改进的介电共振子制造技术

一种改进的介电共振子，主要是用单一高介电常数、低介电损失的微波介电共振材料，一体成形制成的介电共振子，该介电共振子设有一高度极小的圆柱状或圆筒状凸起，藉以将其撑立于微波电路的基板上，由此避免原来的介电共振子因不同材料之间造成的电磁场偏折，以及制作时，不同材料定位于同一轴心及粘合的困难，以便在形状完全相同的情况下，提供较原来的介电共振子更佳的共振效果，并降低其生产成本。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种改进的微波介电共振子，使其与微波线路耦合的损失减少，增加电耦合的均匀性及效率，避免现在使用的介电共振子与微线线路耦合时，电磁场的杂散分布；同时降低成本、简化制造过程，并使介电共振子的安装简便，使其与微线线路的耦合效率提高。介电共振子是以高介电常数的陶瓷材料制成，具有与金属共振腔类似特性，但体积较金属共振腔小很多的电子元件；其使用于微波振荡器、滤波器、雷达监测器、测速器、开关感测、移动电话、直播卫星/电视(TVRO/DBS)、分频器及全球卫星定位系统(GPS)等电子装置的微波电路中，和微波电路中的微线线路(microstrip)耦合(couplng)，以减少功率损失并控制振荡频率。现在使用的微波介电共振子10主要是由一共振层11及一支撑层13组成(参见附图说明图1所示的现在使用的介电共振子10的立体分解图)，二者通常以粘合方式结合在同一中心轴上，然后固设于微波电路中的微线线路旁，以与该微线线路耦合；其中共振层是以高介电常数材料制成，而支撑层是以低介电常数材料制成。现在使用的微波介电共振子10的共振层11、支撑层13通常有实心圆柱状、中空圆筒状等造形，因为其体积微小，故在组合这些共振层11、支撑层13时，不易将该二者定位于同一中心轴上，因此在生产时常出现不良产品。再者，由于共振层11、支撑层13使用不同材料，因此现在使用的微波介电共振子10的制造较为麻烦，且组合该二者时需使用粘合物质12，因此这种微波介电共振子10至少包含有三种不同材料，由于不同材料有不同的磁通特性，固当现在使用的微波介电共振子10与微线线路耦合而产生共振时，通过共振子10的电磁场将出现两次偏折，这些偏折分别出现在共振层11与粘合物质12之间；粘合物质12与支撑层13之间。现在使用的介电共振子10在使用时电磁场出现两次偏折，其所产生的缺点是共振子10的共振特性不易控制，耦合效率不佳，或因电磁场偏折而干扰邻近的线路，且难以调校(tuning)，因此现在使用的共振子10无法精确地依设计者期望，与微线线路耦合而提供所需要的共振特性。本技术的目的是提供一种改进的介电共振子，该藉单一材料、一体成形制作的介电共振子，可避免现有技术因用多种材料制作，致使微波介电共振子与微线线路耦合时，电磁场偏折造成的功率损失，或耦合效率的降低，同时增加电磁场耦合的均匀性及效率，降低成本、简化制造过程，并使介电共振子的调校简单易行。本技术是这样实现的其是以单一高介电常数、低介电损失的微波介电共振材料一体成形制作的介电共振子，该介电共振子设有一高度极小的圆柱状或圆筒状凸起，藉以将该介电共振子撑立于微波电路的基板上，藉由这种改进的介电共振子，避免现在使用的介电共振子因不同材料之间造成的电磁场偏折，以改善介电共振子共振耦合效果不佳问题，并避免现在使用的介电共振子制作时，不同材料定位于同一轴心并加工粘合的困难，以便在形状完全相同的情况下，提供较现在使用的介电共振子更佳的共振效果，并降低其生产成本。其中介电共振子是以微波介电材料的金属氧化物制成。其中金属氧化物为钡钛系列的金属化合物。其中金属氧化物为Ba2Ti9O20。其中金属氧化物为BaTi4O9。其中金属氧化物为钛酸盐化合物。其中金属氧化物为CaTiO3。其中金属氧化物为MgTiO3。其中金属氧化物为复合钙钛矿系(Complex Perovskites)。其中金属氧化物为Ba(Zn1/3Ta2/3)O3。其中金属氧化物为Ba(Mg1/3Ta2/3)O3。其中金属氧化物为Ba(Mg1/3Nb2/3)O3。其中金属氧化物为铅系钙钛矿系(Pb-series PerovsKites)。