可调谐振腔制造技术

一种谐振腔，包括：第一介电材料层，其具有第一介电常数和第一厚度；第二介电材料层，其具有不同于所述第一介电常数的第二介电常数和第二厚度；金属贴片，其布置在所述第一介电材料层与所述第二介电材料层之间；以及电磁屏蔽外壳，其具有至少一个孔，所述电磁屏蔽外壳被布置为包围所述第一介电材料层、所述第二介电材料层以及所述金属贴片的部分。

Tunable cavity

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可调谐振腔
本公开涉及用于在射频信号滤波装置中使用的谐振腔。
技术介绍
天线单元是被配置为发射和/或接收用于无线通信的电磁信号(例如射频(RF)信号)的设备。对于这种天线单元，信号滤波功能的实际实现是一项挑战性任务。例如，以下操作是困难的：实现天线和滤波器组合的宽带宽(这对于在尺寸公差方面具有良好的生产裕度是必不可少的)，同时在指定频率(其中可能发生干扰或射频(RF)功率泄漏)下实现具有高抑制特征的天线和滤波器组合。有时使用微带和槽谐振器来构造用于天线单元的滤波器。但是，微带或槽谐振器的低Q因子导致插入损耗水平的增加。此外，传统滤波器通常被设计为犹如它们是隔离的，这导致天线单元带宽的减小。可靠性和成本要求需要使用印刷电路板(PCB)技术。使用PCB技术，可以通过电磁屏蔽PCB的一部分来实现TEmn0谐振腔。使用多个谐振腔实现滤波器将需要调整腔的谐振频率。影响谐振腔的谐振频率的参数包括电容率(permittivity)和腔的横向尺寸，即腔的尺寸。但是，PCB材料通常只能以某些预定电容率值可用。因此，对于固定尺寸的电磁屏蔽，调谐腔的谐振频率的灵活性变得限于可用的PCB材料，即，可选择的电容率。如果具有所需电容率的材料不可用，则必须改变电磁屏蔽的尺寸以改变谐振频率，这将改变占用面积(footprint)。
技术实现思路
本公开的一个目标是提供改进的谐振腔和方法，它们设法单独或以任何组合来缓解、减轻或消除本领域中的上述缺陷和缺点中的一个或多个，并且实现改进的滤波器装置、天线单元、天线阵列以及无线设备。通过一种谐振腔来获得该目标，所述谐振腔包括与第一介电常数和第一厚度相关联的第一介电材料层、以及与不同于所述第一介电常数的第二介电常数和第二厚度相关联的第二介电材料层。在所述第一介电材料层与所述第二介电材料层之间布置具有形状的金属贴片。具有至少一个孔的电磁屏蔽外壳被布置为包围所述第一介电材料层、所述第二介电材料层以及所述金属贴片的部分，由此所述金属贴片的所述形状影响所述谐振腔的谐振频率。所提出的谐振腔具有许多优势。谐振腔能够以标准PCB材料来实现。这提供了低成本和可靠的实现，这是一个优势。所公开的谐振腔包含至少两个介电材料层。层的电容率和厚度以及电磁屏蔽外壳确定了谐振频率。大多数PCB材料仅以几个选择厚度和电容率选项可用，因此当涉及腔的谐振频率时限制了设计选择。但是，由于金属贴片的引入，不仅能够通过改变PCB层的介电电容率和厚度，而且还能够通过改变金属贴片的形状来调谐谐振频率。当涉及谐振频率时，这扩展了设计选项，这是一个优势。此外，所公开的谐振腔可以在彼此之上以多层布置，这使得能够设计紧凑尺寸和低成本的滤波器装置，这是一个优势。根据某些方面，所述电磁屏蔽外壳包括由多个通孔限定的侧壁、被施加到所述第一介电材料层的最顶金属化层以及被施加到所述第二介电材料层的最底金属化层。根据其他方面，所述电磁屏蔽外壳包括金属化侧壁或金属化沟槽、被施加到所述第一介电材料层的最顶金属化层以及被施加到所述第二介电材料层的最底金属化层。所述通孔、金属化侧壁或金属化沟槽提供低成本电磁屏蔽，低成本电磁屏蔽能够在层叠式谐振腔之间共享，以使得所有层叠式腔共享同一外壳结构。根据其他方面，所述金属贴片具有能够从所述谐振腔的外部控制的可变形状。这样，能够在生产之后调整谐振频率，这允许校准谐振频率并实现可变滤波器功能。特别地，所述金属贴片能够包括电导管，所述电导管将所述金属贴片连接到配置在所述谐振腔外部的电气组件(例如变容二极管)。这样，能够从所述谐振腔的外部改变所述金属贴片的所述形状。本文中还公开了包括所公开的谐振腔的滤波器装置、天线单元、天线阵列以及无线设备。在本文中还公开一种用于调谐谐振腔的谐振频率的方法。所述方法包括：选择第一介电常数和不同于所述第一介电常数的第二介电常数；选择第一介电材料厚度和第二介电材料厚度；选择金属贴片形状；配置具有所述第一介电常数和所述第一厚度的第一介电材料层、具有所述第二介电常数和所述第二厚度的第二介电材料层、散置在所述第一介电层与所述第二介电层之间的具有所选择的金属贴片形状的金属贴片、以及具有至少一个孔的电磁屏蔽外壳。所述电磁屏蔽外壳被布置为包围所述第一介电材料层、所述第二介电材料层以及所述金属贴片的部分。所述滤波器装置、天线单元、天线阵列、无线设备以及方法显示出与已经针对所述谐振腔描述的优势相对应的优势。