CN111740196A - 一种用于环形器的中心导体结构、环形器及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于环形器的中心导体结构、环形器及其设计方法，属于移动通讯技术领域。中心导体结构包括：大Y字型分布式电感结构，包括呈Y字型结构均匀分布的三条感性短传输线，其两端为第一感性连接端和第二感性连接端，两端之间设有感性线段，第一感性连接端向外侧延伸，第二感性连接端向中部延伸并相连为一体；小Y字型分布式电容结构，包括呈Y字型结构均匀分布的三条容性短传输线，与三条容性短传输线间隔交替布置，两端为第一容性连接端和第二容性连接端，两端之间设有呈折弯结构的容性线段，第二容性连接端向中部延伸并相连为一体；第二感性连接端与第二容性连接端连接为一体。本发明的中心导体结构可将环形器进一步小型化。

Description

一种用于环形器的中心导体结构、环形器及其设计方法

技术领域

本发明涉及移动通讯技术领域，尤其涉及一种用于环形器的中心导体结构、环形器及其设计方法。

背景技术

随着现代军事电子装备及5G通讯系统的小型化、轻量化、集成化的发展，研制便于集成的小型化宽频带的微波元器件成为微波元件的发展方向。在此趋势下，各种小型化微波元器件相继问世，并投入批量生产，对整机系统的小型化起到了积极的推动作用。

具有双工作用的宽频带环形器成为T/R组件中不可缺少的单元，在整机中提供信道隔离，用于制作微型化干扰组件和改善发射机的输出特性，对发射机起保护作用。就目前的发展方向而言，器件尺寸结构上要不断小型化、平面化、薄膜化；性能上除了要求宽频带、小插损、高隔离、一定的功率容量外，还要求具有较高的相位、幅度一致性、较宽的工作温度范围和良好的磁屏蔽等特性；另外还要满足成本低、批量生产能力强等商业要求。

目前，T/R组件中使用最多的仍然是微带和带线式的器件。比如微带式环形器具有扁平化、小型化、集成化的优势，但是带线式环形器无法满足小型化要求，且难以满足宽频带、小插损、高隔离、大的功率容量的要求，也无法满足成本低、大批量生产能力要求；另外，中心导体作为环形器的核心部件，能够对中心导体进一步的小型化，有利于环形器的小型化，而现有的中心导体的结构如图1中所示的中心导体一1，其由于结构的限制不利于环形器的小型化。由此，亟需一种能够在确保环形器的指标性能的同时可以将中心导体结构以及具有其的环形器进一步的小型化的中心导体。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的至少一个不足，提供一种能够在确保环形器的指标性能的同时可以将中心导体结构以及具有其的环形器进一步的小型化的用于环形器的中心导体结构。另外，还提供一种环形器和环形器的设计方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于环形器的中心导体结构，包括：

大Y字型分布式电感结构，包括三条感性短传输线，三条所述感性短传输线呈Y字型结构均匀分布，所述感性短传输线的两端分别为第一感性连接端和第二感性连接端，所述第一感性连接端和第二感性连接端之间连接有感性线段，三条所述感性短传输线的所述第一感性连接端分别向所述大Y字型分布式电感结构的外侧延伸，三条所述感性短传输线的所述第二感性连接端分别向大Y字型分布式电感结构的中部延伸并相连为一体；

小Y字型分布式电容结构，包括三条容性短传输线，三条所述容性短传输线呈Y字型结构均匀分布，三条所述感性短传输线与三条所述容性短传输线间隔交替布置，所述容性短传输线的两端分别为第一容性连接端和第二容性连接端，所述第一容性连接端和第二容性连接端之间连接有呈折弯结构的容性线段，所述容性线段在相邻的两条所述感性短传输线之间折弯，且三条所述容性短传输线的所述第一容性连接端分别向所述小Y字型分布式电容结构的外侧延伸，三条所述容性短传输线的所述第二容性连接端分别向小Y字型分布式电容结构的中部延伸并相连为一体；

