而获得所希望的中心频率性能，因此增加了制备所述系统的复杂性和花费。即使进行了非常精确的加工，但所述设计易于被边缘化并且不符合规范。

甚至，现有技术的谐振器趋于在TE模式和H₁₁和/或TE模式之间具有弱的模式分离。

因此，本发明的目的在于提供改善的介质谐振器。

本发明的另一个目的在于提供改善的介质谐振器电路。

本发明的进一步的目的在于提供具有改进的模式分离和乱真信号响应的介质谐振器电路。

发明内容

所述解决方案由这样一种介质谐振器所提供，所述介质谐振器包括由介电材料制成的主体，所述主体包括纵向通孔，所述通孔在垂直于纵向的截面面积作为纵向方向的函数变化。

所述解决方案也由这样一种介质谐振器电路所提供，介质谐振器电路包括多个介质谐振器。每个谐振器包括由介电材料形成的主体。所述主体包括纵向通孔，所述纵向通孔在垂直于纵向方向的截面面积上作为纵向方向的函数变化。其中所述介质谐振器相对于彼此设置，从而使得介质谐振器的几何中心在单条线上。所述电路进一步包括壳体，该壳体容纳所述介质谐振器，输入耦合器，输出耦合器和将每个介质谐振器安装在壳体上的销。每个销具有耦合到壳体的第一部分和耦合到相应的介质谐振器的第二部分。每个销具有垂直并且相交于所述单条线的纵向轴。所有销彼此平行并且所述销绕它们的纵向轴可以相对于壳体和相对应的介质谐振器的至少其中一个旋转。

附图说明

本发明将会通过参考附图以示例的方式进行说明，其中：

图1是示例性传统圆柱形介质谐振器的透视图；

图2是示例性传统微波圆柱形介质谐振器滤波器电路的透视图；

图3A和3B分别是根据本发明第一实施例的介质谐振器的透明正面图和透视图；

图4A和4B分别是根据本发明第二实施例的介质谐振器的透明正面图和透视图；

图5A和5B分别是根据本发明第三实施例的介质谐振器的透明正面图和透视图；

图6A和6B分别是根据本发明第四实施例的介质谐振器的透明正面图和透视图；

图7A和7B分别是根据本发明第五实施例的介质谐振器的透明正面图和透视图；

图8A和8B分别是根据本发明第六实施例的介质谐振器的透明正面图和透视图；

图9A和9B分别是根据本发明第七实施例的介质谐振器的透明正面图和透视图；

图10A和10B分别是根据本发明一特定实施例的另一个两孔介质谐振器电路的连接布局的透明侧视图和透视图；

图11A和11B分别是根据本发明另一特定实施例的另一个两孔介质谐振器电路的连接布局的透明侧视图和透视图；

图12A和12B分别是根据本发明一特定实施例的四孔介质谐振器电路的连接布局的透明侧视图和透视图；

图13是截锥形谐振器的透视图，其中本发明的原理可以被用于特定的优势。

具体实施方式

美国专利申请公开No.US 2004-0051602A1公开了新的介质谐振器以及使用该谐振器的电路。在上述专利申请公开中所公开的新介质谐振器的其中一个关键特征在于，在谐振器外部并且邻近所述谐振器的TE模式场的场强沿谐振器的纵向尺寸变化。正如在上述专利申请公开中所公开的那样，这些有助于实现这个目标的新谐振器的关键特征在于，平行于TE模式场线所测量到的谐振器的截面面积沿着谐振器的纵向变化，即垂直于TE模式场线。在一个实施例中，所述横截面作为谐振器的纵向尺寸的函数单调变化，即所述谐振器的横截面作为高度的函数仅在一个方向上变化(或保持相同)。在一个优选实施例中，所述谐振器是圆锥形，正如下面详细讨论的那样。优选地，所述圆锥是截圆锥。

根据本发明的原理，介质谐振器具有可变横截面(即，直径)的纵向通孔。所述横截面(即垂直于纵向的横截面)作为高度(即纵向)的函数变化并且可以突然地变化(即台阶状)，线性地变化(即圆锥状)或以其它形式变化。通孔的直径在任意高度上被选择从而在主要存在乱真模式的高度上去除介电材料并且在基本模式集中的高度处留下材料。

