專利名稱：復(fù)合諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合諧振器，并特別涉及，但并不僅限于，一種用于在蜂窩式遠(yuǎn)程通信領(lǐng)域中工作在微波頻率段的設(shè)備中的復(fù)合諧振器。
微波諧振器具有廣泛的應(yīng)用范圍。特別是在蜂窩式遠(yuǎn)程通信中，在濾波器、多路復(fù)用器以及功率匯接網(wǎng)絡(luò)中使用微波諧振器。
濾波器需要有嚴(yán)格的技術(shù)要求，例如，窄帶通濾波器要有低的通帶損耗。對(duì)于蜂窩式基站應(yīng)用而言，通常使用梳齒濾波器，但是其只具有幾千的最大諧振器因數(shù)Q。
另一方面，電介質(zhì)諧振器具有最大為50000的Q值。但是，它們須承受不良的寄生響應(yīng)，即諧振的第一寄生模式接近于基本模式的頻率。因此很難獲得消除阻帶所需的低通濾波效果。另外，由于領(lǐng)域主要局限于電介質(zhì)，所以通用的TE01Δ諧振器在900MHz處不適合于高于5MHz的帶寬，因此難于獲得強(qiáng)的輸入耦合端。
通過與帶通濾波器一起使用而使低通濾波器可以截?cái)嗉纳C振信號(hào)從而可以解決寄生諧振問題。但是，這種方法在所需諧振和寄生諧振之間的頻率間隔很小時(shí)需要非常尖銳的低通濾波特性。這樣需要低通濾波器將能傳輸從DC到例如1GHz級(jí)的通帶的最高頻率，然后將其阻斷在大約100MHz的頻率范圍內(nèi)。該低通濾波器的拐點(diǎn)必須足夠尖銳從而使該低通濾波器在通帶中不增加損耗。一般在通帶中心頻率處的總損耗需要為1db。如果使用常規(guī)的電介質(zhì)諧振器，則這種要求在低通濾波器的設(shè)計(jì)上提出了一些嚴(yán)格的要求。
因此，存在對(duì)于具有高Q值諧振器的需要，以便于可以獲得具有足夠尖銳的帶通特性，而且不會(huì)有間隔近的寄生諧振而帶來的相關(guān)問題，上述寄生諧振需要使用另外的具有很嚴(yán)格濾波特性的濾波器以便于能提供所希望的總的濾波響應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種微波頻率復(fù)合諧振器，包括金屬殼體，具有一個(gè)內(nèi)表面，并能限定諧振腔；電介質(zhì)部件，以及導(dǎo)電板，在其中，電介質(zhì)部件被設(shè)置在位于金屬殼體內(nèi)表面上的諧振腔內(nèi)，而該導(dǎo)電板設(shè)置在電介質(zhì)部件的頂部。
通過提供一個(gè)諧振器，該諧振器在諧振腔內(nèi)在導(dǎo)電板和構(gòu)成諧振腔的金屬殼體的內(nèi)表面之間有電介質(zhì)部件，這個(gè)諧振器的頻率響應(yīng)提供了諧振器所希望的基本固有模式，該模式具有與諧振器的下一個(gè)固有模式頻率充分分開的諧振頻率，并且該所需的固有模式包括一對(duì)正交模式。該諧振器在其諧振頻率處的Q值至少等于處于相同物理存儲(chǔ)體中的同軸諧振器的Q值。
這種諧振器具有與下一個(gè)最近的固有模式頻率充分分開的諧振頻率。因此可以將帶有不太尖銳響應(yīng)的低通濾波器與包括本發(fā)明諧振器的濾波器一起使用從而可以提供所需的總的濾波器響應(yīng)。
諧振模式是帶有與相同實(shí)際大小的梳齒諧振器的Q值一樣的模值Q的雙重模式。因此，在每個(gè)單位體積Q值中提供2∶1的改進(jìn)。因此濾波器可以構(gòu)造成具有接近于具有相同電氣性能的梳齒濾波器實(shí)際大小的一半，或與其具有相同的大小和更為改進(jìn)的性能，即較低的損耗。
電介質(zhì)部件可以直接與殼體的內(nèi)表面相鄰接。導(dǎo)電板可以直接與電介質(zhì)部件的上面相鄰接。
