谐振子及其制备方法、 滤波器件及电磁波设备 技术领域 本发明涉及微波射频元器件领域， 更具体地说， 涉及一种谐振子及其制备方法、 滤波器件及电磁波设备。 本文的滤波器件也可称为微波器件， 电磁波设备也可称为通 信设备或微波设备。 背景技术 谐振子， 又称介质谐振器， 具有介电常数高、 电磁损耗低的优点， 广泛应用在各 种微波射频器件中， 例如滤波器、 双工器等。 通常谐振子为圆柱形， 由微波介质陶瓷 一体烧结而成。 在滤波器、 双工器等微波器件的谐振腔中， 谐振子底部通常垫有支承 座， 支承座与谐振腔相对固定。 为了固定谐振子， 通常谐振子都是直接粘接到支承座 表面上。 此外， 虽然微波介质陶瓷也具有介电常数高、 电磁损耗低、 耐受功率高等优点从 而符合谐振子的要求， 但是随着科技的发展、产品集成度的不断提高 ， 人们对滤波器、 双工器的小型化需求进一步提高。 现有技术中， 腔体滤波器、 双工器的体积与谐振频 率是成反比的， 如果直接对其谐振腔腔体减小体积， 则其对应的谐振频率会增大， 从 而不能满足滤波器的滤波功能。 如何既能实现小型化， 又不影响正常的腔体滤波器和 双工器的使用功能， 是目前研发人员共同急需解决的问题。 发明内容 本发明的一个目的在于， 针对现有技术的上述缺陷， 提供一种结构固定、 损耗小 的谐振子、 微波器件及通信设备。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 构造一种谐振子， 包括多个设有通 孔的谐振子片层， 还包括依次穿过每个谐振子片层的通孔从而将 所述多个谐振子片层 串在一起的连接件。 在本发明所述的谐振子中， 所述连接件包括穿过各个通孔的螺栓以及连接 在所述 螺栓端部的螺母。 在本发明所述的谐振子中， 所述螺母与所述螺栓通过焊接或热压而固结到 一起。 在本发明所述的谐振子中，所述连接件由介电 常数小于 10、损耗角正切值低于 0.1 的材料制成。 在本发明所述的谐振子中， 所述连接件的材料为聚醚酰亚胺或特氟龙。 在本发明所述的谐振子中， 所述谐振子片层为中间设有通孔的环形， 多个所述谐 振子片层形状相同且依次堆叠成中空的筒形。 在本发明所述的谐振子中， 所述谐振子片层包括基板和附着在基板上的至 少一个 人造微结构， 所述人造微结构为导电材料制成的具有几何图 形的平面结构。 在本发明所述的谐振子中， 所述人造微结构设置在所述基板的边缘部位。 在本发明所述的谐振子中， 所述人造微结构有多个且两两成对， 每个人造微结构 对以所述圆环形谐振子片层表面的圆心为圆心 成圆周均匀分布， 每个人造微结构对包 括两个完全相同的并行排布的人造微结构。 在本发明所述的谐振子中， 所述人造微结构为实心金属箔或镂空有多个孔 的金属 箔。 本发明还涉及一种微波器件， 用于对微波进行处理， 具有至少一个谐振腔， 所述 谐振腔内设置有上述谐振子。 在本发明所述的微波器件中， 所述微波器件为腔体滤波器或双工器。 本发明还涉及一种通信设备， 具有上述用于对微波进行处理的微波器件。 在本发明所述的通信设备中， 所述通信设备为卫星、 基站、 雷达或飞机。 实施本发明的谐振子、 微波器件及通信设备， 具有以下有益效果： 谐振子片层被 连接件串接固定， 使得具有该谐振子的微波器件和通信设备结构 稳固性好， 因谐振子 片层晃动引起的损耗小。 本发明的又一个目的在于， 针对现有技术的上述缺陷， 提供一种结构固定、 损耗 小的谐振子、 微波器件及通信设备。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 构造一种谐振子， 包括介质本体和 位于介质本体底部的支承座， 所述介质本体包括多个设有通孔的谐振子片层 ， 一连接 件依次穿过每个谐振子片层的通孔并与所述支 承座连接从而将介质本体与支承座固连 一体。 在本发明所述的谐振子中， 所述支承座上设有螺纹孔， 所述连接件为螺栓， 所述 螺栓穿过各个谐振子片层的通孔并与所述支承 座上的螺纹孔装配锁紧。 在本发明所述的谐振子中， 所述支承座上设有通孔， 所述连接件为螺栓和螺母， 所述螺栓依次穿过各个谐振子片层和支承座的 通孔后与所述螺母装配锁紧。 在本发明所述的谐振子中，所述连接件由介电 常数小于 10、损耗角正切值低于 0.1 的材料制成。 在本发明所述的谐振子中， 所述连接件的材料为聚醚酰亚胺或特氟龙。 在本发明所述的谐振子中， 所述谐振子片层为中间设有通孔的环形， 多个所述谐 振子片层形状相同且依次堆叠成中空的筒形。 在本发明所述的谐振子中， 所述谐振子片层包括基板和附着在基板上的至 少一个 人造微结构， 所述人造微结构为导电材料制成的具有几何图 形的平面结构。 在本发明所述的谐振子中， 所述人造微结构位于所述基板的边缘部位。 在本发明所述的谐振子中， 所述人造微结构有多个且两两成对， 每个人造微结构 对以所述圆环形谐振子片层表面的圆心为圆心 成圆周均匀分布， 每个人造微结构对包 括两个完全相同的并行排布的人造微结构。 在本发明所述的谐振子中， 所述人造微结构为实心金属箔或镂空有多个孔 的金属 箔。 本发明还涉及一种微波器件， 一种微波器件， 用于对微波进行处理， 具有至少一 个谐振腔， 所述谐振腔内设置有谐振子， 所述谐振子包括介质本体和位于介质本体底 部的支承座， 所述介质本体包括多个设有通孔的谐振子片层 ， 一连接件依次穿过每个 谐振子片层的通孔并与所述支承座连接从而将 介质本体与支承座固连一体。 在本发明所述的微波器件中， 所述谐振腔底面上设有螺纹孔， 所述支承座上设有 通孔， 所述连接件为螺栓， 所述螺栓依次穿过各个谐振子片层和支承座的 通孔后与所 述谐振腔的螺纹孔装配锁紧。 在本发明所述的微波器件中， 所述谐振腔底面上设有通孔， 所述支承座上设有通 孔， 所述连接件为螺栓和螺母， 所述螺栓依次穿过各个谐振子片层、 支承座和谐振腔 底面的通孔后与所述螺母装配锁紧。 在本发明所述的微波器件中，所述螺栓和螺母 通过焊接或热压的方式紧固为一体。 在本发明所述的微波器件中， 所述微波器件为腔体滤波器或双工器。 本发明还涉及一种通信设备， 具有上述用于对微波进行处理的微波器件。 在本发明所述的通信设备中， 所述通信设备为微波炉、 基站、 雷达或飞机。 实施本发明的谐振子、 微波器件及通信设备， 具有以下有益效果： 谐振子片层和 支承座被连接件串接固定， 使得具有该谐振子的微波器件和通信设备结构 稳固性好， 因谐振子片层晃动引起的损耗小。 本发明的又一个目的在于， 针对现有技术的上述缺陷， 提供一种实现小型化同时 不影响谐振频率和其他性能的谐振子及其腔体 滤波器和电磁波设备。 本文的电磁波设 备也可称为通信设备或微波设备。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 构造一种谐振子， 包括至少一个介 质片和附着在至少一个所述介质片表面上的响 应单元； 所述响应单元为导电材料制成 的具有几何图案的结构。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元在所述谐振子的工作频率对应的 电磁场 中呈现正等效折射率。 在本发明所述的谐振子中， 在所述谐振子的工作频率对应的电磁场中所述 响应单 元的介电常数和磁导率均为正值。 在本发明所述的谐振子中， 附着在至少一个所述介质片表面上的响应单元 有多个 且互不电连接。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元设置在所述介质片表面的边缘上 。 在本发明所述的谐振子中， 每个所述介质片上的不同响应单元的等效折射 率随其 与介质片表面中心点的距离的递增而递增。 在本发明所述的谐振子中， 每个所述介质片上的不同响应单元的尺寸随其 与介质 片表面中心点的距离的递增而递增。 在本发明所述的谐振子中， 所述谐振子包括多个依次叠加的所述介质片， 至少其 中一个所述介质片的表面上附着有所述响应单 元。