CN214043960U - 介质谐振结构及介质波导器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种介质谐振结构及介质波导器件，介质谐振结构包括介质块及包覆于介质块的外表面的金属层，介质块具有相对设置的第一表面及第二表面。第一表面形成有金属化的耦合孔，第二表面形成有金属化的增强孔及金属化的介质槽，且至少一个介质槽与增强孔连通。增强孔及介质槽能够对介质块内的谐振起到增强作用。因此，在不改变介质块尺寸的前提下，通过设置增强孔及介质槽即可提升耦合孔的耦合强度，从而提升介质波导器件的耦合带宽。

Description

介质谐振结构及介质波导器件

技术领域

本实用新型涉及微波通信技术领域，特别涉及一种介质谐振结构及介质波导器件。

背景技术

介质波导器件，是将传统波导器件的空气填充形式改进成高介电常数陶瓷材料填充。陶瓷介质材料通过压铸成型，起到传输信号和结构支撑的作用。金属材料附着在瓷介质材料表面作为电壁，起到电磁屏蔽作用。介质波导器件能够明显的减小器件的尺寸和重量，故已被广泛应用。

为了实现介质波导器件的信号输入及输出，通常的做法是将射频连接器的内芯伸入位于介质波导器件的金属化盲孔中，且射频连接器的内芯与金属化盲孔壁紧密贴合。但是，受介质波导器件的尺寸的限制，上述传输信号的方式所产生的端口耦合带宽在到达一定强度时，将不能继续增加。因此，现有介质波导器件的耦合带宽有限。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有介质波导器件的耦合带宽有限的问题，提供一种能够提升耦合带宽的介质谐振结构及介质波导器件。

一种介质谐振结构，包括介质块及包覆于所述介质块的外表面的金属层，所述介质块具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面形成有金属化的耦合孔，所述第二表面形成有金属化的增强孔及金属化的介质槽，且至少一个所述介质槽与所述增强孔连通。

在其中一个实施例中，所述增强孔与所述耦合孔同轴设置。

在其中一个实施例中，所述增强孔及所述耦合孔均为圆形盲孔，且所述增强孔的孔径大于所述耦合孔的孔径。

在其中一个实施例中，所述介质槽呈长条形，且所述介质槽的延伸方向与所述介质块内的微波传输方向一致。

在其中一个实施例中，所述介质块内形成多个沿微波传输方向排列的介质谐振腔，所述增强孔位于相邻的两个所述介质谐振腔之间。

在其中一个实施例中，相邻的两个所述介质谐振腔上均形成有所述介质槽，且其中一个所述介质谐振腔上的所述介质槽与所述增强孔连通，另一个所述介质谐振腔上的所述介质槽与所述增强孔隔离。

在其中一个实施例中，所述第一表面对应每个所述介质谐振腔的位置还形成有金属化的调谐孔。

在其中一个实施例中，所述金属层位于所述第一表面的一侧形成有环形镂空部，以暴露出所述介质块，且所述环形镂空部沿所述耦合孔的周向延伸。

在其中一个实施例中，所述金属层在所述环形镂空部形成有与所述耦合孔的内壁连接的电连接片，所述电连接片呈环形并沿所述耦合孔的周向延伸。

一种介质波导器件，包括：

如上述优选实施例中任一项所述的介质谐振结构；及

射频连接器，包括内芯，所述射频连接器贴设于所述第一表面且所述内芯伸入所述耦合孔内。

上述介质谐振结构及介质波导器件，增强孔及介质槽能够对介质块内的谐振起到增强作用。因此，在不改变介质块尺寸的前提下，通过设置增强孔及介质槽即可提升耦合孔的耦合强度，从而提升介质波导器件的耦合带宽。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型较佳实施例中介质波导器件的结构示意图；

图2为本实用新型较佳实施例中介质谐振结构与射频连接器配合的示意图；

图3为图2所示介质谐振结构与射频连接器配合的剖视图；

图4为本实用新型较佳实施例中介质波导器件的频率响应示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，本实用新型提供了一种介质波导器件10及介质谐振结构100。其中，介质波导器件10包括质谐振结构100及射频连接器200。