該電介質(zhì)部件可以大體上為一個(gè)垂直的圓柱體。導(dǎo)電板可以是圓形的。最好地，電介質(zhì)材料的介電常數(shù)值是在30和44之間，更好的是在36和44之間。
可以構(gòu)造諧振器使其在諧振時(shí)能保持雙重TM模式諧振?？梢园才旁撝C振器的外形尺寸使其在諧振器所需的諧振頻率處該諧振器能保持雙重TM模式駐波微波諧振。
該諧振器可以保持雙重TM模式諧振，其中TM模式諧振包括一對(duì)正交模式。可以安排諧振器的外形尺寸使其所保持的TM諧振具有兩種模式，這兩種模式在頻率上足夠接近從而在諧振腔的諧振頻率處這兩種模式都被激勵(lì)。這樣，與保持具有單一激勵(lì)模式諧振的相同大小的同軸諧振器相比，提供了諧振器接近于雙倍的增強(qiáng)的Q值。
可以構(gòu)造諧振器使它的TE模式諧振具有高于TM模式諧振頻率的一個(gè)諧振頻率。通過以適當(dāng)?shù)姆绞桨才旁撝C振器的外形尺寸，可以轉(zhuǎn)換諧振器TM模式和諧振器下一個(gè)最近TE模式的頻率間隔。在自由懸浮電介質(zhì)諧振器中，TE模式在頻率上低于下一個(gè)最近的TM模式。但是，可以適當(dāng)?shù)剡x擇該諧振器的排列和外形尺寸以便于TM模式在頻率上低于TE模式的頻率，即兩種模式在頻率上可以互換，而且與在TE模式的頻率低于TM模式頻率的情況中相比可以增加TE模式和TM模式之間的頻率間隔。
諧振器可以有一個(gè)將輸入電信號(hào)耦合到導(dǎo)電板上的輸入耦合端。這樣提供了將電信號(hào)連接到諧振器上以便于將電能量耦合到諧振器中從而激勵(lì)該諧振器的一個(gè)耦合裝置。
可以這樣安排輸入耦合端和導(dǎo)電板使在諧振時(shí)諧振器模式電場的徑向分量可以直接徑直地從輸入耦合端穿過導(dǎo)電板。由于導(dǎo)電板、電介質(zhì)部件和諧振腔的這種設(shè)置和外形尺寸，與該導(dǎo)電板相連的輸入耦合端建立了一個(gè)電場，該電場的徑向分量從輸入耦合端與導(dǎo)電板連接的那點(diǎn)延伸徑直穿過導(dǎo)電板。
在導(dǎo)電板的圓周上可以有凹槽。通過在導(dǎo)電板的圓周上提供凹槽可以導(dǎo)致產(chǎn)生穿過該板的電場的第二徑向分量，即雙模式TM諧振的兩個(gè)正交模式中的第二個(gè)的分量。環(huán)繞該圓周的凹槽的角度位置確定了這個(gè)電場第二徑向分量相對(duì)于電場第一徑向分量的方位。因此單個(gè)物理諧振器可以相當(dāng)于一對(duì)耦合的諧振器。
這個(gè)凹槽可以設(shè)置在與電場的徑向分量方向成45°角的位置上。凹槽這種角度位置產(chǎn)生了與電場第一徑向分量正交方向上的電場的第二徑向分量，即雙重TM模式的第二正交分量。然后使第二橫向諧振的強(qiáng)度最大化并接近于第一諧振的強(qiáng)度。
該諧振器可以有一個(gè)將來自諧振器的輸出電信號(hào)耦合的輸出耦合端。該輸出耦合端將諧振器中的電能量作為電信號(hào)輸出。選擇這個(gè)輸出耦合端的位置使其響應(yīng)穿過導(dǎo)電板電場的合適的徑向分量。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，這里提供了包括第一微波頻率諧振器的濾波器，它包括金屬殼體，具有一個(gè)內(nèi)表面，并能限定諧振腔；電介質(zhì)部件，以及導(dǎo)電板，在其中，電介質(zhì)部件被設(shè)置在位于金屬殼體內(nèi)表面上的諧振腔內(nèi)，而該導(dǎo)電板設(shè)置在電介質(zhì)部件的頂部。
