專利名稱：同軸諧振器構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目的是提供一種同軸諧振器構(gòu)件，在該構(gòu)件中，一個(gè)中間導(dǎo)體由一導(dǎo)電屏蔽層同軸包圍著。在中間導(dǎo)體與該屏蔽層之間有一絕緣層。該絕緣層可以是例如陶瓷或者空氣。
已知同軸諧振器可以用一個(gè)具有一下表面、一上表面和幾個(gè)側(cè)表面陶瓷塊制成。一個(gè)鍍有導(dǎo)電物質(zhì)的孔從陶瓷塊的上表面到下表面穿過(guò)陶瓷塊。這個(gè)孔構(gòu)成了該諧振器的中間導(dǎo)體。屏蔽層是由陶瓷塊外表面上的導(dǎo)電物質(zhì)鍍層形成的。外表面上的鍍層覆蓋各個(gè)側(cè)表面和大部分下表面。陶瓷塊的上表面上至少在構(gòu)成中間導(dǎo)體的孔附近沒(méi)有鍍層。中間導(dǎo)體的鍍層與陶瓷塊下表面上的屏蔽鍍層電連接。由陶瓷塊構(gòu)成的同軸諧振器也被稱作陶瓷諧振器。
陶瓷諧振器在頻率范圍超過(guò)1000MHz的無(wú)線電裝置中尤其有用。在非常高的頻率范圍，諧振器中間導(dǎo)體的長(zhǎng)度可以只有幾個(gè)毫米，這個(gè)長(zhǎng)度大約等于波長(zhǎng)的四分之一。
陶瓷諧振器的制造工藝是存在技術(shù)難題的。因?yàn)樘沾墒且环N非常硬的物質(zhì)，所以加工陶瓷塊是很困難的。為了制造各種不同型號(hào)的陶瓷諧振器，必須制作不同的專用工具，這些工具將諧振器壓制成所需形狀并在陶瓷塊上成孔。在陶瓷坯料制成以后，要燒掉坯料的多余部分，最后將陶瓷塊在大約1200°溫度下燒結(jié)。這些用于制造工藝的專用工具很昂貴，并且機(jī)加工陶瓷材料對(duì)于工具的磨損很快。由于工具的磨損，陶瓷塊的尺寸會(huì)發(fā)生變化，從而無(wú)法再實(shí)現(xiàn)，例如，屏蔽層直徑與由陶瓷塊中鍍有導(dǎo)電材料的孔形成的中間導(dǎo)體的直徑之間的最佳比值。這種變化引起了諧振器電學(xué)特性的改變。用于在非常小的諧振器中成孔的沖頭非常之細(xì)，使得它們無(wú)法承受制造工藝中采用的壓力，因而經(jīng)常容易折斷。
制造濾波器也是困難的。在濾波器的制造工藝中，在每個(gè)陶瓷塊上都要鉆幾個(gè)孔，作為諧振器。各個(gè)孔之間的電感和電容耦合程度是通過(guò)將各個(gè)孔彼此按適當(dāng)距離設(shè)置來(lái)進(jìn)行控制的。但是由于制造工藝和所用工具的原因，濾波器的諧振器之間的耦合程度并不能總是滿足技術(shù)要求?，F(xiàn)有技術(shù)提供了一些用于控制諧振器之間耦合程度的方法和構(gòu)件。耦合程度可以用陶瓷塊表面導(dǎo)體的形狀來(lái)控制，例如在芬蘭專利說(shuō)明書(shū)87407中所介紹的。但是沒(méi)有一種現(xiàn)有技術(shù)能夠解決下列問(wèn)題，即能夠“將一個(gè)孔從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方”。必須經(jīng)常篩去不合格的部件，因而導(dǎo)致生產(chǎn)線產(chǎn)量很低。
另一個(gè)制造上的難題與工具本身有關(guān)，早期的工具模具通常不能滿足為其設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，所以用這些工具制成的諧振器的尺寸無(wú)法滿足規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。燒結(jié)工藝尤其會(huì)造成難以預(yù)料的收縮。如果工具的構(gòu)件不合理，在壓力下生產(chǎn)的諧振器就會(huì)由于內(nèi)部應(yīng)力的作用而破碎。由于上述的原因，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被滿足之前，不得不制作一些該工具的改進(jìn)形式制作和測(cè)試這些新的工具形式是很費(fèi)時(shí)的，這增加了費(fèi)用，從而影響了最終產(chǎn)品的價(jià)格。
