專利名稱：溫度補(bǔ)償可調(diào)諧tem模式諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度補(bǔ)償可調(diào)諧TEM模式諧振器。更具體地但不是唯一地，本發(fā) 明涉及一種包括溫度補(bǔ)償板的溫度補(bǔ)償可調(diào)諧TEM模式諧振器，該溫度補(bǔ)償板包括孔。
背景技術(shù)：
W098/58414公開了一種溫度補(bǔ)償TEM模式諧振器。諧振器包括在使用中移動以補(bǔ) 償諧振器隨著溫度膨脹的溫度補(bǔ)償板。然而，這種諧振器不適于調(diào)諧。
可調(diào)諧溫度補(bǔ)償TEM模式諧振器是已知的。US2006/0038640公開了這種諧振器的 示例。然而，這樣的諧振器制造復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的溫度補(bǔ)償可調(diào)諧TEM模式諧振器尋求解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。
因此，本發(fā)明提供一種TEM模式諧振器，包括 可調(diào)諧腔，其由導(dǎo)電腔壁限定，該腔壁包括接地面、電容器面以及在接地面與電容 器面之間延伸的圍繞壁； 導(dǎo)電諧振器構(gòu)件，其位于腔內(nèi)，從接地面部件向電容器面部分地延伸； 調(diào)諧構(gòu)件，其位于腔內(nèi)，在諧振器構(gòu)件和電容器面之間，適于沿著移動軸向電容器
面移動以及遠(yuǎn)離電容器面移動以調(diào)諧諧振器； 電容器面進(jìn)一步包括導(dǎo)電溫度補(bǔ)償板，溫度補(bǔ)償板在兩個分隔開的點(diǎn)處連接至電 容器面并且在兩點(diǎn)之間形成彎曲表面；溫度補(bǔ)償板具有比電容器面更小的熱膨脹系數(shù)；
其特征在于 溫度補(bǔ)償板包括孔，該孔被布置成使得在調(diào)諧構(gòu)件向電容器面移動時調(diào)諧構(gòu)件向 孔移動。 根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器是溫度補(bǔ)償?shù)?，并且是可調(diào)諧的。其構(gòu)造也是相對
簡單的，并且根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器是可靠的。 優(yōu)選地，移動軸穿過孔。 優(yōu)選地，移動軸穿過孔的中心。 移動軸可以與電容器板正交。 移動軸可以延伸穿過電容器板的中心。 優(yōu)選地，諧振器構(gòu)件關(guān)于移動軸對稱地布置。 優(yōu)選地，孔和面向孔的調(diào)諧構(gòu)件的面是相同的形狀。 優(yōu)選地，孔是圓形的，并且調(diào)諧構(gòu)件是圓柱形的。 優(yōu)選地，孔的面積比面向孔的調(diào)諧構(gòu)件的面的面積更大。 調(diào)諧構(gòu)件可以通過調(diào)諧臂連接至移動機(jī)構(gòu)，移動機(jī)構(gòu)適于沿著移動軸移動調(diào)諧構(gòu) 件。 調(diào)諧臂可以延伸穿過電容器板中的孔。
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可替選地，調(diào)諧臂可以延伸穿過諧振器構(gòu)件中的孔。 優(yōu)選地，諧振器構(gòu)件包括至少一部分與電容器面平行的端面。 端面可以包括凹進(jìn)部，調(diào)諧臂延伸穿過凹進(jìn)部中的孔。 優(yōu)選地，移動機(jī)構(gòu)適于將調(diào)諧構(gòu)件從至少部分位于凹進(jìn)部中的縮進(jìn)位置朝著電容 器板移動至延伸位置。 諧振器構(gòu)件可以是接地面的一體化部分。 優(yōu)選地，電容器面為鋁。 優(yōu)選地，溫度補(bǔ)償板為銅。 調(diào)諧構(gòu)件可以是金屬。 可替選地，調(diào)諧構(gòu)件為電介質(zhì)。