三条所述感性短传输线的所述第二感性连接端与三条所述容性短传输线的所述第二容性连接端连接为一体。

本发明的有益效果是：本发明中的用于环形器的中心导体结构上的三条所述感性短传输线与三条所述容性短传输线间隔交替布置，所述第一容性连接端和第二容性连接端之间连接有呈折弯结构的容性线段，所述容性线段在相邻的两条所述感性短传输线之间折弯，从而可以实现在具有相同的尺寸的中心导体结构中，增加了容性短传输线的长度，从而可以提高具有上述的中心导体结构的环形器的指标性能，且有利于降低环形器的能耗，有利于降低环形器的发热，提高环形器的使用温度范围，还可以提高环形器的工作频率范围，提高环形器的适用性；同理，在环形器内安装有上述的中心导体结构，在达到相同的指标性能的前提下，由于容性线段在相邻的两条所述感性短传输线之间折弯来增加容性短传输线的长度，有利于使得容性短传输线的长度满足不短于1/8波长的长度要求，避免容性短传输线的长度短于1/8波长的长度而使得环形器的损耗大且指标性能差；另外，还有利于将中心导体结构以及具有其的环形器进一步的小型化的同时确保环形器的指标性能，使得环形器具有更小的体积，可提高环形器对狭窄安装空间的适应性。由此，本发明中的用于环形器的中心导体结构能够在确保环形器的指标性能的同时可以将中心导体结构以及具有其的环形器进一步的小型化，可提高环形器对狭窄安装空间的适应性。

另外，在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进，还可以具有如下附加技术特征。

根据本发明的一个实施例，所述感性短传输线呈T字型结构，所述感性线段呈直线结构。本实施例中的感性短传输线呈T字型结构，感性线段呈直线结构，有利于两个相邻的感性线段之间具有更多的空间来为容性线段的布置提供空间，有利于使得容性线段具有足够的空间来进行布置，进而有利于增加容性线段的长度，有利于使得容性短传输线的长度满足不短于1/8波长的长度要求，确保中心导体结构以及具有其的环形器的指标性能；另外，感性短传输线呈T字型结构，有利于感性短传输线确保具有适合的长度，进而有利于减少中心导体结构的阻抗，实现提高少中心导体结构的工作频率。

根据本发明的一个实施例，所述第一感性连接端呈圆弧状结构。本实施例中的第一感性连接端呈圆弧状结构，圆弧的长度近似等于第一感性连接端的长度，在确保第一感性连接端具有适合的长度的同时，可以为容性线段的布置提供更多的空间，有利于使得容性线段具有足够的空间来进行布置。

根据本发明的一个实施例，所述第一容性连接端包括：

面积增加线，所述容性线段与所述面积增加线连接，所述面积增加线位于相邻的两条所述感性短传输线之间，且所述面积增加线的两端分别靠近所述相邻的两个所述第一容性连接端延伸；

引脚，一端分别与所述面积增加线连接，另一端背离所述面积增加线向外侧伸延且分别设有用于与插针连接的插针孔。

本实施例的第一容性连接端包括面积增加线，面积增加线的两端分别靠近所述相邻的两个所述第一容性连接端延伸，从而可以增加第一容性连接端的面积，进而使得具有该中心导体结构的环行器具有更低的频率，可以提高环行器满足低频的需求；同时，面积增加线增加第一容性连接端的面积，还可以提高具有该中心导体结构的环行器的隔离度和驻波性能；进一步的，本实施例的面积增加线外侧连接有引脚，便于中心导体结构实现电气连接。

根据本发明的一个实施例，所述容性线段包括：

第一折弯段，一端为连接端一且与所述第一感性连接端连接，另一端靠近相邻的两条感性短传输线中的一条延伸后拐弯朝向并靠近另一条所述感性短传输线延伸形成延伸端一；

第二折弯段，一端为连接端二且与所述第一折弯段的延伸端一连接，另一端靠近相邻的两条感性短传输线中相距较远的一条感性短传输线延伸形成延伸端二；

第三折弯段，一端为连接端三且与所述第二折弯段的延伸端二连接，另一端向所述第二感性连接端折弯延伸后与所述第二感性连接端连接。

本实施例中的容性线段包括在相邻的两条感性短传输线之间进行布置的第一折弯段、第二折弯段和第三折弯段，第一折弯段、第二折弯段和第三折弯段增加了容性线段的长度，从而可以实现在具有相同的尺寸的中心导体结构中，增加了容性短传输线的长度，从而可以提高具有上述的中心导体结构的环形器的指标性能，且有利于降低环形器的能耗，有利于降低环形器的发热，提高环形器的使用温度范围，还可以提高环形器的工作频率范围，提高环形器的适用性。

另外，本实施例提供的一种环形器，包括：

基座，所述基座内设有安装空腔；

第一磁体，安装在所述安装空腔内且位于所述安装空腔的底部；

第一接地片，安装在所述安装空腔内且位于所述第一磁体的正上方；

第一介质环，安装在所述安装空腔内且位于所述第一接地片的正上方，所述第一介质环内设有安装槽一；

第一铁氧体，安装在所述第一介质环的安装槽一内；

上述的用于环形器的中心导体结构，安装在所述安装空腔内且位于所述第一介质环和所述第一铁氧体的正上方，所述基座的侧面上设有三个与所述安装空腔连通的用于对中心导体结构上的引脚进行避让的避让槽；