本發(fā)明提供了一種不存在上述制造問(wèn)題的同軸諧振器構(gòu)件。
本發(fā)明的構(gòu)件是組合式的。這個(gè)構(gòu)件由若干絕緣材料制成的塊或模塊構(gòu)成。這些模塊被連接在一起構(gòu)成所需的構(gòu)件，這種構(gòu)件是一種無(wú)需現(xiàn)在已知的工具就可以很容易調(diào)節(jié)的同軸諧振器構(gòu)件。
下面參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明。


圖1表示在本發(fā)明中描述的諧振器構(gòu)件的第一實(shí)施例；圖2表示在本發(fā)明中描述的諧振器構(gòu)件的第二實(shí)施例；圖3表示在本發(fā)明中描述的諧振器構(gòu)件的第三實(shí)施例；圖4表示利用本發(fā)明描述的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的濾波器的一個(gè)實(shí)例。
本發(fā)明中描述的諧振器是由兩個(gè)或多個(gè)模塊構(gòu)成的。這些模塊的橫截面通常是長(zhǎng)方形或矩形的。適合的模塊最好是從，例如，陶瓷基板上切割而成的。這些模塊彼此連接構(gòu)成例如如圖1所示的諧振器，這個(gè)圖表示了諧振器構(gòu)件的最簡(jiǎn)單模式，而這正是本發(fā)明的目的。
圖1中所示的諧振器是由一個(gè)主體塊11和一個(gè)中間導(dǎo)體塊12構(gòu)成的。主體塊11由絕緣材料，如陶瓷制成。中間導(dǎo)體塊12固定在主體塊11上，中間導(dǎo)體塊12中的中間導(dǎo)體是由導(dǎo)電鍍層，如銀涂料形成的。該中間導(dǎo)體塊相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)中同軸諧振器的中間導(dǎo)體或者帶有鍍層的孔。中間導(dǎo)體塊12可以用陶瓷或者任何能夠鍍上導(dǎo)電材料的其他材料制成。中間導(dǎo)體塊材料也可以是導(dǎo)電的，在這種情況下就不需要導(dǎo)電鍍層了。中間導(dǎo)體塊12就用，例如鍍覆中間導(dǎo)體塊的銀涂料粘結(jié)到主體塊11上。主體塊11的下表面13和側(cè)表面14a，14b，14c和14d都鍍有導(dǎo)電鍍層，它們構(gòu)成諧振器屏蔽層的一部分。在圖1所示的諧振器中，屏蔽層的其余部分是一個(gè)導(dǎo)電蓋板15構(gòu)成的，這個(gè)導(dǎo)電蓋板固定在由主體塊11和中間導(dǎo)體塊12構(gòu)成的組件上面，并且距中間導(dǎo)體塊適當(dāng)?shù)木嚯x。蓋板15(圖中虛線所示)用導(dǎo)電鍍層材料粘結(jié)在側(cè)表面14a和14c上。在圖1中所示的諧振器的屏蔽層與中間導(dǎo)體之間的絕緣層主要是由蓋板15與中間導(dǎo)體塊12之間的空氣層構(gòu)成的。主體塊11構(gòu)成了約三分之一的絕緣層。中間導(dǎo)體塊12的長(zhǎng)度L相當(dāng)于波長(zhǎng)的四分之一，以符合傳輸線諧振器的特性。
利用圖2所示的構(gòu)件可以制造一個(gè)更小的諧振器。在此圖中，通過(guò)在由主體塊21和中間導(dǎo)體塊22構(gòu)成的組件上面增加一個(gè)覆蓋塊23而改進(jìn)了圖1中所示的構(gòu)件。覆蓋塊23是采用與主體塊相同的方式從一個(gè)陶瓷基板上切割下來(lái)的，并且用，例如，銀涂料鍍層材料粘結(jié)到中間導(dǎo)體塊22上。覆蓋塊23的上表面24和側(cè)表面25a，25b，25c和25d都鍍有導(dǎo)電鍍層材料。圖2中虛線所示的導(dǎo)電材料側(cè)板26和27可以根據(jù)相關(guān)的諧振器的用途而加以選擇采用，因?yàn)橹黧w塊和覆蓋塊的側(cè)面導(dǎo)電電鍍層已經(jīng)形成了足夠的屏蔽表面面積。在這個(gè)實(shí)例中，陶瓷主體塊和覆蓋塊構(gòu)成了諧振器三分之二以上的絕緣層。絕緣層的其余部分是由中間導(dǎo)體塊22與選定的側(cè)板之間的空氣層形成的。由于圖2中絕緣層的介電常數(shù)大于圖1中絕緣層的介電常數(shù)，所以中間導(dǎo)體塊22的長(zhǎng)度L比圖1實(shí)例中的中間導(dǎo)體塊長(zhǎng)度小。
