專(zhuān)利名稱(chēng)：一種全x波段鐵氧體微帶環(huán)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微波器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及鐵氧體環(huán)行器。
背景技術(shù)：
早在二次世界大戰(zhàn)期前，微波鐵氧體器件就開(kāi)始應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。如環(huán)行器、隔離器等解決了雷達(dá)的級(jí)間隔離、阻抗以及天線共用等一列實(shí)際問(wèn)題，極大地提高了雷達(dá)系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)性能。到了二十世紀(jì)九十年代，美俄等國(guó)實(shí)行了“軍轉(zhuǎn)民”科研生產(chǎn)方針，使得微波器件的應(yīng)用迅速擴(kuò)展到民用通訊、能源技術(shù)、工農(nóng)醫(yī)等領(lǐng)域。鐵氧體環(huán)行器的應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)需求也隨之迅速擴(kuò)大。鐵氧體環(huán)行器由于具有體積小，易與微波電路集成等優(yōu)點(diǎn)，一直是近年環(huán)行器研究的主要對(duì)象。鐵氧體環(huán)行器的一個(gè)研究方向是為鐵氧體器件和材料探索新的生產(chǎn)工藝和新的技術(shù)途徑，進(jìn)行新材料的研究和新型器件的開(kāi)發(fā)?，F(xiàn)常用的環(huán)行器有如單Y，雙Y，圓盤(pán)，三角，六角等多種組合方式形成的結(jié)構(gòu)。在實(shí)現(xiàn)基本的環(huán)行性能前提下，如何拓展帶寬以及盡量縮減器件體積，是環(huán)行器研發(fā)中的重要課題之一。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，該環(huán)行器在整個(gè)X波段 (8GHz 12GHz)內(nèi)具有高隔離性能、低插入損耗和端口駐波的特點(diǎn)；同時(shí)體積較小，易于微波電路相集成。本實(shí)用新型技術(shù)方案如下一種全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，如圖1所示，包括矩形鐵氧體基板1和正六邊形金屬平面中心結(jié)2 ；正六邊形金屬平面中心結(jié)2位于矩形鐵氧體基板1表面中間位置。所述正六邊形金屬平面中心結(jié)2具有三個(gè)由四分之一波長(zhǎng)微帶線構(gòu)成的輸入輸出端，每個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口與正六邊形的一個(gè)邊相連，三個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口兩兩之間互成 120度夾角；在正六邊形中沒(méi)有連接輸入輸出端的另外三條邊的中心垂線位置開(kāi)有一條細(xì)縫，三條細(xì)縫尺寸相同。如圖2所示，上述全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器還可包括一個(gè)偏置磁化鐵氧體3 ；所述偏置磁化鐵氧體3為圓柱狀，位于矩形鐵氧體基板1下方并與正六邊形金屬平面中心結(jié) 2同心。上述全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器中，如圖3所示，所述三個(gè)輸入輸出端均由內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線、中間匹配微帶線和外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線順序連接而成，三個(gè)輸入輸出端形成Y型結(jié)構(gòu)。上述全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器中，如圖4所示，所述三個(gè)輸入輸出端均由內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線、Y型到T型過(guò)渡微帶線、中間匹配微帶線和外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線順序連接而成，三個(gè)輸入輸出端形成T型結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的有益效果是[0011]本實(shí)用新型在現(xiàn)有鐵氧體微帶環(huán)行器的正六邊形金屬中心結(jié)上開(kāi)了三條120度旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的細(xì)縫，形成了類(lèi)似開(kāi)路線的結(jié)構(gòu)。在中心結(jié)上加載120度旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的具有磁臂脊的細(xì)縫，相當(dāng)于加入了一截開(kāi)路線結(jié)構(gòu)，能夠有效調(diào)節(jié)中心結(jié)的阻抗，使得與外部微帶線的過(guò)渡更為平滑，從而能偶有效增加環(huán)行器的工作帶寬；同時(shí)由于加載的細(xì)縫結(jié)構(gòu)改變了中心諧振導(dǎo)體的邊界條件，使得中心導(dǎo)體的正負(fù)旋轉(zhuǎn)本征模的截止波數(shù)發(fā)生變化，能夠有效減小中心導(dǎo)體的尺寸，從而有利于器件的小型化。