現(xiàn)在將參照附圖，僅僅示例性地而并非限制性地描述本發(fā)明，在該附圖中 圖1以截面圖的形式示出根據(jù)發(fā)明的已知的溫度補(bǔ)償TEM模式諧振器； 圖2以截面圖和平面圖的形式示出根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器； 圖3以截面圖的形式示出根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器的另一實(shí)施例； 圖4以截面圖的形式示出根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器的另一實(shí)施例；以及， 圖5以截面圖的形式示出根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在圖1中所示出的是根據(jù)發(fā)明的已知的溫度補(bǔ)償TEM模式諧振器1。諧振器1包 括由導(dǎo)電腔壁3限定的可調(diào)諧腔2。腔壁3包括接地面4、電容器面5以及在接地面4與電 容器面5之間延伸的圍繞壁6。導(dǎo)電諧振器構(gòu)件7從接地面4向電容器面5延伸。
這種諧振器1的操作是眾所周知的。諧振器構(gòu)件7和圍繞壁6用作傳輸線，其在 一端處通過接地面4短路。在傳輸線的另一端處，電容器面5和諧振器構(gòu)件7的端部8用 作電容器。 諧振器1的諧振頻率取決于諧振器1的長度，并且還取決于電容器面5與諧振器
構(gòu)件7之間的有效電容。增加這兩者之一會減小諧振器1的諧振頻率。 腔2和諧振器構(gòu)件7隨著溫度升高而膨脹。諧振器1的有效長度因此而增加。類
似地，電容器面5與諧振器構(gòu)件7之間的有效電容也增加。這是因?yàn)殡娙莸挠行娣e比電容
器面5與諧振器構(gòu)件7之間的距離增加得更快。因此，微波諧振器l的諧振頻率隨著溫度升
高而減小。對于適于在GHz范圍內(nèi)諧振的典型的鋁諧振器l，這種膨脹導(dǎo)致大約22KHz/°C
的諧振頻率減小。 為了至少部分地解決這個問題，已知的諧振器1包括在兩個分隔開的點(diǎn)10、11處 附著至電容器面5的溫度補(bǔ)償板9。如所示出的，溫度補(bǔ)償板9輕微地彎曲。溫度補(bǔ)償板9 具有比電容器面5小的熱膨脹系數(shù)。因此，當(dāng)溫度上升時，電容器面5比溫度補(bǔ)償板9膨脹 得更快。因此，在溫度補(bǔ)償板9的邊緣10、11被拉伸開時，溫度補(bǔ)償板9內(nèi)的彎曲減小。這 增加了諧振器構(gòu)件7與溫度補(bǔ)償板9之間的距離。這減小了有效電容，因此部分地補(bǔ)償由 溫度升高導(dǎo)致的有效電容增加。
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這種溫度補(bǔ)償板9不適于可調(diào)諧TEM諧振器的溫度補(bǔ)償?？烧{(diào)諧TEM諧振器通常 包括電容器面5和溫度補(bǔ)償板9與諧振器構(gòu)件8之間的間隙中的調(diào)諧構(gòu)件。通過向電容器 面5移動調(diào)諧構(gòu)件或遠(yuǎn)離電容器面5地移動調(diào)諧構(gòu)件，可以調(diào)節(jié)諧振頻率。調(diào)諧構(gòu)件與電 容器面5之間的耦合強(qiáng)烈地取決于電容器面5與調(diào)諧構(gòu)件之間的距離。當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件接近于 電容器面5時，調(diào)諧構(gòu)件強(qiáng)烈地耦合至溫度補(bǔ)償板9。溫度補(bǔ)償板9的小的移動強(qiáng)烈地影 響該耦合，并且由此影響諧振頻率。相反，當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件遠(yuǎn)離電容器面5時，耦合沒有那么強(qiáng) 并且溫度補(bǔ)償板9的移動對耦合具有相對小的影響，并且因此對諧振頻率具有相對小的影 響。因此，溫度補(bǔ)償板9的影響取決于調(diào)諧構(gòu)件的位置。當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件在一個位置時，溫度補(bǔ) 償板9會對溫度影響欠補(bǔ)償，而當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件在不同的位置時，溫度補(bǔ)償板9會過補(bǔ)償。
