一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构

摘要

本发明公开了一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构，与介质芯、金属空腔一起构成TE模介质谐振器。该支撑（3）一般采用介电常数较谐振器介质芯小的介质材料制作，其作用是将介质谐振器中介质芯配置于腔体中。发明通过对筒形或柱形支撑（3）与谐振器主体或TE模介质芯（2）的连接部位置处开槽（31、32、33、34），在满足支撑与介质芯的连接机械强度要求下，减小二者之间的TE模耦合，削弱支撑中的损耗，从而在不改变介质芯、支撑及金属空腔的材质、工艺下，提高TE模介质谐振器的Q值。

权利要求

1.一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构，是一个筒或柱形支撑（3）；其特征在于，在筒或柱形支撑（3）与谐振器主体或TE模介质芯（2）的连接部位置处开槽（31、32、33、34）；

所述开槽（31、32、33、34）槽形是半径为r＝30mm的半圆形槽；槽数量为三个以上。

2.根据权利要求1所述一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构，其特征还在于：所述筒形支撑是任意的多边形筒体。

3.根据权利要求1所述一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构，其特征还在于：所述柱形支撑可以是任意的多边形柱体。

说明书

一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构

技术领域

[0001] 本发明涉及移动通信、卫星通信以及微波通信等技术领域中TE模介质谐振器支撑结构，具体是一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构，该支撑结构也被称之为底座等，是把介质谐振器中介质芯安装、固定于金属腔体并工作于TE模的一种必要构件。其构成介质则是指一切固态微波介质，包括云母、陶瓷、橡胶、聚苯乙烯等。

背景技术

[0002] 介质谐振器的品质因数Q值，是其在电路应用中一个重要指标，高Q值谐振器可以实现低损耗微波器件与电路。设计并制作出高Q值的介质谐振器是微波电路与器件的实现关键。TE模介质谐振器往往由介质芯、支撑结构及包围它们的金属腔体组成。

[0003] 对于放在自由空间的孤立介质谐振器主体(即TE模谐振器中的介质芯)，其损耗为介质芯的介质损耗及辐射损耗；对于电路结构中的介质谐振器，除介质芯的两种损耗外还要考虑四周金属导体的焦耳损耗及固定谐振器的支撑形成的介质损耗。综合考虑，提高介质谐振器Q值通常有如下方法：

[0004] 1、选择科学的介质材料体系和合理的工艺流程，降低介质材料的介质损耗[0005] TE模介质谐振器的大部份电磁能量被限制在介质谐振主体内,只要采用损耗小的介质材料, 即可制成高Q 值微波谐振器。而介质材料的损耗很大程度上取决于配方体系，选择科学的介质配方体系，采用合理的工艺流程，可以获得具有较低损耗的介质材料，并进一步制作出高Q值的TE模介质谐振器。目前常的高Q值陶瓷介质配方基础体系有La-Mg-Ti-Ca体系、Ba-Mg-Ta体系和CaTiO3-MgTiO3 体系；

[0006] 2、提高腔体表面光洁度，降低腔体表面电阻

[0007] 腔体金属导体的焦耳损耗也会降低TE模谐振器的Q值，通过精密加工、镀银等工艺提高腔体表面光洁度，降低腔体表面电阻，可以减少腔体焦耳损耗，提升TE模陶瓷谐振器的Q值；

[0008] 3、采用低损耗材料制作支撑

[0009] TE模谐振器的支撑（或称底座）与谐振器直接连接，谐振器中的电磁波不可避免地会进入支撑中，电磁波在支撑材料中传播时所形成的损耗将会进一步降低谐振器整体Q值。选用低损耗的材料制支撑，可以有效提升谐振器整体Q值。

[0010] 目前提高TE模介质谐振器Q值通常考虑第1和第2种方法或二者结合，为了获得具有较高Q值的TE模介质谐振器，腔体金属表面一般都需精密加工，镀银等工艺处理，从而降低腔体表面电阻，减小腔体焦耳损耗；另一方面，降低介质芯的材料损耗，也能有效提高TE模谐振器的Q值。如专利公开号CN1362941、CN1359109、CN101868431A、CN101851088A、CN102197007A等各提供了新型低损耗电介质陶瓷制造方法，采用这些材料制作的TE模谐振器介质芯可以有效提高谐振器Q值。然而，TE模介质谐振器不仅需要考虑谐振主体的介质损耗和腔体的焦耳损耗，还需进一步降低支撑的损耗。

发明内容

[0011] 本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，设计一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构，在不改变谐振器主体或TE模介质芯、金属腔体及支撑材质及制作工艺的前提下，通过新型支撑结构，降低支撑材料的损耗，提高TE模谐振器Q值。

[0012] 为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构，是一个筒或柱形支撑，在筒或柱形支撑与谐振器主体或TE模介质芯的连接部位置处开槽。从而降低谐振器主体或TE模介质芯与支撑之间的电磁场耦合，减少支撑电磁场的介质损耗，提高谐振器的Q值。

[0013] 所述筒形支撑可以是任意的多边形筒体；所述柱形支撑可以是任意的多边形柱体。

[0014] 所述槽形是优选半径为r＝30mm的半圆形槽；槽数量为三个以上。

[0015] 本发明与介质芯、金属空腔一起构成TE模介质谐振器。该支撑一般采用介电常数较谐振器介质芯小的介质材料制作，其作用是将介质谐振器中介质芯配置于腔体中。

[0016] 与现有技术相比，本发明从而无须改变TE模谐振器组件(谐振器主体或TE模介质芯、支撑或底座、金属腔体)的材质、工艺即可提升Q值。降低支撑的材质损耗要求，为生产工艺及产品成本带来便利。

附图说明

[0017] 下面结合附图对本发明进一步说明。

[0018] 图1是传统筒形TE模谐振器支撑结构示意图。

[0019] 图2是传统筒形TE模谐振器支撑在谐振频率的电场分布图。

[0020] 图3是本发明筒形TE模谐振器支撑结构示意图。

[0021] 图4是本发明筒形TE模谐振器支撑在谐振频率的电场分布图。

[0022] 图5是本发明与TE模谐振器连接示意图。

[0023] 附图中：1镀银的金属腔体；2谐振器主体或TE模介质芯；3支撑；31、32、33、34半圆形槽；4传统支撑。

具体实施方式

[0024] 本发明设计的TE模谐振器支撑结构实施例子及详细说明如下，所示的实施例子中，一种提高TE模介质谐振器Q值的支撑结构，谐振器主体或TE模介质芯（2）采用相对介电常数为45，损耗正切为1e-5的陶瓷材料，外径为Ф11＝61.12mm，内径Ф12＝21.59mm，高h 1＝29.5mm；支撑材料采用相对介电常数为9.2，损耗正切为1.2e-3的陶瓷材料，外径为Ф21＝44.5mm，内径Ф22＝33mm，高h 2＝24.9mm。

[0025] 如图3所示，应用本发明技术在支撑与谐振器主体或TE模介质芯（2）的连接部位置处开槽，该槽是半径为r＝30mm的半圆形槽（31、32、33、34）4 个；开槽大大减弱了与介质芯电磁场耦合。

[0026] 图4表示本发明筒形TE模谐振器支撑（3）在谐振频率的电场分布图与传统技术支撑结构（4）图2的电场分布相比，开槽大大减弱了支撑中的电场，从而降低了支撑的电磁场损耗，提高了谐振器Q值。

[0027] 如图5所示，谐振器主体或TE模介质芯（2）及支撑（3）配置于镀银的金属腔体（1）中。

[0028] 在此实施例中，图3所示，采用本发明支撑技术的TE模谐振器Q值为22442，而图1所示采用传统支撑（4）的TE模谐振器的Q值仅为12945，不改变介质材料特性，发明可以大大提高TE模谐振器Q值。

[0029] 以上所述，仅是本发明的实施实例之一，并非对本发明做任何形式上的限制，在保证支撑与介质芯的连接机械强度要求的前提下，开槽的形状、数量及尺寸可以兼顾制作工艺的便利性及产品的轻量化任意设计。任何未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属本发明技术方案的范围。