高热效率介电谐振器支座制造技术

各种实施方式涉及用于在介电谐振器中使用的温度补偿结构，该温度补偿结构允许支座高热效率地迅速传递由谐振器中的中央圆盘所生成的热量。温度补偿结构可以具有延伸部，该延伸部的形状使得促进热量从圆盘流入支座，从而允许介电谐振器在不过热的情况下高功率操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所公开的实施方式总体上涉及用于在介电谐振器的操作期间进行传热的高热效率结构。
技术介绍
介电谐振器是对一般位于微波频带中的狭窄频率范围显现出谐振的电子部件。谐振器例如在射频通信设备中得到使用。为了实现期望的操作，许多谐振器包括安放在空腔内中心位置上、具有大介电常数和低耗散因数的“圆盘(puck) ”。圆盘与空腔的组合对空腔内的电磁辐射施加了边界条件。空腔具有至少一个导电壁，其可由金属材料制造。圆盘的纵轴可以安放成基本垂直于空腔内的电磁场，从而控制电磁场的谐振。当圆盘由诸如陶瓷之类的介电材料制成时，空腔能够以横电(TE)模谐振。因此，在电磁场的传播方向上可能没有电场。尽管可以使用许多TE模，但介电谐振器可针对涉及微波频率的应用而使用TEOll模。使用TEOll模作为示例情况，电场将在圆盘内达到最大，沿圆盘的中轴具有方位角分量，一般在空腔中远离圆盘而减小，并且沿任何导电空腔壁完全消失。磁场也将在圆盘内达到最大，但将缺少方位角分量。虽然介电谐振器将会储存电磁场，但其可能还产生显著量的热量。将圆盘与另一物体耦合可对过热做出补偿。当两个固体相接触时，热量从较热物体流向较冷物体。由于这种流动不是瞬时的，因此在相接触的两个表面之间的界面上出现温降。这种温降与跨界面的平均热流量之间的比率被称为“接触热阻”。当这种接触热阻得到最小化时，热量迅速流动。因此，介电谐振器可以使用“支座”来传热，以使热量从圆盘传递到支座并传出谐振器。设计师会利用热导率来表征支座中的材料，其中热导率是度量其导热能力的参数。遗憾的是，具有非常高热导率和非常低电导率的材料对于此类支座中的使用而言往往过于昂贵。因而，当前的实现无法有效地将热量辐射到外部环境，特别是在高功率应用中尤为如此，从而导致因过热造成的谐振器操作受损或者故障。因此，存在对用于介电谐振器的高热效率、性价比高的支座的需求。特别是，存在对这样的支座的需求其具有相对较低的接触热阻，从而允许迅速的热传递，但还具有不干扰谐振器操作的电特性。常规技术只能缓慢排出所生成的热量，因此它们不适合于在高功率操作中使用的、可能在中央圆盘中产生陡峭的温度尖峰的介电谐振器。
技术实现思路
鉴于目前对高热效率、性价比高的介电谐振器支座的需求，呈现各种示例性实施方式的概要。在以下概要中可能做出一些简化和省略，这旨在突出和介绍各种示例性实施方式的一些方面，而非为了对本专利技术的范围作出限制。在后面的章节中将跟随着足以允许本领域中普通技术人员实现和使用本专利技术概念的、对优选示例性实施方式的详细描述。在各种示例性实施方式中，用于在通信设备中传热的系统可以包括介电谐振器，该介电谐振器在通信设备活动时生成热量。介电谐振器又可以包括具有顶面和底面的圆盘，其位于由至少一个导电壁所限定的空腔内，其中圆盘不接触该至少一个导电壁。介电谐振器还可以包括具有上表面和下表面的温度补偿结构，该结构通过使上表面与圆盘的底面相接触而将所生成的热量远离介电谐振器传递。为了最大化热传递，温度补偿结构的上表面和圆盘的底面可具有基本上相等的表面积。最后，谐振器可以包括处于温度补偿结构之下的支座，该支座接收从温度补偿结构的下表面传递的热量。支座可以接触导电壁并且具有与圆盘中的水平轴相垂直的垂直轴。在各种示例性实施方式中，具有高热效率热传递的介电滤波器可以包括多个介电谐振器和多个介电谐振器之间的孔。每个介电谐振器可以包括由至少一个导电壁所限定的空腔、位于该空腔内的具有顶面和底面的圆盘。圆盘的任何部分都不可以与至少一个导电壁相接触。具有上表面和下表面的温度补偿结构可以通过使其上表面与圆盘的底面相接触而将所生成的热量远离介电滤波器传递。温度补偿结构的上表面和圆盘的底面可以具有基本上相等的表面积。处于温度补偿结构之下的支座可以接收从温度补偿结构的下表面传递的热量。该支座可以接触导电壁并且具有与圆盘的水平轴相垂直的垂直轴。 因此，各种示例性实施方式提供一种改进的方法来将所生成的热量从介电谐振器去除。这些实施方式可以允许圆盘迅速将热量传入支座中，从而避免圆盘过热。这些实施方式还可以允许以高热效率的方式使用廉价材料，从而降低通信系统的总成本。附图说明为了更好地理解各种示例性实施方式而对附图作出参考，其中图I示出了示例性介电滤波器的透视图；图2示出了第一示例性介电谐振器的侧视图；图3示出了第二示例性介电谐振器的侧视图；图4示出了第三示例性介电谐振器的侧视图；图5示出了第四示例性介电谐振器的侧视图；图6示出了第五示例性介电谐振器的侧视图；图7描绘了针对示例性介电谐振器和两个常规介电谐振器的对比测试结果。