專利名稱：Tem模式諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種TEM模式諧振器。更具體地，但并不唯一地，本 發(fā)明涉及一種在可調(diào)諧腔室內(nèi)具有諧振器構(gòu)件的TEM模式諧振器，該 諧振器構(gòu)件具有凹陷部和調(diào)諧臂，凹陷部在其內(nèi)具有孔，調(diào)諧臂穿過(guò) 該孔延伸到該腔室內(nèi)，以調(diào)諧該腔室。
背景技術(shù)：
對(duì)于根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)型遠(yuǎn)程調(diào)諧由諧振腔室構(gòu)成的微波濾波器存在很 多需求。在存在大功率需求的發(fā)射器中，電子調(diào)諧機(jī)構(gòu)使信號(hào)失真， 并且因此通常使用機(jī)電的方法完成調(diào)諧。 一個(gè)常用的方法是使用能夠 電子獲取精確位置信息的步進(jìn)電機(jī)。
典型地，步進(jìn)電機(jī)使調(diào)諧桿穿過(guò)孔位移進(jìn)入和離開調(diào)諧腔室，以 調(diào)諧諧振器。調(diào)諧桿和孔之間的間隙導(dǎo)致了微波信號(hào)的泄漏。US 7,078,990 Bl公開了一種復(fù)雜的機(jī)構(gòu)來(lái)克服這種問(wèn)題，該機(jī)構(gòu)增加了成 本且降低了可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器試圖克服這種問(wèn)題。
因此，在第一方面，本發(fā)明提供一種TEM模式諧振器，該諧振器
包括
可調(diào)諧腔室，其由導(dǎo)電的腔室壁限定，該腔室壁包括接地面、電 容面和在接地面與電容面之間延伸的圍繞壁；
導(dǎo)電的諧振器構(gòu)件，其位于腔室內(nèi)，并且從接地面向電容面延伸 部分路程；諧振器構(gòu)件靠近電容面的一部分包括凹陷部，該凹陷部中其內(nèi)具 有孔；
調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其在可調(diào)諧腔室外，該調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括穿過(guò)該孔延伸到 可調(diào)諧腔室內(nèi)的調(diào)諧臂，且該調(diào)諧機(jī)構(gòu)適于使調(diào)諧臂朝向和遠(yuǎn)離電容 面位移，
腔室內(nèi)的調(diào)諧臂的至少一部分是調(diào)諧元件，該調(diào)諧元件金屬或電 介質(zhì)。
調(diào)諧臂穿過(guò)孔延伸，該孔位于導(dǎo)電的諧振器構(gòu)件上的凹陷部?jī)?nèi)。 因而，該孔在該可調(diào)諧腔室內(nèi)屏蔽電場(chǎng)，并且因此微波信號(hào)不會(huì)從可 調(diào)諧腔室泄漏。
優(yōu)選地，調(diào)諧臂是電介質(zhì)?？商娲?，調(diào)諧臂是金屬。
優(yōu)選地，調(diào)諧臂沿其長(zhǎng)度具有一致的橫截面。
調(diào)諧臂能夠包括調(diào)諧元件和在調(diào)諧元件與調(diào)諧機(jī)構(gòu)之間延伸的調(diào) 諧桿，調(diào)諧元件的橫截面大于該桿的橫截面。
調(diào)諧元件能夠是盤。
調(diào)諧桿能夠是金屬、電介質(zhì)或塑性材料中的任一種。 調(diào)諧元件能夠是電介質(zhì)。
優(yōu)選地，調(diào)諧桿和調(diào)諧元件兩者都是電介質(zhì)材料，調(diào)諧元件的介 電常數(shù)大于調(diào)諧桿的介電常數(shù)。
可替代地，調(diào)諧元件是金屬。優(yōu)選地，調(diào)諧元件在其靠近電容面的面中包括凹陷部。
優(yōu)選地，調(diào)諧機(jī)構(gòu)適于使調(diào)諧元件從至少部分地位于諧振器構(gòu)件 凹陷部?jī)?nèi)的縮回位置朝向電容板位移至伸出的位置。
優(yōu)選地，調(diào)諧臂適于使諧振器的諧振頻率是位于可調(diào)諧腔室內(nèi)的 調(diào)諧臂的位置的線性函數(shù)。
優(yōu)選地，調(diào)諧機(jī)構(gòu)被布置在諧振器構(gòu)件內(nèi)。


現(xiàn)在參考附圖通過(guò)僅示例但沒(méi)有任何限定意義的例子來(lái)描述本發(fā) 明，其中
圖1以示意性視圖示出已知的TEM模式微波諧振器； 圖2示出用于圖1的等效電路；
圖3以橫截面示出根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器；
圖4是用于具有金屬調(diào)諧臂的圖3實(shí)施例的諧振頻率關(guān)于調(diào)諧臂
位移量的曲線圖5是用于具有電介質(zhì)調(diào)諧臂的圖3實(shí)施例的諧振頻率關(guān)于調(diào)諧
臂位移量的曲線圖6以橫截面示出根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器的又一實(shí)施例； 圖7是用于圖6實(shí)施例的諧振頻率關(guān)于調(diào)諧臂位移量的曲線圖； 圖8以橫截面示出根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器的又一實(shí)施例；
以及
圖9示出用于圖8實(shí)施例的諧振頻率關(guān)于調(diào)諧臂位移量的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中示出TEM模式微波諧振器1的示意性視圖。微波諧振器1 包括可調(diào)諧腔室2，該腔室由接地面3、電容面4和在接地面與電容面 之間延伸的圍繞壁5限定。接地面3、電容面4和圍繞壁5全部是導(dǎo)電
6的。
諧振器構(gòu)件6位于該可調(diào)諧腔室2內(nèi)。諧振器構(gòu)件6從接地面3 向電容面4延伸部分路程。在該示例中，可調(diào)諧腔室2和諧振器構(gòu)件6 兩者都是圓柱形的。其它變型是可能的，例如可調(diào)諧腔室2或諧振器 構(gòu)件6兩者中的一個(gè)是矩形。
圍繞壁5包括輸入端和輸出端(未示出)，用于微波的進(jìn)入和輸出。
諧振器構(gòu)件6和圍繞壁5作為由接地面3在一端短路的傳輸線。 在該傳輸線的另一端，電容面4和諧振器構(gòu)件6的端部作為電容。圖2 中示出用于圖1的諧振器1的等效電路。
圖2的電路的諧振頻率取決于諧振器1的長(zhǎng)度以及電容面4與諧 振器構(gòu)件6之間的有效電容。增加所述長(zhǎng)度和所述有效電容中任何一 個(gè)都會(huì)降低諧振器1的諧振頻率。
已知的是，通過(guò)可調(diào)諧腔室2內(nèi)的調(diào)諧臂(未示出)(典型是電 介質(zhì)或金屬)的位移來(lái)調(diào)諧這種諧振器1。調(diào)諧臂穿過(guò)可調(diào)諧腔室2內(nèi) 的孔延伸至可調(diào)諧腔室2外的調(diào)諧機(jī)構(gòu)(未示出)，該調(diào)諧機(jī)構(gòu)使調(diào) 諧臂發(fā)生位移。微波能量穿過(guò)調(diào)諧臂與圍繞壁5之間間隙中的孔漏出。
圖3中以橫截面示出根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器1。除了諧振 器構(gòu)件6包括靠近電容面4的凹陷部7之外，諧振器1與圖1的諧振 器類似?？?位于凹陷部7內(nèi)。調(diào)諧臂9穿過(guò)孔8延伸。位于可調(diào)諧 腔室2外的調(diào)諧機(jī)構(gòu)10使調(diào)諧臂9位移進(jìn)入和離開可調(diào)諧腔室2，以 調(diào)諧諧振器1。
在該實(shí)施例中，調(diào)諧臂9是具有一致橫截面的電介質(zhì)桿。在可替代的實(shí)施例中，調(diào)諧臂9是具有一致橫截面的金屬桿。在可替代的實(shí) 施例(未示出)中，也可能是具有不一致橫截面的調(diào)諧臂9。通過(guò)改變
調(diào)諧臂9的橫截面(該橫截面作為沿著臂9的位置的函數(shù))，能夠調(diào)
節(jié)諧振頻率關(guān)于調(diào)諧臂位移量的曲線的形狀，如下面更加詳細(xì)描述那 樣。
因?yàn)榭?在諧振器構(gòu)件6中的凹陷部7內(nèi)被屏蔽，因而微波能量 不會(huì)穿過(guò)該孔漏出。另外，利用該幾何形狀，調(diào)諧機(jī)構(gòu)10能夠布置在 諧振器構(gòu)件6中，從而減小該諧振器/調(diào)諧機(jī)構(gòu)組件的大小。
圖4中以示意性形式示出具有金屬調(diào)諧臂9的諧振器1的諧振頻 率。當(dāng)金屬調(diào)諧臂9朝向電容面4移動(dòng)時(shí)，兩者之間的電容增加，從 而降低了諧振頻率。當(dāng)調(diào)諧臂9接近電容面4時(shí)，諧振頻率迅速降低， 當(dāng)兩者接觸時(shí)達(dá)到零。
圖5中示出(這次是具有電介質(zhì)調(diào)諧臂9的)類似的曲線圖。由 于具有電介質(zhì)調(diào)諧臂9，諧振頻率隨調(diào)諧臂位移的變化更加線性。
圖6中示出根據(jù)本發(fā)明的TEM諧振器1的又一實(shí)施例。在該實(shí)施 例中，調(diào)諧臂9包括調(diào)諧元件11和在調(diào)諧元件11與調(diào)諧機(jī)構(gòu)10之間 延伸的調(diào)諧桿12。調(diào)諧元件11是具有比調(diào)諧桿12的橫截面更大的橫 截面的盤。盤的尺寸設(shè)置成配合在凹陷部7內(nèi)。調(diào)諧機(jī)構(gòu)IO適于使盤 11從至少部分地在凹陷部7內(nèi)的位置位移至更靠近電容面4的向前的 位置。
在該實(shí)施例中，調(diào)諧桿12和調(diào)諧元件11兩者都是電介質(zhì)材料， 調(diào)諧元件11具有比調(diào)諧桿12更大的介電常數(shù)。在可替代的實(shí)施例中， 調(diào)諧元件11能夠是電介質(zhì)或金屬中的任一種。類似地，在其它實(shí)施例 中，調(diào)諧桿12能夠是塑性材料、電介質(zhì)或金屬中的任一種。
8在其它實(shí)施例中，調(diào)諧元件11的橫截面能夠是其它的形狀，例如 方形。
圖7中示出用于圖6實(shí)施例的諧振頻率作為位移量的函數(shù)的曲線 圖。曲線的精確形狀取決于調(diào)諧桿12和調(diào)諧元件11部分的相對(duì)尺寸 和介電常數(shù)。
