谐振器组件和滤波器制造技术

公开了一种包括导电谐振器腔体内的谐振构件的谐振器组件。谐振构件从谐振器腔体的第一内表面朝向相对的第二内表面延伸。谐振构件的主要部分具有基本上恒定的第一横截面积。谐振构件的从主要部分朝向相对的第二内表面延伸的盖帽部分具有逐渐增大的横截面积，其从邻近于主要部分的第一横截面积增大到谐振构件的末端处较大的盖帽横截面积，较大的盖帽横截面积至少是第一横截面积的1.1倍。谐振构件还可以具有在另一端处的外展节段，从而向谐振构件给出沙漏型的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及腔体谐振器组件以及由其形成的滤波器。
技术介绍
由谐振器形成的滤波器广泛地被使用在数据传输中，并且尤其是在远程通信中，例如被使用在基站、雷达系统、放大器线性化系统、点对点无线电、以及RF信号消除系统中。虽然具体的滤波器取决于特定应用而被选取或设计，但是某些可取特性对所有滤波器实现是共同的。例如，滤波器的通带中的插入损耗量应当尽可能低，而阻带中的衰减应当尽可能高。进一步地，在一些应用中，通带与阻带之间的频率分隔(保护带)需要非常小，这要求部署高阶的滤波器以便实现这一要求。然而，对于高阶滤波器的要求总是跟随着成本(由于这样的滤波器要求更大数目的部件)和空间上的增加。滤波器设计中的挑战性任务之一是减少它们的大小同时保持它们的许多电性能，以使得它们比得上更大的结构。支配滤波器的选择性和插入损耗的主要参数之一是元件(包括该滤波器)的所谓的品质因数—“Q因数”。Q因数被定义为元件中所存储的能量与时间平均功率损耗的比率。对于用于滤波器设计的尤其在低RF频率处使用的集总元件，Q能够是大约～60-100，而对于腔体类型谐振器，Q能够高达数千。虽然集总部件提供了显著的小型化，但是它们的低Q因数阻止了它们使用在要求高抑制和/或选择性的高要求应用中。另一方面，腔体谐振器提供了充分的Q，但是它们的大小妨碍了它们使用在许多应用中。随着基站的覆盖区应当为低的小小区的出现，减小这样的滤波器的大小的问题变得更为迫切。在当前所观察到的宏小区基站寻求在不牺牲系统性能的情况下在与单频带解决方案类似的覆盖区内提供多频带解决方案的趋势中，情况也是这样。减小谐振器大小同时维持其许多性质将会是可取的。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供了一种谐振器组件，该谐振器组件包括导电谐振器腔体内的谐振构件；所述谐振构件从所述谐振器腔体的第一内表面朝向相对的第二内表面延伸；所述谐振构件的主要部分具有基本上恒定的第一横截面积；所述谐振构件的盖帽部分从所述主要部分朝向所述相对的第二内表面延伸，并且具有从邻近于所述主要部分的所述第一横截面积增大到所述谐振构件的末端处较大的盖帽横截面积的逐渐增大的横截面积，所述较大的盖帽横截面积至少是所述第一横截面积的1.1倍。如上文所提到的，可取的是产生由具有高性能并且特别是高品质或Q因数但是小尺寸的谐振器所形成的滤波器。腔体谐振器具有许多性能要求但是一般相当大，这被系统要具有谐振频率的波长的大约四分之一的大小的物理性质所限制。因此，对于所述600MHz的谐振频率而言，四分之一波长将会是12.5cm，这要求类似长度的谐振构件。在包括串行布置的多个谐振器组件的传统梳状线滤波器中，一种减小这样的腔体谐振器组件的大小的方式是借助于使用电容性盖帽，即增大谐振器顶部末端的直径以便提供较大的电加载并且因此减小工作频率，以使得谐振构件在小于谐振波长的四分之一处谐振。