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元附着在位于堆叠而成的谐振子两 端的一 个或多个介质片上。 在本发明所述的谐振子中， 所述谐振子的工作频率低于所述响应单元的谐 振频率 或高于所述响应单元的等离子体频率。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元的尺寸小于所述谐振子的工作频 率所对 应的电磁波波长。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元的尺寸小于所述谐振子的工作频 率所对 应的电磁波波长的二分之一。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元的尺寸小于所述谐振子的工作频 率所对 应的电磁波波长的五分之一。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元的尺寸小于所述谐振子的工作频 率所对 应的电磁波波长的十分之一。 在本发明所述的谐振子中， 所述介质片由介电常数大于 1、 损耗角正切值小于 0.1 的材料制成。 在本发明所述的谐振子中，所述介质片由介电 常数大于 30、损耗角正切值小于 0.01 的材料制成。 在本发明所述的谐振子中， 所述介质片由微波介质陶瓷制成。 在本发明所述的谐振子中， 所述导电材料为金属材料。 在本发明所述的谐振子中， 所述导电材料为金、 银、 铜， 或者所述导电材料为含 有金、 银或铜的合金。 在本发明所述的谐振子中， 所述导电材料为非金属材料。 在本发明所述的谐振子中，所述导电材料为铟 锡氧化物、掺铝氧化锌或导电石墨。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元为各向异性结构。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元有多个， 且成环形阵列或矩形阵列的方 式排布在所述介质片上。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元为网状， 包括一金属片， 且所述金属片 上镂空有多个孔洞。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元为扇形金属片， 且多个所述扇形金属片 以一点为圆心成圆周排布。 在本发明所述的谐振子中， 所述响应单元为方片形， 两方片形响应单元并排间隔 设置构成一个响应单元对， 多个所述响应单元对以一点为圆心成圆周排布 。 本发明还涉及一种腔体滤波器， 包括至少一个谐振腔和位于至少一个所述谐振 腔 内的谐振子， 所述谐振子包括至少一个介质片和附着在至少 一个所述介质片表面上的 响应单元； 所述响应单元为导电材料制成的具有几何图案 的结构。 在本发明所述的腔体滤波器中， 所述腔体滤波器的第一模式为 TE模式， 且所述 响应单元设置在平行于所述 TE模式的电场的平面上。 在本发明所述的腔体滤波器中， 所述谐振子的响应单元位于所附着的介质片表 面 的部分区域上， 所述部分区域的各个点上的磁场沿垂直于所述 介质片表面的分量小于 预设值。 在本发明所述的腔体滤波器中， 所述介质片表面的部分区域位于所述介质片表 面 的边缘上。 在本发明所述的腔体滤波器中， 所述腔体滤波器为带通滤波器、 带阻滤波器、 高 通滤波器、 低通滤波器或多频段滤波器。 本发明还涉及一种电磁波设备， 包括信号发射模块、 信号接收模块以及腔体滤波 器， 所述腔体滤波器的输入端与所述信号发射模块 连接， 输出端与所述信号接收模块 连接， 所述腔体滤波器包括谐振腔和位于所述谐振腔 内的谐振子， 所述谐振子包括至 少一个介质片和附着在至少一个所述介质片表 面上的响应单元； 所述响应单元为导电 材料制成的具有几何图案的结构。 在本发明所述的电磁波设备中， 所述电磁波设备为基站 在本发明所述的电磁波设备中， 所述基站包括双工器， 所述双工器包括发信带通 滤波器和收信带通滤波器， 所述发信带通滤波器和收信带通滤波器中至少 一个为所述 腔体滤波器。 在本发明所述的电磁波设备中， 所述电磁波设备为飞机或雷达或卫星。 采用本发明的谐振子及其腔体滤波器和电磁波 设备， 具有以下有益效果： 本发明 的谐振子由于具有正的等效折射率，能有效提 高谐振子的等效介电常数和等效磁导率， 从而降低谐振腔的谐振频率， 因此在实现相同谐振频率时谐振腔的体积可明 显减小， 进而使得具有该谐振子的腔体滤波器或双工器 等滤波器件及其电磁波设备具有很好的 小型化优势。 本发明的又一个目的在于， 针对现有技术的上述缺陷， 提供一种低损耗、 谐振频 率低的谐振子、 谐振腔、 滤波器件及微波设备。 本文的滤波器件也可称为微波器件。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 提供一种谐振子， 包括两个或多个 依次堆叠的介质片， 所述介质片中至少有相邻两介质片之间设置有 人造微结构， 所述 相邻两介质片之间通过粘接层连接， 且所述粘接层不覆盖所述人造微结构， 所述人造 微结构是由导电材料制成的具有几何图形的结 构。 在本发明所述的谐振子中， 所述粘接层覆盖所述相邻两介质片之间的除人 造微结 构以外的所有或部分区域。 在本发明所述的谐振子中， 任意相邻两介质片之间均设置有人造微结构并 通过粘 接层粘接， 且所述粘接层不覆盖相应的人造微结构的表面 。 在本发明所述的谐振子中， 所述粘接层包括两个或多个粘接点， 每个粘接点具有 预设体积量的粘接剂。 在本发明所述的谐振子中， 所述两个或多个粘接点随机或对称地分布在所 述相邻 两介质片之间的区域上。 在本发明所述的谐振子中， 所述粘接层为一层粘接剂构成的粘接环， 且所述粘接 环铺满所述相邻两介质片之间的预设面积。 在本发明所述的谐振子中， 所述粘接环为不规则形状或者为对称的环形。 在本发明所述的谐振子中， 所述介质片为圆环形， 所述粘接环为与所述介质片共 中心线的圆环形。 在本发明所述的谐振子中， 所述人造微结构随机或有规律地排布在所述相 邻两介 质片中的一个介质片表面上。 在本发明所述的谐振子中， 所述人造微结构成环形阵列或矩形阵列地排布 在所述 相邻两介质片中的一个介质片表面上。 在本发明所述的谐振子中， 所述介质片为圆环形， 所述人造微结构以所述介质片 表面的圆心为旋转中心成环形阵列排布。 在本发明所述的谐振子中， 所述介质片为方形， 所述人造微结构以所述介质片的 长度边或宽度边分别为行方向和列方向成矩形 阵列排布。 在本发明所述的谐振子中，所述粘接层的厚度 大于或等于所述人造微结构的厚度。 在本发明所述的谐振子中， 所述粘结层的粘结剂的介电常数为 1〜5， 损耗角正切 值为 0.0001-0.1 在本发明所述的谐振子中，所述粘结层的粘结 剂的介电常数为 1〜3.5，损耗角正切 值为 0.0001~0.05。 在本发明所述的谐振子中，所述粘接层的粘接 剂的介电常数为 2〜3.5，损耗角正切 值为 0.0001~0.006。 在本发明所述的谐振子中， 所述人造微结构设置在所述相邻两介质片中的 一个介 质片表面的边缘上。 在本发明所述的谐振子中， 自所述人造微结构所附着的介质片的中心向外 ， 随着 距离的增大， 所述人造微结构的等效折射率逐渐增大。 在本发明所述的谐振子中， 自所述人造微结构所附着的介质片的中心向外 ， 随着 距离的增大， 所述人造微结构的尺寸逐渐增大。 在本发明所述的谐振子中， 所述两个或多个介质片的厚度均相等或不完全 相等。 本发明还提供一种制备上述的谐振子的方法， 所述方法包括如下步骤： a、在介质片表面上加工出人造微结构， 人造微结构是由导电材料制成的具有几何 图形的机构； b、将粘结剂置于所述介质片的设有人造微结� �的表面上，且粘结剂不覆盖在人造 微结构上， 得到超材料片；

