微波介質(zhì)諧振器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種微波介質(zhì)諧振器，屬于互易性微波器件領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在移動通信基站系統(tǒng)中，目前普遍使用微波介質(zhì)諧振器來對天線發(fā)射和接收的信 號進(jìn)行頻率選擇。傳統(tǒng)的腔體濾波器或者介質(zhì)腔體濾波器，都是使用AL6061等鋁材來作為 腔體的材料，這使得介質(zhì)腔體濾波器實現(xiàn)時，存在著由于鋁材作為金屬件和介質(zhì)材料做成 的諧振器焊接時存在著比較嚴(yán)重的可靠性問題。因此，如何設(shè)計一種高Q值介質(zhì)濾波器具 有高Q值、小體積、溫度系數(shù)可調(diào)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性高，且腔體和介質(zhì)諧振器熱膨脹系數(shù)一 致性好的微波介質(zhì)諧振器；成為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員努力的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種微波介質(zhì)諧振器，該介質(zhì)腔體濾波器具有高Q值，腔體和 介質(zhì)諧振器熱膨脹系數(shù)一致性好，且在指定頻率下，調(diào)諧范圍可達(dá)7%?10% .TE模諧振器 一般調(diào)諧范圍為3%?4%。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種微波介質(zhì)諧振器，包括腔體和介 質(zhì)諧振器，所述介質(zhì)諧振器為具有通孔的圓柱體；所述介質(zhì)諧振器由下列質(zhì)量百分含量的 組分組成： 純度97. 5%的碳酸鈣 30. 5%， 純度97. 5%的氧化鋁 10%， 純度99. 5%的氧化釹 23%， 純度99. 6%的二氧化鈦 36. 5% ; 所述介質(zhì)諧振器一端鍍覆有銀層，此介質(zhì)諧振器另一端焊接于腔體內(nèi)； 所述腔體由下列質(zhì)量百分含量的組分組成： 氧化鋁 95~96%， 碳酸鈣 2~3%， 氧化鑭 0. 8~1. 5%， 氧化釤 0. 2~0. 5% ; 所述腔體相對介電常數(shù)為9. 5 ;所述腔體內(nèi)壁表面粗糙度約為0. 8。
[0005] 上述技術(shù)方案中的進(jìn)一步改進(jìn)的方案如下： 上述方案中，所述腔體內(nèi)壁覆有金屬層通過濺射或化學(xué)電鍍的工藝實現(xiàn)。
[0006] 由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點： 1、本發(fā)明微波介質(zhì)諧振器，高Q值，小體積，附圖5-6給出了TM的電場和磁場分布，同 時給出了在Ansoft三維有限元仿真軟件中的3D電磁分布圖給與了驗證，如附圖可以看 出，TM為主模的介質(zhì)諧振器，磁場是以介質(zhì)諧振器的中心軸為圓心的同心圓，其電場是平行 于介質(zhì)諧振器的平行線，與金屬材料的諧振器相比，TM模的磁場在介質(zhì)中更集中，而電場在 介質(zhì)頂部和底部較強(qiáng)，在介質(zhì)的中心也相當(dāng)強(qiáng)。換言之，由于TM模的場在介質(zhì)內(nèi)更集中，因 而Q值比金屬諧振器高得多，以TM為主模的濾波器損耗低，頻率特性更陡峭，特別是應(yīng)用于 TM模的振蕩器，具有很寬的調(diào)諧范圍、溫度特性好、體積小、可靠性高。
[0007]2、本發(fā)明微波介質(zhì)諧振器，有更寬的調(diào)諧范圍，TM模介質(zhì)諧振器的磁場是以介質(zhì) 諧振器的中心軸為圓心的同心圓，其電場是平行于介質(zhì)諧振器的平行線。在應(yīng)用于TM模寬 帶可調(diào)振蕩器時，將器件(場效應(yīng)管或耿式管)置于中心孔內(nèi)，激勵TM模的場，實際的振蕩結(jié) 構(gòu)中，把場效應(yīng)管固定在振蕩器的金屬盒上，這樣既使漏極接地，又可上下移動，調(diào)節(jié)管子 與介質(zhì)諧振器的耦合度，很方便。為了實現(xiàn)振蕩器調(diào)諧，可將調(diào)諧裝置上下移動，既可完成 頻率調(diào)諧，諧振器的輸出耦合可采用環(huán)耦合或探針耦合。實驗數(shù)據(jù)證明，此諧振器在指定頻 率下，調(diào)諧范圍可達(dá)7%?10% ?TE模諧振器一般調(diào)諧范圍為3%?4%。
[0008]3、本發(fā)明微波介質(zhì)諧振器，其溫度系數(shù)可調(diào)，目前基站射頻部分的濾波器及雙工 器用腔體和諧振器大都采用鍍銀金屬同軸腔，由于這種同軸腔的Q值有限（Qu約在3500)， 而且諧振頻率溫度穩(wěn)定性很差，而本發(fā)明采用的相對介電常數(shù)為45的陶瓷材料制成的TM 模介質(zhì)諧振器和相對介電常數(shù)為9. 5的氧化鋁陶瓷材料制作成的腔體。在材料配方中通過 加入少量稀土元素，使溫度系數(shù)在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)成一致。使得整個介質(zhì)腔體濾波器有 著非常好的可調(diào)溫度系數(shù)。