圖3表示本發(fā)明描述的構(gòu)件的另一個(gè)改進(jìn)。圖3中的諧振器也具有一個(gè)主體塊31和一個(gè)覆蓋塊32，但是用邊塊33和34代替了中間導(dǎo)體塊，它們是從適當(dāng)厚度的陶瓷基板上切割下來(lái)的。如圖3所示，主體塊、覆蓋塊和邊塊彼此之間用，例如，銀涂料帶粘結(jié)到一起。諧振器的中間導(dǎo)體是由帶有鍍層的孔35構(gòu)成的，取代了前兩個(gè)實(shí)施例中所使用的中間導(dǎo)體塊。中間導(dǎo)體的導(dǎo)電鍍層是由主體塊、覆蓋塊和邊塊上帶有導(dǎo)電鍍層的側(cè)面之一構(gòu)成的。諧振器的屏蔽層是由主體塊、覆蓋塊和邊塊構(gòu)成的組件的帶有導(dǎo)電鍍層的外表面構(gòu)成的。這個(gè)實(shí)施例的構(gòu)件與現(xiàn)有技術(shù)中“陶瓷塊中的孔”構(gòu)件功能是相同的。
圖4中的實(shí)例表示本發(fā)明所描述的構(gòu)件是如何用來(lái)構(gòu)成一個(gè)濾波器的。主體塊41用作幾個(gè)中間導(dǎo)體塊42的底座。圖4中所示的濾波器是由三個(gè)諧振器構(gòu)成的。中間導(dǎo)體塊42構(gòu)成諧振器的中間導(dǎo)體。如同圖1中所示的實(shí)施例一樣，這個(gè)諧振器用蓋板43覆蓋著。在此圖中蓋板是用虛線畫(huà)出的。
本發(fā)明的各種變型，諸如圖1、2、3中所示的，都可以用于由若干個(gè)諧振器構(gòu)成的濾波器。如在圖2中的實(shí)施例所示，可以在中間導(dǎo)體塊42的上面放置一個(gè)陶瓷覆蓋塊。平行的諧振器的中間導(dǎo)體可以由被主體塊、覆蓋塊和邊塊包圍的孔構(gòu)成，如圖3中的實(shí)施例所示。在中間導(dǎo)體塊42的側(cè)面之間和側(cè)面上也可以放置具有適當(dāng)橫截面尺寸的邊塊，這些邊塊將會(huì)影響諧振器之間的耦合程度。通過(guò)改變它們之間的相對(duì)距離，即將中間導(dǎo)體塊42彼此相對(duì)移動(dòng)，就可以很容易地調(diào)節(jié)諧振器之間的耦合程度。也可以如已知的那樣，通過(guò)在陶瓷塊的表面上印刷導(dǎo)電圖案來(lái)調(diào)節(jié)其耦合程度。
圖4表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中主體塊41取代了印刷電路板，用作一個(gè)分立電子器件44的安裝底板，以安裝例如一個(gè)放大器。并且，由于陶瓷具有較高的介電常數(shù)，所以采用印刷在陶瓷板上的導(dǎo)電圖案所構(gòu)成的電容要比采用印刷在常規(guī)的印刷電路板上的導(dǎo)電圖案所構(gòu)成的電容質(zhì)量更好。
本發(fā)明所描述的構(gòu)件可以被用于以與自動(dòng)電路板組裝相同的原理組裝諧振器。自動(dòng)組裝機(jī)可以象處理分立電子元件，如電阻或電容那樣，處理諧振器的各個(gè)部件，或主體塊、中間導(dǎo)體塊、覆蓋塊和邊塊。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，基本的諧振器塊和可能用到的其他元件被按照給定的設(shè)計(jì)圖裝配到半成品的陶瓷基板上，然后將裝配好的半成品切割成各個(gè)部分，以構(gòu)成，例如，不同種類的濾波器。這些塊和仕一導(dǎo)電圖案在裝配半成品之前可以鍍上導(dǎo)申材料。在陶瓷基板的平坦表面上添加導(dǎo)電圖案比在陶瓷塊的小表面上增加導(dǎo)電圖案，就象在現(xiàn)有技術(shù)中所作的那樣，要較為容易。
