一种可调谐振腔

摘要

本发明公开了一种可调谐振腔，主要由中空结构的腔体1、以及设置在腔体1底部的金属脊结构2、以及与贯穿腔体1并延伸进腔体1内部的金属圆柱4构成，金属圆柱4靠近金属脊结构2的一端还连接有电容片3，电容片3与金属脊结构2之间存在间隙。本发明的有益效果在于：结构和调节方式都简单，其生产成本低，具备微调功能，调节范围广。

权利要求

1.一种可调谐振腔，其特征在于：主要由中空结构的腔体（1）、以及设置在腔体（1）内部并位于其底面上的金属脊结构（2）、以及贯穿腔体（1）并延伸进腔体（1）内部的可绕其轴线转动的金属圆柱（4）构成，金属圆柱（4）靠近金属脊结构（2）的一端还连接有电容片（3），电容片（3）与金属脊结构（2）之间存在间隙；所述电容片（3）位于金属脊结构（2）的上方；

所述金属脊结构（2）是固定在腔体（1）底部的弧形结构，金属脊结构（2）的高度沿顺时针方向单调递增或递减；弧形结构的底面与腔体底面连接，弧形结构远离腔体底面的一端的形状为弧形。

2.根据权利要求1中所述的一种可调谐振腔，其特征在于：所述金属脊结构（2）上还贯穿设置有调谐螺钉（5）。

3.根据权利要求2所述的一种可调谐振腔，其特征在于：所述调谐螺钉（5）的轴线与金属圆柱（4）的轴线平行。

4.根据权利要求3所述的一种可调谐振腔，其特征在于：调谐螺钉（5）的数目至少为2个。

5.根据权利要求4所述的一种可调谐振腔，其特征在于：所述调谐螺钉（5）远离电容片（3）的一端贯穿腔体（1）并延伸到腔体（1）外面， 所述调谐螺钉（5）从金属脊结构（2）上方伸出的长度可以从腔体（1）外面加以调节。

说明书

一种可调谐振腔

技术领域

[0001] 本发明涉及滤波器，具体来说，是涉及一种可旋转调节频率的可调谐振腔。

背景技术

[0002] 可调微波滤波器作为电子对抗战中一种崭新的微波器件，最初出现于20世纪四十年代。它主要应用于微波通信机中。

[0003] 理想的可调滤波器应该是:(1)具有很宽的调谐范围和较窄的通带宽度，以及具有很快的调谐速度;(2)在通带中具有很小的插入损耗，以及在阻带中具有很高的抑制度，这样才能在保证微波通信机具有较强的抗干扰能力;(3)在整个调谐的过程中，应该保持绝对带宽以及滤波特性不变。然而，一开始时，可调微波滤波器的性能是很差的，一是调谐范围很窄，二是通带宽度又不能做得很窄，其具体表现为:一个较大的带宽随着中心频率的变化迅速展宽，而且带内插损迅速增大，带外抑制迅速降低。

[0004] 从五十年代开始，国外的可调微波滤波器的设计者们就一直在寻找合适的耦合结构来获得大的调谐范围和窄的通带宽度(保证滤波器在整个调谐范围内绝对带宽和滤波器特性不变)。在六十年代初，滤波器的调谐范围仅达200MHz，而且通带宽度也不能做得很窄。在六十年代中期，GL.Matthaei在从网络的角度提出了一种实现绝对带宽不变的方法，但是实验结果证明此方法根本行不通。直到七十年代，滤波器的可调范围才接近300MHz，而在调谐过程中，相对带宽有仍较大的变化。从八十年代起，如何确保可调微波滤波器在整个调谐范围内绝对带宽以及滤波器特性不变成了可调微波滤波器设计的一个关键问题。

[0005] 现有可调滤波器大致可分为4种类型: 铁氧体可调滤波器、变容二极管可调滤波器、微机械可调滤波器以及腔体可调滤波器。

[0006] 铁氧体可调滤波器通过改变铁氧体偏置磁场来调节频率。这种滤波器有很宽的调谐范围和大于10000的Q值。然而, 调谐系统复杂并且整体功耗较大, 限制了铁氧体可调滤波器在无线通信系统中的应用。