為了對此進(jìn)行校正，已知的可調(diào)諧TEM模式諧振器通常包括用于移動調(diào)諧構(gòu)件以 對由溫度補(bǔ)償板9而引起的任何過校正或欠校正進(jìn)行校正的復(fù)雜反饋系統(tǒng)。然而，這種機(jī) 構(gòu)是復(fù)雜的，并且是相對不可靠的。 在圖2中所示出的是根據(jù)本發(fā)明的溫度補(bǔ)償可調(diào)諧TEM模式諧振器12。諧振器 12包括由導(dǎo)電腔壁14限定的可調(diào)諧腔13。腔壁14包括接地面15、電容器面16以及在接 地面15與電容器面16之間延伸的圍繞壁17。布置在可調(diào)諧腔13中的是導(dǎo)電諧振器構(gòu)件 18。諧振器構(gòu)件18從接地面15的中心向電容器面16部分地延伸。 布置在諧振器構(gòu)件18與電容器面16之間的間隙中的是調(diào)諧構(gòu)件19。調(diào)諧構(gòu)件 19連接至調(diào)諧臂20，調(diào)諧臂20穿過電容器面16中的孔21延伸至移動機(jī)構(gòu)22。移動機(jī)構(gòu) 22沿著移動軸向電容器面16和諧振器構(gòu)件18移動調(diào)諧構(gòu)件19以及移動調(diào)諧構(gòu)件19遠(yuǎn)離 電容器面16和諧振器構(gòu)件18，以對諧振器12進(jìn)行調(diào)諧。 在該實(shí)施例中，諧振器構(gòu)件18和接地面15是連接在一起的兩個獨(dú)立的金屬部件。 在使用中，諧振器12中的電流密度在這二者之間的接合點(diǎn)處最高，并因此在優(yōu)選的實(shí)施例 中，諧振器構(gòu)件18從接地面15—體化地延伸出。類似地，雖然圍繞壁17在替選的實(shí)施例中 可以包括一個或多個獨(dú)立的金屬部件，但是在優(yōu)選的實(shí)施例中，圍繞壁17從接地面15—體 化地延伸出。電容器面16通常為能夠被移除的獨(dú)立部件，以允許進(jìn)入到諧振器腔13。在替 選的實(shí)施例中，電容器面16從圍繞壁17 —體化地延伸出。用于腔壁14的優(yōu)選金屬為鋁。
調(diào)諧構(gòu)件18為金屬。在替選的實(shí)施例中，其為電介質(zhì)。 在兩個分隔開的點(diǎn)23、24處連接至電容器面16的是溫度補(bǔ)償板25。如所示出的， 溫度補(bǔ)償板25被輕微地彎曲。溫度補(bǔ)償板25具有比電容器面16更低的熱膨脹系數(shù)。因 此，當(dāng)溫度升高并且電容器面16膨脹時，溫度補(bǔ)償板25也膨脹，但是以更低的速率膨脹。因 此，溫度補(bǔ)償板25被朝著電容器面16拉伸，如上所述，部分地補(bǔ)償由于腔13的腔體膨脹而 引起的諧振器頻率的改變。 溫度補(bǔ)償板25包括孔26。調(diào)諧臂20穿過孔26，使得當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件19向電容器面 16移動時，調(diào)諧臂20也向孔26移動。當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件19向孔26移動時，孔26對著在調(diào)諧構(gòu) 件19處的較大的角。這部分地抵消了調(diào)諧構(gòu)件19與溫度補(bǔ)償板25之間耦合的增加，因此 如上所述地減小當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件19接近于溫度補(bǔ)償板25時諧振器12的諧振頻率隨著溫度補(bǔ) 償板25的移動而改變的問題。 表示本發(fā)明的操作的替選的方式如下。溫度補(bǔ)償板25被設(shè)計成補(bǔ)償由于諧振腔 13隨溫度的膨脹而引起的諧振頻率的改變。理想地，希望溫度補(bǔ)償板25僅與腔13和諧振器構(gòu)件18耦合。然而，溫度補(bǔ)償板25還耦合至調(diào)諧構(gòu)件19。當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件19遠(yuǎn)離溫度補(bǔ) 償板25時，因?yàn)轳詈先?，所以這會具有相對小的結(jié)果。然而，當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件19接近于電容器 面16時，調(diào)諧構(gòu)件19與溫度補(bǔ)償板25之間的耦合強(qiáng)。用以補(bǔ)償諧振腔13的體積改變的 溫度補(bǔ)償板25的小的移動顯著地改變調(diào)諧構(gòu)件19與溫度補(bǔ)償板25之間的耦合，因此引入 了不期望的諧振器12的諧振頻率改變。 理想地，需要耦合至諧振腔13和諧振器構(gòu)件18的、但不耦合至調(diào)諧構(gòu)件19的溫 度補(bǔ)償板25。