[0009] 4、本發(fā)明微波介質(zhì)諧振器，高焊接可靠性，目前的TM介質(zhì)腔體濾波器都是用鋁合 金制作成的腔體，這類腔體金屬材料，在和TM模介質(zhì)諧振器焊接時，由于材料間溫度性能 的差別，導(dǎo)致高溫焊接冷卻后，材料收縮比例不一致，而使得原本的焊接在溫度變化后被破 壞，從而使得產(chǎn)品性能被破壞，而使用氧化鋁腔體，由于氧化鋁本身也是介質(zhì)陶瓷，溫度系 數(shù)可調(diào)成跟TM模諧振器一致，這樣焊接后有更好的可靠性，可避免破損斷裂的情況發(fā)生。
[0010] 5、本發(fā)明微波介質(zhì)諧振器，由于傳統(tǒng)機(jī)加工腔體的本身局限，Q值只能達(dá)到 6500~7000,但是該腔體成型模具采用全部鏡面拋光處理以及氧化鋁粉料的均勻細(xì)小顆粒 和采用大型粉末液壓機(jī)器等因素，所以其表面粗糙度能達(dá)到0. 8左右，故就腔體原因能使 產(chǎn)品的Q值提升到7000以上。
[0011] 6、本發(fā)明微波介質(zhì)諧振器，該腔體采用的材料為氧化鋁陶瓷粉末，市場價格低，只 用鋁材價格的一半左右。該腔體采用模具壓制成型，適合批量生產(chǎn)。因采用模具拋光處理， 使該腔體的表面粗糙度大大優(yōu)于傳統(tǒng)腔體，電鍍成本大為降低。該腔體與介質(zhì)諧振器的焊 接良品率大大提升。從而使整個產(chǎn)品的成本有大幅度的下降，更有市場優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0012] 附圖1為本發(fā)明微波介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為本發(fā)明微波介質(zhì)諧振器中腔體燒結(jié)溫度-時間示意圖； 附圖3為本發(fā)明介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4為本發(fā)明腔體和介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5為本發(fā)明Ansoft三維有限元仿真軟件中的3D電場分布圖； 附圖6為本發(fā)明Ansoft三維有限元仿真軟件中的3D磁場分布圖。
[0013] 以上附圖中：1、腔體；2、介質(zhì)諧振器；3、通孔；4、圓柱體；5、銀層。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實施例1~3 :-種微波介質(zhì)諧振器，包括腔體1和介質(zhì)諧振器2,所述介質(zhì)諧振器為具有 通孔3的圓柱體4 ;所述介質(zhì)諧振器2由下列質(zhì)量百分含量的組分組成如表1所示： 表1
【主權(quán)項】
1. 一種微波介質(zhì)諧振器，其特征在于：包括腔體（1)和介質(zhì)諧振器（2)，所述介質(zhì)諧振 器為具有通孔（3)的圓柱體（4);所述介質(zhì)諧振器（2)由下列質(zhì)量百分含量的組分組成： 純度97. 5%的碳酸巧 30. 5%， 純度97. 5%的氧化鉛 10%， 純度99. 5%的氧化欽 23%， 純度99. 6%的二氧化鐵 36. 5〇/〇 ; 所述介質(zhì)諧振器（2) -端鍛覆有銀層（5)，此介質(zhì)諧振器（2)另一端焊接于腔體（1) 內(nèi)； 所述腔體（1)由下列質(zhì)量百分含量的組分組成： 氧化鉛 95?96〇/〇， 碳酸巧 2?3%， 氧化銅 0. 8?1. 5%， 氧化衫 0. 2?0. 5% ; 所述腔體（1)相對介電常數(shù)為9. 5 ;所述腔體（1)內(nèi)壁表面粗趟度約為0. 8,所述介質(zhì) 諧振器（2)由下列質(zhì)量百分含量的組分組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波介質(zhì)諧振器，其特征在于：所述腔體（1)內(nèi)壁覆有金屬層 通過姍射或化學(xué)電鍛的工藝實現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種微波介質(zhì)諧振器，包括腔體和介質(zhì)諧振器，所述介質(zhì)諧振器為具有通孔的圓柱體；所述介質(zhì)諧振器由下列質(zhì)量百分含量的組分組成：碳酸鈣，氧化鋁，氧化釹，二氧化鈦；所述介質(zhì)諧振器一端鍍覆有銀層，此介質(zhì)諧振器另一端焊接于腔體內(nèi)；所述腔體由下列質(zhì)量百分含量的組分組成：氧化鋁95~96%，碳酸鈣2~3%，氧化鑭0.8~1.5%，氧化釤0.2~0.5%；所述腔體相對介電常數(shù)為9.5；所述腔體內(nèi)壁表面粗糙度約為0.8；所述腔體內(nèi)壁覆有金屬層通過濺射或化學(xué)電鍍的工藝實現(xiàn)。本發(fā)明微波介質(zhì)諧振器具有高Q值，在指定頻率下，調(diào)諧范圍可達(dá)7％～10％.TE模諧振器一般調(diào)諧范圍為3％～4％。
【IPC分類】H01P7-06, H01P7-10
【公開號】CN104600412
【申請?zhí)枴緾N201410420800
【發(fā)明人】朱田中
【申請人】張家港保稅區(qū)燦勤科技有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2012年11月27日