悬挂电介质梳状线空腔滤波器制造技术

一种梳状线滤波器，其具有安置在至少一个空腔壁内的陶瓷谐振器。由于所述谐振器被实施为空心棒，因此可以在所述棒的顶部上的开口处插入调谐元件，以调谐其频率。插入到所述棒的底部上的开口处的安装元件将在空腔谐振器内紧固入位。所述谐振器被支撑在所述空腔谐振器的底部或侧壁之上，而不是被焊接到所述滤波器的壁上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及用于微波和射频信号的梳状线滤波器，并且更特别地涉及用于在空腔上悬挂陶瓷谐振器的结构。
技术介绍
同轴梳状线滤波器广泛用于无线通信系统之中。更具体地，这些设备常用于滤去不需要的频率。在实施为带通滤波器时，使用者可以调谐梳状线滤波器来选择被称为通频带的期望频率范围，并丢弃来自频率范围中高于或低于期望范围的信号。所述滤波器通常被称为梳状线滤波器，因为其包括与梳子上的梳齿相似的一系列并行结构。空腔谐振器将电磁辐射约束在固体结构之内，其通常形成为长方体。由于这一空腔起到波导的作用，因此电磁波的图案限定在能够与波导壁相适合的那些波上。波传播的通常被称为横模式的这种受限模式，根据波传播的方向，能够以几类进行分析。横电(TE，Transverse Electric)模式在传播方向上不具有电场。与此相反，横磁(TM, Transverse Magnetic)模式在传播方向上不具有磁场。横电磁(TEM, Transverse Electro-Magnetic)模式在传播方向上既不具有电场也不具有磁场。TEM模式可以存在于电缆之中，而TE和TM模式则存在于受限波导，比如空腔谐振器中。尽管TEM模式在理论上可存在于具有理想传导壁的波导之中，但真正的空腔谐振器具有有损耗的壁，因此其不能够支持任何TEM模式信号。在设计空腔谐振器时，TM模式是特别有用的。为了在空腔谐振器中限定TM模式信号，电场沿着波导的中心传播。由于驻波图案，电场和磁场沿着谐振器的金属壁趋近于零。 为了汇聚电场并允许使用者对其进行调谐，在限定于滤波器壁内的空心空间之中放置了空腔。如果梳状线滤波器内的中心谐振器是金属的，那么通常被称为Q因子的品质因子将会较差。这一测量与谐振器的频率除以其电导率的商成正比，因此如果所述谐振器是由诸如金属之类的导电材料制成的话，那么无负载Q因子将会相对较低。因此，一些常规滤波器使用具有更高介电常数的陶瓷谐振器替代了金属谐振器。在这样的滤波器中，在波导的中心处的陶瓷材料非金属棒允许对信号频率的更加精确的调谐，而不产生金属谐振器的典型的导电性损耗。在磁场围绕圆柱形棒的圆周流通的同时，介电常数在谐振器表面上的不连续性允许在其内部对驻波的支持。因此，电场将沿圆柱形谐振器的长轴流通。由于这样的谐振器通常是空心的，因此可以在陶瓷中的孔洞内插入调谐螺栓，从而允许对棒的谐振频率的简便调节。使用者可以逐渐地推进调谐螺栓，仔细地监测在频率中引起的变化。插入的特定深度将关联于可预知的谐振频率。在传统TM模式电介质梳状线滤波器中，滤波器的陶瓷谐振器中的电介质必须与外壳电连接。这种连接往往需要使用复杂的技术。例如，导电金属层，如铜层，可应用在陶瓷谐振器的外部。但是，在这些实施中，使结构稳定可能是困难的，因为其将容易受到机械振动的损害。而且，陶瓷和金属材料可能具有不同的热膨胀系数，因此加热和冷却可能会削弱陶瓷与金属接合处的强度。由于铜在暴露于空气之中时会发生氧化，因此往往要添加第二金属层来保护铜。 通常，制造工艺涉及在铜层之上方添加铅钝化层或锡钝化层。除了保护易受损的铜层之外， 这种金属适合于将陶瓷组件体焊接到外壳之中。在使用这些金属层涂镀陶瓷谐振器之后， 应用焊接，以将镀层的谐振器耦合到金属外壳。不幸的是，涂镀和焊接步骤都涉及到使用复杂的冶金技术，其既昂贵又费时。因此，存在对于能够避免使用多个金属层的谐振器的需要，从而简化其制造所需的设备和工艺。此外，存在对于在不将谐振器直接连接到空腔的导电壁的情况下将谐振器置入空腔内的需要。
技术实现思路
