CN104900954B - 基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微波器件领域，其公开了一种基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器，由磁路(1)、垫片(2)、永磁体(3)、磁极(4)、铁氧体基片(5)和微带电路(6)组成；所述微带电路(6)制作在所述铁氧体基片(5)表面；所述永磁体（3）固定在所述磁路（1）内；所述铁氧体基片（5）固定在所述磁路内；所述磁极（4）连接所述永磁体（3）；所述磁路（1）为半屏蔽结构；所述微带电路(6)为边导模结构。本发明的有益效果是：通过半屏蔽结构设计，可以使永磁体得到有效利用，提高铁氧体基片的磁化程度，减小了隔离器的体积，减轻了隔离器的重量。

Description

基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器

技术领域

本发明涉及微波器件领域，特别涉及一种基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器。

背景技术

微带隔离器是一种允许微波信号正向通过而隔断反射信号的无源器件，其作用是对信号的传输方向进行限制，使微波信号只能单方向传输。

上世纪90年代末，设计出6～18GHz微带隔离器，采用边导膜结构设计（如图1所示）。即铁氧体基片在均匀直流磁场作用下，电磁波沿着微带线的边缘传播，在微带线的一个边缘利用一种短路—开路型边界，在短路边界上外加强直流磁场，利用铁磁共振吸收实现器件对反向传输微波信号的强烈衰减，从而使得器件的反向损耗较大而得到高的非互易衰减，吸收反向波，从而实现隔离器功能。

现有的6～18GHz微带隔离器为开放式结构（一般体积较大，不小于12mm*9.7mm*6mm），如电子科技大学的一篇工程硕士学位论文《6～18GHz边导模宽带小型化微带隔离器》，永磁体在铁氧体基片侧面，通过上磁极使强磁场作用于微带电路接地边缘，实现隔离器的单向传输功能。永磁体放置于铁氧体基片侧边，使得器件的宽度较大；为了在微带电路短路边缘施加足够强的直流磁场，必须采用两块永磁体才能满足器件的需要，使得器件的厚度无法减薄；同时，永磁体放置于铁氧体基片侧面的方式磁场的利用率不高。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器，解决现有技术中器件体积大的问题。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：设计和制造一种基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器，由磁路、垫片、永磁体、磁极、铁氧体基片和微带电路组成；所述微带电路采用薄膜电路制作工艺制作在所述铁氧体基片表面；所述磁路、垫片、永磁体、磁极和铁氧体基片由上至下依次排列；所述永磁体固定在所述磁路内；所述铁氧体基片固定在所述磁路内；所述磁极连接所述永磁体；所述永磁体和所述磁路中设有垫片；所述磁路为U形屏蔽结构。

作为本发明的进一步改进：所述磁路为U形屏蔽结构；所述微带电路为边导模结构；所述永磁体位于所述磁路的顶部和所述铁氧体基片位于所述磁路的底部。

作为本发明的进一步改进：所述磁路与永磁体、磁极一同构成磁回路以增强磁场。

作为本发明的进一步改进：所述磁路的两侧进行部分切除以便于所述微带电路与外部电路连接。

作为本发明的进一步改进：所述磁极与所述铁氧体基片之间设有间隙。

作为本发明的进一步改进：所述磁极为不规则结构，与所述永磁体在垂直方向进行连接。

作为本发明的进一步改进：所述基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器的安装尺寸较小，宽度不大于6mm，高度不大于5.3mm，长度不大于12mm。

本发明的有益效果是：通过半屏蔽结构设计，可以使永磁体得到有效利用，提高铁氧体基片的磁化程度，减小了隔离器的体积，减轻了隔离器的重量。

附图说明

图1是本发明基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器示意图。

图2是本发明基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器，由磁路1、垫片2、永磁体3、磁极4、铁氧体基片5和微带电路6组成；所述微带电路6 采用薄膜电路制作工艺制作在所述铁氧体基片5表面；所述磁路1、垫片2、永磁体3、磁极4和铁氧体基片5由上至下依次排列；所述永磁体3固定在所述磁路1内；所述铁氧体基片5固定在所述磁路内；所述磁极4连接所述永磁体3；所述永磁体3和所述磁路1中设有垫片2；所述磁路1为U形屏蔽结构。

