專利名稱：帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微波技術領域的微波諧振腔，是一種帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導 體的微波諧振腔。
技術背景微波諧振腔廣泛地應用于微波技術領域，作為選頻元件常用于微波濾波器、 雙工器中。微波諧振器的種類有很多，典型結構型式有矩形波導諧振腔，圓波導 諧振腔，同軸諧振腔，微帶諧振腔和各種介質(zhì)諧振腔。這類諧振腔諧振頻率由它 們的幾何尺寸、邊界條件和材料特性決定，諧振頻率對應于相應的特征模式。其中金屬波導諧振腔的Q值較高，功率容量較大，常用于設計選擇性高、插損小、 功率容量大的各種濾波器或雙工器。但它們體積相對較大。采用電容加載同軸諧 振腔可以明顯的減少諧振腔體積，結構比較穩(wěn)定，被廣泛的應用在微波通訊領域。 鍍銀時的Q值的典型值為3千左右?，F(xiàn)行GSM通信系統(tǒng)工作在900MHz左右頻率 范圍。在GSM900通信系統(tǒng)基站內(nèi)雙工器中濾波器的設計通常使用的是電容加載 同軸諧振腔。在不明顯降低其它技術指標的前提下縮小諧振腔體積、從而減少濾 波器或雙工器整體體積是很有價值的。經(jīng)對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，由Powerwave Technologies公司所擁有的 美國專禾U7096565: Flanged inner conductor coaxial resonators (具有法蘭 結構內(nèi)導體的微波諧振腔)中提出了在內(nèi)導體一端加上法蘭結構以增加負載電容 的做法，該技術能縮小微波諧振腔的體積，但由于其只考慮到了增加電容效應， 而沒有考慮利用電感效應，因此其在縮小體積方面仍需要進一步改進。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體 的微波諧振腔，使微波諧振腔的體積得以進一步的縮小，用于縮小濾波器或雙工 器的尺寸。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括外導體腔、電容加載圓盤、 內(nèi)導體，所述內(nèi)導體上設有刻槽，內(nèi)導體一端與外導體腔壁連接，內(nèi)導體另一端 接有電容加載圓盤，電容加載圓盤與外導體腔的頂蓋保持平行。本發(fā)明是在現(xiàn)有 常用的電容加載同軸型諧振腔基礎上，在內(nèi)導體上引入刻槽，改變內(nèi)導體上的電 流的分布。適當形式的刻槽結構可以增加腔體內(nèi)導體的電感量，從而降低了諧振 頻率，達到縮小體積的目的。刻槽越長，電感量越大，體積縮減越多。其中，內(nèi) 導體和電容加載圓盤采用一體化結構進行加工；外導體腔則分成頂蓋和腔身兩部 分進行加工；內(nèi)導體固定于外導體腔的中心。本發(fā)明在必要時，還可以在外導體 腔上插入金屬調(diào)諧桿。所述內(nèi)導體仍然采用中空的導體圓筒結構，但在內(nèi)導體的側面加入螺旋形狀 的刻槽。槽縫的寬度要小于槽縫之間的間距，這樣既能達到引入電感量的目的， 又能保持內(nèi)導體結構的機械強度與穩(wěn)定度。所述內(nèi)導體一端接有電容加載圓盤，電容加載圓盤的內(nèi)徑等于內(nèi)導體圓筒的 內(nèi)徑，外徑可以適當選擇以增加容量，圓盤厚度與內(nèi)導體圓筒的厚度相同；內(nèi)導 體的另一端和外導體腔的底部通過螺紋連接固定。所述電容加載圓盤與外導體腔的頂蓋保持平行，并留有l(wèi)mm以上的距離，以 確保較高的功率容量。圓盤與外導體腔頂部的距離越小，圓盤的面積越大，電容 加載的效應就越明顯，整個腔體的諧振頻率就下降越多，同一頻率諧振腔的體積 就下降越多。所述外導體腔頂蓋開有小孔，用于插入金屬調(diào)諧桿，必要時作為調(diào)整腔體的 諧振頻率。所述外導體腔的內(nèi)表面和內(nèi)導體的內(nèi)、外表面以及圓盤的上、下表面皆采用 鍍銀的結構以降低損耗。本發(fā)明由于在諧振腔內(nèi)導體上引入了螺旋刻槽結構，因而增加了內(nèi)導體所具 有的電感量，從而有效降低了諧振腔的諧振頻率。比如，在無線通信系統(tǒng)中常用 的900MHz頻段，采用刻槽結構內(nèi)導體的諧振腔體積將會比目前常用的電容加載 諧振腔的體積縮小近四分之三。


圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；圖2是本發(fā)明的剖視圖；圖3是本發(fā)明的調(diào)諧頻率特性曲線；圖4是本發(fā)明的調(diào)諧Q值特性曲線。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術方案 為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護 范圍不限于下述的實施例。如圖l、圖2所示，本實施例包括內(nèi)導體l、電容加載圓盤2、外導體腔3。 所述內(nèi)導體l上設有刻槽，內(nèi)導體1一端與外導體腔3壁連接，內(nèi)導體l另一端 接有電容加載圓盤2，電容加載圓盤2與外導體腔3的頂蓋保持平行。所述內(nèi)導體1為側面帶有螺旋刻槽5的中空圓筒結構，圓筒內(nèi)徑6mra，外徑 8mm;側面刻槽5寬度lmm，刻槽5的間距大于刻槽5的寬度以保證所需的機械 強度；內(nèi)導體底部6封閉，厚1皿，上部開放。所述內(nèi)導體1的上部和去心圓盤即電容加載圓盤2直接相連，電容加載圓盤 2內(nèi)徑和內(nèi)導體1的內(nèi)徑相同，為6mm;電容加載圓盤2外徑可適當選擇以改變 電容大小，本實例中取16咖；厚度為l腿。