溫度補(bǔ)償板25中的孔26用作這樣的功能。當(dāng)調(diào)諧構(gòu)件19接近溫度補(bǔ)償板 25時，孔26呈現(xiàn)得比調(diào)諧構(gòu)件19更大，因此減小在溫度補(bǔ)償板25和調(diào)諧構(gòu)件19相互拉 近在一起時溫度補(bǔ)償板25與調(diào)諧構(gòu)件19之間的耦合增加的速率。因此，即使當(dāng)這二者接 近在一起，允許腔13膨脹的溫度補(bǔ)償板25的移動也僅產(chǎn)生由于調(diào)諧構(gòu)件19與溫度補(bǔ)償板 25之間的耦合改變而引起諧振頻率的最小的不期望的改變。 與調(diào)諧構(gòu)件19的尺寸相比，孔26的最佳的尺寸取決于諧振器12的幾何圖形，特 別是調(diào)諧構(gòu)件19和孔26的幾何圖形。在該實(shí)施例中，孔26是圓形的，以及調(diào)諧構(gòu)件19是 具有面向孔26的端表面27的圓柱體。移動軸延伸穿過與電容器面16正交并且沿著諧振 器構(gòu)件18中心軸的孔26的中心?？?6的半徑比調(diào)諧構(gòu)件19的半徑稍大。孔26比諧振 器構(gòu)件18稍小，以保證諧振器構(gòu)件18與溫度補(bǔ)償板25之間的良好耦合?？?6可以比調(diào) 諧構(gòu)件19小，但不是優(yōu)選的?？?6也可比調(diào)諧構(gòu)件19和諧振器構(gòu)件18大，然而，如果孔 26太大，溫度補(bǔ)償板25將不能足夠地耦合至諧振器構(gòu)件18，因此減小板25的影響。
在該實(shí)施例中，電容器面16為鋁，以及溫度補(bǔ)償板25為銅?？梢允瞧渌慕饘俳M 合。 在圖3中所示出的是根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器12的可替選實(shí)施例。在該實(shí)施 例中，諧振器構(gòu)件18包括與電容器面16平行的端面28。調(diào)諧臂20延伸穿過端面28。在 該實(shí)施例中，如所示出的，諧振器構(gòu)件18是接地面15的一體化部分。移動機(jī)構(gòu)22布置在 諧振器構(gòu)件18內(nèi)部，但在可調(diào)諧腔13的外部。 本發(fā)明的另一實(shí)施例示出在圖4中。在該實(shí)施例中，諧振器構(gòu)件18包括在其端面 28中的凹進(jìn)部29。移動機(jī)構(gòu)22適于將在縮進(jìn)位置之間的、至少部分地位于凹進(jìn)部29 (如 所示出的)內(nèi)的調(diào)諧構(gòu)件19朝向電容器面16移動至延伸位置。 在圖5中所示出的是根據(jù)本發(fā)明的TEM模式諧振器12的另一實(shí)施例。除了調(diào)諧 構(gòu)件19是在面向電容器面16的面27中的具有凹進(jìn)部30的杯子形狀之外，該實(shí)施例與圖 4的實(shí)施例相類似。杯子形狀進(jìn)一步減小調(diào)諧構(gòu)件19與溫度補(bǔ)償板25之間的耦合。
在上述所有的實(shí)施例中，移動軸延伸穿過孔26的中心。在替選的實(shí)施例中，移動 軸在孔26的中心的一側(cè)。也可以是移動軸緊鄰孔26經(jīng)過的實(shí)施例。類似地，在替選的實(shí) 施例中，移動軸可以不是嚴(yán)格地與電容器面16正交。移動軸可以稍傾斜于電容器面16的 法線。 在替選的實(shí)施例中，溫度補(bǔ)償板25被夾在電容器面16與圍繞壁17之間。
權(quán)利要求
一種TEM模式諧振器，包括可調(diào)諧腔，由導(dǎo)電腔壁限定，所述腔壁包括接地面、電容器面以及在所述接地面與所述電容器面之間延伸的圍繞壁；導(dǎo)電諧振器構(gòu)件，位于所述腔內(nèi)，從所述接地面向電容器面部分地延伸；調(diào)諧構(gòu)件，位于所述腔內(nèi)，在諧振器構(gòu)件與電容器面之間，適于沿著移動軸向所述電容器面移動以及遠(yuǎn)離所述電容器面移動以調(diào)諧所述諧振器；所述電容器面進(jìn)一步包括導(dǎo)電溫度補(bǔ)償板，所述溫度補(bǔ)償板在兩個分隔開的點(diǎn)處連接至電容器面，并且在兩點(diǎn)之間形成彎曲表面；所述溫度補(bǔ)償板具有比所述電容器面更小的熱膨脹系數(shù)；其特征在于所述溫度補(bǔ)償板包括孔，所述孔被布置成使得在所述調(diào)諧構(gòu)件向所述電容器面移動時所述調(diào)諧構(gòu)件向所述孔移動。