如果諧振器是按照本發(fā)明所述方式構(gòu)成，就很容易調(diào)節(jié)新型諧振器樣品的參數(shù)。很容易將中間導(dǎo)體塊移動(dòng)到所要求的位置。中間導(dǎo)體與屏蔽層之間的絕緣層可以用本發(fā)明所述的塊來(lái)增強(qiáng)。通過(guò)將這些塊從諧振器構(gòu)件中去掉可以減小介電常數(shù)。如果針對(duì)樣品的試制達(dá)到了所要求的結(jié)果，可以將最后的位置數(shù)據(jù)輸入到自動(dòng)組裝機(jī)器的存儲(chǔ)器中，并且可以生產(chǎn)無(wú)限多的相同的諧振器構(gòu)件。
運(yùn)用同樣的原理，也可以手工生產(chǎn)諧振器，但是不再使用現(xiàn)有技術(shù)中所使用的昂貴的工具。
本發(fā)明中所描述的制造工藝是簡(jiǎn)單的在一個(gè)專業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)陶瓷基板的工廠制作或者定制陶瓷基板。例如，用氧化鋁制成的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的陶瓷基板就是可以在市場(chǎng)上購(gòu)買到的?？梢詫⑻沾苫迩懈畛蛇m當(dāng)大小的陶瓷塊，然后用它們裝配諧振器。
各個(gè)塊的長(zhǎng)度可以是不同的。例如，中間導(dǎo)體塊可以比主體塊或覆蓋塊短，在這種情況下，中間導(dǎo)體塊就隱藏在構(gòu)件之內(nèi)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，構(gòu)成中間導(dǎo)體的中間導(dǎo)體塊是空心的并且端部是開(kāi)口的，從而得到更輕的構(gòu)件。
中間導(dǎo)體塊可以用一種導(dǎo)電材料完全鍍覆，也可以只鍍覆其一個(gè)或幾個(gè)縱向表面。如果必要的話，構(gòu)成中間導(dǎo)體的鍍層還可以延伸出中間導(dǎo)體塊，在實(shí)踐中，是延伸到中間導(dǎo)體塊所粘結(jié)的主體塊或覆蓋塊的表面上。
本發(fā)明中所描述的構(gòu)件在許多方面是有意義的。它將諧振器制造技術(shù)帶入完全新的領(lǐng)域。實(shí)際上，可以不再討論通常與材料處理和專用工具相關(guān)的諧振器制造，而是要討論利用基本元件，或在上述實(shí)施例中所述的基塊裝配諧振器。用基塊裝配是一個(gè)很容易預(yù)知生產(chǎn)結(jié)果的工藝。制得的諧振器或?yàn)V波器是一樣的。由于所有基塊的相對(duì)位置都可以調(diào)節(jié)，所以，構(gòu)件的電子參數(shù)，例如，諧振頻率、特性阻抗、或在某些諧振器的情況下是它們的電感或電容耦合程度，也很容易調(diào)節(jié)。
尤其是與小型諧振器的中間導(dǎo)體制造相關(guān)的問(wèn)題由本發(fā)明的構(gòu)件在兩個(gè)方面給解決了通過(guò)從一個(gè)陶瓷基板上切割中間導(dǎo)體塊而使得中間導(dǎo)體塊的具有小的橫截面積，并如在圖1或2中所示的實(shí)施例中所述，用一種導(dǎo)電材料將其鍍覆，或者如圖3中的實(shí)施例所述利用基塊裝配諧振器，以形成一個(gè)足夠小的孔。根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，還很容易調(diào)節(jié)孔的大小。
圖4中所示的方法還適合于制造波導(dǎo)管T形接頭。在波導(dǎo)管T形接頭制造過(guò)程中，分立元件被裝配在基塊的一端。
構(gòu)成諧振器的基塊的大小、數(shù)量和位置并不局限于上述實(shí)施例。在本專利申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)，該構(gòu)件還可以有許多改進(jìn)方式。
權(quán)利要求