[0007] 变容二极管可调滤波器近年来得到广泛研究并获得了成功应用, 但这种滤波器受二极管反偏击穿电压限制而难以在大功率条件下使用。

[0008] 微机械可调滤波器利用可调微机械电容来改变滤波器工作频率。这种技术的瓶颈在于微机械制造工艺的成熟程度和功率容量。

[0009] 同轴腔可调滤波器通过改变内导体的长度或者是改变腔体的加载电容来实现调谐。这种滤波器结构简单、功率容量大, 利用电容加载可以实现小型化, 因此在中高功率的通信系统中应用较多。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于利用可调谐振腔之间的耦合来设计一种机械可调滤波器。

[0011] 为达到上述的要求，本发明采用的技术方案为：一种可调谐振腔，主要由中空结构的腔体、以及设置在腔体内部并位于其底面上的金属脊结构、以及贯穿腔体并延伸进腔体内部的金属圆柱构成，金属圆柱靠近金属脊结构的一端还连接有电容片，电容片与金属脊结构之间存在间隙。

[0012] 所述电容片位于金属脊结构的上方。

[0013] 所述金属脊结构是围绕金属圆柱的轴线固定在腔体底部的弧形结构。

[0014] 所述金属脊结构的高度沿顺时针方向单调递增或递减。

[0015] 所述调谐螺钉的轴线与金属圆柱的轴线平行。

[0016] 所述金属脊结构上还贯穿设置有调谐螺钉，所述调谐螺钉的轴线与金属圆柱的轴线平行。

[0017] 调谐螺钉的数目至少为2个。

[0018] 所述调谐螺钉远离电容片的一端贯穿腔体并延伸到腔体外面。

[0019] 基于上述结构的描述，本发明的设计原理和操作方法如下：为了方便调节，原有的谐振结构，都是通过若干个调谐装置进行调节的。为了简化设计，本发明的设计目的是，使用一个调节装置，以此替代多余的调谐装置。因此，如上述而言，本发明将金属圆柱和电容片连接，形成一个旋转式调谐结构。电容片的上表面与金属圆柱固定连接，金属圆柱可绕其本身的轴线进行旋转，旋转后，可带动电容片绕金属圆柱的轴线进行旋转。然后，我们需要设计一个与上述旋转式调谐结构相对应的结构，即金属脊结构。金属脊结构需要满足以下条件，条件1：金属脊结构需要设置在电容片的下方。根据电容片的旋转轨迹，本发明进一步设计金属脊结构是围绕金属圆柱的轴线固定在腔体底部的弧形结构，即弧形结构为底面与腔体底面连接，弧形结构远离腔体底面的一端的形状为弧形或者弧形结构远离腔体底面的一端的形状与电容片的旋转轨迹一致，这样可保证金属脊结构始终保持在电容片的下方，上述为条件2；进一步的，为了使调谐范围不同，所述金属脊结构靠近电容片的上表面为高低不平的面，此述为条件3；进一步的，为了使得我们能清楚的知道调节的趋向，因此，一般设计的金属脊结构的的高度沿顺时针方向递增或递减。这样，我们可通过旋转金属圆柱，使得我们能清楚的知道调节的趋向，即，当我们需要将输出频率调节变大时，我们可使得金属圆柱左旋转或右旋转，反过来，我们需要出频率调节变小时，我们反向旋转金属圆柱即可。具体的旋转方向，根据设计设不同而不同。

[0020] 进一步的，上述结构只能大概的进行调节。当调节到我们需要的值的位置时，为了使得调节的精度更高，我们采用了调谐螺钉。调谐螺钉可从外部进行旋转，使得调谐螺钉伸入到腔体内部的部分变长或变短，以此，可实现微调的目的。

[0021] 具体的实现方式为：一种可调谐振腔，包括一个腔体，所述腔体的顶部有一个贯穿腔体的金属圆柱，金属圆柱可以绕其轴线转动；所述金属圆柱的下端连接一个以金属圆柱的轴线为起点沿径向分布的电容片，所述电容片的下方有一个设置在腔体底部的金属脊结构，所述金属脊结构是绕金属圆柱的轴线固定在腔体底部的弧形结构，其金属脊结构的高度沿顺时针方向递增或递减；所述腔体底部有调谐螺钉从腔体底部穿过，并穿过金属脊结构，所述调谐螺钉要从金属脊结构的上表面冒出，并且可以在腔体外进行调节。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：结构和调节方式都简单，其生产成本低，具备微调功能，调节范围广。