所述磁路1为U形屏蔽结构；所述微带电路6为边导模结构；所述永磁体3位于所述磁路1的顶部和所述铁氧体基片5位于所述磁路1的底部。

所述磁路1与永磁体3、磁极4一同构成磁回路以增强磁场。

所述磁路1的两侧进行部分切除以便于所述微带电路6与外部电路连接。

作为本发明的进一步改进：所述磁极4与所述铁氧体基片5之间设有间隙。

所述磁极4为不规则结构，与所述永磁体3在垂直方向进行连接。

所述基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器的安装尺寸较小，宽度不大于6mm，高度不大于5.5mm，长度不大于12mm。

在一实施例中，磁路采用U形屏蔽结构，提高了旋磁铁氧体基片的磁化程度；同时使永磁体、上磁极等的厚度尺寸得以减小，降低隔离器的厚度；永磁体放置于铁氧体基片上方，减小了隔离器的宽度（即与传输方向垂直）尺寸。

本发明利用边导膜结构设计原理，采用屏蔽结构，设计隔离器在C波段、X波段、Ku波段超倍频程范围内，实现隔离、匹配功能。本发明在减小器件体积、降低成本等方面有潜在的应用价值。

在实际测试的过程中，该基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器在C波段、X波段、Ku波段超倍频程范围内实现信号隔离的作用，基于边导模结构和半屏蔽结构实现，隔离器具有体积小的优点，易于推广。

一实施例中，边导膜结构及屏蔽结构的新型微带隔离器工作频率为6～18GHz，其结构如图2所示，永磁体放置于铁氧体基片上方，极大的缩短了器件宽度方向的尺寸，边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器宽度方向（其宽度约为6mm）较开放式边导模结构（宽度约为9.7mm）缩短约1/3。

磁路不仅起到了支撑和均匀磁场的作用，由于其U形结构，与永磁体、磁极一同构成磁回路，对磁场起增强作用，永磁体由一块组成，降低了器件的高度。永磁体从以前的放置于铁氧体基片侧面改为放置于铁氧体基片上方，提高了旋磁铁氧体基片的磁化程度。同时由于永磁体、上磁极等厚度均有所减小，降低了隔离器的厚度。同时，减少了永磁体的数量，提高了永磁体的利用率。使器件的厚度降低。通过对器件结构的设计、更改，永磁体放置于铁氧体基片的上部，大大减小了器件宽度的尺寸，使安装宽度尺寸减小1/3（3.5mm），减小了产品的体积；同时，永磁体、磁极等元件的外形尺寸也减小约1/4，达到了减轻重量的目的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器，其特征在于：由磁路(1)、垫片(2)、永磁体(3)、磁极(4)、铁氧体基片(5)和微带电路(6)组成；所述磁路(1)、垫片(2)、永磁体(3)、磁极(4)和铁氧体基片(5)由上至下依次排列；所述微带电路(6)采用薄膜电路制作工艺制作在所述铁氧体基片（5）表面；所述永磁体（3）固定在所述磁路（1）内；所述铁氧体基片（5）固定在所述磁路内；所述磁极（4）连接所述永磁体（3）；所述永磁体（3）和所述磁路（1）中设有垫片（2）；所述磁路（1）为半屏蔽结构；所述磁路（1）为U形屏蔽结构；所述微带电路(6)为边导模结构；所述永磁体（3）位于所述磁路（1）的顶部和所述铁氧体基片（5）位于所述磁路（1）的底部；所述磁路（1）与永磁体（3）、磁极（4）一同构成磁回路以增强磁场;所述磁路（1）的两侧进行部分切除以便于所述微带电路(6)与外部电路连接;所述磁极（4）与所述铁氧体基片（5）之间设有间隙。

2.根据权利要求1所述基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器，其特征在于：所述磁极（4）为不规则结构，与所述永磁体（3）在垂直方向进行连接。

3.根据权利要求1所述基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器，其特征在于：所述基于边导模结构及屏蔽结构的新型微带隔离器的安装尺寸较小，宽度不大于6mm，高度不大于5.3mm，长度不大于12mm。