第二介质环，安装在所述安装空腔内且位于所述中心导体结构的正上方，所述第二介质环内设有安装槽二；

第二铁氧体，安装在所述第二介质环的安装槽二内；

第二接地片，安装在所述安装空腔内且位于所述第二介质环和所述第二铁氧体的正上方；

第二磁体，安装在所述安装空腔内且位于所述第二接地片的正上方；

盖体，盖设在所述基座的上端将所述安装空腔的上端封堵并挤压所述第二磁体。

本实施例中的第一磁体和第二磁体之间形成能够将磁场磁力线屏蔽在安装空腔内部的闭合磁路，从而达到降低漏磁的目的，有利于减小所需磁场强度，进而可以采用体积较小的磁体，有利于降低第一磁体和第二磁体的厚度以及重量，有利于降低环形器的高度尺寸和总体重量；另外，通过在基座内设有安装空腔，有利于将第一磁体、第一接地片、第一介质环、第一铁氧体、中心导体结构、第二介质环、第二铁氧体、第二接地片、第二磁体贴紧安装在安装空腔内，使得环形器的结构紧凑，有利于降低环形器的高度尺寸，减少环形器的体积。

根据本发明的一个实施例，所述第一铁氧体和第二铁氧体的材质为高介电常数材料，所述高介电常数材料的相对介电常数ε_r为23.5～24.5。本实施例中的第一铁氧体和第二铁氧体的材质为高介电常数材料，高介电常数材料的相对介电常数ε_r为23.5～24.5，相对介电常数高，可有效的对电场强度进行削弱，有利于缩小环形器的体积。

根据本发明的一个实施例，环形器还包括：

防转卡件，安装在所述安装空腔内，位于所述第二磁体的正上方且位于所述盖体的正下方，所述盖体向下挤压所述防转卡件，所述防转卡件一一对应三个所述避让槽设有三个卡爪，所述卡爪连接在所述防转卡件上且分别向外侧延伸，所述卡爪可选配卡设在所述避让槽内。

本实施例中通过设有防转卡件，防转卡件的外侧设有卡爪，便于将卡爪卡设在所述避让槽内对安装在安装空腔内的部件在周向方向上进行限位，防止安装在安装空腔内的部件发生周向转动或位移而影响环行器的性能指标。

根据本发明的一个实施例，所述基座下端周侧分别一一对应三个所述避让槽连接有连接耳，所述连接耳位于所述避让槽的下方，所述连接耳上分别设有连通孔，环形器还包括：

衬套，连接在所述连接耳上的连通孔内，所述衬套沿其长度方向设有通孔；

插针，下端止抵连接在所述衬套的下端，上端穿过所述衬套上的通孔并与所述中心导体结构上的引脚连接。

本实施例通过在基座下端周侧连接有连接耳，连接耳上分别设有连通孔，并在连通孔内安装有衬套，衬套沿其长度方向设有通孔，插针的上端穿过所述衬套上的通孔并与所述中心导体结构上的引脚连接，有利于中心导体结构实现电气连接。

进一步的，本实施例还提供一种环形器的设计方法，用于设计上述的环形器，包括：

设计出所述基座，将所述基座设计成圆柱状结构，将所述安装空腔设计成圆柱状结构，并确定所述安装空腔的半径；

根据所述安装空腔的半径设计能够适配安装在所述安装空腔内的第一磁体、第一接地片、第一介质环、第一铁氧体、中心导体结构、第二介质环、第二铁氧体、第二接地片、第二磁体和适配盖设在所述基座上端的盖体；

在设计所述第一铁氧体和所述第二铁氧体时，设定所述环形器的中心频率并分别计算出所述第一铁氧体和所述第二铁氧体的饱和磁化强度，同时预估出第一介质环和第二介质环的介电常数；根据所述中心频率、第一铁氧体的饱和磁化强度和第一铁氧体的介电常数计算出所述第一铁氧体的半径尺寸；根据所述中心频率、第二铁氧体的饱和磁化强度和第二铁氧体的介电常数计算出所述第二铁氧体的半径尺寸；