质谐振结构100用于形成谐振腔，以供微波信号在介质波导器件10内实现传导，而射频连接器200则可实现微波信号的输入或输出。介质波导器件10可以是滤波器、合路器及双工器等射频器件。而且，介质波导器件10可以是单层或多层结构。

如图1所示，本实施例中的介质波导器件10为双层结构。因此，两个质谐振结构100层叠设置。

请一并参阅图2及图3，本实用新型较佳实施例中的介质谐振结构100包括介质块110及金属层120。

介质块110可以是高介电常数陶瓷，也可以是其他微波介质材料。介质块110具有相对设置的第一表面及第二表面，即图示上表面及下表面。介质块110一般呈长条形，也可根据介质波导器件10的形状要求进行调整。金属层120包覆于介质块110的外表面，可起到电磁屏蔽作用。金属层120可以是铜箔片。

介质块110的第一表面形成有金属化的耦合孔101，第二表面形成有金属化的增强孔102及金属化的介质槽103。金属化指的是，耦合孔101、增强孔102及介质槽103的内壁均通过固化铜、银或其合金形成金属内壁，以实现导电。

耦合孔101用于与射频连接器200配合，实现微波信号的输入及输出。具体的，射频连接器200包括内芯210，射频连接器200贴设于第一表面且内芯210伸入耦合孔101内。

在本实施例中，金属层120位于第一表面的一侧形成有环形镂空部105，以暴露出介质块110，且环形镂空部105围绕耦合孔101的周向延伸。

环形镂空部105可将耦合孔101的金属化内壁与金属层120其他区域隔离开。在射频连接器200安装时，能够防止发生短路现象。同时，通过设置环形镂空部105也能起到改善耦合孔101处的耦合强度的作用。

进一步的，在本实施例中，金属层120在环形镂空部105形成有与耦合孔101的内壁连接的电连接片121，电连接片121呈环形并沿耦合孔101的周向延伸。电连接片121可与环形镂空部105同轴设置。其中，电连接片121可增加介质谐振结构100与射频连接器200的接触面积，保证连接的可靠。

耦合孔101及增强孔102均可以是圆形的盲孔，增强孔102与耦合孔101可以连通也可以不连通。而且，至少一个介质槽103与增强孔102连通。增强孔102及介质槽103能够对介质块110内的谐振起到增强作用。而且，介质槽103与增强孔102连通时，能够使得增强作用进一步提升。因此，在不改变介质块110尺寸的前提下，即可提升耦合孔101处的信号耦合强度，从而提升介质波导器件10的耦合带宽。

参照图4可知，设置增强孔102及介质槽103后，介质谐振结构100的响应频率跨越两个频段，故端口的耦合带宽得到显著提升。

在本实施例中，介质槽103呈长条形，且介质槽103的延伸方向与介质块110内的微波传输方向一致。

介质槽103可以呈矩形、椭圆形等形状。介质块110内的微波由前一个谐振腔向后一个谐振腔传输。如图2所示，微波在水平方向传输，则介质槽103沿水平方向延伸。此时，介质槽103对端口耦合的增强作用更明显，端口的耦合强度可进一步加强，耦合带宽进一步提升。

另外，端口的耦合带宽的强度与介质槽103的尺寸有关，故通过对介质槽103的宽度、长度、深度及位置进行控制，可实现对介质波导器件10耦合带宽的控制，从而大大降低了设计与调试的难度，增加了设计和调试的灵活性。而且，在装配完成后，还可通过对介质槽103内金属化内壁进行切、削等操作，改变其金属化内壁的表面积，从而对耦合带宽进行调节。

通过设置增强孔102及介质槽103，在增加耦合带宽的同时避免了增加其他配件，故不影响原有的加工和装配。介质谐振结构100加工时，仅需对介质块110增加切、削、铣等操作，故不受器件加工精度的限制，并可减轻介质谐振结构100的重量，节约了成本。

