CN110034365B - 一种微波铁氧体电调衰减器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种微波铁氧体电调衰减器，包括形成波导腔的本体和环绕所述本体的激励线圈，以及设置在所述波导腔内的铁氧体，所述铁氧体设置为截面是矩形的柱形结构、所述柱形的两端部为四棱锥的形状，并且所述铁氧体由沿其长度方向的中心截面分成的形状相同的两部分组合形成，所述铁氧体的两部分中任一部分的中心截面上的设有吸收膜，所述铁氧体通过介质架悬置于所述波导腔内。采用此种结构的器件便于得到良好的微波匹配。

Description

一种微波铁氧体电调衰减器
技术领域
本发明涉及电调衰减器技术领域。更具体地，涉及一种微波铁氧体电调衰减器。
背景技术
电调衰减器是把大电压信号衰减到一定的比例倍数，达到安全或理想的电平值，方便测试工作，尤其在射频和微波中运用广泛。它的衰减指标，有多方面的要求，主要有以下几方面：衰减精度、承受功率、特性阻抗、可靠性、重复性等。电调衰减器作为一种控制器已被广泛应用于雷达、电子对抗、通信等各类微波系统中。
目前常见的微波铁氧体电调衰减器中的铁氧体均为长圆棒型，其两端头设有圆锥状的匹配头和吸收片。此种结构的衰减器结构复杂，不利于器件的加工、装配和调试，不利于器件的大批量生产。因此，此种结构的衰减器不易得到良好的微波匹配，吸收片也难以有精确的阻值，从而在精度和分辨率要求较高的雷达信号模拟、雷达成像、空间系统领域上面临控制精度不够、衰减分辨率较粗的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种容易得到良好的微波匹配的微波铁氧体电调衰减器。
根据本发明的一个方面，提供了一种微波铁氧体电调衰减器，包括形成波导腔的本体和环绕所述本体的激励线圈，以及设置在所述波导腔内的铁氧体，所述铁氧体设置为截面是矩形的柱形结构、所述柱形的两端部为四棱锥的形状，并且所述铁氧体由沿其长度方向的中心截面分成的形状相同的两部分组合形成，所述铁氧体的两部分中任一部分的中心截面上的设有吸收膜，所述铁氧体通过介质架悬置于所述波导腔内。
优选地，所述波导腔设置为截面为矩形的形状，包括宽面和窄面，所述介质架设置为中心开设有与所述铁氧体外形对应的孔的矩形形状，所述矩形介质架的顶端和底端分别固定结合于所述本体内的波导腔表面，所述铁氧体穿过所述介质架的中心孔，并与所述介质架固定连接。
优选地，所述铁氧体的中心截面平行于所述波导腔的宽面，所述吸收膜平行于所述波导腔的宽面。
优选地，所述介质架的两侧设有缺口。
优选地，所述本体波导腔的顶面和底面分别开设有固定孔，所述介质架的顶端和顶端分别位于固定孔内与所述本体固定连接。
优选地，所述固定孔贯穿于所述本体，所述本体的外侧表面固定结合有用于封闭所述固定孔的盖板。
优选地，所述本体的截面设置为矩形，且所述本体的两端分别设置有矩形的法兰盘，所述两端法兰盘之间设置有侧盖板，所述侧盖板包围本体形成外壳，并与所述本体的外侧之间形成收容所述激励线圈的空间。
优选地，所述铁氧体中部的截面形状为正方形，所述介质架的中心孔形状也为正方形。
优选地，所述吸收膜通过溅射工艺镀在所述铁氧体的中心截面上。
本发明的有益效果如下：
本发明的微波铁氧体电调衰减器，它是一种铁氧体法拉第电调衰减器，采用了在腔体波导上开孔和有方孔的介质架，可以通过波导开孔调节介质架的尺寸，从而方便地使得器件得到良好的微波匹配。采用了由上部铁氧体、下部铁氧体和吸收膜共同组成的铁氧体部件，该铁氧体部件的结构为方断面的长棒，并且对方棒的两个端头进行倒角形成四棱锥形状。铁氧体部件的方断面结构放入介质架的方孔中，可以保证吸收膜的平面平行于波导宽面。这样的结构也方便地对器件的零部件进行加工和装配。吸收膜与铁氧体的结合采用了离子溅射工艺，这样的工艺可以使得吸收膜具有精确的阻值，提高器件电气性能的一致性。由于吸收膜很薄，特别适合用于小尺寸波导结构，如毫米波器件。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明的结构示意图。
图2示出本发明的分解结构示意图。
图3示出本发明介质架与铁氧体的装配结构示意图。
图4示出本发明介质架与铁氧体的分解结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
图1-4示出了本发明一种微波铁氧体电调衰减器的一种实施方式，该衰减器包括：本体1、第一盖板2、第二盖板3、第一侧盖板4、第二侧盖板5、第三侧盖板6、第四侧盖板7、激励线圈8、介质架9、下部铁氧体10、上部铁氧体11和吸收膜12。
如图1和图2所示，本体1为长方体金属件，其中沿长度方向开设有一长方形通孔，该长方形通孔即为微波波导，波导包括相对的两个宽面和两个窄面，波导的两个端口分别为a端口和b端口，在本体1的波导的两个端面分别设有方形的法兰盘，通过该法兰盘，本体1可以与器件外部的波导相连接。在波导的宽面上贯穿本体1开设有固定孔13，固定孔13与波导垂直，介质架9的顶端和底端分别位于固定孔13内，从而使介质架9固定连接在本体1的波导内。第一盖板2和第二盖板3由金属材料制成，并固定结合于固定孔13的外侧表面，将固定孔13封闭，防止微波泄露。激励线圈8环绕包围在本体1的外侧，第一侧盖板4、第二侧盖板5、第三侧盖板6和第四侧盖板7分别与本体1两端的法兰盘固定连接形成外壳，该外壳包围激励线圈8和本体1。