C、将另一介质片叠加到步骤 b得到的超材料片上， 使得人造微结构位于两介质片 之间， 粘接剂粘接两个介质片形成粘结层。 在本发明所述的方法中， 步骤 a中， 介质片有预设的多个， 分别在每个介质片表 面上加工出人造微结构。 在本发明所述的方法中， 步骤 b中， 分别在每个介质片的设有人造微结构的表面 上放置粘接剂， 且粘接剂不覆盖在人造微结构上， 得到相应多个超材料片， 并将所述 多个超材料片按同一方向依次堆叠。 在本发明所述的方法中， 步骤 c中， 将另一介质片叠加到步骤 b得到的堆叠的超 材料片上， 使得最外端的超材料片上的人造微结构位于该 超材料片的介质片与所述另 一介质片之间， 各相邻两介质片通过粘接剂连接， 粘接剂形成粘接层。 在本发明所述的方法中， 步骤 b中， 所述粘接剂通过点胶机点在所述介质片的表 面上， 各点的粘接剂分别形成粘接点。 在本发明所述的方法中， 所述粘接点随机或对称地分布在所述介质片的 表面上。 在本发明所述的方法中， 步骤 b中， 所述粘接剂成环形地涂覆在所述介质片的表 面上， 所述环形粘接剂形成粘接环。 在本发明所述的方法中， 所述粘接环为不规则形状或者为对称的环形。 在本发明所述的方法中， 所述介质片为圆环形， 所述粘接环为与所述介质片共中 心线的圆环形。 在本发明所述的方法中， 步骤 c中， 粘接剂粘接两个介质片时， 对两介质片施加 压力或加热， 使所述粘接剂固化， 形成粘接层。 在本发明所述的方法中， 步骤 b中， 将预设体积量的粘接剂置于所述介质片的表 面上。 在本发明所述的方法中， 所述预设体积量小于所述介质片的设有人造微 结构的一 侧表面的面积与粘接剂的预设厚度的乘积。 在本发明所述的方法中， 所述粘接层的预设厚度大于或等于所述人造微 结构的厚 度。 在本发明所述的方法中， 所述粘结层的粘结剂的介电常数为 1〜5， 损耗角正切值 为 0.0001-0.1 在本发明所述的方法中，所述粘结层的粘结剂 的介电常数为 1〜3.5，损耗角正切值 为 0.0001-0.05 在本发明所述的方法中，所述粘接层的粘接剂 的介电常数为 2〜3.5，损耗角正切值 为 0.0001~0.006。 在本发明所述的方法中， 所述两个或多个介质片的厚度均相等或不完全 相等。 在本发明所述的方法中， 步骤 a中， 通过在介质片表面上镀导电材料层后对所述 导电材料层进行蚀刻， 加工出具有几何图形的人造微结构。 本发明还涉及另一种制备上述的谐振子的方法 ， 所述方法包括如下步骤： a、在介质片表面上加工出人造微结构， 人造微结构是由导电材料制成的具有几何 图形的机构； b、 将另一介质片表面上放置粘结剂； c、将步骤 a得到的介质片与步骤 b得到的介质片依靠所述粘接剂粘接， 且使得人 造微结构位于两介质片之间， 粘结剂不覆盖在人造微结构上， 粘接剂粘接两个介质片 形成粘结层。 在本发明所述的方法中， 步骤 a中， 通过在介质片表面上镀导电材料层后对所述 导电材料层进行蚀刻， 加工出具有几何图形的人造微结构。 在本发明所述的方法中， 步骤 b中， 采用点胶机将粘接剂置于所述另一介质片表 面上。 在本发明所述的方法中， 步骤 c中， 粘接剂粘接两个介质片时， 对两介质片施加 压力或加热， 使所述粘接剂固化， 形成粘接层。 本发明还涉及一种制备如权利要求 1所述的谐振子的方法， 所述方法包括如下步 骤： a、在介质片的一侧表面上加工出人造微结构� � 人造微结构是由导电材料制成的具 有几何图形的机构； b、将所述介质片的另一侧表面上放置粘结剂� �所述粘接剂在所述人造微结构所在 的一侧表面上的投影与所述人造微结构错开而 不叠合； c、 依次重复步骤 a、 b， 制得多个一侧表面设有人造微结构、 另一侧表面设置有 粘接剂的介质片； d、将步骤 c得到的多个介质片按同一方向依次堆叠， 相邻两介质片之间依靠所述 粘接剂粘接， 且使得人造微结构位于两介质片之间， 粘结剂不覆盖在人造微结构上， 粘接剂粘接相邻两介质片形成粘结层。 在本发明所述的方法中， 步骤 a中， 通过在介质片表面上镀导电材料层后对所述 导电材料层进行蚀刻， 加工出具有几何图形的人造微结构。 在本发明所述的方法中， 步骤 b中， 采用点胶机将粘接剂置于所述介质片的另一 侧表面上。 在本发明所述的方法中， 步骤 d中， 粘接剂粘接两个介质片时， 对两介质片施加 压力或加热， 使所述粘接剂固化， 形成粘接层。 在本发明所述的方法中， 步骤 d中， 将步骤 c得到的多个介质片按照同一方向依 次堆叠， 则最外端的两个介质片其中一个外表面设有粘 接剂， 另一个介质片的外表面 设有人造微结构， 分别在所述最外端的两个介质片外表面上各粘 附一个设有人造微结 构的介质片和设有粘接剂的介质片。 本发明还涉及一种谐振腔， 包括腔体、 位于所述腔体内的谐振子， 所述谐振子为 上述任一项所述的谐振子。 本发明还涉及一种滤波器件， 包括至少一个谐振腔， 至少其中一个谐振腔为上述 的谐振腔。 在本发明所述的滤波器件中， 所述滤波器件为滤波器或双工器。 在本发明所述的滤波器件中， 所述滤波器件为带通滤波器、 带阻滤波器、 高通滤 波器、 低通滤波器或多频段滤波器。 本发明还涉及一种微波设备， 包括信号发射模块、 信号接收模块以及滤波器件， 所述滤波器件的输入端与所述信号发射模块连 接， 输出端与信号接收模块连接， 其特 征在于， 所述滤波器件为上述的滤波器件。 在本发明所述的微波设备中， 所述微波设备为基站。 在本发明所述的微波设备中， 所述基站包括双工器， 所述双工器包括发信带通滤 波器和收信带通滤波器， 所述发信带通滤波器和收信带通滤波器中至少 一个为所述滤 波器件。 在本发明所述的微波设备中， 所述电磁波设备为飞机或雷达或卫星。 实施本发明， 具有以下有益效果： 本发明采用的是粘结层未覆盖在人造微结构表 面的谐振子， 该谐振子的损耗相对于人造微结构表面上覆盖 在粘结层时的损耗要低得 多， 从而使其本发明制备的谐振子的 g值高， 具有该谐振子的谐振腔、 滤波器件和微 波设备的损耗都明显减小。 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是本发明第一实施例的微波器件的结构示意� �； 图 2是第一种谐振子片层的俯视图； 图 3是第二种谐振子片层的俯视图； 图 4是本发明第二实施例的微波器件的结构示意� �； 图 5是本发明第三实施例的微波器件的结构示意� �； 图 6是本发明第四实施例的微波器件的结构示意� �； 图 7是第三种谐振子片层的俯视图； 图 8是第四种谐振子片层的俯视图； 图 9是本发明第一实施例的谐振子的结构示意图� � 图 10是一响应单元的结构示意图； 图 11是图 10所示响应单元的等效折射率-频率关系曲线； 图 12是另一响应单元的结构示意图；

图 13是图 12所示响应单元的等效折射率-频率关系曲线； 图 14是本发明的谐振子的响应单元可能的结构形� ��； 图 15是第二实施例的谐振子的结构示意图；

图 16是具有图 15所示谐振子的谐振腔的结构示意图； 图 17是 TM模式的电场分布图；

图 18是 TM模式的磁场分布图；

图 19是第三实施例的谐振子的结构示意图；

图 20是第四实施例的谐振子的结构示意图；

图 21是本发明的电磁波设备为基站时的结构示意� ��； 图 22是本发明又一种实施例的谐振子的主视半剖� ��； 图 23是本发明第一实施例中的介质片的俯视图； 图 24是本发明第二实施例中的介质片的俯视图； 图 25是本发明第三实施例中的介质片的俯视图； 图 26是本发明第四实施例中的介质片的俯视图； 图 27是本发明另一实施例的谐振子的主视半剖图� �� 图 28是对比例的谐振子在腔体中的测试结果图； 图 29是本发明的谐振子在腔体中的测试结果图； 图 30为本发明的另一谐振子在腔体中的测试结果� ��； 图 31为本发明的微波设备为基站时的局部结构示� ��图。 具体实施方式 本发明涉及一种谐振子， 如图 1、 图 2所示， 包括多个谐振子片层 3， 每个谐振子 片层 3中间都有通孔， 优选的是谐振子片层 3为形状相同、 高度相同或不相同的圆环 形。 多个圆环形谐振子片层 3依次堆叠成中空的圆筒形。 谐振子片层 3 可以由现有用来制造介质谐振子的微波介质陶 瓷制成， 已知的