在设计所述中心导体结构时，根据所述环形器的结构尺寸和所述环形器的工作频率要求，计算出所述第一容性连接端所需的电容面积和第一感性连接端所需的电感长度。

在本实施例中，通过将所述基座设计成圆柱状结构，将所述安装空腔设计成圆柱状结构，并确定所述安装空腔的半径，便于根据安装空腔的半径适当的设计能够适配安装在所述安装空腔内的第一磁体、第一接地片、第一介质环、第一铁氧体、中心导体结构、第二介质环、第二铁氧体、第二接地片、第二磁体的尺寸；另外，在设计所述第一铁氧体和所述第二铁氧体时，通过根据所述中心频率、第一铁氧体的饱和磁化强度和第一铁氧体的介电常数计算出所述第一铁氧体的半径尺寸；根据所述中心频率、第二铁氧体的饱和磁化强度和第二铁氧体的介电常数计算出所述第二铁氧体的半径尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的中心导体一的结构示意图；

图2为本发明实施例的用于环形器的中心导体结构的结构示意图；

图3为本发明实施例的环形器的结构示意图；

图4为图3的仰视图；

图5为图3的拆装示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、中心导体一，2、中心导体结构，3、基座，8、防转卡件，9、盖体，20、第一感性连接端，21、感性线段，22、面积增加线，23、容性线段，24、引脚，30、安装空腔，31、避让槽，32、连接耳，33、衬套，34、插针，40、第一磁体，41、第二磁体，50、第一接地片，51、第二接地片，60、第一介质环，61、第二介质环，70、第一铁氧体，71、第二铁氧体，80、卡爪，241、插针孔。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本实施例提供一种用于环形器的中心导体结构2，如图2至图5所示，包括：大Y字型分布式电感结构，包括三条感性短传输线，三条感性短传输线呈Y字型结构均匀分布，感性短传输线的两端分别为第一感性连接端20和第二感性连接端，第一感性连接端20和第二感性连接端之间连接有感性线段21，三条感性短传输线的第一感性连接端20分别向大Y字型分布式电感结构的外侧延伸，三条感性短传输线的第二感性连接端分别向大Y字型分布式电感结构的中部延伸并相连为一体；小Y字型分布式电容结构，包括三条容性短传输线，三条容性短传输线呈Y字型结构均匀分布，三条感性短传输线与三条容性短传输线间隔交替布置，容性短传输线的两端分别为第一容性连接端和第二容性连接端，第一容性连接端和第二容性连接端之间连接有呈折弯结构的容性线段23，容性线段23在相邻的两条感性短传输线之间折弯，且三条容性短传输线的第一容性连接端分别向小Y字型分布式电容结构的外侧延伸，三条容性短传输线的第二容性连接端分别向小Y字型分布式电容结构的中部延伸并相连为一体；三条感性短传输线的第二感性连接端与三条容性短传输线的第二容性连接端连接为一体。

在本实施例中，如图2至图5所示，在利用本实施例中的用于环形器的中心导体结构2上的三条感性短传输线与三条容性短传输线间隔交替布置，第一容性连接端和第二容性连接端之间连接有呈折弯结构的容性线段23，容性线段23在相邻的两条感性短传输线之间折弯，从而可以实现在具有相同的尺寸的中心导体结构2中，增加了容性短传输线的长度，从而可以提高具有上述的中心导体结构2的环形器的指标性能，且有利于降低环形器的能耗，有利于降低环形器的发热，提高环形器的使用温度范围，还可以提高环形器的工作频率范围，提高环形器的适用性；同理，在环形器内安装有上述的中心导体结构2，在达到相同的指标性能的前提下，由于容性线段23在相邻的两条感性短传输线之间折弯来增加容性短传输线的长度，有利于使得容性短传输线的长度满足不短于1/8波长的长度要求，避免容性短传输线的长度短于1/8波长的长度而使得环形器的损耗大且指标性能差；另外，还有利于将中心导体结构2以及具有其的环形器进一步的小型化的同时确保环形器的指标性能，使得环形器具有更小的体积，可提高环形器对狭窄安装空间的适应性。需要说明的是，本实施例中的“Y字型结构均匀分布”是指任两条传输线之间形成的夹角为120°或接近120°。

本发明的一个实施例，如图2所示，感性短传输线呈T字型结构，感性线段21呈直线结构。在本实施例中，感性短传输线呈T字型结构，感性线段21呈直线结构，有利于两个相邻的感性线段21之间具有更多的空间来为容性线段23的布置提供空间，有利于使得容性线段23具有足够的空间来进行布置，进而有利于增加容性线段23的长度，有利于使得容性短传输线的长度满足不短于1/8波长的长度要求，确保中心导体结构2以及具有其的环形器的指标性能；另外，感性短传输线呈T字型结构，有利于感性短传输线确保具有适合的长度，进而有利于减少中心导体结构2的阻抗，实现提高少中心导体结构2的工作频率。

