一種高功率寬溫帶線微波隔離器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高功率寬溫帶線微波隔離器，包括上殼體、下殼體、上旋磁鐵氧體、下旋磁鐵氧體、勻磁片、永磁體、中心導(dǎo)體、上蓋、下蓋以及邊蓋，下殼體為中空結(jié)構(gòu)，其空腔內(nèi)從上至下依次容納有下旋磁鐵氧體、勻磁片和永磁體，上殼體為中空結(jié)構(gòu)，其空腔內(nèi)容納有上旋磁鐵氧體。本發(fā)明采用了單側(cè)釤鈷永磁體結(jié)構(gòu)，使直流磁場(chǎng)降低到3000A/m以下，遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的上下兩側(cè)釤鈷永磁體結(jié)構(gòu)提供的20000A/m以上直流磁場(chǎng)，當(dāng)微波隔離器加載120W以上大功率時(shí)，旋磁鐵氧體在弱直流磁場(chǎng)下不會(huì)激發(fā)出非線性效應(yīng)，提高了器件的功率承受能力。
【專利說(shuō)明】
一種高功率寬溫帶線微波隔離器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高功率寬溫帶線微波隔離器，用于高功率通信和導(dǎo)航設(shè)備中，屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微波鐵氧體在直流磁場(chǎng)和微波共同作用下呈現(xiàn)出旋磁效應(yīng)而制成的微波隔離器，對(duì)微波信號(hào)具有單向?qū)ㄐ?，在微波收發(fā)系統(tǒng)的級(jí)間隔離和天線共用中發(fā)揮重要作用，成為系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件。隨著航空航天技術(shù)、衛(wèi)星通訊技術(shù)以及軍事雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，微波收發(fā)系統(tǒng)朝著高功率方向發(fā)展，作為微波收發(fā)系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，微波隔離器的功率耐受能力直接決定了衛(wèi)星通訊系統(tǒng)以及軍事雷達(dá)系統(tǒng)的通信距離以及抗干擾能力。
[0003]現(xiàn)有的帶線隔離器是由上下兩側(cè)設(shè)置的永磁體、鐵氧體基片和中心導(dǎo)體等組成，其在常溫、小功率環(huán)境下使用，但在宇航環(huán)境中，由于使用溫度很寬，要求承載功率較大，傳統(tǒng)隔離器在加載高功率后易出現(xiàn)非線性失真效應(yīng)，造成器件的微波性能急劇劣化，故無(wú)法承載高功率;傳統(tǒng)隔離器在極端溫度下，其微波性能也會(huì)急劇劣化，使其無(wú)法完成單向?qū)ㄐ?，使整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠性、安全性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高功率寬溫帶線微波隔離器，極大地抑制了隔離器非線性失真效應(yīng)，以提高器件的功率承受能力及溫度適用范圍。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0006]—種高功率寬溫帶線微波隔離器，包括上殼體、下殼體、上旋磁鐵氧體、下旋磁鐵氧體、勻磁片、永磁體、中心導(dǎo)體、上蓋、下蓋以及邊蓋，
[0007]下殼體為中空結(jié)構(gòu)，其空腔內(nèi)從上至下依次容納有下旋磁鐵氧體、勻磁片和永磁體，
[0008]上殼體為中空結(jié)構(gòu)，其空腔內(nèi)容納有上旋磁鐵氧體，
[0009]呈Y型結(jié)的中心導(dǎo)體置于上旋磁鐵氧體、下旋磁鐵氧體之間，上殼體、下殼體連接并面接觸，中心導(dǎo)體的Y型結(jié)露出上殼體與下殼體的夾緊面，上蓋置于上殼體上，并與上殼體面接觸，同時(shí)與上旋磁鐵氧體接觸，下蓋置于下殼體上，并與下殼體面接觸，上蓋、下蓋以及邊蓋組成U型導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，永磁體在U型導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)內(nèi)形成閉合直流磁場(chǎng)。