BaTi409、 Ba2Ti9O20、 MgTi03-CaTi03 BaO-Ln203-Ti02系、 Bi203-ZnO-Nb205系 等， 当然也可选用其他介电常数相对较高、 损耗角正切相对较小的材料， 例如 F4B材 料、 FR-4材料等。 本发明优选采用基于超材料技术的谐振子片层 ， 包括由上述微波介质陶瓷或其他 材料制成的圆环形基板 2， 基板在下文中也称为介质片， 还包括附着在基板 2表面的 至少一个人造微结构 1， 人造微结构 1在下文中也称为响应单元， 每个人造微结构 1 为片状或丝状导电材料组成的具有几何图案的 结构。 片状人造微结构 1可以为实心金属箔， 也可以表面镂空有多个孔的金属箔。 图 2 所示的人造微结构 1为实心方片， 也可以是圆片、 圆环或其他片状结构。 图 2中每两 个完全相同的方片形人造微结构平行并排设置 构成一个人造微结构对， 每个人造微结 构对以所在的圆环形谐振子片层表面的圆心为 圆心成圆周均匀分布。 显然， 对于其他 形状的人造微结构， 也可采用这种排布。 对于镂空有孔的金属箔， 孔的数量可以是一 个， 也可以多个， 且孔的形状可以是圆形、 方形或其他任意形状。 丝状人造微结构 1可以为螺旋线、 蛇形蜿蜒线、 工字形、 十字形、 两个工字形正 交平分形成的结构、 由四个相同支路绕同一定点旋转 90度对称的结构如图 3所示， 以 及其他任意结构。 基板 2表面的多个人造微结构 1可以如图 2所示成圆形排布， 也可以如图 3所示 成矩形阵列排布， 也可任意分布， 根据实际需求而定。 上述导电材料包括各种导电性 能较好的金属及金属合金， 例如银、 铜、 银合金、 铜合金； 导电材料也可以是可以导 电的非金属材料， 例如铟锡氧化物、 掺铝氧化锌或导电石墨等。 人造微结构 1的存在， 使得谐振子在微波谐振腔中工作时， 谐振子中的电场经过 或穿过人造微结构， 形成等效电容， 从而相当于提高了谐振子的介电常数， 降低谐振 频率， 有利于微波谐振腔的小型化。 优选人造微结构 1位于基板的边缘部位， 即人造微结构到基板中心的距离大于基 板边缘到基板中心距离的一半。这是因为， 谐振子越靠近其中心的部位， 电磁场越强， 导电材料制成的人造微结构 1内的自由电子移动会引起能量损耗，降低谐� �子的 Q值。 人造微结构 1位于基板的边缘， 在能降低谐振频率的同时尽量减小自身引起的 损耗。 为了增强谐振子的特性例如高介电常数等， 在一定场合上需要将谐振子切分为多 个片层， 并在片层表面做一些处理例如附着多个铜箔或 铜丝构成的结构， 来提高谐振 子的介电常数。 此时， 由于谐振子为多个片层， 如果不加以固定， 一方面影响使用效 果， 另一方面会引起损耗。 同时， 谐振子与支承座之间用有机胶来粘接， 虽然有一定 的牢固性； 但是滤波器等在工作时温度会比较高， 有机胶软化会影响粘接的牢固性。 因此， 本发明的另一发明点在于， 谐振子上还设有连接件， 其依次穿过每个谐振 子片层的通孔从而将它们串在一起并紧固。 连接件的作用在于 3将多个谐振子片层 3 紧固起来成为一个整体， 避免它们排列零散而导致损耗增大。 如图 1所示， 本实施例中的连接件包括穿过各个通孔的螺栓 4以及连接在螺栓 4 端部的螺母 5。 螺栓 4和螺母 5采用介电常数小于 10、 损耗角正切值低于 0.1的材料 制成， 具体来说可以是聚醚酰亚胺或特氟龙材料。 为了防止因螺母 5松动而导致谐振子片层 3之间松动， 优选将螺母 5与螺栓 4通 过焊接或热压而固结到一起。 例如， 当螺栓 4、 螺母 5均采用特氟龙材料时， 通过对 二者加热并挤压， 即可将二者连接成不可拆卸的整体。 当然， 连接件还可以是其他结构， 例如卡销、 两端分别抵在谐振子片层堆叠整体 的上下表面上的弹簧夹等， 本文不作限制。 进一步地，本发明还保护具有上述谐振子的微 波器件，本实施例中为腔体滤波器， 如图 1所示， 微波器件用于对微波进行处理， 包括至少一个谐振腔 6， 谐振腔 6内设 置有上述谐振子， 谐振子的底部通常还设有支承座 7， 用来支撑谐振子使其位于谐振 腔 6的正中央。 为了容纳螺栓 4伸出谐振子的部分， 支承座 7上表面开设有容纳螺栓 4的末端部分的凹槽。 具有这种谐振子的腔体滤波器， 一方面基于超材料技术能够有效提高谐振子的 介 电常数、 降低谐振腔的谐振频率， 另一方面由于多个谐振子片层被连接件紧固连 接， 增强了谐振子的稳固性， 减少因谐振子片层晃动引起的不必要的损耗。 当然， 本发明的微波器件可以是任何利用微波谐振腔 和谐振子来实现对一定频段 范围的微波进行一定处理的元器件， 不仅可以为滤波器， 也可以是双工器或其他元器 件。 本发明还保护具有上述微波器件的通信设备， 该设备具有多个各种相互关联、 相 互作用的功能模块来实现一个较为复杂的用途 ， 而其中的一个或多个功能模块中用到 了上述微波器件来对微波进行处理。 这样的通信设备有很多， 例如卫星、 基站、 雷达 或飞机等。 这些通信设备， 采用了上述微波器件， 能够减小设备整体的体积和重量， 损耗小， 使其用途得以更好地发挥。 在另一组实施例中， 谐振子如图 4、 图 5、 图 6所示， 包括介质本体和位于介质本 体底部的支承座 7。 介质本体由多个谐振子片层 3构成， 如图 7、 图 8所示， 每个谐振 子片层 3中间都有通孔， 优选的是谐振子片层 3为形状相同、 高度相同或不相同的圆 环形。 多个圆环形谐振子片层 3依次堆叠成中空的圆筒形。 谐振子片层 3 可以由现有用来制造介质谐振子的微波介质陶 瓷制成， 已知的 BaTi409、 Ba2Ti9O20、 MgTi03-CaTi03 BaO-Ln203-Ti02系、 Bi203-ZnO-Nb205系 等， 当然也可选用其他介电常数相对较高、 损耗角正切相对较小的材料， 例如 F4B材 料、 FR-4材料等。 本发明优选采用基于超材料技术的谐振子片层 ， 包括由上述微波介质陶瓷或其他 材料制成的圆环形基板 2，还包括附着在基板 2表面的至少一个人造微结构 1，每个人 造微结构 1为片状或丝状导电材料组成的具有几何图案� �结构。 片状人造微结构 1可以为实心金属箔， 也可以表面镂空有多个孔的金属箔。 图 7 所示的人造微结构 1为实心方片， 也可以是圆片、 圆环或其他片状结构。 图 5中每两 个完全相同的方片形人造微结构平行并排设置 构成一个人造微结构对， 每个人造微结 构对以所在的圆环形谐振子片层表面的圆心为 圆心成圆周均匀分布。 显然， 对于其他 形状的人造微结构， 也可采用这种排布。 对于镂空有孔的金属箔， 孔的数量可以是一 个， 也可以多个， 且孔的形状可以是圆形、 方形或其他任意形状。 丝状人造微结构 1可以为螺旋线、 蛇形蜿蜒线、 工字形、 十字形、 两个工字形正 交平分形成的结构、 由四个相同支路绕同一定点旋转 90度对称的结构如图 8所示， 以 及其他任意结构。 基板 2表面的多个人造微结构 1可以如图 7所示成圆形排布， 也可以如图 8所示 成矩形阵列排布， 也可任意分布， 根据实际需求而定。 上述导电材料包括各种导电性 能较好的金属及金属合金， 例如银、 铜、 银合金、 铜合金； 导电材料也可以是可以导 电的非金属材料， 例如铟锡氧化物、 掺铝氧化锌或导电石墨等。 人造微结构 1的存在， 使得谐振子在微波谐振腔中工作时， 谐振子中的电场经过 或穿过人造微结构， 形成等效电容， 从而相当于提高了谐振子的介电常数， 降低谐振 频率， 有利于微波谐振腔的小型化。 