本发明可以连同传统圆柱形谐振器实现，但是优选地与圆锥形谐振器一起使用，这将好于传统的圆柱形谐振器将基本模式和乱真模式物理分开，并且因此允许在乱真模式被集中处去除介电材料的较高能力，而不必同时在基本模式被集中处去除介电材料。

图13是上述专利申请中所公开的一种介质谐振器的示例性实施例的透视图。正如所示出的那样，谐振器300形成为具有中心纵向通孔302的截圆锥301的形状。这种设计具有许多优于传统圆柱形介质谐振器的优点，包括H₁₁模式与TE模式的物理分离和/或H₁₁模式的几乎全部消除。明确的是，所述TE模式电场趋于集中在所述谐振器的基部303，而H₁₁模式电场趋于集中在所述谐振器的顶部305(窄部分)。这两种模式的纵向位移改善了谐振器(或使用这种谐振器的电路)的性能，这是因为所述圆锥形介质谐振器可以邻近其它的微波装置(诸如其它的谐振器，微波传输带，调谐板，和输入/输出耦合环)定位从而使得它们各自的TE模式电场彼此靠近，并且因此强有力地耦合，而它们各自的H₁₁模式电场彼此之间进一步保持分离，并且因此几乎没有强有力地彼此耦合。因此，H₁₁模式几乎不会象现有技术中那样耦合到相邻的微波装置，在现有技术中所述TE模式和H₁₁模式被物理定位成彼此非常靠近。

另外，模式分离(即模式之间的频率间隔)在圆锥形谐振器中被增加了。更甚之，谐振器的底部可以被截去从而消除H₁₁模式场将会被集中的谐振器的很大一部分，因此显著地减弱了H₁₁模式的强度。

当与诸如公开在美国专利申请公开US2004-0051602A1中的圆锥形谐振器一起使用时，本发明的概念是特别有用的，但是也适用于诸如示出在图13中的更多的传统圆柱形谐振器。根据本发明的概念，介质谐振器的中心纵向通孔成形为使得在主要存在乱真模式的体积中移除更多的介电材料。通过这样，所述乱真模式可以被减弱。但是，更主要地是，那些乱真模式与基本模式的频率分离被增加了，因此可以较少考虑那些乱真模式，因为它们可以更容易地被滤掉。

图3A和3B分别是根据本发明第一实施例的介质谐振器30的透明正视图和透视图。所述谐振器主体主要是具有小的圆柱形基部的圆锥形，所述基部邻近所述主体的圆锥形部分的较大纵向端。可以考虑的是包括下圆柱形基部31和上圆锥形部分33。优选地，下圆柱形基部31的高度相对于圆锥形部分33的高度来说较小。正如上述美国专利申请公开US2004-0051602A1所公开的那样，圆锥形介质谐振器提供了TE和H₁₁模式的优秀物理分离，其中TE模式集中在谐振器的下部，而H₁₁模式集中在谐振器上部。TM模式场线沿着与TE和H₁₁场线正交的谐振器的纵向上延伸，并且被集中在谐振器的中心附近。

根据本发明，单台阶纵向通孔34被设置成包括具有相对大横截面的上部34a和具有相对小横截面的下部34b。特别地，在谐振器30的上部中，在谐振器主体的较小纵向端的附近，谐振器主体的横截面较小，并且因此H₁₁模式被集中在此处。这里正是所述通孔的较大直径部分所设置的地方。较大通孔直径在H₁₁模式所集中的所述主体顶部的附近提供更少的介电材料，这减弱了H₁₁模式场强并增大了其频率。在另一方面，在邻近TE模式趋于被集中的圆锥形谐振器主体的较大纵向端的谐振器的下部中，所述通孔具有较小的直径，因此为TE模式提供了相对较多的材料，因此保持了其频率低和其场强。

TM模式场线趋于在图3A中的上下方向上穿过谐振器的中心。因此，使得一部分通孔变大还去除了一些在TM模式集中处的介电材料，因此也提升了其频率并且减弱了其强度。

在圆锥形谐振器中，H₁₁模式和TM模式靠近谐振器的几何中心被激励，而TE模式趋于更靠近圆锥形谐振器的外围被激励。在另一方面，在传统圆柱形谐振器中，虽然TM模式依旧趋于在谐振器的几何中心附近被激励，但H₁₁模式趋于更靠近所述外围被激励。如果使用圆形调谐板并且该板被设置成与所述谐振器同轴，TM模式趋于与所述通孔重合地集中，即在纵向上在谐振器的中间指向。