增强孔102与耦合孔101可以对齐也可错开。具体在本实施中，增强孔102与所述耦合孔101同轴设置。如此，可使增强孔102对介质块110内微波谐振的增强作用进一步提升，从而进一步提升耦合带宽。

而且，为了更进一步的提升耦合带宽，本实施例中的增强孔102的孔径大于耦合孔101的孔径。

在本实施例中，介质块110内形成多个沿微波传输方向排列的介质谐振腔(图未标)，增强孔102位于相邻的两个介质谐振腔之间。

微波信号在介质块110内传递时，将由前一个介质谐振腔向下一个介质谐振腔依次传输。在同一个介质块110内形成多个介质谐振腔，有利于提升介质谐振结构100的一致性。而且，增强孔102位于两个介质谐振腔之间，能够对两个介质谐振腔均产生影响。

进一步的，在本实施例中，相邻的两个介质谐振腔上均形成有介质槽103，且其中一个介质谐振腔上的介质槽103与增强孔102连通，另一个介质谐振腔上的介质槽103与所述增强孔102隔离。具体的，每个介质谐振腔上均可形成一个或者多个介质槽103。

进一步的，在本实施例中，第一表面对应每个介质谐振腔的位置还形成有金属化的调谐孔104。

调谐孔104可以是多个，调谐孔104的形状可以与耦合孔101相同，也可为圆形盲孔。通过调谐孔104能够分别对对应的介质谐振腔的频率进行调节，从而产生所需的谐振频率。

上述介质谐振结构100及介质波导器件100，增强孔102及介质槽103能够对介质块110内的谐振起到增强作用。因此，在不改变介质块110尺寸的前提下，通过设置增强孔102及介质槽103即可提升耦合孔101的耦合强度，从而提升介质波导器件10的耦合带宽。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种介质谐振结构，包括介质块及包覆于所述介质块的外表面的金属层，所述介质块具有相对设置的第一表面及第二表面，其特征在于，所述第一表面形成有金属化的耦合孔，所述第二表面形成有金属化的增强孔及金属化的介质槽，且至少一个所述介质槽与所述增强孔连通。

2.根据权利要求1所述的介质谐振结构，其特征在于，所述增强孔与所述耦合孔同轴设置。

3.根据权利要求1所述的介质谐振结构，其特征在于，所述增强孔及所述耦合孔均为圆形盲孔，且所述增强孔的孔径大于所述耦合孔的孔径。

4.根据权利要求1所述的介质谐振结构，其特征在于，所述介质槽呈长条形，且所述介质槽的延伸方向与所述介质块内的微波传输方向一致。

5.根据权利要求1所述的介质谐振结构，其特征在于，所述介质块内形成多个沿微波传输方向排列的介质谐振腔，所述增强孔位于相邻的两个所述介质谐振腔之间。

6.根据权利要求5所述的介质谐振结构，其特征在于，相邻的两个所述介质谐振腔上均形成有所述介质槽，且其中一个所述介质谐振腔上的所述介质槽与所述增强孔连通，另一个所述介质谐振腔上的所述介质槽与所述增强孔隔离。

7.根据权利要求5所述的介质谐振结构，其特征在于，所述第一表面对应每个所述介质谐振腔的位置还形成有金属化的调谐孔。

8.根据权利要求1所述的介质谐振结构，其特征在于，所述金属层位于所述第一表面的一侧形成有环形镂空部，以暴露出所述介质块，且所述环形镂空部沿所述耦合孔的周向延伸。

9.根据权利要求8所述的介质谐振结构，其特征在于，所述金属层在所述环形镂空部形成有与所述耦合孔的内壁连接的电连接片，所述电连接片呈环形并沿所述耦合孔的周向延伸。

10.一种介质波导器件，其特征在于，包括：

如上述权利要求1至9任一项所述的介质谐振结构；及

射频连接器，包括内芯，所述射频连接器贴设于所述第一表面且所述内芯伸入所述耦合孔内。

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