优选人造微结构 1位于基板的边缘部位， 即人造微结构到基板中心的距离大于基 板边缘到基板中心距离的一半。这是因为， 谐振子越靠近其中心的部位， 电磁场越强， 导电材料制成的人造微结构 1内的自由电子移动会引起能量损耗，降低谐� �子的 Q值。 人造微结构 1位于基板的边缘， 在能降低谐振频率的同时尽量减小自身引起的 损耗。 支承座 7是用来支撑介质本体， 使其位于谐振腔的中央， 通常支承座 7底部与谐 振腔通过螺钉固连， 顶部与谐振子通过有机胶粘接。 支承座 7选用透波材料， 即透波 率大于 90%的材料， 其包括氧化铝、 二氧化硅、 玻璃陶瓷、 氮化硅、 增强纤维和基体 材料构成的透波复合材料等。 本发明优选氧化铝。 本发明的另一发明点在于， 谐振子上还设有连接件， 其依次穿过每个谐振子片层 3的通孔并与支承座 7连接在一起从而将它们串在一起并紧固。 连接件的作用在于将 多个谐振子片层 3和支承座 7紧固起来成为一个整体， 避免它们排列零散而导致损耗 增大。 如图 4所示， 本实施例中的连接件为长杆螺栓 4。 螺栓 4采用介电常数小于 10、 损耗角正切值低于 0.1 的材料制成， 具体来说可以是聚醚酰亚胺或特氟龙材料。 支承 座 7上表面设有螺纹孔， 螺栓 4穿过各个谐振子片层的通孔并与支承座 7上的螺纹孔 装配锁紧。 为了防止因螺栓 4松动而导致谐振子片层 3和支承座 7松动， 优选将螺栓 4通过 焊接或热压而与支承座固结到一起。 当然， 连接件还可以是其他结构， 例如卡销、 两端分别抵在介质本体上表面和支 承座下表面的弹簧夹等， 本文不作限制。 进一步地， 本发明还保护具有上述谐振子的微波器件， 用于对微波进行处理， 本 文的实施例中的微波器件均为腔体滤波器。 图 4所示的第二实施例中， 微波器件包括至少一个谐振腔 6， 谐振腔 6内设置有 上述谐振子， 谐振子包括介质本体和支承座 7。 支承座 7支撑介质本体， 使其位于谐 振腔 6的正中央。 连接件为螺栓 4， 支承座 7表面设有螺纹孔， 螺栓 4穿过谐振子片 层 3并与螺纹孔装配固定。 图 5所示的第三实施例中， 谐振腔 6底面上设有螺纹孔， 所述支承座 7上设有通 孔， 连接件为螺栓 4， 螺栓 4依次穿过各个谐振子片层 3和支承座 7的通孔后与谐振 腔 6的螺纹孔装配锁紧。 图 6所示的第四实施例中， 谐振腔 6底面上设有通孔， 支承座 7上设有通孔， 连 接件为螺栓 4和螺母 5， 螺栓 4依次穿过各个谐振子片层 3、支承座 7和谐振 6腔底面 的通孔后与螺母 5装配锁紧。 为了防止螺栓 4松动， 可以将螺栓 4和螺母 5通过焊接 或热压的方式紧固为一体。 具有上述谐振子的腔体滤波器， 一方面基于超材料技术能够有效提高谐振子的 介 电常数、 降低谐振腔的谐振频率， 另一方面由于多个谐振子片层和支承座以及谐 振腔 都被连接件紧固连接， 增强了谐振子的稳固性， 减少因谐振子片层晃动引起的不必要 的损耗。 当然， 本发明的微波器件可以是任何利用微波谐振腔 和谐振子来实现对一定频段 范围的微波进行一定处理的元器件， 不仅可以为滤波器， 也可以是双工器或其他元器 件。 本发明还保护具有上述微波器件的通信设备， 该设备具有多个各种相互关联、 相 互作用的功能模块来实现一个较为复杂的用途 ， 而其中的一个或多个功能模块中用到 了上述微波器件来对微波进行处理。 这样的通信设备有很多， 例如卫星、 基站、 雷达 或飞机等。 这些通信设备， 采用了上述微波器件， 能够减小设备整体的体积和重量， 损耗小， 使其用途得以更好地发挥。 本发明涉及一种谐振子， 如图 9所示， 包括介质 3片和附着介质片 3表面上的响 应单元 4。 每个谐振子包括一个介质片 3， 也可包括多个介质片 3， 如图 9所示多个介 质片 3叠加到一起并通过粘接、 紧固件连接等方式连接为一体。 本文中的介质片 3， 尤指适用于腔体滤波器中可作为介质谐振子的 材料， 这些材料具有介电常数高、 损耗 角正切值低的特点， 在谐振子的工作频率下， 其介电常数通常高于 30， 而损耗角正切 值低于 0.01。 符合要求的常用材料为微波介质陶瓷， 例如 BaTi409、 Ba2Ti9O20、 MgTi03-CaTi03 BaO-Ln203-Ti02系、 Bi203-ZnO-Nb205系等。 当然， 除陶瓷的符 合要求的其他材料也可以用来作为本发明的介 质片， 只要介电常数大于 1、 损耗角正 切值小于 0.1的材料即可， 例如聚四氟乙烯、 环氧树脂等。 介质片 3的形状可以为任意形状， 例如方柱形、 方片形、 圆环形、 圆筒形、 圆柱 形、 不规则形状等。 根据所应用的谐振腔的形状的不同， 介质片 3的形状也不同， 只 要是现有技术中有的介质谐振子的形状， 都可作为本发明的介质片 3的形状。优选地， 介质片为规则的对称结构， 例如方柱形或圆柱形， 最常见的为圆柱形。 上文中的谐振子的工作频率， 是指该谐振子应用在一腔体滤波器或双工器的 谐振 腔内、 所对应的腔体滤波器或双工器所需要的工作频 率， 例如为各自第一模式 （主模 式） 所对应的电磁场的谐振频率； 该谐振频率通常与谐振子的介质片 3的谐振频率相 当。 响应单元 4附着在至少一个介质片 3表面上。 具体地， 附着在任一介质片 3表面 上的响应单元 4有一个或多个， 当响应单元 4有多个时， 它们互相独立、 互不电连接， 成为一个个响应单体。 每个响应单元 4为导电材料制成的具有几何图案的结构。 本文中的导电材料可以是金属或金属的合金， 例如银、 铜、 铜或含有金、 银、 铜 其中一种或两种的合金等， 也可以是能导电的非金属， 例如导电石墨、 掺铝氧化锌、 铟锡氧化物等。 要使得响应单元 4在电磁场中具有各自独立的电磁响应， 其尺寸应处于亚波长范 围， 即尺寸小于谐振子的工作频率所对应的电磁波 波长， 一半小于二分之一， 越小越 好， 优选小于五分之一， 最佳是小于十分之一。 本文中， 响应单元 4的尺寸， 是指构 成其外轮廓的曲线上， 任取两点连成的线段中最长的那条线段的长度 。 响应单元 4可随机地排布在介质片 3表面上， 优选以一定的规律排布在介质片表 面上， 例如矩形阵列排布、 环形阵列排布等。 当介质片 3为圆环形时， 优选环形阵列 排布， 以实现结构上的对称性。 本发明的第一发明点在于， 满足上述尺寸要求的响应单元 4， 还必须满足在谐振 子的工作频率所对应的电磁场中呈现正等效折 射率。 或者说， 在频率与介质片 3所对 应的介质材料的谐振频率相当的电磁场中， 响应单元 4呈现正等效折射率。 每个响应单元 4的等效折射率是一条跟频率有关的曲线， 任意给定一响应单元， 例如图 10所示， 各标注的单位是毫米（mm)， 导电材料为铜箔。 限定其附着的介质片 的介电常数和损耗角正切值， 取一定厚度例如 2mm， 将该响应单元及其介质片部分在 仿真软件中仿真， 得到其等效折射率与频率的关系曲线， 如图 11所示。 由图 11可知， 该响应单元在全频段范围内其等效折射率均为 正值，因此可使用在本发明的谐振子中。 更具体的对响应单元的等效折射率的算法， 可参见 Ruopeng Liu、 Tie Jun Cui、 Da Huang Bo Zhao和 David . Smith共同撰写并于 2007年发表的论文 （Description and explanation of electromagnetic behaviors in artificial metamaterials based on effective medium theory》。 图 12给出了另一个响应单元， 为开口谐振环结构， 这种结构是实现负磁导率、 负 折射的典型结构。 该开口谐振环的等效折射率与频率的响应曲线 如图 13所示。 