图4A和4B分别是根据本发明第二实施例的介质谐振器40的透明正面图和透视图。谐振器主体的形状基本上与图3A和3B所示的谐振器30的形状相同，包括下圆柱形部分41和上圆锥形部分43。但是，纵向通孔44不同之处在于，其包括两个台阶，因此形成三个部分44a，44b，44c，包括在所述主体上和下纵向端附近的两个较大直径部分44a、44c以及连接它们的较小直径部分44b。这种设计也在增加TE模式与H₁₁和TM模式之间的模式分离方面工作良好。

图5A和5B分别是根据本发明第三实施例的介质谐振器50的透明正面图和透视图。在这一实施例中，谐振器主体的外表面与图3A和3B以及图4A和4B中的相同。但是，在这个实施例中，通孔54包括第一下圆柱形部分54a和第二上圆锥形部分54b。圆锥形部分54b在其与通孔的圆柱形部分相遇的分界面55处的直径等于圆柱形部分54a的直径并且随着其远离所述分界面朝向谐振器主体的较小纵向端移动而增加。换言之，由所述通孔的圆锥形部分所限定的圆锥相对于由谐振器主体的圆锥形部分所限定的圆锥是相反的。这个实施例在将H₁₁模式在频率上从基本TE模式移开方面是特别有效的。这种设计在H₁₁模式存在处去除了大量的介电材料。

图6A和6B分别是根据本发明第四实施例的介质谐振器60的透明正面图和透视图。同样，所述主体具有与先前实施例基本相同的外部形状。通孔64包括两个叠置的圆锥形部分64a，64b，它们是彼此倒置，并且它们在分界处65纵向地相遇在谐振器的中心，并且随其朝向谐振器任一纵向端66a，66b的纵向移动而扩张。类似于第三实施例，本实施例在抑制H₁₁和TM模式方面是特别有效。但是，下圆锥在TM模式集中处去除一些材料，并且因此具有将TE模式在频率上推升的通常所不希望的额外效果。因此，这种设计通常会比第三实施例需要较大的谐振器，以提供所希望的基本TE模式频率。

图7A和7B分别是根据本发明第五实施例的介质谐振器70的透明正面图和透视图。在这个实施例中，通孔74在谐振器的全部高度上具有恒定的直径。但是，谐振器的外表面包括三个部分，即下圆柱形部分71，中间圆锥形部分73和上圆柱形部分72。下圆柱形部分71与圆锥形部分73连续。换句话说，下部圆柱形部分的直径与圆锥形部分的基部的直径相同。但是，上圆柱形部分72相对于所述圆锥呈阶梯状，即在从圆锥形部分73到上圆柱形部分72的过渡处，通孔的外表面在直径上有一个突变。以另一种方式讲，谐振体的上圆柱形部分72的直径(或横截面)小于谐振体的圆锥形部分73的上纵向端的直径。这个实施例在H₁₁模式存在处去除了很多介电材料。但是，通常在TM模式存在处没有去除任何介电材料，并且因此对TM模式的频率没有太大的影响。

图8A和8B分别是根据本发明第六实施例的透明正面图和透视图。在这个实施例中，谐振器80的外表面是圆柱形的，而通孔84包括两个叠置的圆锥84a，84b，它们是彼此颠倒，但是具有连接两个圆锥的短圆柱形部分84c。这里的特定通孔形状在很大程度上具有与第五实施例中相同的优势。但是，通常来说，圆柱形谐振器比圆锥形谐振器具有较少的希望性能，因为在圆柱形谐振器中，H₁₁模式和TE模式彼此间物理靠得更近。特别地，H₁₁模式移动更靠近谐振器主体的外围。因此，通常来说，更难于在H₁₁模式主要存在的地方去除材料而不同时在TE模式存在的地方去除材料。另外，圆柱形谐振器没有耦合于其它的谐振器以及圆锥形谐振器。因此，圆柱形谐振器更适合于用在仅包括单个谐振器的电路或无需谐振器之间强耦合的窄带电路中。但是，在需要在两个或多个谐振器之间强耦合的宽带电路或其它电路中，圆锥形谐振器是更优选的。这一点通常适用于本发明并且不是对本发明的限制。