图1示出了这样的谐振器组件的示例，然而，这种方法需要小心被采用，因为它导致Q因数上的减小。图2中示出了另一种方法。这种方法不同于图1中所提出的方法，因为它不依赖于在谐振器顶部处的强电容性加载。替代地，它认识到当高频电流在谐振器外侧沿着其长度流动时，能够通过使用波动使得沿着外表面的长度更长而产生具有相同长度的高度减小的谐振器柱。在图2中所提出的谐振器的情况中，为了在特定频率处谐振所需要的90度(或四分之一波长)的电长度通过调整谐振柱的半径而使用与传统谐振器相比高度较低的谐振器而被实现。具体来讲，由于RF电流在谐振器的外表面上流动(从底部到顶部)的事实，具有非均匀半径的谐振器在电气上长于相同高度的传统谐振器，因为RF电流具有较长的路径要遵循。这导致工作频率的降低。这种形式的谐振器确实提供了适度的尺寸减小，但是由于沿着谐振柱的寄生电流耦合，这以极大降低的Q因数而到来。此外，由于谐振器的弯曲属性，所以准确地制造这种谐振器稍具挑战性。本专利技术的专利技术人认识到当前谐振器并且特别是腔体谐振器的缺陷，并且寻求提供一种具有高品质因数和减小的尺寸的改进的腔体谐振器组件。特别地，他们认识到，使用诸如在图1的阶梯式阻抗谐振器中所使用的电容性盖帽降低了谐振器的工作频率，这允许其被用于较低频率，而不像在要求工作频率降低时一般所要求的那样要求其尺寸增大。就此而言，盖帽的顶部面积的尺寸可以大于谐振构件的主要部分的面积尺寸的1.1倍，或者其可以显著地更大，多于两倍或者在一些情况下多于五倍。然而，图1的常规阶梯式阻抗滤波器具有低品质，这一定程度上是由于柱体与盖帽之间的接合处的阻抗高度不匹配，因为谐振构件的阻抗取决于半径。就此而言，底部节段的特性阻抗通常远高于顶部分段的特性阻抗。阻抗不匹配生成了反射并且增加了损耗。通过提供盖帽部分的逐渐增大的横截面积以使得该面积逐步增大，本专利技术减小了阻抗上的不匹配和对应的损耗。因此，尺寸减小上的优点能够被维持同时Q因数上的减小显著地被减小。此外，这样的谐振器组件的形状使得更容易令谐振构件的顶部处的尺寸与腔体的尺寸相比为大同时不限制谐振，而图1的设计要求谐振构件的顶部的尺寸显著小于腔体，因为它在谐振时要求谐振构件的盖帽与腔体壁之间具有合理量的空隙。由于谐振构件的上表面的尺寸影响电容上的增加，所以提供较大的顶部面积是有利的。在一些实施例中，谐振构件包括从第一内表面延伸到主要部分的支撑部分，支撑部分具有锥形化横截面，其从邻近于谐振器腔体的第一内表面的较大的支撑横截面积到邻近于谐振构件的主要部分的第一横截面积逐渐减小，较大的支撑横截面积至少是第一横截面积的1.1倍。较大的支撑横截面积的尺寸可以大于谐振构件的主要部分的面积尺寸的1.1倍，或者它可以多于两倍或者在一些情况下可以多于五倍。本专利技术的专利技术人认识到，在腔体谐振器中，在谐振器中耗散的功率使品质因数减小，并且在谐振器的连接到腔体(其自身接地)的部分中耗散的功率由于也存在阻抗不匹配而为高，该阻抗不匹配从狭窄柱体的相对高阻抗到接地板的低阻抗。如早前所提到的，这样的谐振器构件的特性阻抗取决于其半径，并且因此以逐渐的方式朝向接地板增大半径将会逐步减小阻抗，并且以这种方式将使阻抗上的不匹配减小并且反射和相关联的功率损耗也将会对应地减小。因此，设计具有拥有外展(flared)上部盖帽和外展底部支撑构件的谐振构件的谐振组件减少了这种设备的功率损耗并且因此增大了品质因数，而顶部构件的增大的电容允许设备与具有简单柱体的常规腔体滤波器相比具有较小的尺寸。