[发明专利]一种谐振子及其腔体滤波器和电磁波设备

说明书

技术领域

本发明涉及射频器件领域，更具体地说，涉及一种谐振子及其腔体滤波器和电磁波设备。

背景技术

谐振子，又称介质谐振器，具有介电常数高、电磁损耗低得有点，广泛应用在各种微波射频器件中，例如腔体滤波器、腔体滤波器构成的双工器等。通常谐振子为圆柱形，由微波介质陶瓷一体烧结而成。

虽然微波介质陶瓷也具有介电常数高、电磁损耗低、耐受功率高等优点从而符合谐振子的要求，但是随着科技的发展、产品集成度的不断提高，人们对滤波器、双工器的小型化需求进一步提高。现有技术中，腔体滤波器、双工器的体积与谐振频率是成反比的，如果直接对其谐振腔腔体减小体积，则其对应的谐振频率会增大，从而不能满足滤波器的滤波功能。如何既能实现小型化，又不影响正常的腔体滤波器和双工器的使用功能，是目前研发人员共同急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种实现小型化同时不影响谐振频率和其他性能的谐振子及其腔体滤波器和电磁波设备。

本发明提供一种谐振子，包括具有圆柱面的介质本体和附着在所述圆柱面上的至少一个响应单元；所述响应单元为导电材料制成的具有几何图案的结构。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元在所述谐振子的工作频率对应的电磁场中呈现正等效折射率。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元有多个且互不电连接。

在本发明所述的谐振子中，所述介质本体具有多个同轴且内外嵌套的圆柱面，至少其中一个圆柱面上附着有一个或多个所述响应单元。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元位于直径小于第一预设值的一个或多个圆柱面上，所述第一预设值小于或等于所述多个圆柱面中最外层的圆柱面和最内层的圆柱面二者直径之和的90%。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元位于所述多个圆柱面中最内层的一个圆柱面上。

在本发明所述的谐振子中，各个圆柱面上的响应单元的尺寸随着圆柱面直径的增大而递减。

在本发明所述的谐振子中，所述介质本体包括多个内外嵌套的圆柱形介质筒，每个所述介质筒的内表面和外表面均为圆柱面，至少一个所述介质筒的内表面或外表面上附着有所述响应单元。

在本发明所述的谐振子中，所述谐振子的工作频率低于所述响应单元的谐振频率或高于所述响应单元的等离子体频率。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元的尺寸小于所述谐振子的工作频率所对应的电磁波波长。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元的尺寸小于所述谐振子的工作频率所对应的电磁波波长的二分之一。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元的尺寸小于所述谐振子的工作频率所对应的电磁波波长的五分之一。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元的尺寸小于所述谐振子的工作频率所对应的电磁波波长的十分之一。

在本发明所述的谐振子中，所述介质本体由介电常数大于1、损耗角正切值小于0.1的材料制成。

在本发明所述的谐振子中，所述介质本体由介电常数大于10、损耗角正切值小于0.01的材料制成。

在本发明所述的谐振子中，所述介质本体由介电常数大于30、损耗角正切值小于0.001的材料制成。

在本发明所述的谐振子中，所述介质本体由微波介质陶瓷制成。

在本发明所述的谐振子中，所述导电材料为金属材料。

在本发明所述的谐振子中，所述导电材料为金、银、铜，或者所述导电材料为含有金、银或铜的合金。

在本发明所述的谐振子中，所述导电材料为非金属材料。

在本发明所述的谐振子中，所述导电材料为铟锡氧化物、掺铝氧化锌或导电石墨。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元相同或不完全相同。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元沿所述圆柱面轴向上自两端向中间逐渐减小或增大。

在本发明所述的谐振子中，所述响应单元为各向异性结构。

本发明还涉及一种腔体滤波器，包括谐振腔和位于所述谐振腔内的谐振子，所述谐振子包括具有圆柱面的介质本体和附着在所述圆柱面上的至少一个响应单元；所述响应单元为导电材料制成的具有几何图案的结构。

在本发明所述的腔体滤波器中，所述腔体滤波器的第一模式为TM模式，且所述响应单元设置在一个或多个圆柱面上，所述一个或多个圆柱面分别是由所述TM模式下的一个或多个磁力线沿电场方向延伸而形成的。