图9A和9B分别是根据本发明第七实施例的介质谐振器90的透明正面图和透视图。这个实施例，除了通孔94外类似于第六实施例，代替包括两个圆锥，所述通孔94包括三个圆柱形部分94a，94b和94c。特别地，通孔94包括两个在谐振器相对端处具有较大直径的部分94a，94c，这两个部在中间由较小直径部分94b连接。这种设计通常具有类似于第六实施例的特性。与第六实施例相比，模式分离可能稍小。但是，这一特定实施例的优势在于制造成本要少于第六实施例，因为在介质谐振器中制造圆锥形通孔要比制造台阶圆柱形通孔的成本多。因此，在模式分离和乱真响应方面的极端高性能不是至关重要的应用中，由于成本节约，使用台阶圆柱形通孔的实施例是优选的。

为了验证本发明的某些益处，在来自于美国加州Palo Alto的AgilentTechnologies公司的HFSS V9.2仿真软件上执行仿真。特别地，在具有epsion为43并在谐振器的整个高度上具有恒定直径通孔的圆锥形谐振器相对于如图3A和3B所示实施例中具有单个台阶通孔的相同谐振器之间进行模式分离比较。就直通孔而言，基本TE模式存在于1805MHz频率的中心以及第一混合H₁₁模式的频率中心处在2605MHz。因此，基本模式和第一乱真模式之间的频率间隔大约是800MHz。就台阶通孔而言，基本模式处在1843MHz，而第一混合H₁₁模式处在2790MHz。这存在着大约950MHz的间隔，相比单个直径通孔多出150MHz。

除了具有诸如图6A和6B所示实施例中的两个颠倒圆锥形通孔外，在基本上等同于上述两个电路的电路上进行另外的仿真。就这种结构而言，基本TE模式具有1848MHz的中心频率而H₁₁模式具有2716MHz的中心频率，因此在基本模式和第一乱真模式之间提供大约900MHz的频率间隔。这仍旧比具有直通孔的介质谐振器多出100MHz。

在另一组仿真中，具有epsion为78和直通孔的圆柱形谐振器为TE模式产生1952MHz的中心频率，并且为H₁₁模式产生2686MHz的中心频率。因此，在基本模式和第一乱真模式之间的频率间隔为大约730MHz。基本相同的谐振器的仿真，但是具有诸如图4A和4B所示实施例中的双台阶通孔为TE模式产生2179MHz的中心频率，并且为第一混合模式(这种情况是H_12O模式)产生3333MHz的中心频率。这在基本TE模式和第一乱真模式H11之间提供大约1150MHz的频率间隔。因此，虽然本实施例增加了基本TE模式的中心频率，但更显著地增加了基本TE模式和第一混合模式之间的频率间隔。特别地，所述频率间隔从大约730MHz被增加到大约1150MHz。

在另一具有epsion为45和直通孔的圆柱形谐振器的仿真中，基本模式和第一混合模式之间的频率间隔大约为350MHz。尤其是基本TE模式中心在1018MHz，而第一混合模式中心在1370MHz。另一个仿真是在与上述电路基本相同的电路上运行的，除了具有双颠倒圆锥形通孔，如在图6A和6B所示的实施例中，具有600MHz的频率分离。特别地，所述基本TE模式在1033MHz被集中，而第一乱真模式(在这一仿真中的H_12O)在大约1624MHz被集中。因此，所述频率间隔从大约350MHz被增加到大约600MHz。

正如上面所述，本发明不显著地影响谐振器之间的耦合性能。因此，虽然本发明在与圆柱形谐振器一起使用时相对于乱真响应具有显著的优势，但是它没有从本质上解决圆柱形谐振中固有的不良耦合问题。在另一方面，圆锥形谐振器向相邻谐振器之间的耦合场(或者谐振器和诸如输入或输出耦合环的其它电路之间)提供了极大的增强能力。本发明的可变横截面通孔概念提供了在基本模式和乱真模式之间改善的频率间隔的不同优势。因此，通过将这两个特点进行结合，人们可以建立非常高性能的介质谐振器电路。设计这样一种电路，使得圆锥谐振器相对于彼此的位置可以被调整，从而调节它们之间的耦合，所述电路的带宽并且因此提供了一种更为有用的电路。