圖1為本實(shí)用新型提供的全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器的結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖2為本實(shí)用新型提供的全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器的結(jié)構(gòu)示意圖之二。圖2與圖1相比，增加了偏置磁化鐵氧體3。圖3為本實(shí)用新型提供的全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器中正六邊形金屬平面中心結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖4為本實(shí)用新型提供的全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器中正六邊形金屬平面中心結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖之二。圖4與圖3相比，其輸入輸出端在內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線和中間匹配微帶線之間增加了 Y型到T型過(guò)渡微帶線。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一一種全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，如圖2所示，包括矩形鐵氧體基板1、正六邊形金屬平面中心結(jié)2和偏置磁化鐵氧體3 ；正六邊形金屬平面中心結(jié)2位于矩形鐵氧體基板 1表面中間位置，所述偏置磁化鐵氧體3為圓柱狀，位于矩形鐵氧體基板1下方并與正六邊形金屬平面中心結(jié)2同心。所述正六邊形金屬平面中心結(jié)2具有三個(gè)由四分之一波長(zhǎng)微帶線構(gòu)成的輸入輸出端，每個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口與正六邊形的一個(gè)邊相連，三個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口兩兩之間互成120度夾角；在正六邊形中沒(méi)有連接輸入輸出端的另外三條邊的中心垂線位置開(kāi)有一條細(xì)縫，三條細(xì)縫尺寸相同。所述三個(gè)輸入輸出端均由內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線、Y型到T型過(guò)渡微帶線、中間匹配微帶線和外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線順序連接而成，三個(gè)輸入輸出端形成T型結(jié)構(gòu)。器件主要尺寸及參數(shù)如下鐵氧體基板厚度為0. 8mm,正六邊形邊長(zhǎng)為2. 12mm,三條細(xì)縫長(zhǎng)度為1. 05mm、 寬度為0. 12mm，偏置磁化鐵氧體半徑為3. 4mm ；輸入輸出端中，內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線長(zhǎng)0. 97mm、寬0. 44mm，外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線長(zhǎng)0. 63mm、寬0. 12mm，中間匹配微帶線長(zhǎng) 0. 91mm、寬1. 31mm。鐵氧體基板材料和偏置磁化鐵氧體材料的相對(duì)介電常數(shù)為14. 5，飽和
磁化強(qiáng)度為觀00高斯。上述環(huán)行器在頻率8GHz 12GHz (全X波段)范圍內(nèi)，最小隔離度為_(kāi)20dB，最大插入損耗為-0. 4dB，最大駐波為1. 2。
具體實(shí)施方式
二一種全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，如圖2所示，包括矩形鐵氧體基板1、正六邊形金屬平面中心結(jié)2和偏置磁化鐵氧體3 ；正六邊形金屬平面中心結(jié)2位于矩形鐵氧體基板1表面中間位置，所述偏置磁化鐵氧體3為圓柱狀，位于矩形鐵氧體基板1下方并與正六邊形金屬平面中心結(jié)2同心。所述正六邊形金屬平面中心結(jié)2具有三個(gè)由四分之一波長(zhǎng)微帶線構(gòu)成的輸入輸出端，每個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口與正六邊形的一個(gè)邊相連，三個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口兩兩之間互成120度夾角；在正六邊形中沒(méi)有連接輸入輸出端的另外三條邊的中心垂線位置開(kāi)有一條細(xì)縫，三條細(xì)縫尺寸相同。