2. 如權(quán)利要求1所述的TEM模式諧振器，其中， 所述移動軸穿過所述孔。
3. 如權(quán)利要求2所述的TEM模式諧振器，其中， 所述移動軸穿過所述孔的中心。
4. 如權(quán)利要求1至3中的任一項所述的TEM模式諧振器，其中， 所述移動軸與所述電容器板正交。
5. 如權(quán)利要求4所述的TEM模式諧振器，其中， 所述移動軸延伸穿過所述電容器板的中心。
6. 如權(quán)利要求5所述的TEM模式諧振器，其中， 所述諧振器構(gòu)件關(guān)于所述移動軸對稱地布置。
7. 如權(quán)利要求1至6中的任一項所述的TEM模式諧振器，其中， 所述孔和面向所述孔的所述調(diào)諧構(gòu)件的面是相同的形狀。
8. 如權(quán)利要求7所述的TEM模式諧振器，其中， 所述孔是圓形的，以及 所述調(diào)諧構(gòu)件是圓柱形的。
9. 如權(quán)利要求1至8中的任一項所述的TEM模式諧振器，其中， 所述孔的面積比面向所述孔的所述調(diào)諧構(gòu)件的面的面積更大。
10. 如權(quán)利要求1至9中的任一項所述的TEM模式諧振器，其中，所述調(diào)諧構(gòu)件通過調(diào)諧臂連接至移動機(jī)構(gòu)，所述移動機(jī)構(gòu)適于沿著所述移動軸來移動 所述調(diào)諧構(gòu)件。
11. 如權(quán)利要求10所述的TEM模式諧振器，其中， 所述調(diào)諧臂延伸穿過所述電容器板中的孔。
12. 如權(quán)利要求10所述的TEM模式諧振器，其中， 所述調(diào)諧臂延伸穿過所述諧振器構(gòu)件中的孔。
13. 如權(quán)利要求12所述的TEM模式諧振器，其中，所述諧振器構(gòu)件包括端面，所述端面的至少一部分與所述電容器面平行。
14. 如權(quán)利要求13所述的TEM模式諧振器，所述端面包括凹進(jìn)部，所述調(diào)諧臂延伸穿過所述凹進(jìn)部中的孔。
15. 如權(quán)利要求14所述的TEM模式諧振器，其中，所述移動機(jī)構(gòu)適于將調(diào)諧構(gòu)件從至少部分位于所述凹進(jìn)部內(nèi)的縮進(jìn)位置向所述電容 器板移動至延伸位置。
16. 如權(quán)利要求1至15中的任一項所述的TEM模式諧振器，其中， 所述諧振器構(gòu)件是所述接地面的一體化部分。
17. 如權(quán)利要求1至16中的任一項所述的TEM模式諧振器，其中， 所述電容器面是鋁。
18. 如權(quán)利要求1至17中的任一項所述的TEM模式諧振器，其中， 所述溫度補(bǔ)償板是銅。
19. 如權(quán)利要求1至18中的任一項所述的TEM模式諧振器，其中， 所述調(diào)諧構(gòu)件是金屬。
20. 如權(quán)利要求1至18中的任一項所述的TEM模式諧振器，其中， 所述調(diào)諧構(gòu)件是電介質(zhì)。
21. —種基本上如上所述的TEM模式諧振器。
全文摘要
一種TEM模式諧振器(12)，包括可調(diào)諧腔(13)，其由導(dǎo)電腔壁(14)限定，該腔壁包括接地面(15)、電容器面(16)以及在接地面(15)與電容器面(16)之間延伸的圍繞壁(17)；導(dǎo)電諧振器構(gòu)件(18)，其位于腔內(nèi)，從接地面(15)向電容器面部分地延伸；調(diào)諧構(gòu)件(19)，其位于腔內(nèi)，在諧振器構(gòu)件與電容器面之間，適于沿著移動軸向電容器面移動以及遠(yuǎn)離電容器面移動以調(diào)諧諧振器；電容器面(16)進(jìn)一步包括導(dǎo)電溫度補(bǔ)償板(25)，溫度補(bǔ)償板在兩個分隔開的點(diǎn)(23，24)處連接至電容器面，并且在兩點(diǎn)之間形成彎曲表面；溫度補(bǔ)償板具有比電容器面更小的熱膨脹系數(shù)。溫度補(bǔ)償板包括孔(26)，所述孔(26)被布置成使得在調(diào)諧構(gòu)件向電容器面移動時調(diào)諧構(gòu)件向孔移動。
文檔編號H01P7/04GK101707921SQ200880020457
公開日2010年5月12日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者克利斯托弗·伊恩·莫布斯, 安德魯·詹姆斯·潘克斯 申請人:埃瑟泰克電子有限公司