[0010]永磁體為釤鈷永磁體。
[0011]永磁體的溫度適用范圍寬于-55°C?110 °C。
[0012]永磁體的矯頑性大于80000e。
[0013]永磁體形成不均勻磁場(chǎng)，經(jīng)勻磁片的一次勻磁，經(jīng)上蓋與上旋磁鐵氧體配合的二次勾磁，形成均勾磁場(chǎng)。
[0014]微波信號(hào)從Y型結(jié)的一端進(jìn)入，上旋磁鐵氧體、下旋磁鐵氧體對(duì)進(jìn)入的微波信號(hào)進(jìn)行傳輸引導(dǎo)，使微波信號(hào)從Y型結(jié)的另一端輸出。
[0015]還包括溫度補(bǔ)償片，溫度補(bǔ)償片與永磁體配合，調(diào)整永磁體產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0016]當(dāng)微波隔離器處于極端高溫時(shí)，上旋磁鐵氧體、下旋磁鐵氧體的飽和磁化強(qiáng)度下降，通過(guò)溫度補(bǔ)償片使直流磁場(chǎng)強(qiáng)度下降，確保微波性能穩(wěn)定。
[0017]當(dāng)微波隔離器處于極端低溫時(shí)，上旋磁鐵氧體、下旋磁鐵氧體的飽和磁化強(qiáng)度上升，通過(guò)溫度補(bǔ)償片使直流磁場(chǎng)強(qiáng)度上升，確保微波性能穩(wěn)定。
[0018]當(dāng)微波隔離器加載120W以上大功率時(shí)，微波在上旋磁鐵氧體、下旋磁鐵氧體作用下產(chǎn)生非線性效應(yīng)，永磁體使直流磁場(chǎng)強(qiáng)度減小至3000A/m以下，以抑制微波的非線性效應(yīng)。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
[0020](I)本發(fā)明采用了單側(cè)釤鈷永磁體結(jié)構(gòu)，使直流磁場(chǎng)降低到3000A/m以下，遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的上下兩側(cè)釤鈷永磁體結(jié)構(gòu)提供的20000A/m以上直流磁場(chǎng)，當(dāng)微波隔離器加載120W以上大功率時(shí)，旋磁鐵氧體在弱直流磁場(chǎng)下不會(huì)激發(fā)出非線性效應(yīng)，提高了器件的功率承受能力；
[0021 ] (2)本發(fā)明永磁體的溫度適用范圍寬于-55 °C?110 °C，在極端溫度下，其微波性能穩(wěn)定，能夠很好地完成單向?qū)?，提高了整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠性、安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖2為發(fā)生非線性效應(yīng)時(shí)，器件輸入輸出功率關(guān)系圖；
[0024]圖3為本發(fā)明未發(fā)生非線性效應(yīng)時(shí)，器件輸入輸出功率關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種單側(cè)釤鈷永磁體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的帶線隔離器，包括上殼體I，其圓柱型腔中容納有上旋磁鐵氧體3;下殼體2，其圓柱型腔中從上至下容納有下旋磁鐵氧體4、勻磁片5、永磁體6、溫度補(bǔ)償片7;
[0027]呈Y型結(jié)的中心導(dǎo)體8置于上旋磁鐵氧體3、下旋磁鐵氧體4之間，上殼體1、下殼體2連接并面接觸，上殼體I和下殼體2對(duì)應(yīng)的三個(gè)側(cè)部設(shè)有槽結(jié)構(gòu)，為產(chǎn)品對(duì)外的三個(gè)端口:輸入端口、輸出端口、隔離端口，此三個(gè)端口成環(huán)行排布，中心導(dǎo)體8的Y型結(jié)設(shè)置在槽結(jié)構(gòu)中并露出上殼體I與下殼體2的夾緊面，微波信號(hào)從Y型結(jié)的一端進(jìn)入，上旋磁鐵氧體3、下旋磁鐵氧體4對(duì)進(jìn)入的微波信號(hào)進(jìn)行傳輸引導(dǎo)，使微波信號(hào)從Y型結(jié)的另一端輸出。