附图说明从以下详细描述，本公开的其他目标、特性以及优势将显而易见，其中将参考附图更详细地描述本公开的某些方面，这些附图是：图1-2示出根据实施例的谐振腔；图3-4示出根据实施例的滤波器装置；图5-7示出根据实施例的谐振腔；图8示出具有天线阵列的网络节点和无线设备；图9示出根据实施例的滤波器装置；图10是示意性地示出根据实施例的方法的流程图。具体实施方式图1示出谐振腔100。谐振腔包括与第一介电常数ε1和第一厚度d1相关联的第一介电材料层120a以及与不同于第一介电常数的第二介电常数ε2和第二厚度d2相关联的第二介电材料层120b。如上所述，PCB生产通常在选择上限于几种不同的PCB材料，这些PCB材料具有不同的介电常数，例如电容率。通常，PCB材料厚度也有几种选择。在第一介电材料层与第二介电材料层之间布置具有形状的金属贴片160。将理解，金属贴片形状由金属贴片的几何形状确定，并且根据某些方面，也由金属贴片的电气属性确定。谐振腔由具有至少一个孔140的电磁屏蔽外壳110、130a，130b界定。电磁屏蔽外壳被布置为包围第一介电材料层、第二介电材料层以及金属贴片的部分，由此界定了腔。在图1中，仅示出两个通孔。但是，将理解，电磁屏蔽通常包括额外通孔，或者通过其他方式构造，如将在下面进一步讨论的那样。例如在滤波器装置中使用的谐振腔的设计涉及对腔的参数进行设计选择，以便获得谐振腔的某个所需谐振频率或整体频率特征或频率响应。第一介电材料层和第二介电材料层的介电常数和其他属性将影响腔的谐振频率。由电磁屏蔽界定的体积的大小和形状也有助于确定所得到的谐振频率。在此，可选PCB材料和厚度的有限选择成为问题。针对材料和厚度的离散选项意味着对于给定的封闭体积，只能获得某些谐振频率。自然，这种设计上的限制不是优选的。但是，散置在层之间的金属贴片160也影响谐振频率，因为金属贴片的形状影响谐振腔的谐振频率，如将在下面结合图6进一步解释的那样。因此，根据本公开的用于获得谐振腔的优选谐振频率的设计过程可以涉及选择第一层和第二层的材料和厚度。如果给出电磁屏蔽的配置(即封闭体积的几何配置)，则获得谐振频率。能够选择材料和厚度以获得接近所需谐振频率的谐振频率。然后能够确定金属贴片的形状以将谐振频率微调到所需值，或者在所需谐振频率值附近的可接受范围内。这样，尽管PCB材料和厚度的选择有限，但是能够获得连续范围的谐振频率，这是一个优势。将理解，可以使用计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振腔(100)，包括：第一介电材料层(120a)，其与第一介电常数和第一厚度相关联；第二介电材料层(120b)，其与不同于所述第一介电常数的第二介电常数和第二厚度相关联；金属贴片(160)，其具有形状并布置在所述第一介电材料层与所述第二介电材料层之间；以及电磁屏蔽外壳(110，130a，130b)，其具有至少一个孔(140)，所述电磁屏蔽外壳被布置为包围所述第一介电材料层、所述第二介电材料层以及所述金属贴片的部分，由此所述金属贴片的所述形状影响所述谐振腔的谐振频率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种谐振腔(100)，包括：第一介电材料层(120a)，其与第一介电常数和第一厚度相关联；第二介电材料层(120b)，其与不同于所述第一介电常数的第二介电常数和第二厚度相关联；金属贴片(160)，其具有形状并布置在所述第一介电材料层与所述第二介电材料层之间；以及电磁屏蔽外壳(110，130a，130b)，其具有至少一个孔(140)，所述电磁屏蔽外壳被布置为包围所述第一介电材料层、所述第二介电材料层以及所述金属贴片的部分，由此所述金属贴片的所述形状影响所述谐振腔的谐振频率。


2.根据权利要求1所述的谐振腔，其中，所述电磁屏蔽外壳包括由多个通孔(110)限定的侧壁、被施加到所述第一介电材料层(120a)的最顶金属化层(130a)以及被施加到所述第二介电材料层(120b)的最底金属化层(130b)。


3.根据权利要求1所述的谐振腔，其中，所述电磁屏蔽外壳包括金属化侧壁或金属化沟槽(110’)、被施加到所述第一介电材料层(120a)的最顶金属化层(130a)以及被施加到所述第二介电材料层(120b)的最底金属化层(130b)。


4.根据任一前述权利要求所述的谐振腔，其中，在所述最顶金属化层中的开口被配置为孔(140)。


5.根据任一前述权利要求所述的谐振腔，其中，所述电磁屏蔽外壳(110，130a，130b)包括第一孔(140a)和第二孔(140b)。


6.根据任一前述权利要求所述的谐振腔(500)，包括：第三介电材料层(120c)，其与第三介电常数和第三厚度相关联；另一个金属贴片，其布置在所述第二介电材料层与所述第三介电材料层之间，所述电磁屏蔽外壳(110，130a，130b)被布置为包围所述第一介电材料层、所述第二介电材...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·德莱尼夫，O·塔格曼，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE