CN107508022B - 一种同轴高功率铁氧体环行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同轴高功率铁氧体环行器，包括器体，所述器体侧面具有安装波导同轴转换器的三个端口，三个所述端口向内凹陷并延伸至互相连通形成Y形波导腔；所述Y形波导腔的中心由上至下依次设置有第一铁氧体、垫片和第二铁氧体，所述第一铁氧体和第二铁氧体均具有三个分别指向三个端口的凸起部，每个所述凸起部设置有隔片；所述器体的上下表面具有凹槽，所述凹槽内安装有永磁体。通过采用Y型波导腔和波导同轴转换器，提高了同轴铁氧体环行器的承受功率；通过采用隔片，在压缩Y型波导腔的尺寸，减少器件体积的同时，使得铁氧体与各波导同轴转换之间得到微波匹配。本发明去掉了传统同轴环行器中的中心导体，提高了器件承受微波功率的能力。

Description

一种同轴高功率铁氧体环行器
技术领域
本发明属于通信技术领域，涉及一种铁氧体环行器，具体涉及一种同轴高功率铁氧体环行器。
背景技术
目前常见的同轴铁氧体环行器包括：腔体、铁氧体、垫片、永磁体、中心导体和同轴接头。由于微波功率集中于中心导体附近，所以器件承受的微波功率比较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同轴高功率铁氧体环行器，解决目前器件承受微波功率低的问题。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种同轴高功率铁氧体环行器，包括器体，所述器体的侧面具有用于安装波导同轴转换器的三个端口，三个所述端口向内凹陷并延伸至互相连通形成Y形波导腔；
所述Y形波导腔的中心由上至下依次设置有第一铁氧体、垫片和第二铁氧体，所述第一铁氧体和第二铁氧体均具有三个分别指向三个端口的凸起部，每个所述凸起部设置有两个隔片；
所述器体的上下表面具有凹槽，所述凹槽内安装有永磁体。
进一步的，所述三个端口均为方形结构。
进一步的，所述第一铁氧体和第二铁氧体还包括中心部，所述中心部与中心部外围的三个凸起部共同形成第一铁氧体或第二铁氧体。
进一步的，所述第一铁氧体和第二铁氧体均为Y形结构。
进一步的，所述中心部与凸起部一体成型，所述凸起部为方形结构。
进一步的，所述隔片设置于方形凸起部与端口相对的侧面上。
进一步的，所述垫片的上下表面分别与第一铁氧体和第二铁氧体连接；所述第一铁氧体的上表面和第二铁氧体的下表面分别与Y形波导腔的上表面和下表面连接。
进一步的，所述永磁体的高度小于凹槽的深度。
进一步的，所述波导同轴转换器具有用于连接器件的同轴接头。
进一步的，所述器体为六棱柱形结构，所述三个端口分别位于六棱柱形器体互不相邻的三个侧面上。
现有的同轴铁氧体环行器一般设置有中心导体，微波功率集中在中心导体附近，因此器件能够承受的微波功率较低。本发明去掉了传统同轴铁氧体环行器中的中心导体，提高了器件承受微波功率的能力，同时采用Y形波导腔和波导同轴转换器，提高了同轴铁氧体环行器的承受功率；通过采用隔片，在压缩Y形波导腔的尺寸、减少器件体积的同时，使得铁氧体与各波导同轴转换器之间得到微波匹配。
附图说明
图1为本发明实施例的一种同轴高功率铁氧体环行器的结构示意图；
图2为图1所示的同轴高功率铁氧体环行器的分解图。
附图标记说明：1-盖板；2-器体主体；3-Y形波导槽；4-第一铁氧体；5-垫片；6-第二铁氧体；7-隔片A；8-隔片B；9-隔片C；10一隔片D；11-隔片E；12-隔片F；13-波导同轴转换器A；14-波导同轴转换器B；15-波导同轴转换器C；16-同轴接头A；17-同轴接头B；18-凹槽；19-永磁体。
具体实施方式
以下将结合附图来详细说明本发明的实施方式，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种同轴高功率铁氧体环行器，包括器体，所述器体的侧面具有用于安装波导同轴转换器的三个端口，三个所述端口向内凹陷形成三个腔室，所述三个腔室延伸互相连通形成Y形波导腔。
在一种实施方式中，所述器体可以为一个整体，所述Y形波导腔为在器体内部加工而成。所述Y形波导腔的中心由上至下依次设置有第一铁氧体4、垫片5和第二铁氧体6，所述第一铁氧体4和第二铁氧体6均具有三个分别指向三个端口的凸起部，每个所述凸起部设置有一个隔片；