所述三個(gè)輸入輸出端均由內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線、Y型到T型過(guò)渡微帶線、中間匹配微帶線和外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線順序連接而成，三個(gè)輸入輸出端形成T型結(jié)構(gòu)。器件主要尺寸及參數(shù)如下鐵氧體基板厚度為0. 8mm,正六邊形邊長(zhǎng)為2. 12mm,三條細(xì)縫長(zhǎng)度為1. 05mm、 寬度為0. 24mm，偏置磁化鐵氧體半徑為3. 4mm ；輸入輸出端中，內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線長(zhǎng)0. 97mm、寬0. 44mm,外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線長(zhǎng)0. 63mm、寬0. 12mm,中間匹配微帶線長(zhǎng) 0. 91mm、寬1. 31mm。鐵氧體基板材料和偏置磁化鐵氧體材料的相對(duì)介電常數(shù)為14. 5，飽和
磁化強(qiáng)度為觀00高斯。上述環(huán)行器在頻率8GHz 12GHz (全X波段)范圍內(nèi)，最小隔離度為_(kāi)18dB，最大插入損耗為0. 6dB，最大駐波為1.2。相比具體實(shí)施方式
一，由于加大了細(xì)縫的寬度，未過(guò)渡段匹配變差，總體的環(huán)行效果略有下降。
具體實(shí)施方式
三—種全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，如圖2所示，包括矩形鐵氧體基板1、正六邊形金屬平面中心結(jié)2和偏置磁化鐵氧體3 ；正六邊形金屬平面中心結(jié)2位于矩形鐵氧體基板 1表面中間位置，所述偏置磁化鐵氧體3為圓柱狀，位于矩形鐵氧體基板1下方并與正六邊形金屬平面中心結(jié)2同心。所述正六邊形金屬平面中心結(jié)2具有三個(gè)由四分之一波長(zhǎng)微帶線構(gòu)成的輸入輸出端，每個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口與正六邊形的一個(gè)邊相連，三個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口兩兩之間互成120度夾角；在正六邊形中沒(méi)有連接輸入輸出端的另外三條邊的中心垂線位置開(kāi)有一條細(xì)縫，三條細(xì)縫尺寸相同。所述三個(gè)輸入輸出端均由內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線、Y型到T型過(guò)渡微帶線、中間匹配微帶線和外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線順序連接而成，三個(gè)輸入輸出端形成T型結(jié)構(gòu)。器件主要尺寸及參數(shù)如下鐵氧體基板厚度為0. 8mm,正六邊形邊長(zhǎng)為2. 12mm,三條細(xì)縫長(zhǎng)度為1. 05mm、 寬度為0. 06mm,偏置磁化鐵氧體半徑為3. 4mm ；輸入輸出端中，內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線長(zhǎng)0. 97mm、寬0. 44mm，外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線長(zhǎng)0. 63mm、寬0. 12mm，中間匹配微帶線長(zhǎng) 0. 91mm、寬1. 31mm。鐵氧體基板材料和偏置磁化鐵氧體材料的相對(duì)介電常數(shù)為14. 5，飽和
磁化強(qiáng)度為觀00高斯。上述環(huán)行器在頻率8GHz 12GHz (全X波段)范圍內(nèi)，最小隔離度為_(kāi)15dB，最大插入損耗為0. 6dB，最大駐波為2. 0。相比具體實(shí)施方式
一，由于減小了細(xì)縫的寬度，大幅影響中心阻抗，使得三個(gè)端口匹配同時(shí)變差，總體的環(huán)行效果明顯有所下降。對(duì)比實(shí)施方式一種全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，包括矩形鐵氧體基板1、正六邊形金屬平面中心結(jié)2和偏置磁化鐵氧體3 ；正六邊形金屬平面中心結(jié)2位于矩形鐵氧體基板1表面中間位置，所述偏置磁化鐵氧體3為圓柱狀，位于矩形鐵氧體基板1下方并與正六邊形金屬平面中