其中金属氧化物为(PbCa)ZrO3。其中金属氧化物为(PbCa)HfO3。其中金属氧化物为(PbCa)(Fe1/2Nb1/2)O3。其中金属氧化物为BaO-Nd2O3-TiO2。其中金属氧化物为BaO-Sm2O3-TiO2。其中金属氧化物为BaO-Gd2O3-TiO2。其中金属氧化物为BaO-Dy2O3-TiO2。本技术的特点是主要是以单一高介电常数、低介电损失的材料，一体成形制作成介电共振子，该介电共振子设有一高度极小的圆柱状或圆筒状凸起，藉以将该介电共振子撑立于微波电路的基板上，以免除原来使用的介电共振子因不同材料定位于同一轴心的困难，并提供一种共振效果良好、生产成本较低，且易于调校的微波介电共振子。图1是现在使用的介电共振子的立体分解图；图2-图4是本技术实施例的立体外观图及对应的断面示意图5是现在使用的介电共振子的电磁场示意图；图6是本技术一实施例的电磁场示意图；图7是本技术一实施例的共振频率与其高度的关系图。参见图2所示的本技术的改进的共振子20的立体外观图及其对应的断面示意图，该改进的共振子20是以微波介电共振材料(例如金属氧化物Ba2Ti9O20等)制成，主要包括一共振主体21及一支撑凸起23，该支撑凸起23是供改进的共振子20撑立于微波电路的基板上，如图中所示，该改进的共振子20的共振主体21、支撑凸起23共包括二台阶的不同高度d、D，与三种不同半径R、Φ、r。图2中的共振主体21为实心圆柱状，其外径为R，高度为D；而支撑凸起23为中空的圆筒状，其外径为Φ，内径为r，高度为d，共振主体21与支撑凸起23是一体成型。图3中的共振主体21为中空的圆筒状，其外径为R，内径为r，高度为D；而支撑凸起23也是中空的圆筒状，其外径为Φ，内径为r，高度为d，共振主体21与支撑凸起23是一体成型。图4中的共振主体21为实心圆柱状，其外径为R，高度为D；而支撑凸起23也为实心圆柱状，其外径为Φ，高度为d，共振主体21与支撑凸起23是一体成型。由图2、图3、图4可知，不论共振主体21、支撑凸起23皆可为实心或空心，两者的高度可相同也可不同，且是一体成型而不可分割。本技术的改进共振子20，当其高度改变(包括共振主体21的高度D、支撑凸起23的高度d)时，其共振频率也将随之改变，但因共振主体21、支撑凸起23是以相同材料一体成型制成，因此改进共振子20共振频率与其高度的关系接近于线性对应，改进共振子20的典型共振频率、高度关系如图7所示，由该图中可见，随着该共振子20高度的增加，共振频率将随之下降。由于微波介电共振子的共振频率随其高度而变化，故在使用单一材料、一体成型制作成改进共振子20的情况下，利用单一材料介电常数及品质因数固定的特性，可简易地控制与调整改进共振子20的共振频率。现就微波电路中使用微波介电共振子的情况作一说明，以比较现在使用的共振子10与改进的共振子20的差异，参阅图5所示，其是现在使用的共振子10使用于微波电路中的示意图，该微波电路中包括一微线线路(microstrip)31及一金属共振腔32，其中现在使用的共振子10设于微线线路31的一侧，与该微线线路31耦合(coupling)；另外，共振腔32将微线线路31、共振子10围绕于其内，且该共振腔32在共振子10的正上方设有一调整钮33，用于调整现在使用的共振子10的共振频率。如图5所示，由于现在使用的共振子10包括三种(共振层11、粘合物质12及支撑层13)介电常数、品质因数不同的材料，因此这种共振子10与微线线路3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的介电共振子，其特征在于：是以单一高介电常数、低介电损失的微波介电共振材料一体成形制作的介电共振子，该介电共振子设有一高度极小的圆柱状或圆筒状凸起，藉以将该介电共振子撑立于微波电路的基板上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏宜，庄冠铮，钟运桢，
申请(专利权)人：凯宣科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]