圖8中示出根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器1的又一實(shí)施例。在該 實(shí)施例中，調(diào)諧元件11在靠近電容面4的面內(nèi)包括凹陷部13。圖9中 示出諧振頻率作為調(diào)諧臂位置的函數(shù)的結(jié)果曲線圖。該曲線圖大約介 于圖7和圖5的曲線圖之間。通過(guò)正確選取調(diào)諧元件11和調(diào)諧桿12 部分的尺寸，調(diào)諧頻率隨著調(diào)諧臂9位置的變化的速率能夠布置為在 調(diào)諧臂9的大范圍的位移上保持近似恒定。
權(quán)利要求
1.一種TEM模式諧振器，包括可調(diào)諧腔室，其由導(dǎo)電的腔室壁限定，所述腔室壁包括接地面、電容面和在所述接地面與所述電容面之間延伸的圍繞壁；導(dǎo)電的諧振構(gòu)件，其位于所述腔室內(nèi)，并且從所述接地面到所述電容面延伸部分路程；所述諧振器構(gòu)件靠近所述電容面的一部分包括凹陷部，所述凹陷部在其內(nèi)具有孔；調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其在所述可調(diào)諧腔室外，所述調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括穿過(guò)所述孔延伸到所述可調(diào)諧腔室內(nèi)的調(diào)諧臂，且所述調(diào)諧機(jī)構(gòu)適于使所述調(diào)諧臂朝向和遠(yuǎn)離所述電容面位移，位于所述腔室內(nèi)的所述調(diào)諧臂的至少一部分是調(diào)諧元件，所述調(diào)諧元件是金屬或電介質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧臂 是電介質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧臂 是金屬。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧臂沿其長(zhǎng)度具有一致的橫截面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧臂 包括調(diào)諧元件和在所述調(diào)諧元件與所述調(diào)諧機(jī)構(gòu)之間延伸的調(diào)諧桿， 且所述調(diào)諧元件的橫截面大于所述調(diào)諧桿的橫截面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧元 件是盤。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào) 諧桿是金屬、電介質(zhì)或塑性材料中的任一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧元 件是電介質(zhì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧桿 和調(diào)諧元件兩者都是電介質(zhì)材料，且所述調(diào)諧元件的介電常數(shù)大于所 述調(diào)諧桿的介電常數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧元 件是金屬。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所述的TEM模式諧振器，其 中，所述調(diào)諧元件在其靠近所述電容面的面中包括凹陷部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的TEM模式諧振器，其 中，所述調(diào)諧機(jī)構(gòu)適于使所述調(diào)諧元件從至少部分地位于所述諧振器 構(gòu)件的凹陷部?jī)?nèi)的縮回位置朝向所述電容板位移至伸出的位置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧 臂適于使所述諧振器的諧振頻率是位于所述可調(diào)諧腔室內(nèi)的所述諧振 臂的位置的線性函數(shù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的TEM模式諧振器，其 中，所述調(diào)諧機(jī)構(gòu)被布置在所述諧振器構(gòu)件內(nèi)。
全文摘要
一種TEM模式諧振器，該諧振器包括由導(dǎo)電的腔室壁限定的可調(diào)諧腔室，該腔室壁包括接地面、電容面和在接地面與電容面之間延伸的圍繞壁；導(dǎo)電的諧振器構(gòu)件，其位于腔室內(nèi)且從接地面到電容面延伸部分路程；諧振器構(gòu)件靠近電容面的一部分包括凹陷部，該凹陷部在其內(nèi)具有孔；調(diào)諧機(jī)構(gòu)，其在可調(diào)諧腔室外，該調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括穿過(guò)所述孔延伸到可調(diào)諧腔室內(nèi)的調(diào)諧臂，且該調(diào)諧機(jī)構(gòu)適于使調(diào)諧臂朝向和遠(yuǎn)離電容面位移，位于腔室內(nèi)的調(diào)諧臂的至少一部分是調(diào)諧元件，該調(diào)諧元件是金屬或電介質(zhì)。
文檔編號(hào)H01P7/04GK101689695SQ200880007503
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日
發(fā)明者克里斯托弗·伊恩·莫布斯, 尼古拉斯·阿徹 申請(qǐng)人:埃瑟泰克電子有限公司