所述外導體腔3為中空長方體結構，其橫截面內(nèi)緣為邊長25mm的正方形， 高為15mm，導體腔厚度可適當選擇，只要能保證一定的機械強度即可。外導體 腔3由頂蓋7及腔身8構成，兩者通過第二螺紋ll進行連接。所述內(nèi)導體1置于外導體腔3的底部中心位置，兩者通過第一螺紋10進行 連接固定。所述電容加載圓盤2與外導體腔頂蓋7之間平行，并留有1-2mm的間距以保 證一定的功率容量，本實例中該間距取為2mm。本實施例還可以包括金屬調(diào)諧桿4，外導體腔3頂蓋開有小孔9，該小孔9 位于外導體腔3頂蓋的中心，金屬調(diào)諧桿4通過該小孔9深入到外導體腔3內(nèi)部， 實現(xiàn)對腔體的調(diào)諧。金屬調(diào)諧桿4直徑為2咖，小孔的直徑略大于2ram。所有結構均采用黃銅制成，并且除了外導體腔3的外表面以外，其余各表面處均進行鍍銀處理，以減小損耗。將上述各部件組合起來，就形成所發(fā)明的微波諧振腔。當電磁波能量進入微波諧振腔時，電磁波將沿豎直軸方向進行傳播；并在外 導體腔3的頂蓋和底部處反射，形成振蕩。電容加載圓盤2的存在使得電磁場的 分布改變，使得諧振腔的諧振頻率降低，達到縮小諧振腔體積的目的，而本發(fā)明 所引入的螺旋刻槽結構則改變了內(nèi)導體上的電流分布，增加了腔體的電感，使得 諧振頻率進一步降低，這也就達到了進一步縮小微波諧振腔尺寸的目的。通過控制調(diào)諧金屬桿4插入腔體的深度，可以在一定程度上影響電磁場的分布，達到對 諧振頻率微調(diào)的目的。本發(fā)明的性能可以通過如下仿真結果進一步說明。圖3給出了以專業(yè)軟件仿真的，按上述尺寸設計的微波諧振腔諧振頻率隨金 屬桿插入長度變化的特性曲線，從圖中可以看出，插入長度的變化范圍為0.2mm 到6mm，對應的諧振頻率則從914MHz單調(diào)遞減到866MHz。這表明在引入螺旋刻 槽結構以后，該尺寸的諧振腔完全可以工作在無線通信系統(tǒng)中常用的900MHz頻 段，而對于傳統(tǒng)的電容加載同軸諧振腔，要達到900MHz的諧振頻率，其體積為 該尺寸的4倍左右。圖4是諧振腔空載Q值隨金屬桿插入長度變化的特性曲線，從圖中可以看出， Q值都能保證在500以上，基本能滿足目前使用的需要。
權利要求
1.一種帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，包括外導體腔、電容加載圓盤、內(nèi)導體，其特征在于，所述內(nèi)導體上設有刻槽，內(nèi)導體一端與外導體腔壁連接，內(nèi)導體另一端接有電容加載圓盤，電容加載圓盤與外導體腔的頂蓋保持平行。
2. 如權利要求1所述的帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，其特征是， 所述內(nèi)導體為中空的導體圓筒結構，內(nèi)導體的側面設有螺旋形狀的刻槽。
3. 如權利要求2所述的帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，其特征是， 所述螺旋形狀的刻槽，其槽縫的寬度小于槽縫之間的間距。
4. 如權利要求1所述的帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，其特征是， 所述電容加載圓盤的內(nèi)徑等于內(nèi)導體圓筒的內(nèi)徑，圓盤厚度與內(nèi)導體圓筒的厚度 相同。
5. 如權利要求1所述的帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，其特征是， 所述電容加載圓盤與外導體腔的頂蓋之間留有l(wèi)mm以上的距離。
6. 如權利要求1所述的帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，其特征是， 所述內(nèi)導體固定于外導體腔的中心。
7. 如權利要求1所述的帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，其特征是， 所述外導體腔頂蓋中心開有小孔。
8. 如權利要求7所述的帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，其特征是， 所述外導體腔，其小孔中插入金屬調(diào)諧桿，金屬調(diào)諧桿通過該小孔深入到外導體 腔內(nèi)部。
9. 如權利要求1所述的帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，其特征是， 所述外導體腔的內(nèi)表面和內(nèi)導體的內(nèi)、外表面以及圓盤的上、下表面皆有鍍銀的 結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種射頻和微波無源系統(tǒng)技術領域的帶有螺旋刻槽結構內(nèi)導體的微波諧振腔，包括外導體腔、電容加載圓盤、內(nèi)導體，所述內(nèi)導體上設有刻槽，內(nèi)導體一端與外導體腔壁連接，內(nèi)導體另一端接有電容加載圓盤，電容加載圓盤與外導體腔的頂蓋保持平行，外導體腔上還可以插有金屬調(diào)諧桿。本發(fā)明采用了刻槽的內(nèi)導體結構，使得同尺寸的微波諧振腔的諧振頻率下降1倍以上，從而達到大幅度減小諧振腔體積的目的。
文檔編號H01P7/00GK101252215SQ20081003429
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月6日 優(yōu)先權日2008年3月6日
發(fā)明者暉 楊, 肖高標, 黃志剛 申請人:上海交通大學