其中， 等效折射率由正值转为负值时为 0的频点为谐振频率 ω， 等效折射率由负值转为正值 时为 0的频点为等离子体频率 fi。 要满足等效折射率为正， 要求谐振子的工作频率小 于谐振频率 ω或大于等离子体频率 fi。 因此， 对于等效折射率在全频率范围内存在负值的响 应单元， 要使响应单元在谐 振子的工作频率所对应的电磁场中呈现正等效 折射率， 该谐振子的工作频率应低于所 述响应单元的谐振频率或高于所述响应单元的 等离子体频率。 当响应单元的等效折射率关于频率的曲线具有 多个谐振频率和等离子体频率时， 则谐振子的工作频率小于最小的谐振频率或者 大于最大的等离子体频率或者在前一等 离子体频率和该等离子体频率随后的高阶谐振 频率之间的频率范围内。 正等效折射率意味着介电常数和磁导率均为正 值， 只要介电常数和磁导率中其中 一个值为负值， 则为负等效折射率。 将正等效折射率的响应单元应用在谐振子上， 等 效为提高了谐振子的平均介电常数。 已知介电常数越高， 谐振子所应用的谐振腔的谐 振频率越低， 实现相同谐振频率时的腔体体积越小， 从而实现进一步的小型化。 当然，本发明的谐振子中的响应单元 4并不限定是图 10所示的形状，其可以是任 意形状， 例如实心的片状、 空心的环状或网状、 雪花形、 树杈形、 多边形、 圆形或者 其他任意不规则形状。 优选响应单元 4具有一个旋转对称中心， 使得该响应单元 4以 该旋转对称中心任意旋转 90度后与原响应单元重合， 例如圆形、 正方形、 十字形等。 图 14示出了响应单元 4可能的几种平面形状， 第一个为圆环形； 第二个为网状， 其为一金属片上镂空有多个孔洞而形成的， 孔洞可以是图中的矩形， 也可以是圆形或 其他不规则形状， 这些孔洞可以如图中所示的规则排布， 也可随机排布， 这种形状的 响应单元可以减小损耗； 第三个为任意不规则曲线构成的环形； 第四个为三角形金属 片； 第五个为 ELC结构， 可以用来实现负磁导率； 第六个为"工"字形的变形， 两个大 的"工"字形结构垂直正交， 并在每个末端连接一个小的 "工"字形， 显然， 每个小的"工" 字形的末端还可继续连接更小的"工"字形。 此外， 响应单元还可以是扇形金属片， 为 由两段共圆心的圆弧和连接在两圆弧两端的两 段直线围成的金属片， 多个这样的扇形 金属片以一点为圆心成圆周排布。 其他响应单元的实施例本文不再赘述。 因此， 如图 16所示， 本发明还保护一种腔体滤波器， 包括至少一个谐振腔 2和至 少位于其中一个谐振腔 2内的谐振子。 这里的腔体滤波器可以是带通滤波器、 带阻滤 波器、 高通滤波器、 低通滤波器或多频段滤波器。 下面为了简化示意， 只画出其中一 个谐振腔和该谐振腔内的谐振子。 本领域的人员很容易想到， 腔体滤波器可能具有四 个谐振腔、 六个谐振腔、 八个谐振腔或更多的谐振腔。 可以在其中一个谐振腔中放置 本发明的谐振子， 其他腔内采用传统介质谐振子或金属谐振子； 也可以在其中几个谐 振腔或所有谐振腔内都采用本发明的谐振子。 下面将结合具体实验数据说明， 采用本发明的谐振子， 能有效降低谐振频率。 将响应单元 4按照图 15所示的环形阵列排布方式置于一介质片 3上，其中响应单 元为方片形， 两方片形响应单元并排间隔设置构成一个响应 单元对， 多个响应单元对 以一点为圆心成圆周排布。 每个响应单元 4 包括两个并排设置的正方形方片， 共 12 个这样的响应单元 4以半径 14mm的圆周等间距排布； 介质片采用系介质陶瓷， 形状 为内径 8mm、 外径 24mm、 厚度 5mm的圆环形。 两个相同的介质片 3将响应单元夹 在中间， 构成本发明一实施例的谐振子， 谐振子置于谐振腔正中央， 如图 16所示， 谐 振腔的腔内为圆柱形， 腔内壁镀银。 谐振子底部可设置支承座 5， 顶部可设置调谐盘。 利用仿真软件对上述腔体滤波器进行仿真， 测得该滤波器的第一模式为 TE模式， 该模式的谐振频率 （也即腔体滤波器的谐振频率） 为 2.265GHz, Q值为 10498。 而上 述腔体滤波器中， 不设置响应单元 4， 其他条件均不改变， 也即为传统的介质腔体滤 波器， 仿真得出该滤波器的谐振频率为 2.385GHz, Q值为 10990。 本发明的谐振子能 直接降频近 120MHz， 而 Q值影响不大。 由此可见， 采用本发明的谐振子， 能有效降 低腔体滤波器的谐振频率。 在实现相同谐振频率的情况下， 谐振腔的体积可以做得更 小。 在上述 TE模式中， 如图 17所示， 箭头方向和大小表明电场的方向和大小。 由图 17可知， 电场绕谐振子的中心轴水平环绕（谐振子的中 心轴方向为竖直方向）， 因此， 优选响应单元设置在平行于所述 TE模式的电场线所环绕的平面上， 使得等效介电常 数达到最大， 最大化地降低腔体滤波器的谐振频率。 TE模式的磁场如图 18所示， 箭 头表示磁场的方向。 磁场线自谐振子的中心轴向外环绕。 因此本发明中， 优选响应单元设置于所附着的平行于 TE模式电场的介质片表面 的部分区域上， 该部分区域的各个点上的磁场沿垂直于该介质 片表面的分量小于预设 值。 换句话说， 磁场穿过设置有响应单元的一介质片表面， 则介质片表面的每一个点 都对应有特定的磁场强度， 每个磁场强度在垂直于该介质片表面的方向上 的分量互不 相同并且其中有一个最大值， 上述预设值是小于所述最大值的 50%的一个取值， 预设 值越小越好。 所有小于所述预设值的分量所对应的点的集合 构成了上述表面的部分区 域。 响应单元位于这个区域内， 既可有效降低谐振频率， 还可避免损耗牺牲大而造成 Q值太低。 由图 18可知，这个部分区域基本上介质片 3表面的边缘上，所述边缘为该介质片

3表面轮廓和该轮廓以介质片表面的中心点� �缩放中心同比缩小 50%后的曲线之间的 区域范围。 由图 18可知， 最优的是， 响应单元 4设置在所述介质片表面轮廓和该轮廓 以介质片表面的中心点为缩放中心同比缩小 30%后的曲线之间的表面区域上。 参照图 15、 图 16所示的谐振子和腔体滤波器， 其他条件均不改动， 将介质片 3 上的响应单元 4以半径为 7mm的圆周等间距排布，测得该新的实施例中腔 体滤波器的 谐振频率为 2.194GHz , Q 值为 7942。 而图 16 所示实施例中的谐振频率已知为 2.265GHz, Q值为 10498。 可见， 有针对性地将响应单元设置在介质片表面的边 缘上， 能有效提高 Q值。 对于形状几何相似的响应单元 4， 其等效折射率与它们的尺寸成正比， 尺寸越大， 等效折射率也越大。 因此， 上述谐振子中， 当响应单元的形状均几何相似或相近时， 随着响应单元 4到介质片 3表面中心点的距离的增大， 响应单元的尺寸而随之增大或 者至少不减小。 例如， 在图 15、 图 16所示谐振子和腔体滤波器中， 其他条件不变， 在上述圆周 分布的响应单元内部再设置两圈尺寸依次减小 的响应单元， 如图 19所示， 仿真测得， 该滤波器的谐振频率为 2.183GHz， Q值为 8278。 当内部两圈依次采用如图 20所示，测得谐振频率为 2.122GHz， Q值则降为 3417。 对比可得， 采用较大的响应单元， 虽然降频更明显一点， 但差别不大， 而 Q值则急剧 降低。 因此， 优选采用响应单元越靠近中心尺寸越小的分布 形式。 另外， 本发明中， 优选所述响应单元 4为各向异性结构。 本文中的各向异性， 是 各向同性的对立面。各向同性， 是指一个立体结构， 具有三个两两互相垂直的对称面， 该立体结构以其中任一对称面对称， 同时该立体结构被这三个对称面切分的八块部 分 完全相同并且绕任两个对称面的交界线旋转 90度后与相邻的一块部分重合。不符合这 种要求的结构极为各向异性结构， 例如厚度很薄、 近似为平面的结构必然为各向异性 结构。 由于电场是水平环绕的， 因此优选响应单元 4为扁平的各向异性结构。 