本发明的一个实施例，如图2所示，第一感性连接端20呈圆弧状结构。在本实施例中，第一感性连接端20呈圆弧状结构，圆弧的长度近似等于第一感性连接端20的长度，在确保第一感性连接端20具有适合的长度的同时，可以为容性线段23的布置提供更多的空间，有利于使得容性线段23具有足够的空间来进行布置。

本发明的一个实施例，如图2所示，第一容性连接端包括：面积增加线22，容性线段23与面积增加线22连接，面积增加线22位于相邻的两条感性短传输线之间，且面积增加线22的两端分别靠近相邻的两个第一容性连接端延伸；引脚24，一端分别与面积增加线22连接，另一端背离面积增加线22向外侧伸延且分别设有用于与插针34连接的插针孔241。

在本实施例中，如图2所示，第一容性连接端包括面积增加线22，面积增加线22的两端分别靠近相邻的两个第一容性连接端延伸，从而可以增加第一容性连接端的面积，进而使得具有该中心导体结构2的环行器具有更低的频率，可以提高环行器满足低频的需求；同时，面积增加线22增加第一容性连接端的面积，还可以提高具有该中心导体结构2的环行器的隔离度和驻波性能；进一步的，本实施例的面积增加线22外侧连接有引脚24，便于中心导体结构2实现电气连接。在本实施例中，三个引脚24的阻抗均为50欧。

本发明的一个实施例，如图2所示，容性线段23包括：第一折弯段，一端为连接端一且与第一感性连接端20上连接，另一端靠近相邻的两条感性短传输线中的一条延伸后拐弯朝向并靠近另一条感性短传输线延伸形成延伸端一；第二折弯段，一端为连接端二且与第一折弯段的延伸端一连接，另一端靠近相邻的两条感性短传输线中相距较远的一条感性短传输线延伸形成延伸端二；第三折弯段，一端为连接端三且与第二折弯段的延伸端二连接，另一端向第二感性连接端折弯延伸后与第二感性连接端连接。

在本实施例中，如图2所示，容性线段23包括在相邻的两条感性短传输线之间进行布置的第一折弯段、第二折弯段和第三折弯段，第一折弯段、第二折弯段和第三折弯段增加了容性线段23的长度，从而可以实现在具有相同的尺寸的中心导体结构2中，增加了容性短传输线的长度，从而可以提高具有上述的中心导体结构2的环形器的指标性能，且有利于降低环形器的能耗，有利于降低环形器的发热，提高环形器的使用温度范围，还可以提高环形器的工作频率范围，提高环形器的适用性。

另外，本实施例提供的一种环形器，如图3、图5所示，包括：基座3，基座3内设有安装空腔30；第一磁体40，安装在安装空腔30内且位于安装空腔30的底部；第一接地片50，安装在安装空腔30内且位于第一磁体40的正上方；第一介质环60，安装在安装空腔30内且位于第一接地片50的正上方，第一介质环60内设有安装槽一；第一铁氧体70，安装在第一介质环60的安装槽一内；上述的用于环形器的中心导体结构2，安装在安装空腔30内且位于第一介质环60和第一铁氧体70的正上方，基座3的侧面上设有三个与安装空腔30连通的用于对中心导体结构2上的引脚24进行避让的避让槽31；第二介质环61，安装在安装空腔30内且位于中心导体结构2的正上方，第二介质环61内设有安装槽二；第二铁氧体71，安装在第二介质环61的安装槽二内；第二接地片51，安装在安装空腔30内且位于第二介质环61和第二铁氧体71的正上方；第二磁体41，安装在安装空腔30内且位于第二接地片51的正上方；盖体9，盖设在基座3的上端将安装空腔30的上端封堵并挤压第二磁体41。

在本实施例中，如图3、图5所示，第一磁体40和第二磁体41之间形成能够将磁场磁力线屏蔽在安装空腔30内部的闭合磁路，从而达到降低漏磁的目的，有利于减小所需磁场强度，进而可以采用体积较小的磁体，有利于降低第一磁体40和第二磁体41的厚度以及重量，有利于降低环形器的高度尺寸和总体重量；另外，通过在基座3内设有安装空腔30，有利于将第一磁体40、第一接地片50、第一介质环60、第一铁氧体70、中心导体结构2、第二介质环61、第二铁氧体71、第二接地片51、第二磁体41贴紧安装在安装空腔30内，使得环形器的结构紧凑，有利于降低环形器的高度尺寸，减少环形器的体积。另外，本实施例中的安装槽一和安装槽二均呈圆形状，第一铁氧体70和第二铁氧体71呈圆盘状结构。