1.一種諧振器構(gòu)件，它由一層導(dǎo)電屏蔽層、一個(gè)直的中間導(dǎo)體和一層位于該屏蔽層和該中間導(dǎo)體之間的絕緣層構(gòu)成，其特征在于該構(gòu)件是組合式的，它包括至少兩個(gè)彼此粘結(jié)、具有長(zhǎng)方形橫截面、并且至少與中間導(dǎo)體一樣長(zhǎng)的模塊，中間導(dǎo)體由至少一個(gè)模塊的至少一個(gè)帶有導(dǎo)電鍍層的縱向側(cè)面或者一個(gè)側(cè)面的一部分構(gòu)成，屏蔽層部分是由一個(gè)模塊的至少一個(gè)帶有導(dǎo)電鍍層的側(cè)面構(gòu)成的，以及絕緣層部分是由制成模塊的材料構(gòu)成的。
2.如權(quán)利要求1所述的諧振器構(gòu)件，其特征在于模塊的橫截面是方形的。
3.如權(quán)利要求1所述的諧振器構(gòu)件，其特征在于模塊是由陶瓷制成的。
4.如權(quán)利要求1所述的諧振器構(gòu)件，其特征在于中間導(dǎo)體是由一個(gè)各個(gè)側(cè)面均為導(dǎo)電的模塊構(gòu)成的。
5.如權(quán)利要求4所述的諧振器構(gòu)件，其特征在于中間導(dǎo)體是由一個(gè)導(dǎo)體模塊構(gòu)成的。
6.如權(quán)利要求4或5所述的諧振器構(gòu)件，其特征在于中間導(dǎo)體是由一個(gè)空心且端部開(kāi)口的模塊構(gòu)成的。
7.一種濾波器，它由至少一個(gè)同軸諧振器構(gòu)件構(gòu)成，所說(shuō)諧振器構(gòu)件由一層導(dǎo)電屏蔽層、一個(gè)直的中間導(dǎo)體和一層位于該屏蔽層和該中間導(dǎo)體之間的絕緣層構(gòu)成，其特征在于該構(gòu)件是組合式的，它包括至少兩個(gè)彼此粘結(jié)、具有長(zhǎng)方形橫截面、并且至少與中間導(dǎo)體一樣長(zhǎng)的模塊，中間導(dǎo)體由至少一個(gè)模塊的至少一個(gè)帶有導(dǎo)電鍍層的縱向側(cè)面或者一個(gè)側(cè)面的一部分構(gòu)成，屏蔽層部分是由一個(gè)模塊的至少一個(gè)帶有導(dǎo)電鍍層的側(cè)面構(gòu)成的，以及絕緣層部分是由制成模塊的材料構(gòu)成的。
8.如權(quán)利要求7所述的濾波器，其特征在于一個(gè)模塊是由平面板構(gòu)成的，該平面板用作一個(gè)分立元件的電路板。
9.如權(quán)利要求7所述的濾波器，其特征在于一個(gè)模塊構(gòu)成一個(gè)平板主體，構(gòu)成諧振器中間導(dǎo)體的模塊粘結(jié)在這個(gè)平板主體上面。
10.如權(quán)利要求9所述的濾波器，其特征在于一個(gè)模塊構(gòu)成平面蓋板，該蓋板粘結(jié)在構(gòu)成諧振器中間導(dǎo)體的模塊上。
11.如權(quán)利要求9所述的濾波器，其特征在于在構(gòu)成諧振器的中間導(dǎo)體的模塊之間，設(shè)置了能夠用以調(diào)節(jié)諧振器之間的電感和電容耦合程度的一些模塊。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種組合式同軸諧振器構(gòu)件和一種可以用所說(shuō)構(gòu)件構(gòu)成的濾波器。如在本發(fā)明中所描述的，該諧振器是由兩個(gè)或者多個(gè)具有矩形橫截面、彼此粘結(jié)的基塊、或模塊構(gòu)成的。這些模塊的帶有導(dǎo)電鍍層的表面構(gòu)成諧振器的中間導(dǎo)體和至少一部分屏蔽層。絕緣層是由制成模塊的材料構(gòu)成的，這種材料通常是陶瓷。這些模塊較可取的是由陶瓷基板切割而成。
文檔編號(hào)H01P1/20GK1132571SQ94193570
公開(kāi)日1996年10月2日 申請(qǐng)日期1994年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月28日
發(fā)明者H·揚(yáng)圖倫, A·圖盧倫 申請(qǐng)人:維爾德拉股份公司