[0028]上蓋9置于上殼體I上，并與上殼體I面接觸，同時(shí)與上旋磁鐵氧體3接觸，下蓋10置于下殼體2上，并與下殼體2面接觸，上蓋9、下蓋10以及邊蓋11組成U型導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，永磁體6在U型導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)內(nèi)形成閉合直流磁場(chǎng)。
[0029]永磁體6的溫度適用范圍寬于_55°C?110°C，其矯頑性大于80000e，永磁體6形成不均勻磁場(chǎng)，經(jīng)勻磁片5的一次勻磁，經(jīng)上蓋9與上旋磁鐵氧體3配合的二次勻磁，形成均勻磁場(chǎng)，優(yōu)選永磁體6為釤鈷永磁體。
[0030]溫度補(bǔ)償片7與永磁體6配合，調(diào)整永磁體6產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)強(qiáng)度。具體地，當(dāng)微波隔離器處于極端高溫時(shí)，上旋磁鐵氧體3、下旋磁鐵氧體4的飽和磁化強(qiáng)度下降，通過(guò)溫度補(bǔ)償片7使直流磁場(chǎng)強(qiáng)度下降，確保微波性能穩(wěn)定；當(dāng)微波隔離器處于極端低溫時(shí)，上旋磁鐵氧體3、下旋磁鐵氧體4的飽和磁化強(qiáng)度上升，通過(guò)溫度補(bǔ)償片7使直流磁場(chǎng)強(qiáng)度上升，確保微波性能穩(wěn)定。
[0031]本發(fā)明的工作過(guò)程:只采用單側(cè)的永磁體6，隔離器的中心導(dǎo)體8位于上旋磁鐵氧體3和下旋磁鐵氧體4之間，通過(guò)設(shè)計(jì)中心導(dǎo)體8和上旋磁鐵氧體3、下旋磁鐵氧體4的尺寸以及永磁體6和上蓋9、下蓋10、邊蓋11組成的閉合磁路的磁性能，獲得良好的匹配性能，使微波在器件中按照特定路徑傳輸。當(dāng)加載高功率微波時(shí)，由于永磁體6提供的弱直流磁場(chǎng)不能激發(fā)出非線性效應(yīng)，器件的電氣性能不會(huì)隨功率的增加而劣化。
[0032]如圖2、圖3所示，隨著微波隔離器輸入功率的增大，發(fā)生非線性效應(yīng)時(shí)，所消耗的能量較未發(fā)生線性效應(yīng)所消耗的能量多，當(dāng)微波隔離器加載120W以上大功率時(shí)，微波在上旋磁鐵氧體3、下旋磁鐵氧體4作用下產(chǎn)生非線性效應(yīng)，微波能量極具損耗，使微波隔離器的微波性能劣化。在加載100W時(shí)，發(fā)生非線性效應(yīng)時(shí)，所消耗的能量較未發(fā)生線性效應(yīng)所消耗的能量多13.5W;在加載120W時(shí)，發(fā)生非線性效應(yīng)時(shí)，所消耗的能量較未發(fā)生線性效應(yīng)所消耗的能量多20W，在散熱條件不好的宇航等環(huán)境下，會(huì)加劇器件微波性能的劣化，通過(guò)本發(fā)明設(shè)置單側(cè)永磁體，使直流磁場(chǎng)強(qiáng)度減小至3000A/m以下，可抑制此非線性效應(yīng)。
[0033]綜上所述，單側(cè)永磁體結(jié)構(gòu)的帶線微波隔離器具有在寬溫度范圍使用下承載更高功率的特點(diǎn)，并且整體的體積和重量相較現(xiàn)有技術(shù)更小。
[0034]本發(fā)明說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，包括上殼體(I)、下殼體(2)、上旋磁鐵氧體(3)、下旋磁鐵氧體(4)、勻磁片(5)、永磁體(6)、中心導(dǎo)體(8)、上蓋(9)、下蓋(10)以及邊蓋(11)， 下殼體(2)為中空結(jié)構(gòu)，其空腔內(nèi)從上至下依次容納有下旋磁鐵氧體(4)、勻磁片(5)和永磁體(6)， 上殼體(I)為中空結(jié)構(gòu)，其空腔內(nèi)容納有上旋磁鐵氧體(3)， 