在本实施例中，如图3至图5所示，基座3呈圆柱状结构，基座3材料为钢材，安装空腔30呈圆柱状结构，且安装空腔30内壁上镀有镀镍层、镀银层或镀金层；基座3的上端在安装空腔30的内壁上设有内螺纹，盖体9外侧对应基座3上端的内螺纹设有外螺纹，盖体9上的外螺纹与基座3上端的内螺纹适配螺纹连接，盖体9为导磁盖板。另外，本实施例中的第一磁体40、第一接地片50、第一介质环60、中心导体结构2、第二介质环61、第二铁氧体71、第二磁体41也为圆盘状结构。需要说明的是，本实施例中的基座3还可以设计成其它结构，安装空腔30也可以设计成其它结构，在此不再进行赘述。

在本实施例中，如图5所示，第一铁氧体70和第二铁氧体71为单面镀银微波铁氧体圆片，第一铁氧体70的下侧面镀银，第二铁氧体71的上侧面镀银，中心导体结构2夹在第一铁氧体70和第二铁氧体71的未镀银面的中间。另外，本实施例中的第一介质环60和第二介质环61是聚四氟乙烯或者陶瓷介质材料；第一接地片50和第二接地片51的表面设有镀银层。

本发明的一个实施例，第一铁氧体70和第二铁氧体71的材质为高介电常数材料，高介电常数材料的相对介电常数ε_r为23.5～24.5。在本实施例中，第一铁氧体70和第二铁氧体71的材质为高介电常数材料，高介电常数材料的相对介电常数ε_r为23.5～24.5，相对介电常数高，可有效的对电场强度进行削弱，有利于缩小环形器的体积。

本发明的一个实施例，如图3、图5所示，环形器还包括：防转卡件8，安装在安装空腔30内，位于第二磁体41的正上方且位于盖体9的正下方，盖体9向下挤压防转卡件8，防转卡件8一一对应三个避让槽31设有三个卡爪80，卡爪80连接在防转卡件8上且分别向外侧延伸，卡爪80可选配卡设在避让槽31内。

在本实施例中，如图3、图5所示，通过设有防转卡件8，防转卡件8的外侧设有卡爪80，便于将卡爪80卡设在避让槽31内对安装在安装空腔30内的部件在周向方向上进行限位，防止安装在安装空腔30内的部件发生周向转动或位移而影响环行器的性能指标。本实施例中的避让槽31呈长方形状，卡爪80呈长方体状结构，卡爪80可从基座3的上端放入避让槽31内。

本发明的一个实施例，如图3至图5所示，基座3下端周侧分别一一对应三个避让槽31连接有连接耳32，连接耳32上分别设有连通孔，环形器还包括：衬套33，连接在连接耳32上的连通孔内，衬套33沿其长度方向设有通孔；插针34，下端止抵连接在衬套33的下端，上端穿过衬套33上的通孔并与中心导体结构2上的引脚24连接。

在本实施例中，如图3至图5所示，通过在基座3下端周侧连接有连接耳32，连接耳32位于避让槽30的下方，连接耳32上分别设有连通孔，并在连通孔内安装有衬套33，衬套33沿其长度方向设有通孔，插针34的上端穿过衬套33上的通孔并与中心导体结构2上的引脚24连接，有利于中心导体结构2实现电气连接。在本实施例中，衬套33呈台阶柱状结构，衬套33上的通孔为圆柱形孔，衬套33的上端插设在连接耳32上的连通孔内且穿出连通孔；另外，本实施例中的插针孔241为圆形状，插针34穿过衬套33的通孔和连接耳32上的插针孔241并通过锡焊与引脚24焊接。本实施例中的衬套33为聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮等绝缘耐高温材料中的一种或几种制成。

进一步的，本实施例还提供一种环形器的设计方法，用于设计上述的环形器，包括：设计出基座3，将基座3设计成圆柱状结构，将安装空腔30设计成圆柱状结构，并确定安装空腔30的半径；根据安装空腔30的半径设计能够适配安装在安装空腔30内的第一磁体40、第一接地片50、第一介质环60、第一铁氧体70、中心导体结构2、第二介质环61、第二铁氧体71、第二接地片51、第二磁体41和适配盖设在基座3上端的盖体9；在设计第一铁氧体70和第二铁氧体71时，设定环形器的中心频率并分别计算出第一铁氧体70和第二铁氧体71的饱和磁化强度，同时预估出第一介质环60和第二介质环61的介电常数；根据中心频率、第一铁氧体70的饱和磁化强度和第一铁氧体70的介电常数计算出第一铁氧体70的半径尺寸；根据中心频率、第二铁氧体71的饱和磁化强度和第二铁氧体71的介电常数计算出第二铁氧体71的半径尺寸；在设计中心导体结构2时，根据环形器的结构尺寸和环形器的工作频率要求，计算出第一容性连接端所需的电容面积和第一感性连接端20所需的电感长度。