這個(gè)濾波器可以有一個(gè)第二微波頻率復(fù)合諧振器?？梢栽诠矚んw內(nèi)提供一些諧振器以便于提供一個(gè)具有所需濾波特性的濾波器。
該濾波器可以有一個(gè)將輸入電信號(hào)耦合到第一諧振器板上的輸入耦合端以及一個(gè)耦合從第二諧振器導(dǎo)電板輸出電信號(hào)的輸出耦合端。安排第一和第二諧振器使得在第一物理諧振器和第二物理諧振器之間存在一個(gè)連接點(diǎn)。可以將電信號(hào)輸入到第一諧振器然后從第二諧振器輸出，此時(shí)該電信號(hào)已經(jīng)經(jīng)過由諧振器構(gòu)成的濾波器網(wǎng)絡(luò)。
濾波器可以在第一諧振器導(dǎo)電板的圓周中有第一凹槽而在第二諧振器導(dǎo)電板的圓周中有第二凹槽。通過在第一諧振器導(dǎo)電板中提供一個(gè)凹槽，從而在第一物理諧振器中產(chǎn)生電場的第二徑向分量。然后該電場耦合到第二諧振器并且在第二諧振器的導(dǎo)電板中感應(yīng)出一個(gè)徑向電場。然后在第二物理諧振器導(dǎo)電板中的凹槽導(dǎo)致在該導(dǎo)電板中產(chǎn)生第二徑向電場。以這種方式，這兩個(gè)物理諧振器其作用相當(dāng)于四個(gè)耦合的諧振器。
濾波器可以有第一凹槽和第二凹槽，它們被成角度地放置以便于第一諧振器諧振模式電場的徑向分量僅耦合到第二諧振器諧振模式電場的一個(gè)單個(gè)徑向分量中。以這種方式，這兩個(gè)物理諧振器作用相當(dāng)于一系列非交叉耦合的諧振器，其中這一系列諧振器的數(shù)量大于物理諧振器的數(shù)量。
濾波器可以有第一凹槽和第二凹槽，它們被成角度地放置以便于第一諧振器諧振模式電場的徑向分量與第二諧振器諧振模式電場的一對(duì)徑向分量都耦合從而使第一和第二諧振器交叉耦合以便于在濾波器響應(yīng)特性提供極點(diǎn)。以這種方式可以提供一系列諧振器但是諧振器之間是交叉耦合以便于在濾波器響應(yīng)中提供極點(diǎn)從而可以改進(jìn)濾波器特性。可以通過改變第一和第二導(dǎo)電板中凹槽之間的相對(duì)角度來改變諧振器之間的交叉耦合的強(qiáng)度。
該濾波器可以有調(diào)諧裝置?？梢愿淖冋{(diào)諧裝置和諧振器之間的相對(duì)位置以便于調(diào)諧諧振器的諧振頻率。該調(diào)諧裝置可以包括與絕緣部件相連的一個(gè)傳導(dǎo)盤，并且可以改變傳導(dǎo)盤和諧振器導(dǎo)電板的間距。以這種方式，可以通過在濾波器中提供調(diào)諧諧振器諧振頻率的方法來修正濾波器響應(yīng)。
該濾波器可以是一個(gè)帶通濾波器。
現(xiàn)在將參考附圖并僅借助于例子來描述本發(fā)明，其中

圖1a和1b示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的諧振器的示意平面圖和截面圖；圖2a和2b示出了自由支撐的電介質(zhì)諧振器的示意截面圖以及用于說明目的的它的頻率響應(yīng)頻譜；圖3a和3b示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的諧振器示意截面圖以及其頻率響應(yīng)頻譜；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的兩個(gè)諧振濾波器示意平面圖；圖5示出了說明濾波器板內(nèi)的徑向電場以及等效的串聯(lián)諧振器網(wǎng)絡(luò)圖；圖6示出了說明濾波器板中的徑向電場以及等效的交叉耦合的串聯(lián)諧振器網(wǎng)絡(luò)圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的濾波器的另一個(gè)實(shí)施例的平面圖；圖8示出了沿著圖7濾波器中的線AA的截面圖；圖9示意性地說明了在圖7和8中所示的濾波器的電場分量以及輸入輸出耦合端點(diǎn)的相對(duì)方位；圖10示出了對(duì)于在圖11中所使用符號(hào)的描繪性說明；以及圖11示出了在圖7和8中所示的8極點(diǎn)濾波器的示意性等效電路。