针对当前对于在空腔中悬挂谐振器的需要，这里展示了各种示范实施例的简要总结。在以下的总结中可能会做出一些简化和省略，这是为了突出和介绍各种示范实施例的某些方面，而不是为了限制其范围。在随后的部分中将会对足以使本领域中的技术人员做出和使用本专利技术概念的优选示范实施例做出详细地描述。在各种示范实施例中，梳状线滤波器在不需要使用焊料将谐振器连接到外壳的情况下实现了与常规梳状线滤波器相同的性能。这大大简化了结构。因此，在各种示范实施例中，由安装结构在空腔内支撑谐振器并且由悬挂结构将其托举于空腔之上方，而不是用金属层来涂敷陶瓷谐振器以将其耦合到空腔。这种结构安排消除了对于常规谐振器所必需的添加铜和锡-铅层的复杂工艺的需要。相应地，在各种示范实施例中，电介质梳状线空腔谐振器包括空腔，其具有至少一个导电壁，该导电壁限定了用于约束电磁波的空间；陶瓷谐振器棒，其具有为相对的第一和第二表面所限定的内周长和外周长，其中棒在不接触空腔的至少一个金属壁的情况下被安置在空腔内；调谐元件，其将空腔电磁地耦合到棒，所述调谐元件通过在其内周长内安装而啮合棒的第一表面；以及安装结构，其将棒悬挂在空腔内。在各种示范实施例中，空腔可以是具有顶面、底面，以及四个侧面的长方体。棒可以工作在横磁(TM)模式之中。在各种示范实施例中，安装结构可以包括安装元件，其通过在其内径内安装而啮合棒的第二表面。安装结构还可以包括矾土层，其将空腔从棒的第二表面分离。可选地，安装结构可以包括至少一个聚合物楔，其将棒紧固在空腔内。安装结构还可以包括至少一个紧固元件，其将所述至少一个聚合物楔耦合到空腔。在各种示范实施例中，空腔的至少一个导电壁可以是金属的。可选地，所述至少一个导电壁可以由金属化聚合物制成。在各种示范实施例中，带通滤波器具有在选定的频率范围和中心频率上的特定带宽，滤波器包括多个悬挂梳状线空腔谐振器，其中每个空腔谐振器包括空腔，其具有至少一个金属壁，该金属壁限定了用于约束电磁波的空间；陶瓷谐振器棒，其具有为相对的第一和第二表面而限定的内周长和外周长，其中棒在不接触空腔的至少一个金属壁的情况下被安置在空腔内；调谐元件，其将空腔电磁地耦合到棒，所述调谐元件通过在其内周长内安装而啮合棒的第一表面；以及安装结构，其将棒悬挂在空腔内。在各种示范实施例中，每个空腔谐振器的安装结构可以包括安装元件，其通过在其内周长内安装而啮合棒的第二表面。每个空腔谐振器的安装结构还可以包括矾土层，其将空腔从棒的第二表面分离。可选地，每个空腔谐振器的安装结构可以包括至少一个聚合物楔，其将棒紧固在空腔内。每个空腔谐振器的安装结构还可以包括至少一个紧固元件，其将至少一个聚合物楔耦合到空腔。在各种示范实施例中，滤波器的空腔可以是具有顶面、底面以及四个侧面的长方体。在各种示范实施例中，相同的空腔可以用于阻带滤波器，其也被称为带阻或带阻滤波器。与带通滤波器相比，这样的滤波器以相反的方式发挥作用。一般而言，阻带滤波器会衰减选定频带内的信号，但允许除此以外的信号自由地从其通过。附图说明为了更好地理解各种示范实施例而对随附的附图做出了参考，其中图1是示范悬挂TM模式电介质梳状线空腔的立体图；图2是示范空腔的剖视图，其具有沿电介质谐振器的轴截取的二维剖面；图3是六极点悬挂电介质梳状线空腔滤波器的示范配置的立体图；图4示出图3的示范滤波器的频率响应图；并且图5示出金属梳状线谐振器与悬挂电介质梳状线谐振器的组合。具体实施例方式现在参考附图，在其中相似编号指代相似组件或步骤，其公开了各种示范实施例的宽泛的方面。图1是示范悬挂TM模式电介质梳状线空腔100的立体图。在各种示范实施例中， 空腔100包括调谐元件11本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种装置，其包括至少一个梳状线空腔谐振器，所述至少一个空腔谐振器包括：至少一个空腔，其具有至少一个导电壁，该导电壁限定了用于约束电磁波的空间；陶瓷谐振器棒，其具有为相对的第一和第二表面限定的内周长和外周长，其中所述棒在不与所述至少一个金属壁相接触的情况下安置在所述空腔内；调谐元件，其将所述空腔电磁地耦合到所述棒，所述调谐元件通过在所述内周长内安装而啮合所述棒的所述第一表面；以及安装结构，其将所述棒悬挂在所述空腔内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·R·塞尔希，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：FR