CN204361232U - 一种能大幅降低谐振频率的谐振腔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，包括腔体和盖板，腔体内部掏空，腔体顶部由盖板密封，腔体内部设置有介电常数大于1的介质块。本实用新型在降低滤波器高度的同时维持单腔横向尺寸不变，通过介质加载大幅降低了谐振腔的谐振频率。在滤波器的小型化中，当横向尺寸的缩小已趋于饱和的情形下，通过降低纵向尺寸来缩小体积成为一种可能。而纵向尺寸的降低必然导致谐振腔频率的上升。通过介质加载来抵消因降低高度导致的频率上升，从而维持了谐振腔的谐振频率，在滤波器的小型化中起到了极其重要的作用。

Description

一种能大幅降低谐振频率的谐振腔

技术领域

本实用新型涉及滤波器技术领域，具体地指一种能大幅降低谐振频率的谐振腔。

背景技术

滤波器的设计主要包括谐振频率和耦合的设计，现有技术中，谐振单腔频率的设计主要通过均匀阻抗谐振器UIR实现或介质谐振器实现。实际中为降低谐振频率，通过对UIR采用电容加载的阶跃阻抗谐振器SIR实现。

随着通信技术的发展，滤波器逐渐向小型化、低成本、高性能和高集成发展。在以前的设计中，滤波器的小型化主要体现在横截面积的缩小上，目前横截面积的缩小已基本趋于饱和，为了进一步降低体积，只能采取降高度的方式。然而直接降低高度，会存在以下问题：

1、若要保持原来的频率，则单腔横向尺寸需要增加，这样使滤波器小型化的方案得不偿失；

2、若维持单腔横向尺寸不变，必然导致单腔谐振频率的快速升高，为降低谐振频率，必然会采取减小谐振杆外直径、增大谐振杆圆盘直径或增加谐振腔内部件的纵向高度等措施。

对于频率较低的滤波器，如700MHz频段的LTE滤波器，这些措施容易使金属部件间距太小，从而导致在高低温或温循时电气不良或批量生产困难；有时甚至无法将频率降低到要求值，因此，通过降低滤波器的高度来达到滤波器小型化的目的给设计带来了较大的挑战。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单，使用方便且能大幅降低谐振频率的谐振腔。

本实用新型的技术方案为：一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，包括腔体和盖板，所述腔体内部掏空，所述腔体顶部由盖板密封，其特征在于：所述腔体内部设置有介电常数大于1的介质块。

优选地，所述介质块设置在所述腔体的底部与所述盖板之间。

优选地，所述腔体的底部设有台阶，所述介质块设置在所述台阶与所述盖板之间。

优选地，所述腔体的底部设有谐振杆，所述介质块设置在所述谐振杆与所述盖板之间。

优选地，所述腔体的底部从下至上依次设有台阶和谐振杆，所述介质块设置在所述谐振杆与所述盖板之间。

进一步地，所述介质块的上表面与所述盖板接触或不接触，所述介质块的下表面与用于固定所述介质块的构件接触，并固定设置在所述构件上。

更近一步地，所述介质块为所述谐振杆的圆盘。

更近一步地，所述介质块的上表面和下表面覆盖有金属层；所述介质块上表面还设有金属化的薄垫片或薄盖板。

优选地，用于固定所述介质块的构件顶部设有一圈或两圈第一凸起，所述第一凸起对应设置在所述介质块径向外侧、内侧或两侧。

优选地，用于固定所述介质块的构件顶部设有若干个第二凸起，所述介质块下表面设置有若干个与所述第二凸起相匹配的凹槽。

优选地，所述介质块为所述谐振杆的圆盘

本实用新型在降低滤波器高度的同时维持单腔横向尺寸不变，通过介质加载大幅降低谐振腔的频率来抵消因降低高度导致的频率上升，从而维持了谐振腔的谐振频率，在滤波器的小型化中起到了极其重要的作用。且因介质块一般较薄，烧结使用的介质材料比烧结一般介质滤波器的谐振杆少得多，故相应的也可降低成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构正视图；

图2为图1的俯视图；

图3为介质块设置在腔体的内壁底部与盖板之间时，图2中A-A剖面示意图；

图4为介质块设置在台阶与盖板之间时，图2中A-A剖面示意图；

图5为介质块设置在谐振杆与盖板之间时，图2中A-A剖面示意图；

图6为在腔体内有台阶和谐振杆，介质块设置在谐振杆与盖板之间时，图2中A-A剖面示意图；

图7为第一凸起在介质块径向外侧局部放大示意图；

图8为第一凸起在介质块径向内侧局部放大示意图；

图9为第一凸起在介质块径向两侧局部放大示意图；

图10为构件顶部的第二凸起与介质块4底面凹槽配合时局部放大示意图；

图11为谐振杆的圆盘采用介质材料制成时，谐振腔的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

我们知道，滤波器谐振单腔的谐振频率可以表示为其中L和C分别表示谐振单腔的等效电感和等效电容,等效电容由平行板电容和其它间隙电容并联组成。平行板电容可以表示为C＝εS/d。本实施例通过介质加载，将平行板之间介质的介电常数由真空中1增大到远大于真空的介电常数ε，在不改变其它条件的同时，其它并联间隙电容不变，增加了平行板之间的电容C',从而降低了谐振单腔的谐振频率。通过增大介质块的介电常数，理论上可以最多成倍的降低介质单腔的谐振频率。

