[发明专利]一种实现温度自补偿的谐振腔结构及腔体滤波器

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，公开了一种实现温度自补偿的谐振腔结构及腔体滤波器，即通过在谐振腔腔体中固定具有悬置部的温度补偿装置，并使该悬置部由至少两层具有不同热膨胀系数的导电体紧密贴合而成，可以在温度变化时，利用不同材料的膨胀量或收缩量会不同的特点，使该悬置部因外形产生弯曲变形而改变在谐振腔内的位置，进而对腔内的电磁场产生微扰，导致谐振腔的谐振频率发生变化，最终在悬置部的构成材料、大小、位置、摆放方向及个数等合适时，可使结构形变对谐振频率的影响与谐振腔腔体的热胀冷缩对谐振频率的影响刚好抵消，得到完全的温度补偿，实现零温漂目的。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体地，涉及一种实现温度自补偿的谐振腔结构及腔体滤波器。

背景技术

随着通信技术的飞速发展，信道变得越来越拥挤。为了防止相邻信道之间产生干扰，对滤波器的频率选择性和温度稳定性也提出了越来越高的要求。腔体滤波器由于具有高Q值、低损耗、高阻带抑制度及大功率容量等优点，被广泛地应用于各类通信系统中。

由于受到金属材料热胀冷缩的影响，腔体滤波器中谐振腔的结构尺寸会随着温度的变化而变化，造成谐振腔的谐振频率产生温度漂移，从而使得腔体滤波器的电性能恶化，影响其正常工作。尤其是对于窄带腔体滤波器，这种温度漂移更为明显，甚至可能造成其无法工作。因此，如何消除温度漂移，保证谐振腔的谐振频率在一定温度范围内保持恒定，成为迫在眉睫的课题。

为了使得谐振腔具有良好的温度稳定性，目前，比较常用的方法有三种，但也有各自的缺点。

第一种方法是采用热膨胀系数小的材料来制作谐振腔腔体，例如殷钢，其热膨胀系数的典型值约为0.9ppm/℃，比铝(通常采用的材质)的热膨胀系数小20倍左右。通过减小谐振腔的结构尺寸受温度变化的变化量，达到减小温度漂移的目的。但是，殷钢材料的缺点也比较多，例如价格昂贵、重量大、加工成本高、不容易焊接和导热率差等，不利于大规模的应用。此外，在实际应用中，殷钢制成的腔体的内壁必须镀银才能使用，由于银和殷钢的热膨胀系数相差很大，当腔体在使用过程中受到温度的反复变化时，附着在殷钢上的镀银层会脱落。如此在功率较大时，如果某处镀银层脱落形成毛刺，会导致局部电磁场异常增大，引起打火，从而加速腔体的损坏。

第二种方法是对谐振腔的不同部件灵活采用不同热膨胀系数的材料，当温度变化时，使不同部件的结构形变对谐振腔的谐振频率的影响相互抵消。在授权公告号为CN206163680U的中国实用新型专利中，公开了一种低温漂同轴谐振器，其腔体材料采用铝，谐振杆上半部分材料采用铜，谐振杆下半部分材料采用铝，调谐螺钉材料采用铜，利用不同结构对谐振频率影响的差异，并结合不同金属材料间热膨胀系数的差异，来减小谐振频率的温度漂移。但是，这种方法的温度补偿效果与电容加载强度呈正比，而如果电容加载太强将导致谐振腔Q值降低，从而增大滤波器插损。因此，在要求滤波器具有低损耗和高Q值的场合，其温度补偿效果并不理想。

第三种方法是在谐振腔外部设置带温度传感器的机械结构，机械结构根据感知到的环境温度变化，驱动与其相连的金属棒或介质块，改变金属棒伸入腔体的长度或介质块在腔体中的位置，从而改变谐振腔的谐振频率，实现温度补偿。在授权公告号为CN203013899U的中国实用新型专利中，公开了一种用于谐振腔的温度补偿机构，外置在谐振腔合适的位置上，其金属棒伸入到谐振腔中，当温度变化时，机构中的石蜡动力源会驱动金属棒改变伸入腔体的长度，从而调节谐振腔的谐振频率，起到温度补偿的效果。但是，这种方法因为在谐振腔外部加载额外的机械结构，需要占据更多的空间，因此会增大滤波器的体积和重量，同时增加设计和生产的复杂性，提高制造成本。

发明内容