激励线圈8是由金属漆包线等绕成的导线包和导线组成，它紧密缠绕在粘有第一盖板2和第二盖板3的本体1中部，由激励线圈引出的两根导线，穿过第一侧盖板4、第二侧盖板5、第三侧盖板6或第四侧盖板7，再与器件外的驱动电源连接。
如图3和图4所示，铁氧体由形状相同的上部铁氧体11和下部铁氧体10共同组合形成，并且为同一种微波铁氧体材料制成，可以根据器件不同的参数要求，选取所需铁氧体材料参数的微波铁氧体材料。铁氧体为柱形，其截面为正方形，柱形铁氧体的两端部设置为四棱锥的形状。上部铁氧体11和下部铁氧体10由铁氧体沿长度方向的中心截面分割形成，吸收膜12通过离子溅射工艺镀在上部铁氧体11或下部铁氧体10的剖面上，从而形成吸收膜12位于铁氧体中心截面上的结构，吸收膜12可为金属电阻膜。
介质架9是由非金属材料加工而成，其中心开设有与铁氧体的形状对应的方孔，铁氧体充介质架9的中心孔穿过，并与该中心孔紧密配合且粘接固定，使得铁氧体悬置于波导腔内，并且使吸收膜12平行于波导的宽面。介质架9的两侧还设有缺口，使介质架9的形状大致呈工字型。
本发明的衰减器在工作时，微波从器件a端口进入，并沿波导传输，然后微波作用在由上部铁氧体11、下部铁氧体10和吸收膜12组成的铁氧体部件上。当外部驱动电路没有给激励线圈提供电流时，激励线圈在波导内没有产生磁场，所以波导内的铁氧体没有被磁化，这时在铁氧体中传输的微波电磁场，其电场方向没有变化，电场保持与吸收膜垂直，所以波导中传输的微波能量不会被吸收膜吸收，故微波达到b端口时，即微波通过器件后，微波能量没有衰减。
当外部驱动电路给激励线圈提供电流时，在波导内产生了磁场，这时波导内的铁氧体被磁化，在被磁化的铁氧体内传输的微波电磁场，其电场方向就发生了变化。分解微波电磁场的电场方向，可以分解为垂直吸收膜和平行吸收膜的两个电场分量。垂直吸收膜的电场分量，其微波能量没有被吸收膜吸收，平行吸收膜的电场分量，其微波能量被吸收膜吸收，所以当微波达到b端口时，即微波通过器件后，微波能量产生衰减。
当外部驱动电路给激励线圈提供的电流增加时，在波导内产生的磁场增加，所以增大了对波导内铁氧体的磁化，这时在铁氧体内传输的微波电磁场，其电场方向的变化增大。分解微波电磁场的电场方向，可以得到垂直吸收膜和平行吸收膜的两个电场分量，这时垂直吸收膜的电场分量减少，其微波能量没有被吸收膜吸收；而平行吸收膜的电场分量增大，所以被吸收膜吸收的微波能量增大，故随着外部驱动电路给激励线圈的电流不断增加，通过器件的微波能量的衰减量不断增大。
综上所述，随着驱动电路中的电流从零开始不断增大，微波能量在通过器件后的衰减量，从零开始不断增大，即通过器件的微波能量在不断衰减。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种微波铁氧体电调衰减器，包括形成波导腔的本体和环绕所述本体的激励线圈，以及设置在所述波导腔内的铁氧体，其特征在于，所述铁氧体包括截面是矩形的柱形结构以及设置在所述柱形结构两端的四棱锥结构，并且所述铁氧体由沿其长度方向的中心截面分成的形状相同的两部分组合形成，所述铁氧体的两部分中任一部分的中心截面上设有吸收膜，所述铁氧体通过介质架悬置于所述波导腔内，所述波导腔设置为截面为矩形的形状，包括宽面和窄面，所述介质架设置为中心开设有与所述铁氧体外形对应的矩形形状的孔，所述介质架的顶端和底端分别固定结合于所述本体内的波导腔表面，所述铁氧体穿过所述介质架的中心孔，并与所述介质架固定连接，所述本体的波导腔的顶面和底面分别开设有固定孔，所述介质架的顶端和顶端分别位于固定孔内与所述本体固定连接。
2.根据权利要求1所述的微波铁氧体电调衰减器，其特征在于，所述铁氧体沿长度方向的中心截面平行于所述波导腔的宽面，所述吸收膜平行于所述波导腔的宽面。
3.根据权利要求1所述的微波铁氧体电调衰减器，其特征在于，所述介质架的两侧设有缺口形成工字型结构。
4.根据权利要求1所述的微波铁氧体电调衰减器，其特征在于，所述固定孔贯穿于所述本体，所述本体的外侧表面固定结合有用于封闭所述固定孔的盖板。
5.根据权利要求1所述的微波铁氧体电调衰减器，其特征在于，所述本体的截面设置为矩形，且所述本体的两端分别设置有矩形的法兰盘，所述两端法兰盘之间设置有侧盖板，所述侧盖板包围本体形成外壳，并与所述本体的外侧之间形成收容所述激励线圈的空间。
6.根据权利要求1所述的微波铁氧体电调衰减器，其特征在于，所述铁氧体的柱形结构的截面形状为正方形，所述介质架的中心孔形状也为正方形。
7.根据权利要求1所述的微波铁氧体电调衰减器，其特征在于，所述吸收膜通过溅射工艺镀在所述铁氧体沿长度方向的中心截面上。
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