在本实施例中，通过将基座3设计成圆柱状结构，将安装空腔30设计成圆柱状结构，并确定安装空腔30的半径，便于根据安装空腔30的半径适当的设计能够适配安装在安装空腔30内的第一磁体40、第一接地片50、第一介质环60、第一铁氧体70、中心导体结构2、第二介质环61、第二铁氧体71、第二接地片51、第二磁体41的尺寸；另外，在设计第一铁氧体70和第二铁氧体71时，通过根据中心频率、第一铁氧体70的饱和磁化强度和第一铁氧体70的介电常数计算出第一铁氧体70的半径尺寸；根据中心频率、第二铁氧体71的饱和磁化强度和第二铁氧体71的介电常数计算出第二铁氧体71的半径尺寸。

具体而言，本实施例中的用于环形器的中心导体结构2上的三条感性短传输线与三条容性短传输线间隔交替布置，第一容性连接端和第二容性连接端之间连接有呈折弯结构的容性线段23，容性线段23在相邻的两条感性短传输线之间折弯，从而可以实现在具有相同的尺寸的中心导体结构2中，增加了容性短传输线的长度，从而可以提高具有上述的中心导体结构2的环形器的指标性能，且有利于降低环形器的能耗，有利于降低环形器的发热，提高环形器的使用温度范围，还可以提高环形器的工作频率范围，提高环形器的适用性；同理，在环形器内安装有上述的中心导体结构2，在达到相同的指标性能的前提下，由于容性线段23在相邻的两条感性短传输线之间折弯来增加容性短传输线的长度，有利于使得容性短传输线的长度满足不短于1/8波长的长度要求，避免容性短传输线的长度短于1/8波长的长度而使得环形器的损耗大且指标性能差；另外，还有利于将中心导体结构2以及具有其的环形器进一步的小型化的同时确保环形器的指标性能，使得环形器具有更小的体积，可提高环形器对狭窄安装空间的适应性。由此，本实施例中的用于环形器的中心导体结构2能够在确保环形器的指标性能的同时可以将中心导体结构2以及具有其的环形器进一步的小型化，可提高环形器对狭窄安装空间的适应性。

另外，除本实施例公开的技术方案以外，对于本发明中的第一磁体40、第二磁体41、中心导体的其它结构、环形器以及其工作原理等可参考本技术领域的常规技术方案，而这些常规技术方案也并非本发明的重点，本发明在此不进行详细陈述。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于环形器的中心导体结构，其特征在于，包括：

大Y字型分布式电感结构，包括三条感性短传输线，三条所述感性短传输线呈Y字型结构均匀分布，所述感性短传输线的两端分别为第一感性连接端和第二感性连接端，所述第一感性连接端和第二感性连接端之间连接有感性线段，三条所述感性短传输线的所述第一感性连接端分别向所述大Y字型分布式电感结构的外侧延伸，三条所述感性短传输线的所述第二感性连接端分别向大Y字型分布式电感结构的中部延伸并相连为一体；

小Y字型分布式电容结构，包括三条容性短传输线，三条所述容性短传输线呈Y字型结构均匀分布，三条所述感性短传输线与三条所述容性短传输线间隔交替布置，所述容性短传输线的两端分别为第一容性连接端和第二容性连接端，所述第一容性连接端和第二容性连接端之间连接有呈折弯结构的容性线段，所述容性线段在相邻的两条所述感性短传输线之间折弯，且三条所述容性短传输线的所述第一容性连接端分别向所述小Y字型分布式电容结构的外侧延伸，三条所述容性短传输线的所述第二容性连接端分别向小Y字型分布式电容结构的中部延伸并相连为一体；

三条所述感性短传输线的所述第二感性连接端与三条所述容性短传输线的所述第二容性连接端连接为一体。

2.根据权利要求1所述的用于环形器的中心导体结构，其特征在于，所述感性短传输线呈T字型结构，所述感性线段呈直线结构。

3.根据权利要求2所述的用于环形器的中心导体结构，其特征在于，所述第一感性连接端呈圆弧状结构。

4.根据权利要求1所述的用于环形器的中心导体结构，其特征在于，所述第一容性连接端包括：

面积增加线，所述容性线段与所述面积增加线连接，所述面积增加线位于相邻的两条所述感性短传输线之间，且所述面积增加线的两端分别靠近所述相邻的两个所述第一容性连接端延伸；

