[发明专利]TEM模式谐振器

说明书

技术领域

本发明概括而言涉及谐振器，更具体而言，涉及TEM模式谐振器。

背景技术

谐振器是具有谐振频率的电子结构。谐振器可以运行于横向电磁波(TEM)模式。在TEM模式中，电磁信号以垂直于与其相关联的电场和磁场的方向传播。

如图1所示，一种传统的尺寸减小的TEM模式谐振器10典型地包括从谐振器腔室101延伸的附加的圆柱体102并且允许内部谐振杆103插入附加的圆柱体102，由此形成负载端负载。这种类型的谐振器能够减小尺寸，但是对谐振器调谐范围和功率处理能力有限制。

发明内容

基于上述考量，本发明的基本构思在于将所述负载圆柱体重新设置为位于谐振器腔室内，谐振杆插入负载圆柱体内的程度取决于谐振器的调谐频率。通过这种结构设计，谐振器总是为电容负载，且在最低的调谐频率处具有最大负载。除了电容负载，还有来自负载圆柱体的外表上的电流的期望的电感额外负载效应，其增加了总体的谐振器负载。

本发明的一个实施例提供了一种TEM模式谐振器。该TEM模式谐振器包括：腔室，其由顶面，底面以及在所述顶面和所述底面之间延伸的环绕壁限定；负载元件，其设置在所述腔室内邻近所述腔室的所述底面；以及谐振杆，其设置在所述腔内，所述谐振杆具 有连接至所述腔室的所述顶面的第一端以及插入所述负载元件的第二端。所述谐振杆的所述第二端插入所述负载元件的长度取决于所述TEM模式谐振器的调谐频率。

在一个例子中，所述负载元件和所述谐振杆是同心的。

对于本发明的TEM模式谐振器，其负载元件的内壁具有电容负载效应，而负载元件的外壁等同于串联电感，其产生进一步的谐振器负载增强。相比于现有的紧凑型谐振器的技术方案，这种组合的电容和电感串联类型的负载增加了朝向调谐范围低端的谐振器调谐频率，同时维持了高的空载品质因数和高的功率处理能力。

附图说明

在下文中将参照以下附图仅通过例子更具体地描述本发明的实施例：

图1示出了传统的尺寸减少的TEM模式谐振器；

图2示出了根据本发明的一个实施例的TEM模式谐振器；以及

图3示出了图2的谐振器的等效电路。

在上述的各附图中，相似的附图标记应被理解为表示相同、相似或者相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的各个方面。

参照图2，示例的TEM模式谐振器20包括腔室201，其由顶面202、底面203以及在该顶面和底面之间延伸的环绕壁204来限定。顶面202、底面203以及环绕壁204为电传导的。腔室201可以是各种形状的，只有能够提供足够的内部容量即可，例如，腔室201可以是圆柱形或者长方体形状。

谐振器20还包括负载元件205，其设置在腔室201内并且邻近腔室201的底面203。例如，负载元件205可以从谐振器20的底面203朝向腔室201的内部延伸。负载元件205可以是例如圆柱形。负 载元件205由导电材料制成，例如，金属等。负载元件205与腔室201的高度比取决于谐振器20的期望调谐范围以及在给定的电子性能下所期望的紧凑程度。

谐振器20还包括设置在腔室201内的谐振杆206，该谐振杆的第一端2061连接至谐振器20的顶面202，第二端2062插入负载元件205，由此形成电容谐振器负载。谐振杆206和负载元件205可以是例如同心的。谐振杆206的第二端2062插入负载元件205的长度取决于谐振器20的调谐频率。换言之，谐振器20的调谐频率能够通过调节谐振杆206的第二端2062插入负载元件205的长度来调节。在一个例子中，谐振杆206可以是圆柱形。

在运作中，谐振器20的电场集中在负载元件205的内部。电场矢量的方向绝大部分地从谐振杆206辐射至负载元件205的内壁。由于每个TEM模式谐振器形成一个关于表面电流的闭环，负载元件205的内壁上的电场转变为向上朝着负载元件205的边缘的表面电流。从负载元件205的边缘，电流继续在负载元件205的外壁上往下流至谐振器20的底面203，然后，从该底面电流径向地延伸并经由谐振器20的环绕壁204流回谐振杆206的第一端2061。如此，在负载元件205的内壁和外壁上存在有RF电流。

如图3中所示，负载元件205的内壁具有电容负载效应，负载元件205的外壁等同于串联电感，其产生进一步的谐振器负载增强。这种电感负载增强降低了最小谐振器频率以及扩展了谐振器调谐范围。