[发明专利]一种TM 模谐振子及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及射频元件，更具体地说，涉及一种TM模谐振子及其制备方法。 

背景技术

现在常用的介质谐振子通常都是一个均质的陶瓷块体，由它制得的滤波器比金属腔串通滤波器在体积上具有小型化的优势。但陶瓷谐振子的技术已经趋近成熟，要在现有的陶瓷介质滤波器上进一步小型化是很困难的。将超材料技术应用在陶瓷介质谐振子上，可以实现进一步的小型化，因为超材料可以达到比陶瓷介质更高的介电常数，从而降低滤波器的谐振频率；换句话说，在实现相同谐振频率的条件下，高介电常数的超材料可以减小谐振腔的体积，从而实现进一步的小型化。 

超材料包括介质基板和附着在介质基板表面上且周期性排布的、相互独立的金属微结构，每个金属微结构的尺寸在超材料所要响应的电磁波波长的十分之一左右或者小于十分之一。每个金属微结构能够对经过该微结构的电场，尤其是处于该微结构所在平面上的电场产生响应，从而提高整个超材料的介电常数。因此，要获得尽可能高的介电常数，必须使电磁波方向垂直于金属微结构所在表面使得电场在该表面上。 

传统的超材料是通过一层层的附着有金属微结构的介质基板叠加压合而成，这种超材料放入谐振腔中作为谐振子，对于TE模式的滤波器是非常有利的，因为金属微结构所在平面与水平环绕的电场方向是重合的，因此能够起到提高介电常数的效果。但是对于TM模式的滤波器，电场方向是基本竖直的，与金属微结构所在平面是垂直，因此对介电常数的影响非常小，不能达到提高介电常数、降低谐振频率进而实现小型化的目的。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供对TM模式的滤波器具有介电常数高的TM模谐振子及其制备方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种制备TM模谐振子的方法，包括如下步骤： 

制造坯带：在生瓷带上印制周期排布的多个金属微结构，制得坯带； 

制造坯筒：将所述坯带在一转轴上卷绕至预定厚度，得到坯筒； 

烧结：将所述坯筒进行低温共烧，得到TM模谐振子。 

在本发明所述的方法中，在制造坯带的步骤中，所述金属微结构为金属线组成的具有几何图案的平面结构。 

在本发明所述的方法中，所述金属线为低温共烧工艺中所使用的金属浆料印制得的线。 

在本发明所述的方法中，所述金属微结构为十字形结构、工字形结构、方片或开口谐振环。 

在本发明所述的方法中，在制造坯筒的步骤中，在所述转轴表面涂有蜡层，然后将所述坯带在涂有蜡层的转轴卷绕至预定厚度，对卷有坯带的转轴进行红外加热，蜡层融化，取出转轴，得到中空的坯筒。 

在本发明所述的方法中，在制造坯筒的步骤中，在所述转轴表面涂有润滑剂，将所述坯带卷绕在所述转轴上，取出转轴，得到中空的坯筒。 

在本发明所述的方法中，在制造坯筒的步骤中，所述转轴为有机物制成，所述坯带卷绕在转轴上不取出。 

在本发明所述的方法中，在烧结步骤中，所述转轴随坯筒一起进行低温共烧并被全部燃烧或分解，得到由坯筒烧结而成的TM模谐振子。 

在本发明所述的方法中，所述有机物为聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。 

本发明还提供一种TM模谐振子，为一条坯带卷绕后低温共烧而成的筒形结构，所述坯带为表面上印制有周期排布的多个金属微结构的生瓷带。 

在本发明所述的TM模谐振子中，所述金属微结构为金属线组成的具有几 何图案的平面结构。 

实施本发明的TM模谐振子及其制备方法，具有以下有益效果：金属微结构所在的曲面与TM模谐振子在滤波器中形成TM模式时的磁场方向是基本平行的，磁场可沿金属微结构所在曲面经过，使得由于交变磁场导致的感应电流很小，所以由金属微结构导致的损耗小；同时金属微结构与电场方向基本平行，从而最大限度提高谐振子的介电常数，减小谐振腔及其滤波器的体积。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中： 

图1是本发明的制备TM模谐振子的方法的流程示意图； 

图2是坯带的结构示意图； 

图3是坯带卷绕在转轴上的结构示意图； 

图4是坯筒的结构示意图； 

图5是本发明的TM模谐振子应用在腔体滤波器中的结构示意图。 

具体实施方式

本发明涉及一种制备TM模谐振子的方法，如图1所示，包括如下步骤：