在附圖中，共同的部分具有相同的標(biāo)號(hào)。
參考圖1a和1b，其上示出了用標(biāo)號(hào)10表示的根據(jù)本發(fā)明的諧振器的平面以及截面圖。該諧振器有一個(gè)限定了諧振腔12的正方形金屬殼體11。該殼體最好是鋁的。在該諧振腔中設(shè)置垂直的圓柱體形式的電介質(zhì)部件13。該電介質(zhì)部件有一個(gè)上面14和一個(gè)底面15。該諧振器還有一個(gè)圓形金屬導(dǎo)電板16。該圓形金屬導(dǎo)電板直接與電介質(zhì)部件的上面相鄰接，而電介質(zhì)部件的底面直接與金屬殼體的內(nèi)表面17相鄰接。由絕緣材料的螺絲釘18來保持板、電介質(zhì)部件以及殼體。輸入耦合端19將金屬板連接到位于殼體外側(cè)的同軸連接器20上。該諧振器還有一個(gè)未示出的蓋子。一個(gè)類似于輸入耦合端的沒有示出的輸出耦合端將金屬板連接到位于殼體外側(cè)的同軸連接器上。
用于諧振器的適當(dāng)?shù)某叽缛缦職んw是60平方毫米且28毫米深；電介質(zhì)部件的直徑是40毫米，高是20毫米；金屬板的直徑是30毫米，厚是3毫米并且在金屬板頂部與蓋子之間的間距是5毫米。用于電介質(zhì)部件的合適材料是ZTS。通過使用具有介電常數(shù)為44的電介質(zhì)材料，可以實(shí)現(xiàn)具有有Q值接近于4000的諧振器并且該諧振器具有915MHz的諧振頻率并在1360MHz處具有第一寄生諧振。
可替換地，還可以這樣構(gòu)造如上所述的諧振器具有45毫米深度的殼體、30毫米厚度的電介質(zhì)部件以及12毫米的蓋子到金屬板之間的間距。這種諧振器具有接近于6000的Q值、925MHz的諧振頻率以及在1145MHz處的第一寄生諧振。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的那樣，可以選擇諧振器各部件的尺寸以便于提供帶有被構(gòu)造外形尺寸的諧振器，該諧振器能提供所需諧振頻率、Q以及寄生帶寬即諧振頻率和第一寄生諧振之間的頻率間隔。
將參考圖2a、2b、3a以及3b來描述諧振器的性能。圖2a示出了電介質(zhì)諧振器20的示意圖，在該諧振器中，電介質(zhì)部件21是被自由懸掛在金屬殼體23的諧振腔22內(nèi)。電介質(zhì)部件不直接與金屬殼體的內(nèi)表面接觸，而是通過沒有示出的絕緣部件來支撐它。圖2b示出了這種諧振器的頻率響應(yīng)頻譜圖。這種諧振器在第一頻率處有一個(gè)固有模式24，該模式是駐波TE模式微波諧振。該諧振器還在第二較高頻率處具有一個(gè)固有模式25，它是具有兩個(gè)正交模式的駐波雙重TM模式微波諧振，因此圍繞在TM模式頻率周圍的諧振的兩個(gè)模式可以由具有相似頻率的信號(hào)來激勵(lì)。
圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明的諧振器30的示意圖而圖3b是這種諧振器的頻率響應(yīng)頻譜圖。通過將一個(gè)電介質(zhì)部件31直接接觸地放置在諧振腔金屬殼體32的內(nèi)表面上，使該諧振器的雙重TM模式和TE模式可以互換從而使TM模式變得在頻率上低于TE模式。另外，通過將金屬板直接放置在電介質(zhì)部件的頂部與其接觸，可以增加TM和TE模式之間的頻率間隔。TM模式包括一對(duì)正交的諧振模式并且使用這種雙重TM模式頻率作為其諧振頻率的諧振器的Q值可以有效地提高一倍。通過改變相對(duì)于電介質(zhì)部件的金屬板的大小，可以改變TM和TE模式之間的頻率間隔。