所述器体的上下表面具有凹槽18，两个永磁体19分别置于所述凹槽18内并与凹槽18胶粘固定，所述永磁体19的高度小于凹槽18的深度，使永磁体19不会突出器体外。
在另一种实施方式中，如图1和图2所示，所述器体由下部的器体主体2以及上部的盖板1构成，所述器体主体2内部加工有Y形波导槽3，所述Y形波导槽3的三个端口位于器体主体2的侧面上，所述Y形波导槽3与盖板1相配合形成器体内的Y形波导腔；
所述Y形波导腔的中心由上至下依次设置有第一铁氧体4、垫片5和第二铁氧体6，所述第一铁氧体4和第二铁氧体6均具有三个分别指向三个端口的凸起部，每个所述凸起部设置有一个隔片；
所述盖板1上表面以及器体主体2下表面具有凹槽18，所述凹槽18内安装永磁体19。
具体的，所述器体主体2以及盖板1均为六棱柱形结构，优选正六棱柱形结构，也可以为其他形状，所述三个端口分别位于六棱柱形器体主体2互不相邻的三个侧面上，所述三个端口为方形结构，具体可以为正方形或长方形结构，优选长方形结构。在图1和图2中，所述端口为长方形结构，且端口的长边等于或小于六棱柱器体的侧面的长度，端口的高度小于六棱柱器体的侧面的高度，所述端口位于器体主体2侧面的上部。所述Y形波导槽3为在器体主体2内部加工而成，所述Y形波导槽3与盖板1相配合形成器体内的Y形波导腔，三个所述端口分别构成了所述Y形波导腔的三个开口端。所述Y形波导腔由三个腔室互相连通形成，三个腔室之间的夹角优选120°，若因外形结构需要，夹角也可为其他角度。但是三个腔室之间的夹角为其他角度时，器件的电气性能下降，比如传输损耗大，频带宽度窄。在Y形波导腔的中心由上至下依次设置了第一铁氧体4、垫片5和第二铁氧体6，所述第一铁氧体4的上表面与Y形波导腔的上表面或者说盖板1的下表面胶粘固定，所述第二铁氧体6的下表面与Y形波导腔的下表面胶粘固定，所述第一铁氧体4、第二铁氧体6与垫片5之间胶粘固定。所述第一铁氧体4和第二铁氧体6均具有三个凸起部，每个凸起部分别指向一个端口，并且在每个凸起部上胶接固定有一个隔片。
本发明去掉了传统同轴铁氧体环行器中的中心导体，解决了传统的同轴铁氧体环行器的微波功率集中在中心导体附近，从而使器件承受微波功率低的问题，提高了器件承受微波功率的能力。通过采用Y形波导腔和波导同轴转换器，提高了同轴铁氧体环行器的承受功率。通过采用隔片，在压缩Y形波导腔的尺寸、减少器件体积的同时，使得铁氧体与各波导同轴转换器之间得到微波匹配。
在一种实施方式中，所述第一铁氧体4和第二铁氧体6还包括中心部，所述中心部与中心部外围的三个凸起部共同形成第一铁氧体4或第二铁氧体6，所述第一铁氧体4或第二铁氧体6为Y形结构。
具体的，所述第一铁氧体4和第二铁氧体6还包括与凸起部一体成型的中心部，所述中心部为三角形，所述凸起部从中心部的三个侧面向外延伸，与中心部一起形成Y形结构的铁氧体，所述凸起部为方形结构，优选长方形结构。为了与第一铁氧体4和第二铁氧体6相匹配，所述垫片5也为Y形结构。在一种实施方式中，所述凸起部向外延伸至Y形波导腔的端口附近。Y形铁氧体和Y形垫片的设计增加了Y形波导腔的介质填充，使得Y形波导腔的微波截止频率下降，可以压缩Y形波导腔截面的尺寸，使得器件小型化，同时Y形铁氧体和Y形垫片的设计便于与高功率波导同轴转换进行微波匹配。
在一种实施方式中，所述隔片设置于方形凸起部与端口相对的侧面上。
具体的，沿所述隔片厚度方向的一个侧面胶粘于每个凸起部与端口相对的长方形侧面上，因此在每个Y形波导腔的端口面上下布置有两个隔片，所述隔片的长度等于或略小于端口的长度，所述隔片的高度小于Y形波导腔高度的一半，所述隔片的长度方向与端口长度方向一致，高度方向与端口高度方向一致，两个所述隔片分别与Y形波导腔的上表面或下表面胶接固定，两个隔片之间具有间隔，两个所述隔片与Y形波导槽3的侧壁密封匹配或有间隙。本发明在每个铁氧体凸起部的侧面上设置一个隔片，即在Y形波导腔的端口上下设置有两个隔片，上部隔片与上部的第一铁氧体4进行微波匹配，下部隔片与下部的第二铁氧体6进行微波匹配，隔片增加了Y形波导腔的介质填充，使得Y形波导腔的微波截止频率下降，可以压缩Y形波导腔截面的尺寸，使得器件小型化，通过调整隔片尺寸，可以使得铁氧体与高功率波导同轴转换进行良好的微波匹配。
本发明实施例的所述波导同轴转换器设置有三个，为高功率波导同轴转换器，分别与Y形波导腔的三个端口相连接并通过螺钉固定。在三个高功率波导同轴转换器的外端面上具有同轴接头，可分别与其他元器件相连接。