5心結(jié)2同心。所述正六邊形金屬平面中心結(jié)2具有三個(gè)由四分之一波長(zhǎng)微帶線構(gòu)成的輸入輸出端，每個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口與正六邊形的一個(gè)邊相連，三個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口兩兩之間互成120度夾角。所述三個(gè)輸入輸出端均由內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線、Y型到 T型過(guò)渡微帶線、中間匹配微帶線和外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線順序連接而成，三個(gè)輸入輸出端形成T型結(jié)構(gòu)。器件主要尺寸及參數(shù)如下鐵氧體基板厚度為0.8mm，正六邊形邊長(zhǎng)為2. 12mm，偏置磁化鐵氧體半徑為 3. 4mm ；輸入輸出端中，內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線長(zhǎng)0. 97mm、寬0. 44mm，外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線長(zhǎng)0. 63mm、寬0. 12mm，中間匹配微帶線長(zhǎng)0. 91mm、寬1. 31mm。鐵氧體基板材料和偏置磁化鐵氧體材料的相對(duì)介電常數(shù)為14. 5，飽和磁化強(qiáng)度為觀00高斯。上述環(huán)行器在頻率9. IGHz 12GHz范圍內(nèi)，最小隔離度為_(kāi)20dB，最大插入損耗為0. 6dB，最大駐波為1.2。相比具體實(shí)施方式
一，對(duì)比實(shí)施方式未在中心結(jié)上開(kāi)縫，中心結(jié)的阻抗產(chǎn)生變化，與外側(cè)微帶線的匹配變差，導(dǎo)致插損變大，且?guī)捰兴s減。
權(quán)利要求1.一種全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，包括矩形鐵氧體基板(1)和正六邊形金屬平面中心結(jié)O)；正六邊形金屬平面中心結(jié)(2)位于矩形鐵氧體基板(1)表面中間位置；其特征在于，所述正六邊形金屬平面中心結(jié)(2)具有三個(gè)由四分之一波長(zhǎng)匹配微帶線構(gòu)成的輸入輸出端，每個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口與正六邊形的一個(gè)邊相連，三個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口兩兩之間互成120度夾角；在正六邊形中沒(méi)有連接輸入輸出端的另外三條邊的中心垂線位置開(kāi)有一條細(xì)縫，三條細(xì)縫尺寸相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，其特征在于，所述全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器還包括一個(gè)偏置磁化鐵氧體(3)；所述偏置磁化鐵氧體( 為圓柱狀，位于矩形鐵氧體基板(1)下方并與正六邊形金屬平面中心結(jié)O)同心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，其特征在于，所述三個(gè)輸入輸出端均由內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線、中間匹配微帶線和外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線順序連接而成，三個(gè)輸入輸出端形成Y型結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，其特征在于，所述三個(gè)輸入輸出端均由內(nèi)側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線、Y型到T型過(guò)渡微帶線、中間匹配微帶線和外側(cè)四分之一波長(zhǎng)微帶線順序連接而成，三個(gè)輸入輸出端形成T型結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要一種全X波段鐵氧體微帶環(huán)行器，屬于微波器件技術(shù)領(lǐng)域。包括矩形鐵氧體基板和正六邊形金屬平面中心結(jié)；所述正六邊形金屬平面中心結(jié)具有三個(gè)由四分之一波長(zhǎng)匹配微帶線構(gòu)成的輸入輸出端，每個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口與正六邊形的一個(gè)邊相連，三個(gè)輸入輸出端的內(nèi)側(cè)端口兩兩之間互成120度夾角；在正六邊形中沒(méi)有連接輸入輸出端的另外三條邊的中心垂線位置開(kāi)有一條細(xì)縫，三條細(xì)縫尺寸相同。本實(shí)用新型在正六邊形中心結(jié)上加載細(xì)縫，相當(dāng)于加入了一截開(kāi)路線結(jié)構(gòu)，能夠有效調(diào)節(jié)中心結(jié)的阻抗，使得與外部微帶線的過(guò)渡更為平滑，從而能偶有效增加環(huán)行器的工作帶寬；同時(shí)能夠有效減小中心導(dǎo)體的尺寸，有利于器件的小型化。
文檔編號(hào)H01P1/387GK202167599SQ201120288458
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者汪曉光, 王鑫, 鄧龍江, 陳良 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)