因此，該諧振器提供了與相同尺寸的諧振器相比具有增強(qiáng)的Q值并且?guī)в懈倪M(jìn)的寄生帶寬。如同微波濾波器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的那樣，可以將這種諧振器用在一個(gè)單個(gè)諧振器微波濾波器中。
現(xiàn)將參考圖4描述包括根據(jù)本發(fā)明的諧振器的一個(gè)濾波器。通常由標(biāo)號(hào)40表示的一個(gè)微波濾波器，包括在公共殼體43中的第一諧振器41和第二諧振器42。第一諧振器具有用來將輸入的電信號(hào)耦合到第一諧振器第一板48上的一個(gè)輸入耦合端44。如后面將要描述的，第一板48在其相對(duì)于輸入耦合端的特定位置的圓周上有一個(gè)凹槽45。第二諧振器有一個(gè)輸出耦合端46用于輸出來自第二諧振器的第二板49上的電信號(hào)。第二板在其相對(duì)于第一凹槽45以及相對(duì)于輸出耦合端46的特定位置的圓周上有一個(gè)第二凹槽47。
現(xiàn)將參考圖5描述濾波器的性能，圖5示出了該濾波器的第一板48和第二板49以及等效諧振器網(wǎng)絡(luò)的圖。一個(gè)輸入電信號(hào)通過耦合端44被連接到第一板上。在沒有第一凹槽45時(shí)，由于TM模式的固有特性以及該板的圓周對(duì)稱性，因此由諧振器保持的TM模式駐波諧振有直接徑向穿過該板的電場徑向分量(由虛線50表示)。通過在板的圓周上以相對(duì)于該電場徑向分量成45°度角的位置上設(shè)置一個(gè)凹槽，從而產(chǎn)生穿過板并橫切第一電場方向的該電場的第二徑向分量(由虛線51表示)。該電場的第一和第二徑向分量對(duì)應(yīng)于雙重TM諧振的兩個(gè)正交模式。該電場的第二徑向分量與第二諧振器的第二板49耦合并在第二板中感應(yīng)一個(gè)第一徑向電場(由虛線52表示)。第二凹槽47導(dǎo)致在第二板上橫切第一電場方向上產(chǎn)生一個(gè)第二徑向電場(由虛線53表示)。然后，第二電場經(jīng)輸出耦合端46產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)。
這種凹槽的排列意味著每個(gè)物理諧振器41和42的作用相當(dāng)于兩個(gè)諧振器。在圖5中示出了一個(gè)等效的諧振器網(wǎng)絡(luò)。濾波器40等效于與四個(gè)串聯(lián)諧振器54到57耦合的一個(gè)輸入端，其中帶有對(duì)應(yīng)于徑向電場50的第一諧振器54、還有一個(gè)最后的輸出。因此可以從包括兩個(gè)物理諧振器的濾波器中產(chǎn)生一個(gè)四諧振濾波器。從本發(fā)明的諧振器中本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以理解，濾波器的這種設(shè)計(jì)可以提供例如通帶這樣的特定濾波器響應(yīng)特性。