为了方便表述本发明的工作原理，本发明将隔片分别表示为隔片A7、隔片B8、隔片C9、隔片D10、隔片E11和隔片F12，波导同轴转换器分别表示为波导同轴转换器A13、波导同轴转换器B14和波导同轴转换器C15，同轴接头分别表示为同轴接头A16、同轴接头B17和同轴接头C。如果将Y形波导腔的三个端口分别表示为第一端口(未图示)，第二端口(未图示)和第三端口(未图示)，则隔片A7和隔片B8对应于Y形波导腔的第一端口，隔片C9和隔片D10对应于Y形波导腔的第二端口，隔片E11和隔片F12对应于Y形波导腔的第三端口；波导同轴转换器A13与第一端口连接，波导同轴转换器B14与第二端口连接，波导同轴转换器C15与第三端口连接；同轴接头A16位于波导同轴转换器A13上，同轴接头B17位于波导同轴转换器B14上，同轴接头C(未图示)位于波导同轴转换器C15上。
波导铁氧体环行器工作时，微波从同轴接头A16进入，在通过波导同轴转换器A13后，微波在Y型波导腔中传输，在隔片A7和隔片B8的作用下，波导同轴转换器A13与铁氧体之间得到微波匹配，然后微波作用在磁化后的铁氧体上，由于磁化后的铁氧体具有非互易的微波传输特性，又经过隔片C9和隔片D10的匹配作用，所以微波可以通过波导同轴转换器B14后，从同轴接头B17输出。微波从同轴接头B17进入，在通过波导同轴转换器B14后，微波在Y型波导腔中传输，在隔片C9和隔片D10的作用下，高功率波导同轴转换器B14与铁氧体之间得到微波匹配，然后微波作用在磁化后的铁氧体上，由于磁化后的铁氧体具有非互易的微波传输特性，又经过隔片E11和隔片F12的匹配作用，所以微波可以通过高功率波导同轴转换器C15后，从同轴接头C输出。微波从同轴接头C进入，在通过高功率波导同轴转换器C15后，微波在Y型波导腔中传输，在隔片E11和隔片F12的作用下，波导同轴转换器C15与铁氧体之间得到微波匹配，然后微波作用在磁化后的铁氧体上，由于磁化后的铁氧体具有非互易的微波传输特性，又经过隔片A7和隔片B8的匹配作用，所以微波可以通过波导同轴转换器A13后，从同轴接头A16输出。综上所述，铁氧体环行器，在其永磁体19的磁化作用下，具有环行传输微波的特性，即微波由同轴接头A16输入后，从同轴接头B17输出；从同轴接头B17输入后，从同轴接头C输出；从同轴接头C输入后，从同轴接头A16输出。该器件比现有器件能够承受更高的微波功率，满足微波系统对高功率的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种同轴高功率铁氧体环行器，包括器体，其特征在于，所述器体侧面具有用于安装波导同轴转换器的三个端口，三个所述端口向内凹陷并延伸至互相连通形成Y形波导腔；
所述Y形波导腔的中心由上至下依次设置有第一铁氧体、垫片和第二铁氧体，所述第一铁氧体和第二铁氧体均具有三个分别指向三个端口的凸起部，每个所述凸起部设置有隔片；
所述器体的上下表面具有凹槽，所述凹槽内安装有永磁体；
所述第一铁氧体和第二铁氧体还包括中心部，所述中心部与中心部外围的三个凸起部共同形成第一铁氧体或第二铁氧体；
所述第一铁氧体和第二铁氧体均为Y形结构；
所述中心部与凸起部一体成型。
2.根据权利要求1所述的同轴高功率铁氧体环行器，其特征在于，所述三个端口均为方形结构。
3.根据权利要求1所述的同轴高功率铁氧体环行器，其特征在于，所述凸起部为方形结构。
4.根据权利要求3所述的同轴高功率铁氧体环行器，其特征在于，所述隔片设置于凸起部与端口相对的侧面上。
5.根据权利要求1所述的同轴高功率铁氧体环行器，其特征在于，所述垫片的上下表面分别与第一铁氧体和第二铁氧体连接；所述第一铁氧体的上表面和第二铁氧体的下表面分别与Y形波导腔的上表面和下表面连接。
6.根据权利要求1所述的同轴高功率铁氧体环行器，其特征在于，所述永磁体的高度小于凹槽的深度。
7.根据权利要求1所述的同轴高功率铁氧体环行器，其特征在于，所述波导同轴转换器具有用于连接器件的同轴接头。
8.根据权利要求1-7任一项所述的同轴高功率铁氧体环行器，其特征在于，所述器体为六棱柱形结构，所述三个端口分别位于六棱柱形器体互不相邻的三个侧面上。
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