附图说明

[0023] 图1为本发明实例中的主视图。

[0024] 图2为本发明实施例中A—A剖面图

[0025] 图中的标号分别表示为：1、腔体；2、金属脊结构；3、电容片；4、金属圆柱；5、调谐螺钉。

具体实施方式

[0026] 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明实施方式不限于此。

[0027] 实施例1

[0028] 如图1、2所示。一种可调谐振腔，主要由中空结构的腔体1、以及设置在腔体1内部并位于其底面上的金属脊结构2、以及贯穿腔体1并延伸进腔体1内部的金属圆柱4构成，金属圆柱4靠近金属脊结构2的一端还连接有电容片3，电容片3与金属脊结构2之间存在间隙。

[0029] 所述电容片3位于金属脊结构2的上方。

[0030] 所述金属脊结构的高度沿顺时针方向单调递增或递减。

[0031] 所述金属脊结构2上还贯穿设置有调谐螺钉5，所述调谐螺钉5的轴线与金属圆柱4的轴线平行。

[0032] 调谐螺钉5的数目至少为2个。

[0033] 所述调谐螺钉5远离电容片3的一端贯穿腔体1并延伸到腔体1外面。

[0034] 基于上述结构的描述，本发明的设计原理和操作方法如下：为了方便调节，原有的谐振结构，都是通过若干个调谐装置进行调节的。为了简化设计，本发明的设计目的是，使用一个调节装置，以此替代多余的调谐装置。因此，如上述而言，本发明将金属圆柱4和电容片3连接，形成一个旋转式调谐结构，电容片的上表面与金属圆柱4固定连接，金属圆柱4可绕其本身的轴线进行旋转，旋转后，可带动电容片绕金属圆柱4的轴线进行旋转。然后，我们需要设计一个与上述旋转式调谐结构相对应的结构，即金属脊结构2。金属脊结构2需要满足以下条件：金属脊结构2需要设置在电容片3的下方，形成谐振；进一步的，为了形成调谐范围不同，所述金属脊结构的高度沿顺时针方向单调递增或递减。

[0035] 进一步的，上述结构只能大概的进行调节。当调节到我们需要的值的位置时，为了使得调节的精度更高，我们采用了调谐螺钉。调谐螺钉可从外部进行旋转，使得调谐螺钉伸入到腔体内部的部分变长或变短，以此，可实现微调的目的。

[0036] 实施例2

[0037] 如图1、2所示，在实施例1的基础上，本实施例与实施例1的区别在于：所述金属脊结构2是围绕金属圆柱的轴线固定在腔体1底部的弧形结构。

[0038] 金属脊结构2的高度沿顺时针方向递增或递减。

[0039] 当电容片旋转角度过大时，若金属脊结构2为直线结构，则金属脊结构2不能始终保持在电容片3的下方，因此，根据电容片3的旋转轨迹，本发明进一步设计金属脊结构2是围绕金属圆柱的轴线固定在腔体1底部的弧形结构，这样可保证金属脊结构2始终保持在电容片3的下方，上述为条件2。

[0040] 进一步的，为了使得我们能清楚的知道调节的趋向，因此，一般设计的金属脊结构2的高度沿顺时针方向递增或递减，这样，我们可通过旋转金属圆柱，使得我们能清楚的知道调节的趋向，即，当我们需要将输出频率调节变大时，我们可使得金属圆柱左旋转或右旋转，反过来，我们需要出频率调节变小时，我们反向旋转金属圆柱即可。具体的旋转方向，根据设计设不同而不同。

[0041] 具体的实现方式为：一种可调谐振腔，包括一个腔体，所述腔体的顶部有一个贯穿腔体的金属圆柱，金属圆柱可以绕其轴线转动；所述金属圆柱的下端连接一个以金属圆柱的轴线为起点沿径向分布的电容片，所述电容片的下方有一个设置在腔体底部的金属脊结构，所述金属脊结构是绕金属圆柱的轴线固定在腔体底部的弧形结构，其金属脊结构的高度沿顺时针方向递增；所述腔体底部有调谐螺钉从腔体底部穿过，并穿过金属脊结构，所述调谐螺钉要从金属脊结构的上表面冒出，并且可以在腔体外进行调节。

[0042] 如上所述便可较好的实现本发明。