圖6示出了一種濾波器的示意圖，其中在諧振器網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)引入了交叉耦合。在第二諧振器的第二板49中的第二凹槽58的角度位置已經(jīng)相對(duì)于第一板48中的第一凹槽45以及第二板的輸出耦合端46有所改變。在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)沿著51方向的徑向電場耦合到板49上時(shí)，它感應(yīng)出一個(gè)電場，該電場對(duì)應(yīng)于沿著以前例子中的方向52和53的電場平行分量(由虛線59來說明)。然后，該凹槽產(chǎn)生一個(gè)電場，該電場對(duì)應(yīng)于沿著以前例子中的方向52和53的電場分量的橫切分量并沿著由虛線60表示的方向上產(chǎn)生一個(gè)合成電場。這個(gè)電場耦合到輸出耦合端46從而產(chǎn)生一個(gè)輸出電信號(hào)。這樣的效果是在沿著51和53方向上的各個(gè)徑向電場諧振模式之間引入交叉耦合。交叉耦合的強(qiáng)度依賴于凹槽45和58之間的相對(duì)角度，并且導(dǎo)電板49的輸出依賴于輸出耦合端46相對(duì)于凹槽45和58的位置。
在圖6中示出了等效的諧振器網(wǎng)絡(luò)，其中該濾波器等效于對(duì)應(yīng)于分別沿著方向50、51、51和53上的徑向電場的串聯(lián)諧振器61-64，但是諧振器62和64之間的交叉耦合以及諧振器62、63和64之間的耦合強(qiáng)度依賴于凹槽45和58相對(duì)角度方位。在諧振器網(wǎng)絡(luò)中提供這種交叉耦合使得在濾波器的傳輸函數(shù)中引入一些極點(diǎn)并因此可以如愿改變?yōu)V波器特性。因此，通過改變這些凹槽的相對(duì)角度位置，可以將濾波器特性按所希望的方式改變。
還可以設(shè)想使用多于兩個(gè)本發(fā)明的諧振器的濾波器。
參考圖7和8，其上示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的濾波器的另一個(gè)實(shí)施例，該濾波器用標(biāo)號(hào)70表示。在這個(gè)實(shí)施例中，濾波器70是一個(gè)8極點(diǎn)濾波器。
該濾波器在一個(gè)由鍍銀鋁制成的公共殼體75中有四個(gè)諧振器71、72、73、74。每個(gè)諧振器包括腔體76-79，其中設(shè)置了垂直的圓柱電介質(zhì)部件80-83。在每個(gè)電介質(zhì)部件上設(shè)置了一個(gè)圓形導(dǎo)電板84-87。在每個(gè)導(dǎo)電板中有一對(duì)凹槽95、96。通過絕緣螺絲緊固件88-91使導(dǎo)電板和電介質(zhì)部件之間以及腔體殼體的底部彼此固定的。
這些腔體是60平方毫米，40毫米深。電介質(zhì)柱體的直徑是40毫米，深度是23毫米。導(dǎo)電板的直徑是30毫米，深度是3毫米。這樣的尺寸提供了具有大約5000的Q值諧振器。
每個(gè)諧振器還有一個(gè)調(diào)諧裝置92，它是這樣構(gòu)成的在相應(yīng)諧振腔的殼體的內(nèi)壁中將一對(duì)圓形金屬板93安裝在螺紋支撐架94上。
分隔第一和第二，第二和第三以及第三和第四諧振器的殼體壁上都有一個(gè)膜片(iris)97，耦合部件98穿過該膜片。該濾波器還有一個(gè)輸入耦合端99以及一個(gè)輸出耦合端100。輸出耦合端99是同軸連接器101的形式，該連接器有一個(gè)延伸到安裝在殼體底部并帶有一個(gè)電容性探針104的接線柱103上的傳輸線102，該探針104從接線柱延伸到諧振器的導(dǎo)電板上。輸出耦合端100也同樣構(gòu)造。
現(xiàn)將參考附圖9到11描述濾波器的操作。圖9示意性地說明了這些物理諧振器的實(shí)際諧振的固有模式以及它們相應(yīng)的結(jié)構(gòu)以及輸入和輸出耦合端。圖10說明了對(duì)于濾波器網(wǎng)絡(luò)元件的慣用符號(hào)以及在圖11中所使用的速記符號(hào)。圖11示出了在圖7和8中所示濾波器的等效電路。