参考附图，为了达到降低谐振腔的谐振频率的目的，本实施例一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，包括腔体1和盖板5，腔体1内部掏空，腔体1顶部由盖板5密封，盖板5的中部沿轴向被调谐螺杆6穿过，调谐螺杆6的尾部设置有紧固螺母9，调谐螺杆6的头部进入到腔体1内，实际中，紧固螺母9主要为使调谐螺杆6紧固，调节螺杆6在实际中起到频率的微调作用。本实用新型的创新点在于，在腔体1内部设置有介电常数大于1的介质块4，介质块4可以由介电常数大于1的介质材料制成或由多种不同介电常数大于1的介质材料做成的介质分块叠加而成。本实用新型通过在谐振腔中加载介电常数大于1的介质块4，可大幅降低谐振频率，来抵消因降低高度导致的频率上升的问题，从而维持了谐振腔的谐振频率，在滤波器的小型化中起到了极其重要的作用。

介质块4在腔体1内部的安装方式为：

1、参考图3，介质块4直接设置在腔体1的底部与盖板5之间。

2、参考图4，在腔体1的底部设有台阶2，介质块4设置在台阶2与盖板5之间。

3、参考图5，在腔体1的底部设有谐振杆3，介质块4设置在谐振杆3与盖板5之间。

4、参考图6，在腔体1的底部从下至上依次设有台阶2和谐振杆3，介质块4设置在谐振杆3与盖板5之间。

上述四种介质块4的安装方式，在腔体1内部设置了台阶2和/或谐振杆3，由于台阶2、谐振杆3和上文中的调谐螺杆6和紧固螺母9不是必须构件，如果加工精度能保证，调谐螺杆6和紧固螺母9可去掉，因此，本实用新型的谐振腔可以根据具体情况进行多种自由组合。

本实用新型的介质块4直接设置在用于固定所述介质块的构件上，介质块4的下表面与用于固定所述介质块4的构件接触，以对介质块4进行安装，因此，介质块4的上表面与盖板5接触或不接触均可。

另外，若介质块4的上、下表面分别与盖板5和用于固定所述介质块4的构件接触时，介质块4的上表面和下表面可以被金属化(一般为刷银)，以保证介质块4能与用于固定所述介质块4的构件良好接地。在介质块4的上表面还设有金属化的薄垫片或薄盖板，当介质块4的上表面与盖板5有接触的情况下，薄垫片或薄盖板可以释放温度变化过程中产生的应力。

为了更好的安装介质块4，本实用新型中用于固定介质块4的构件，例如该构件为谐振杆3，可在谐振杆3顶部设有一圈或两圈第一凸起10，第一凸起10对应设置在介质块4径向外侧(参考图7)、内侧(参考图8)或两侧(参考图9)，在介质块4安装使用时可对介质块4进行限位。还可以在谐振杆3顶部设置有若干个第二凸起11，介质块4下表面设置有若干个与第二凸起11相匹配的凹槽，装配时，介质块4可以与构件谐振杆3插合(参考图10)，以达到对介质块4进行限位的目的。

参考图3，当介质块4直接设置在腔体1的底部上时，可在腔体1的底部开设与介质块4底部相匹配的凹槽，介质块4设置在凹槽中，通过凹槽边缘对介质块4进行限位。

参考图11，在腔体1内设有谐振杆3的情况下，可将谐振杆3的圆盘采用介质材料制成，此时谐振杆3的圆盘即为介质块4，这样设计的目的在于：介质块4取代谐振腔传统金属谐振杆的圆盘，通过将介质块4的底部金属化，达到介质加载盘比金属圆盘更大辐度的降低谐振腔的谐振频率的目的。

需要说明的是，本实用新型若因加工精度满足不了要求，设置了调谐螺杆6，介质块4需设置被调谐螺杆6穿过的孔。

另外，因介质块4一般较薄，烧结使用的介质材料比烧结一般介质滤波器的谐振杆少得多，故成本也较低。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构做任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，包括腔体(1)和盖板(5)，所述腔体(1)内部掏空，所述腔体(1)顶部由盖板(5)密封，其特征在于：所述腔体(1)内部设置有介电常数大于1的介质块(4)。

2.根据权利要求1所述的一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，其特征在于：所述介质块(4)设置在所述腔体(1)的底部与所述盖板(5)之间。

3.根据权利要求1所述的一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，其特征在于：所述腔体(1)的底部设有台阶(2)，所述介质块(4)设置在所述台阶(2)与所述盖板(5)之间。

4.根据权利要求1所述的一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，其特征在于：所述腔体(1)的底部设有谐振杆(3)，所述介质块(4)设置在所述谐振杆(3)与所述盖板(5)之间。

5.根据权利要求1所述的一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，其特征在于：所述腔体(1)的底部从下至上依次设有台阶(2)和谐振杆(3)，所述介质块(4)设置在所述谐振杆(3)与所述盖板(5)之间。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，其特征在于：所述介质块(4)的上表面与所述盖板(5)接触或不接触，所述介质块(4)的下表面与用于固定所述介质块(4)的构件接触，并固定设置在所述构件上。

7.根据权利要求4或5所述的一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，其特征在于：所述介质块(4)为所述谐振杆(3)的圆盘。

8.根据权利要求6所述的一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，其特征在于：所述介质块(4)的上表面和/或下表面覆盖有金属层；所述介质块(4)上表面还设有金属化的薄垫片或薄盖板。

9.根据权利要求7所述的一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，其特征在于：用于固定所述介质块(4)的构件顶部设有一圈或两圈第一凸起(10)，所述第一凸起(10)对应设置在所述介质块(4)径向外侧、内侧或两侧。

10.根据权利要求7所述的一种能大幅降低谐振频率的谐振腔，其特征在于：用于固定所述介质块(4)的构件顶部设置有若干个第二凸起(11)，所述介质块(4)下表面设置有若干个与所述第二凸起(11)相匹配的凹槽。