本发明还涉及一种具有上述腔体滤波器的电磁 波设备，该电磁波设备可以是飞机、 基站、 雷达、 卫星等各种需要用到腔体滤波器的设备。 这些电磁波设备会接收和发送 信号， 并在接收之后或发送之前进行滤波， 以使所接收或发送的信号满足需求， 因此 电磁波设备至少还包括与腔体滤波器的输入端 连接的信号发射模块、 与腔体滤波器的 输出端连接的信号接收模块。 例如， 如图 21所示， 电磁波设备为基站， 基站包括作为滤波器件的双工器， 双工 器包括发信带通滤波器和收信带通滤波器。 发信带通滤波器的输入端连接发信机， 输 出端连接基站天线； 收信带通滤波器的输入端连接基站天线， 输出端连接收信机。 则对于发信带通滤波器， 其信号发射模块为发信机， 信号接收模块为基站天线。 而对于收信带通滤波器， 其信号发射模块为基站天线， 信号接收模块为收信机。 发信 带通滤波器和收信带通滤波器中至少有一个为 具有本发明的谐振子的腔体滤波器。 采 用这样的腔体滤波器， 可大大减小滤波器的体积， 有利于基站的小型化。 本发明还涉及一种谐振子、 制备谐振子的方法、 谐振腔、 滤波器件及微波设备。 如图 22所示， 谐振子包括两个或多个依次堆叠的介质片 1， 介质片 1可以是任意 形状的薄片状或具有一定厚度的柱状， 例如圆环形、 圆柱形、 方柱形、 矩形板等。 本 发明中， 通常谐振子都为圆筒形结构， 因此优选构成谐振子的两个或多个介质片 1为 圆环形， 中间具有如图 22所示的通孔， 以便于调谐杆插入该通孔中从而对谐振子的谐 振频率进行微调。 优选每个介质片 1具有相同的横截面形状和大小， 使得这些介质片 1堆叠后形成一个横截面恒等的柱状尤其是圆� �状。 不同介质片 1 的厚度可相等， 如 图 22所示， 也可不完全相等， 如图 27所示。 介质片 1可以采用任何介电常数大于空气 （空气介电常数基本为 1 )、 损耗角正切 值小于 0.1 的材料。 由于介电常数越高， 谐振子所应用的谐振腔在实现相同谐振频率 时体积可以越小， 而损耗角正切值越小， 则谐振子的 Q值会越高， 因此优选介电常数 相对更高， 而损耗角正切值更低， 例如介电常数大于 10、 损耗角正切小于 0.01， 更佳 地是介电常数大于 30、 损耗角正切小于 0.001。 满足这种指标要求的材料常用的为微 波介质陶瓷，现有的微波介质陶瓷有多种，例 如 BaTi4O9、Ba2Ti9O20、MgTiO3-CaTiO3、 BaO-Ln203-Ti02或 Bi203-ZnO-Nb205等， 都可用在本发明的谐振子中作为介质片 1 的材料。 至少其中一个介质片 1表面上设置有人造微结构 3。 如图 23至 26所示， 人造微 结构 3为导电材料制成的具有几何图形的结构。 这里的导电材料， 可以是金属， 例如 金、 银、 铜， 或者含有金、 银或铜的合金； 导电材料也可以是其他导电性能好、 为良 导体的非金属材料， 例如铟锡氧化物、 掺铝氧化锌或导电石墨等。 人造微结构 3 的几何形状在本文中不做限制， 可以为如图 23所示的方片形、 图 24所示的雪花型、 图 25所示的扇面形， 也可以为如图 26所示的两两一组构成人造微 结构对， 还可以是圆片形、 圆环形、 三角形、 开口谐振环形等任意形状。 人造微结构 3有多个， 可以随机地排布在介质片 1上， 优选按照一定的规律排布 在介质片 1表面上， 例如按照图 23至图 26任一个图所示的环形阵列排布， 即一个人 造微结构 3以所附着的圆环形介质片 1表面的中心为旋转中心均匀等分圆周地阵列� � 布。 环形阵列的人造微结构 3可以如图 24至图 26所示的只围成一周， 也可以如图 23 所示地围成两周或者更多。 当然， 本发明的人造微结构 3也可以按照矩形阵列排布。 在谐振腔中， 优选人造微结构设置在介质片表面的边缘上， 可以减少损耗。 另一种方式是， 自人造微结构 3所附着的介质片 1的中心径向向外， 随着到该介 质片 1的中心的距离的增大， 人造微结构 3的等效折射率逐渐增大。 在人造微结构 3 形状基本不变的情况下， 等效折射率越大， 意味着人造微结构的尺寸越大， 如图 23 所示。 传统的滤波器的谐振子都是微波介质材料制成 ， 谐振子内不含由人造微结构， 所 以不需要将谐振子切割成多个介质片， 也就不存在粘结介质片的问题。 但要实现滤波 器谐振频率低就需要在传统的谐振子内加工人 造微结构， 因此需要将传统谐振子切割 成多个介质片， 在介质片上加工人造微结构， 但带人造微结构的介质片的粘结工艺是 —个需要解决的问题。 因此， 如图 22所示， 本发明的发明重点在于， 附着有人造微结构的介质片 1和与 之相邻的另一介质片 1之间依靠粘接剂形成的粘接层来连接， 且粘接层不覆盖上述人 造微结构， 优选粘接层甚至不与人造微结构 3接触。 如图 22、 图 27所示， 粘接层覆盖在上述相邻两介质片之间的除人造 微结构以外 的所有或部分区域。 需要说明的是， 本文中的不覆盖人造微结构， 包括粘接层部分覆 盖人造微结构和完全不覆盖人造微结构的情况 。 如果因工艺上的缺陷或其它原因导致 少量粘接剂被涂覆或挤压到部分人造微结构表 面上形成部分覆盖， 其技术方案和技术 目的仍与本发明相同或相似， 则仍然在本发明保护范围内。 因此， 本发明的"不覆盖人 造微结构"， 应该被理解为不完全覆盖该相邻两介质片之间 的所有人造微结构。 同时， 覆盖人造微结构是指粘接剂在人造微结构和另 一介质片之间形成阻隔， 如 果粘接剂位于人造微结构一侧为形成阻隔， 而只与人造微结构边缘接触， 也属于本发 明的保护之列。 图 22所示的谐振子中，任意相邻两介质片 1之间均设置有人造微结构 3并通过粘 接层 4粘接。粘接层 4的形式可以是点状也可以是面状。图 23所示的粘接层 4为点状， 包括多个粘接点， 每个粘接点具有预设体积量的粘接剂。 该预设体积量应保证所有粘 接点的粘接剂用量被挤压固化成粘接剂层后不 会覆盖到人造微结构上。 图 23所示的粘接点为随机分布， 优选图 26所示的将四个粘接点对称地分布相邻 两介质片中的一个介质片 1表面上。 面状的粘接层 4因其具有较大的面积从而更能保 证粘接的牢固性， 因此优选粘接层 4为粘接带或粘接环， 例如图 24、 图 25所示的与 圆环形介质片共中心线的圆环状，该粘接环铺 满相邻两介质片之间的预设面积。当然， 所述粘接环 4也可以是为其他规则或不规则的形状。 图 22至图 26所示的粘接层 4均设置在人造微结构 3的内部， 当然， 粘接层 4也 可设置在人造微结构 3外围的介质片 1表面上， 如图 27所示。 另外， 粘接层 4的厚度应大于或等于人造微结构 3的厚度， 并保证粘接层 4的粘 接剂在受热或挤压固化后不会覆盖到人造微结 构 3上。图 22示出了粘接层 4厚度大于 人造微结构 3厚度的情况，图 27示出粘接层厚度等于人造微结构 3厚度的情况。显然， 粘接层 4的厚度是不能小于人造微结构 3的厚度的， 否则不能起到粘接相邻两介质片 1的作用。 为了尽可能地减小粘接剂给谐振子的损耗带来 的影响， 优选介电常数低、 损耗角 正切值低的材料， 因此选用介电常数为 1~5， 损耗角正切值为 0.0001~0.1 的粘结剂， 优选介电常数为 1~3.5， 损耗角正切值为 0.0001~0.05。 目前市场上可用的粘接剂通常 介电常数为 2~3.5，损耗角正切值在 0.0001~0.006之间。依靠介质片 1上附着人造微结 构 3， 可以提高谐振子的介电常数， 降低谐振腔的谐振频率， 从而减小谐振腔的体积; 而人造微结构上不涂覆粘接剂的粘接层， 引入的损耗小， Q值高， 有利于谐振腔的性 能要求。 本发明还涉及一种谐振腔， 包括腔体和位于腔体内的上文所描述的谐振子 。 在腔 体内， 通常都在腔体内壁的底面上设置有支承座以支 撑该谐振子。 该谐振子与支撑座 连接的平面也可以设置有人造微结构， 当谐振子与支撑座粘结时， 该粘接剂形成的粘 结层也优选不覆盖在人造微结构表面上。 