電能量經(jīng)輸入耦合端進(jìn)入濾波器網(wǎng)絡(luò)。接線柱103作用相當(dāng)于一個(gè)到地的感抗而安裝在接線柱上的電容性探針耦合器耦合到導(dǎo)電板的電場上。如前所述，在導(dǎo)電板中沒有任何凹槽的情況下，在諧振器中有兩個(gè)退化諧振TM模式。在導(dǎo)電板的外圍引入凹槽能提高退化度并且拓寬頻譜。加深凹槽能增加耦合帶寬但最后能使場圖變得扭曲。使用兩個(gè)凹槽可以帶來增加的帶寬以及較少的電場扭曲。
每個(gè)諧振器支持兩個(gè)正交的徑向電場模式。通過第一徑向模式和電容性耦合器之間的對(duì)著的角度θ01來確定輸入耦合端耦合到第一諧振器兩個(gè)模式的程度。如果這個(gè)角度是零，則輸入耦合端直接進(jìn)入第一模式。如果這個(gè)角度大于零，則在第一和第二徑向模式中產(chǎn)生交叉耦合。在沒有任何交叉耦合的情況中，濾波器有標(biāo)準(zhǔn)的Chebychev響應(yīng)。包含交叉耦合能引入一個(gè)衰減極點(diǎn)并且改變?yōu)V波器特性以致于它不再均衡，并且如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的那樣，它在一側(cè)提供了較為陡峭的響應(yīng)。
因此，如圖10和11所示，輸入耦合端提供了一個(gè)感抗和電容，它們一起作用相當(dāng)于一個(gè)反相器，該反相器能提供濾波器網(wǎng)絡(luò)的第一節(jié)點(diǎn)0并且反相器與第一諧振器的兩個(gè)模式耦合。一個(gè)發(fā)生器經(jīng)反相器K01和K02與第一和第二諧振模式耦合，這個(gè)耦合是通過接線柱/探針輸入耦合端實(shí)現(xiàn)的，并且這種耦合的強(qiáng)度是由輸入耦合端和諧振器模式之間的相對(duì)角度來確定的。同樣地，輸出耦合端依賴于最后一個(gè)諧振器的徑向電場與輸出電容性耦合器之間的相對(duì)角度θ8，9，以便于可以改變?nèi)魏谓徊骜詈系膹?qiáng)度。此外，接線柱/電容性探針作為提供可連接負(fù)載的輸出節(jié)點(diǎn)9的反相器K79和K89。
可以通過提供膜片97和耦合部件98來改進(jìn)諧振器之間的耦合。這些膜片可以幫助阻擋任何不希望的諧振器模式之間的耦合。這些耦合部件有助于增強(qiáng)諧振器之間所希望的耦合，這是由于它們實(shí)際的物理接近度以及集中充電從而使所需的徑向模式耦合更強(qiáng)。
為每個(gè)諧振器的每個(gè)模式提供相應(yīng)的調(diào)諧裝置92。由于徑向電場最強(qiáng)，在殼體的側(cè)壁內(nèi)提供調(diào)諧裝置，以便于出現(xiàn)與徑向電場充分垂直正交的盡可能大的圓形板表面區(qū)域。
可以理解，可以提供并設(shè)想其它多極點(diǎn)濾波器排列，例如作為非限制的例子的10極點(diǎn)濾波器。
權(quán)利要求
1.一種微波頻率復(fù)合諧振器，該諧振器包括金屬殼體，具有一個(gè)內(nèi)表面并能限定諧振腔；電介質(zhì)部件；以及導(dǎo)電板，其中該電介質(zhì)部件被設(shè)置在位于金屬殼體內(nèi)表面的諧振腔中，而導(dǎo)電板被設(shè)置在電介質(zhì)部件的頂部。
2.如權(quán)利要求1所述的諧振器，其中電介質(zhì)部件是垂直的圓柱體。
3.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的諧振器，其中導(dǎo)電板是圓形的。