但相对于圆柱形谐振器，已经发现在这种谐振器之间改善耦合的方法。

图10A和10B分别是一个两极介质谐振器电路布局的侧视图和透视图，其中两个谐振器80，80被同轴设置在壳体89中(在这种情况下，一般是根据图8A和8B所示实施例中的圆柱形谐振器)。图11A和11B示出相同的电路，但是其中一个谐振器80绕其几何中心旋转90度，从而使得电路中的两个谐振器的纵向轴彼此垂直。仿真示出当如图10A和10B所示被同轴定向时，两个谐振器80，80之间的耦合是41MHz，而当如图11A和11B所示被正交定向时，两个谐振器80，80之间的耦合被减少到17MHz。因此，显然的是当谐振器被设置成彼此同轴时获得较强的耦合。

图12A和12B分别是根据本发明一特定优选实施例的四极介质谐振器电路100的透明侧视图和透视图。电路100包括包含四个圆柱形谐振器101的壳体102。所述谐振器是具有通孔的圆柱形谐振器，所述通孔包括两个颠倒的圆锥形部分，两个圆锥形部分通过在它们顶部处的小圆柱形部分相连，正如图8A和8B所示的那样。谐振器101被设置成使得单条线115交叉于每个谐振器的几何中心。

所述电路包括输入耦合器107和输出耦合器108，输入耦合器107接收来自于输入同轴电缆104的信号，输出耦合器108提供穿过输出同轴电缆106的输出信号。

圆形调谐板110邻近每一介质谐振器101定位，每一个穿过壳体102的壁中的开口。所述调谐板110可以具有外螺纹，而延伸穿过壳体的孔具有内螺纹，从而使得所述调谐板110在那些孔中可以被旋转，从而影响它们在图12中箭头112，113方向上的运动。安装销111穿过在调谐板110的纵向中心内的通孔，并且安装到谐振器101的侧壁上。安装销111相对于它们所穿过的调谐板110可旋转，并且因此可以被用来使所述谐振器101相对于彼此绕轴114旋转。例如，所述安装销可以具有外螺纹并且与调谐板中的孔上的配合螺纹进行配合。

上面所述的实施例仅仅示出一种用于将所述谐振器安装到所述壳体的可能技术，从而使得所述谐振器可以相对于彼此旋转，使得它们可被同轴设置并且从其调整。所述谐振器安装销无需与所述调谐板螺纹配合，而是可以具有任何可旋转连接件的形式，该连接件配合于谐振器，壳体或沿其长度的任何其它地方。另外，虽然示出的实施例是特别优选的，但是所述安装销可以整体与调谐板分离。优选地，安装销的纵向轴都被定向成垂直于连接各谐振器的几何中心的线。优选地，调谐板的纵向轴和安装销彼此平行。它们可以是彼此同轴的，正如图12A和12B的示例那样。可选地，它们可以是同轴的，但是被安装在所述壳体的相对侧上。

Claims (23)

1、一种介质谐振器，包括由介电材料形成的主体，所述主体包括纵向通孔，所述通孔垂直于所述纵向的横截面面积作为所述纵向函数变化。

2、如权利要求1所述的介质谐振器，其中所述通孔包括台阶形的圆柱形通孔。

3、如权利要求1所述的介质谐振器，其中所述通孔包括具有较大纵向端和较小纵向端的圆锥形部分。

4、如权利要求1所述的介质谐振器，其中所述通孔包括第一和第二圆锥形部分，所述第一和第二圆锥形部分彼此颠倒，其中所述第一和第二圆锥形部分随它们接近所述谐振器主体的纵向端横截面增加。