呈Y型結(jié)的中心導(dǎo)體(8)置于上旋磁鐵氧體(3)、下旋磁鐵氧體(4)之間，上殼體(I)、下殼體(2)連接并面接觸，中心導(dǎo)體(8)的Y型結(jié)露出上殼體(I)與下殼體(2)的夾緊面，上蓋(9)置于上殼體(I)上，并與上殼體(I)面接觸，同時(shí)與上旋磁鐵氧體(3)接觸，下蓋(10)置于下殼體(2)上，并與下殼體(2)面接觸，上蓋(9)、下蓋(10)以及邊蓋(11)組成U型導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，永磁體(6)在U型導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)內(nèi)形成閉合直流磁場(chǎng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，永磁體(6)為釤鈷永磁體。3.如權(quán)利要求1所述的一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，永磁體的溫度適用范圍寬于_55°C?110°C。4.如權(quán)利要求1所述的一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，永磁體的矯頑性大于80000e。5.如權(quán)利要求1所述的一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，永磁體(6)形成不均勻磁場(chǎng)，經(jīng)勻磁片(5)的一次勻磁，經(jīng)上蓋(9)與上旋磁鐵氧體(3)配合的二次勻磁，形成均勾磁場(chǎng)。6.如權(quán)利要求1所述的一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，微波信號(hào)從Y型結(jié)的一端進(jìn)入，上旋磁鐵氧體(3)、下旋磁鐵氧體(4)對(duì)進(jìn)入的微波信號(hào)進(jìn)行傳輸引導(dǎo)，使微波信號(hào)從Y型結(jié)的另一端輸出。7.如權(quán)利要求1所述的一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，還包括溫度補(bǔ)償片(7)，溫度補(bǔ)償片(7)與永磁體(6)配合，調(diào)整永磁體(6)產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)強(qiáng)度。8.如權(quán)利要求7所述的一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，當(dāng)微波隔離器處于極端高溫時(shí)，上旋磁鐵氧體(3)、下旋磁鐵氧體(4)的飽和磁化強(qiáng)度下降，通過(guò)溫度補(bǔ)償片(7)使直流磁場(chǎng)強(qiáng)度下降，確保微波性能穩(wěn)定。9.如權(quán)利要求7所述的一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，當(dāng)微波隔離器處于極端低溫時(shí)，上旋磁鐵氧體(3)、下旋磁鐵氧體(4)的飽和磁化強(qiáng)度上升，通過(guò)溫度補(bǔ)償片(7)使直流磁場(chǎng)強(qiáng)度上升，確保微波性能穩(wěn)定。10.如權(quán)利要求6所述的一種高功率寬溫帶線微波隔離器，其特征在于，當(dāng)微波隔離器加載120W以上大功率時(shí)，微波在上旋磁鐵氧體(3)、下旋磁鐵氧體(4)作用下產(chǎn)生非線性效應(yīng)，永磁體(6)使直流磁場(chǎng)強(qiáng)度減小至3000A/m以下，以抑制微波的非線性效應(yīng)。
【文檔編號(hào)】H01P1/36GK106099289SQ201610586943
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月22日 公開號(hào)201610586943.6, CN 106099289 A, CN 106099289A, CN 201610586943, CN-A-106099289, CN106099289 A, CN106099289A, CN201610586943, CN201610586943.6
【發(fā)明人】劉春樂, 萇群峰, 黃信林, 張楚賢, 謝晨光
【申請(qǐng)人】中國(guó)航天時(shí)代電子公司