4.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的諧振器，并將其構(gòu)造成使諧振器的諧振保持在TM模式諧振。
5.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的諧振器，并將其構(gòu)造成使諧振器的諧振保持在雙重TM模式諧振。
6.如權(quán)利要求4或5所述的諧振器，其中諧振器的TE模式諧振具有高于TM模式諧振頻率的諧振頻率。
7.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的諧振器，還具有將輸入電信號(hào)耦合到導(dǎo)電板的輸入耦合端。
8.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的諧振器，其中在該導(dǎo)電板的圓周上有一個(gè)凹槽。
9.如權(quán)利要求8所述的諧振器，其中該凹槽被設(shè)置在與直接徑直穿過導(dǎo)電板的電場徑向分量方向成45°角的位置上。
10.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的諧振器，該諧振器具有一個(gè)耦合來自諧振器的輸出電信號(hào)的輸出耦合端。
11.一種包括如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的第一諧振器的濾波器。
12.如權(quán)利要求11所述的濾波器，它包括如權(quán)利要求1到10中任何一個(gè)所述的第二諧振器。
13.如權(quán)利要求12所述的濾波器，其中一個(gè)輸入耦合端將輸入的電信號(hào)耦合到第一諧振器的導(dǎo)電板，一個(gè)輸出耦合端耦合來自第二諧振器的導(dǎo)電板的輸出電信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的濾波器，其中在第一諧振器的導(dǎo)電板的圓周上有一個(gè)第一凹槽而在第二諧振器導(dǎo)電板的圓周上有一個(gè)第二凹槽。
15.如權(quán)利要求14所述的濾波器，其中，第一凹槽和第二凹槽被成角度地設(shè)置以便于第一諧振器諧振模式的電場徑向分量僅與第二諧振器諧振模式的電場的一個(gè)單個(gè)徑向分量耦合。
16.如權(quán)利要求14所述的濾波器，其中，第一凹槽和第二凹槽被成角度地設(shè)置以便于第一諧振器諧振模式的電場徑向分量與第二諧振器諧振模式的電場的一對(duì)徑向分量耦合從而使第一和第二諧振器能交叉耦合以便于在濾波器響應(yīng)特性中提供極點(diǎn)。
17.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的濾波器，其中該濾波器是一個(gè)帶通濾波器。
18.一種基本上參考附圖如前所述的諧振器。
19.一種基本上參考附圖如前所述的濾波器。
全文摘要
一種微波頻率復(fù)合諧振器,包括具有內(nèi)表面并能限定諧振腔的金屬殼體,具有上面、底面的電介質(zhì)部件和導(dǎo)電板。該電介質(zhì)部件被設(shè)置在諧振器內(nèi)并且其底面直接與金屬殼體的內(nèi)表面相鄰接,導(dǎo)電板直接與該電介質(zhì)部件的上面相鄰接。
文檔編號(hào)H01P1/208GK1276922SQ9881023
公開日2000年12月13日 申請(qǐng)日期1998年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月15日
發(fā)明者伊恩·亨特, 約翰·戴維·羅茲 申請(qǐng)人:菲爾特羅尼克公開有限公司