具体实施例方式现在参考附图，公开了各种示例性实施方式的宽泛方面，在附图中相似标号指代相似部件或步骤，。图I是示例性介电滤波器100的透视图。如图I中所示，滤波器100包括第一介电谐振器110和第二介电谐振器120。孔130将第一介电谐振器110连接到第二介电谐振器120。第一介电谐振器110和第二介电谐振器120的不例性结构在下文中参考图2-图6来描述。虽然示例性滤波器100仅具有两个介电谐振器，但本领域中普通技术人员可以根据滤波器的适用环境而设计出具有任意数目介电谐振器的滤波器100。图I将第一介电谐振器110和第二介电谐振器120描绘成六角棱柱体。因此，第一介电谐振器110和第二介电谐振器120是具有八个面的半规则多面体。各面中的两个面是六角形，而各面中的六个面是矩形。然而，本领域中普通技术人员显而易见地能够将滤波器100设计成使用具有其他形状的介电谐振器。备选形式例如包括球体、椭圆体、圆柱体、圆锥体、环形体和立方体。介电谐振器还可以具有除六角棱柱体以外的多面体形状。在每种实施方式中，至少一个金属壁可以完全包围住第一介电谐振器110和第二介电谐振器120的空间。因此，适当的激励可以导致所包围的空间发生谐振，从而允许第一介电谐振器110和第二介电谐振器120成为电磁振荡源。孔130可以作为这些震荡的调谐器，从而允许滤波器100生成处于合适的频率范围内的电磁信号。对于调谐的需求在介电谐振器的操作可能在预定频率范围内发生时尤为迫切。高功率介电谐振器可以广泛用于各应用中诸如从塔台到接收器的视频、音频和其他多媒体的无线广播。在美国的当前实现中，此类技术可以在716-722MHZ频谱上传输信号。因此，耦合器可能要求在这一频谱范围内的准确调谐。 图2示出了第一示例性介电谐振器200的侧视图。谐振器200可以包括圆盘210、温度补偿结构220和支座230。如对于本领域中普通技术人员显而易见的那样，圆盘210可由陶瓷或其他合适的材料制成。圆盘210的整体物理尺寸及其材料的介电常数可以确定介电谐振器200的谐振频率。一般而言，圆盘210可以由诸如示例性陶瓷化合物BaCe2Ti5O15和Ba5Nb4O15之类具有大介电常数和低耗散因数的材料制成。尽管圆盘210可具有低耗散因数，但任何介电材料都具有损耗正切(losstangent)，其中损耗正切为对材料耗散电磁能的趋势作出度量的参数。因此，在介电谐振器200操作时，其电磁能的一部分将变成热量。如果该热量未以足够的速率辐射到外部环境，则介电谐振器200的温度可能过度上升。这样的过热可能损害介电谐振器200的操作，或者甚至将其损坏。因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.30 US 12/609,9191.一种用于通信设备中的热传递的系统，该系统包括 介电谐振器，其在所述通信设备活动时生成热量，所述介电谐振器包括具有远端表面和近端表面的圆盘，所述圆盘位于由至少一个导电壁所限定的空腔内，其中所述圆盘不接触所述至少一个导电壁； 温度补偿结构，其具有内表面和外表面，所述温度补偿结构通过使所述内表面与所述圆盘的所述近端表面相接触而将生成的热量远离所述介电谐振器传递，其中所述温度补偿结构的所述内表面和所述圆盘的所述近端表面具有基本上相等的表面积；以及 支座，其与所述温度补偿结构相邻，该支座接收从所述温度补偿结构的所述外表面传递的热量，其中所述支座接触所述至少一个导电壁并且具有与所述圆盘中的水平轴相垂直的垂直轴。2.根据权利要求I所述的系统，其中所述温度补偿结构包括 延伸部，其形状为截头体，该截头体沿所述支座的至少一部分限定截头锥表面，其中所述截头体的中轴是所述支座的所述垂直轴，并且所述截头锥表面在朝向所述至少一个导电壁的方向上沿所述支座的所述垂直轴变细。3.根据权利要求I所述的系统，其中所述温度补偿结构包括 弯曲的延伸部，其具有沿所述支座的至少一部分安放的双曲面表面，其中所述弯曲延伸部的中轴是所述支座的所述垂直轴并且所述双曲面表面在朝向所述至少一个导电壁的方向上沿所述支座的所述垂直轴变窄。4.根据权利要求I所述的系统，其中所述温度补偿结构包括 延伸部，其形状为截头体，该截头体沿所述圆盘的至少一部分限定截头锥表面，其中所述截头体的中轴垂直于所述圆盘的所述水平轴并且所述截头锥表面在朝向所述圆盘的顶面的方向上变细。5.根据权利要求I所述的系统，其中所述温度补偿结构包括 弯曲的延伸部，其具有沿所述圆盘的至少一部分安放的双曲面表面，其中所述弯曲的延伸部的中轴垂直于所述圆盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·雷迪，张任兴，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：