如先前所提到的，谐振器组件的增加的电容被谐振构件的自由端处的横截面积的尺寸以及其与谐振腔体的相对内表面的紧密度所影响。在一些情况下，盖帽的上表面距离谐振腔体的相对内表面小于3mm，并且优选地小于1.5mm。清楚的是，将在电容随着逼近的接近度的增大与空气在间隙过小的情况下的介电击穿的可能性和/或在这种设备在使得该间隙特别小的场合所要求的制造公差上的增大之间进行一些平衡。已经发现1.5与3mm之间的间隙高效地起作用，但是这是特定于应用的并且其他间隙可能被使用。在一些实施例中，谐振构件具有谐振器构件的谐振波长的八分之一至十六分之一之间的长度，优选地在十一分之一与十三分之一之间。当前设计的一个优点是，谐振构件由于盖帽的增大的电容将不在四分之一波长处而是在较低的波长处谐振，由此允许减小尺寸的谐振器组件。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振器组件(10)，包括导电谐振器腔体(11)内的谐振构件(12)；所述谐振构件(12)从所述谐振器腔体的第一内表面朝向相对的第二内表面延伸；所述谐振构件的主要部分具有基本上恒定的第一横截面积；所述谐振构件(12)的盖帽部分(18)从所述主要部分朝向所述相对的第二内表面延伸，并且具有从邻近于所述主要部分的所述第一横截面积增大到所述谐振构件的末端处较大的盖帽横截面积的逐渐增大的横截面积，所述较大的盖帽横截面积至少是所述第一横截面积的1.1倍；其中所述谐振构件(12)具有在所述谐振器组件的谐振波长的八分之一至十六分之一之间的长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.04 EP 14305153.01.一种谐振器组件(10)，包括导电谐振器腔体(11)内的谐振构件(12)；所述谐振构件(12)从所述谐振器腔体的第一内表面朝向相对的第二内表面延伸；所述谐振构件的主要部分具有基本上恒定的第一横截面积；所述谐振构件(12)的盖帽部分(18)从所述主要部分朝向所述相对的第二内表面延伸，并且具有从邻近于所述主要部分的所述第一横截面积增大到所述谐振构件的末端处较大的盖帽横截面积的逐渐增大的横截面积，所述较大的盖帽横截面积至少是所述第一横截面积的1.1倍；其中所述谐振构件(12)具有在所述谐振器组件的谐振波长的八分之一至十六分之一之间的长度。2.根据权利要求1所述的谐振器组件，其中所述谐振构件包括从所述第一内表面延伸到所述主要部分的支撑部分，所述支撑部分具有从邻近于所述谐振器腔体的所述第一内表面的较大的支撑横截面积逐渐减小到邻近于所述谐振构件的所述主要部分的所述第一横截面积的锥形化横截面，所述较大的支撑横截面积至少是所述第一横截面积的1.1倍。3.根据任一项前述权利要求所述的谐振器组件，其中所述谐振构件具有在所述谐振组件的谐振波长的十一分之一与十三分之一之间的长度。4.根据任一项前述权利要求所述的谐振器组件，其中所述盖帽部分的至少一部分具有基本上截头圆锥形的形状。5.根据权利要求2或者根据从属于权利要求2时的权利要求3至4中任一项所述的谐振器组件，其中所述支撑部分的至少一部分具有基本上截头圆锥形的形状。6.根据任一项前述权利要求所述的谐振器组件，其中所述较大的盖帽横截面积至少为所述谐振腔体的所述相对内表面的所述横截面积的70％...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·布尔加，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：法国;FR