下面将结合谐振子的应用环境——谐振腔来说 明采用本发明的谐振子的优势。 将图 22所示的谐振子放入腔体中构成谐振腔， 并对该谐振腔进行仿真测试。仿真 条件如下： 如图 22所示， 五个相同的圆环形介质片 1依次堆叠，任意相邻两介质片 1之间均 设有人造微结构 3和粘接层 4; 每个介质片 1内径 6mm， 外径 26mm， 厚度 lmm; 每 个介质片 1上的人造微结构如图 26所示成均匀环形阵列分布地围成一圈，粘接� ��为图 26所示的四个对称的粘接点， 每个粘接点为直径 lmm的圆盘形。 图 29为上述谐振子放入腔体中的测试结果图， 图 28为粘结剂涂满整个人造微结 构所附着的介质片表面时的谐振子放入同样地 腔体中的测试结果图。 由图 29可知， 人造微结构表面不覆盖粘结剂时， 对谐振腔的性能无影响， Q值达 到 5448.3。而图 27所示的附图可知， 当粘结剂涂覆在人造微结构表面上时， Q值为 0， 即无法测试出 Q值， 因此激励不出振子模式， 无法实现谐振腔的功能。 图 30为将上述粘接点的面积增大至直径为 4mm后的测试结果图，由图 30的测试 结果可知， 当粘接剂用量增大后， Q值降为 4747.1， 因此在保证粘结度的情况下尽量 少涂粘结剂， 以免增大谐振子的损耗。 基于上述谐振子， 本发明还谁及三种制备上述谐振子的方法。 方法一： 该方法包括如下步骤： a、 在介质片表面上加工出上述人造微结构； b、将粘结剂置于所述介质片的设有人造微结� �的表面上，且粘结剂不覆盖在人造 微结构上， 得到超材料片； c、将另一介质片叠加到步骤 b得到的超材料片上， 使得人造微结构位于两介质片 之间， 粘接剂粘接两个介质片形成粘结层。 上述方法涉及谐振子有两个介质片的情况。 当介质片有多片， 每个介质片上都有 人造微结构时， 则步骤 a中， 介质片有预设的多个， 分别在每个介质片表面上加工出 人造微结构； 步骤 b中， 分别在每个介质片的设有人造微结构的表面上 放置粘接剂， 且粘接剂不覆盖在人造微结构上， 得到相应多个超材料片， 并将所述多个超材料片按 同一方向依次堆叠； 步骤 C中， 将另一介质片叠加到步骤 b得到的堆叠的超材料片上， 使得最外端的超材料片上的人造微结构位于该 超材料片的介质片与所述另一介质片之 间， 各相邻两介质片通过粘接剂连接， 粘接剂形成粘接层。粘接剂粘接两个介质片时 ， 优选对两介质片施加压力或加热， 使粘接剂固化， 形成粘接层。 粘接剂可以通过点胶机按照预设体积啊量点在 介质片的表面上， 从而使各点的粘 接剂分别形成粘接点。 这些粘接点可以随机地分布在介质片表面上， 也可如前文所述 对称地分布在所述介质片的表面上。 当然， 粘接剂也可成环形地涂覆在该介质片的表 面上形成粘接环。 粘接环可以是规则或不规则的形状， 优选为对称的环形。 更为优选 地， 介质片为圆环形， 所述粘接环为与所述介质片共中心线的圆环形 。 加工人造微结构的方式通常为在介质片表面上 镀导电材料层后对所述导电材料层 进行蚀刻， 从而得到一定的几何图形。 上述预设体积量应小于所述介质片的设有人造 微结构的一侧表面的面积与粘接剂 的预设厚度的乘积， 而粘接层的预设厚度大于或等于所述人造微结 构的厚度。 粘接剂 的选择在上文中已有描述， 本处不再赘述。 方法一中是将人造微结构和粘接剂都设置在一 个介质片的同一表面然后再粘接， 显然人造微结构和粘接剂也可先分别设置在两 个介质片上然后再粘接。 因此， 本发明 还涉及另一种制备上述谐振子的方法。 方法二： 该方法包括如下步骤： a、在介质片表面上加工出人造微结构， 人造微结构是由导电材料制成的具有几何 图形的机构； b、 将另一介质片表面上放置粘结剂； c、将步骤 a得到的介质片与步骤 b得到的介质片依靠所述粘接剂粘接， 且使得人 造微结构位于两介质片之间， 粘结剂不覆盖在人造微结构上， 粘接剂粘接两个介质片 形成粘结层。 加工出人造微结构的方式以及粘接剂设置在介 质片表面上的方式、 体积量、 形成 粘接层的方式以及其他可预知的内容等均与前 文的描述相同。 当谐振子的介质片由多个时， 人造微结构和粘接剂可分别位于同一介质片的 两侧 表面上然后依次粘接。 因此， 本发明还涉及第三种制备上述谐振子的方法。 方法三： 该方法包括如下步骤： a、在介质片的一侧表面上加工出人造微结构� � 人造微结构是由导电材料制成的具 有几何图形的机构； b、将所述介质片的另一侧表面上放置粘结剂� �所述粘接剂在所述人造微结构所在 的一侧表面上的投影与所述人造微结构错开而 不叠合； c、 依次重复步骤 a、 b， 制得多个一侧表面设有人造微结构、 另一侧表面设置有 粘接剂的介质片； d、将步骤 c得到的多个介质片按同一方向依次堆叠， 相邻两介质片之间依靠所述 粘接剂粘接， 且使得人造微结构位于两介质片之间， 粘结剂不覆盖在人造微结构上， 粘接剂粘接相邻两介质片形成粘结层。 同样， 上述方法中涉及的加工出人造微结构、 设置粘接剂等内容均与上文的相应 描述相同或相似。 步骤 d中， 将步骤 c得到的多个介质片按照同一方向依次堆叠后� � 则最外端的两 个介质片其中一个外表面设有粘接剂， 另一个介质片的外表面设有人造微结构， 分别 在所述最外端的两个介质片外表面上各粘附一 个设有人造微结构的介质片和设有粘接 剂的介质片， 使得最后成形的谐振子最外端的两个端面均为 光滑的介质片表面。 基于上述单腔的谐振腔的特点， 本发明还涉及一种滤波器件， 可以。 为滤波器， 例如带通滤波器、 带阻滤波器、 高通滤波器、 低通滤波器或多频段滤波器， 也可以为 双工器或者其他具有滤波功能的器件， 其包括至少一个谐振腔， 而其中至少一个谐振 腔为具有上述谐振子的谐振腔。 本文中的滤波器， 尤指腔体滤波器。 进而， 本发明还保护一种具有上述滤波器件的微波设 备， 该微波设备可以是任何 一种需要用到滤波器件的设备， 例如飞机、 雷达、 基站、 卫星等。 这些微波设备会接 收和发送信号， 并在接收之后或发送之前进行滤波， 以使所接收或发送的信号满足需 求， 因此微波设备至少还包括与滤波器件的输入端 连接的信号发射模块、 与滤波器件 的输出端连接的信号接收模块。 例如， 如图 31所示， 微波设备为基站， 基站包括作为滤波器件的双工器， 双工器 包括发信带通滤波器和收信带通滤波器。 发信带通滤波器的输入端连接发信机， 输出 端连接基站天线； 收信带通滤波器的输入端连接基站天线， 输出端连接收信机。 则对于发信带通滤波器， 其信号发射模块为发信机， 信号接收模块为基站天线。 而对于收信带通滤波器， 其信号发射模块为基站天线， 信号接收模块为收信机。 发信 带通滤波器和收信带通滤波器中至少其中一个 滤波器的谐振腔中具有本发明的谐振 子。 采用这样的双工器， 可大大减小谐振腔和双工器的体积， 同时双工器的电气性能 好， 尤其是损耗小， 有利于基站的小型化。 其他微波设备也能达到小型化的效果。 综上所述， 采用本发明的谐振子， 将粘接剂不覆盖在人造微结构上， 既利用人造 微结构来提高了谐振子的等效介电常数， 从而降低了谐振子的谐振频率， 同时又解决 了因加工人造微结构而导致介质被切为介质片 后粘接时严重影响损耗、 大大降低谐振 子 Q值的问题， 从而获得了高介电常数、 高 Q值的谐振子， 应用在谐振腔中， 在实现 相同谐振频率的条件下大大减小了谐振腔的体 积， 进而有利于实现滤波器件和微波设 备的小型化。 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述， 但是本发明并不局限于上 述的具体实施方式， 上述的具体实施方式仅仅是示意性的， 而不是限制性的， 本领域 的普通技术人员在本发明的启示下， 在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围 情 况下， 还可做出很多形式， 这些均属于本发明的保护之内。