引脚，一端分别与所述面积增加线连接，另一端背离所述面积增加线向外侧伸延且分别设有用于与插针连接的插针孔。

5.根据权利要求1所述的用于环形器的中心导体结构，其特征在于，所述容性线段包括：

第一折弯段，一端为连接端一且与所述第一感性连接端连接，另一端靠近相邻的两条感性短传输线中的一条延伸后拐弯朝向并靠近另一条所述感性短传输线延伸形成延伸端一；

第二折弯段，一端为连接端二且与所述第一折弯段的延伸端一连接，另一端靠近相邻的两条感性短传输线中相距较远的一条感性短传输线延伸形成延伸端二；

第三折弯段，一端为连接端三且与所述第二折弯段的延伸端二连接，另一端向所述第二感性连接端折弯延伸后与所述第二感性连接端连接。

6.一种环形器，其特征在于，包括：

基座，所述基座内设有安装空腔；

第一磁体，安装在所述安装空腔内且位于所述安装空腔的底部；

第一接地片，安装在所述安装空腔内且位于所述第一磁体的正上方；

第一介质环，安装在所述安装空腔内且位于所述第一接地片的正上方，所述第一介质环内设有安装槽一；

第一铁氧体，安装在所述第一介质环的安装槽一内；

上述权利要求1至5任一项所述的用于环形器的中心导体结构，安装在所述安装空腔内且位于所述第一介质环和所述第一铁氧体的正上方，所述基座的侧面上设有三个与所述安装空腔连通的用于对中心导体结构上的引脚进行避让的避让槽；

第二介质环，安装在所述安装空腔内且位于所述中心导体结构的正上方，所述第二介质环内设有安装槽二；

第二铁氧体，安装在所述第二介质环的安装槽二内；

第二接地片，安装在所述安装空腔内且位于所述第二介质环和所述第二铁氧体的正上方；

第二磁体，安装在所述安装空腔内且位于所述第二接地片的正上方；

盖体，盖设在所述基座的上端将所述安装空腔的上端封堵并挤压所述第二磁体。

7.根据权利要求6所述的环形器，其特征在于，所述第一铁氧体和第二铁氧体的材质为高介电常数材料，所述高介电常数材料的相对介电常数ε_r为23.5～24.5。

8.根据权利要求6所述的环形器，其特征在于，还包括：

防转卡件，安装在所述安装空腔内，位于所述第二磁体的正上方且位于所述盖体的正下方，所述盖体向下挤压所述防转卡件，所述防转卡件一一对应三个所述避让槽设有三个卡爪，所述卡爪连接在所述防转卡件上且分别向外侧延伸，所述卡爪可选配卡设在所述避让槽内。

9.根据权利要求6至8任一项所述的环形器，其特征在于，所述基座下端周侧分别一一对应三个所述避让槽连接有连接耳，所述连接耳位于所述避让槽的下方，所述连接耳上分别设有连通孔，还包括：

衬套，连接在所述连接耳上的连通孔内，所述衬套沿其长度方向设有通孔；

插针，下端止抵连接在所述衬套的下端，上端穿过所述衬套上的通孔并与所述中心导体结构上的引脚连接。

10.一种环形器的设计方法，用于设计上述权利要求6至9任一项所述的环形器，其特征在于，包括：

设计出所述基座，将所述基座设计成圆柱状结构，将所述安装空腔设计成圆柱状结构，并确定所述安装空腔的半径；

根据所述安装空腔的半径设计能够适配安装在所述安装空腔内的第一磁体、第一接地片、第一介质环、第一铁氧体、中心导体结构、第二介质环、第二铁氧体、第二接地片、第二磁体和适配盖设在所述基座上端的盖体；

在设计所述第一铁氧体和所述第二铁氧体时，设定所述环形器的中心频率并分别计算出所述第一铁氧体和所述第二铁氧体的饱和磁化强度，同时预估出第一介质环和第二介质环的介电常数；根据所述中心频率、第一铁氧体的饱和磁化强度和第一铁氧体的介电常数计算出所述第一铁氧体的半径尺寸；根据所述中心频率、第二铁氧体的饱和磁化强度和第二铁氧体的介电常数计算出所述第二铁氧体的半径尺寸；

在设计所述中心导体结构时，根据所述环形器的结构尺寸和所述环形器的工作频率要求，计算出所述第一容性连接端所需的电容面积和第一感性连接端所需的电感长度。

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