5、如权利要求4所述的介质谐振器，其中所述谐振器主体包括截锥部分。

6、如权利要求5所述的介质谐振器，其中所述谐振器主体还包括连接所述圆锥形部分的所述较大纵向端的圆柱形部分。

7、如权利要求6所述的介质谐振器，其中所述通孔还包括圆柱形部分，而所述通孔的所述第一和第二圆锥形部分由所述通孔的所述圆柱形部分连接。

8、如权利要求4所述的介质谐振器，其中所述谐振器主体是圆柱形。

9、如权利要求1所述的介质谐振器，其中所述谐振器主体包括具有较小纵向端和较大纵向端的截圆锥形部分，并且其中所述台阶形圆柱形通孔包括具有第一横截面的第一部分和具有大于所述第一横截面的第二横截面的第二部分，所述第二部分位于所述较小纵向端附近，而所述第一部分位于所述较大纵向端附近。

10、如权利要求1所述的介质谐振器，其中所述通孔包括具有第一横截面的第一部分，具有第二横截面的第二部分，以及具有第三横截面的第三部分，其中所述第一和第三横截面大于所述第二横截面，此外，所述通孔的所述第一和第三部分分别位于所述谐振器主体的相对纵向端附近，并且所述通孔的所述第二部分连接所述通孔的所述第一和第三部分。

11、如权利要求10所述的介质谐振器，其中所述谐振器主体包括具有较小纵向端和较大纵向端的截圆锥部分。

12、如权利要求10所述的介质谐振器，其中所述谐振器主体包括圆柱体。

13、如权利要求1所述的介质谐振器，其中所述谐振器主体包括具有较小纵向端和较大纵向端的截圆锥部分，其中所述通孔包括圆柱形部分和圆锥形部分，其中所述通孔的所述圆柱形部分位于所述谐振器主体的所述较大纵向端附近，而所述通孔的所述圆锥形部分位于所述谐振器主体的所述较小纵向端附近，所述通孔的所述圆锥形部分相对于所述谐振器主体的所述圆锥部分是颠倒的。

14、一种介质谐振器电路，包括：

多个介质谐振器，每个谐振器包括由介电材料形成的主体，所述主体包括纵向通孔，所述通孔在垂直于纵向方向的截面面积上作为纵向的函数变化，其中所述介质谐振器相对于彼此设置，从而使得介质谐振器的几何中心在单条线上；

包含所述介质谐振器的壳体；

输入耦合器；

输出耦合器；

将每个介质谐振器安装在所述壳体上的销，每个销具有耦合到所述壳体的第一部分和耦合到相应的介质谐振器的第二部分，每个销具有垂直并且相交于所述单条线的纵向轴，所有的销彼此平行并且所述销绕它们的纵向轴可相对于所述壳体和所述相对应的介质谐振器中的至少一个旋转。

15、如权利要求14所述的介质谐振器电路，其中每个所述销包括可旋转的连接件。

16、如权利要求14所述的介质谐振器电路，其中每个所述销被安装到所述壳体上，从而使得其沿着它的纵向轴是可移动的，以便沿着那个轴移动所述相应的介质谐振器。

17、如权利要求16所述的介质谐振器电路，还包括：

对应于每一介质谐振器并且相邻每一介质谐振器安装的调谐板。

18、如权利要求17所述的介质谐振器电路，其中，每一所述调谐板具有圆形横截面并且被取向成使得垂直于其横截面的轴平行于将所述相应的介质谐振器安装到所述壳体的所述安装销的所述纵向轴。

19、如权利要求18所述的介质谐振器电路，其中所述调谐板的所述轴与所述相应的安装销的所述纵向轴是同轴的。

20、如权利要求19所述的介质谐振器电路，其中所述调谐板具有外螺纹，并且被螺纹安装在所述壳体中的相配合的螺纹孔中，因此所述调谐板可以被旋转从而调谐所述介质谐振器电路。

21、如权利要求20所述的介质谐振器电路，其中每个所述销具有外螺纹并且螺纹配合于所述壳体，因此所述销和所述相应的介质谐振器可以相对于所述壳体旋转。

22、如权利要求21所述的介质谐振器电路，其中每个所述调谐板包括通孔，并且其中每个所述销穿过相应调谐板的所述通孔，并且在其中相对于所述调谐板是可旋转的。

23、如权利要求22所述的介质谐振器电路，其中每个所述销具有外螺纹并且每个所述调谐板中的每个所述通孔具有配合螺纹，因此所述销可以相对于所述调谐板旋转。

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