CN112332057A - 一种大功率l波段隔离器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大功率L波段隔离器,包括隔离器本体,LOAD端口连接有水负载;水负载包括水腔、分别设置在水腔两侧的二号水腔堵头和一号水腔堵头、设置在水腔内的若干水管和至少两个以上的调配球,LOAD端口与水腔连接,二号水腔堵头设置有进水口,一号水腔堵头设置有出水口,进水口设置有用于与外部水源连接的水接头,出水口依次通过设置水嘴、镀镍铜管和水接头与隔离器本体的匹配台内的冷却水路连接,冷却水路的另一端与U型铜管连接,水管一端与二号水腔堵头连接,另一端与一号水腔堵头连接。本发明解决了目前的隔离器容易导致铁氧体过热开裂,隔离器使用寿命短,隔离器适用功率容量低,需要频繁地更换铁氧体,使用成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及波导领域、微波元器件领域,更具体地涉及一种大功率L波段隔离器。
背景技术
隔离器是一种一种微波无源器件,该器件有两个端口,利用铁氧体材料在外加直流磁场的作用下所产生的旋磁效应,使入射隔离器的微波发生一定角度的偏转,由输出端口输出,而在负载端口没有输出,从而实现微波信号的单向传输。隔离器又名信号隔离器,是微波系统中重要组成部分。
隔离器又称单向器,它是一种单向传输电磁波的器件,当电磁波沿正向传输时,可将功率馈给负载,对来自负载的反射波则产生较大衰减,这种单向传输特性可以用于隔离负载变动对信号源的影响。目前的隔离器通常是利用铁氧体将反射波吸收掉,但是会容易导致铁氧体过热,甚至开裂,使得铁氧体的使用寿命非常短,需要频繁地更换铁氧体,使用成本高,会给使用者带来诸多不便,且导致隔离器使用寿命短,隔离器适用功率容量低。
发明内容
本发明提供了一种大功率L波段隔离器,以解决目前的隔离器通常是利用铁氧体将反射吸收掉,但是会容易导致铁氧体过热,甚至开裂,使得铁氧体的使用寿命非常短,需要频繁地更换铁氧体,使用成本高,会给使用者带来诸多不便且导致隔离器使用寿命短,隔离器适用功率容量低的问题。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种大功率L波段隔离器,包括隔离器本体,隔离器本体设置有三个端口,分别为IN端口、OUT端口和LOAD端口,IN端口、OUT端口和LOAD端口使得隔离器本体形成Y型结结构,IN端口和LOAD端口均设置有N型接头,LOAD端口连接有水负载;
水负载包括水腔、分别设置在水腔两侧的二号水腔堵头和一号水腔堵头、设置在水腔内的若干水管和至少两个以上的调配球,LOAD端口与水腔连接,二号水腔堵头设置有进水口,一号水腔堵头设置有出水口,进水口设置有用于与外部水源连接的水接头,出水口依次通过设置水嘴、镀镍铜管和水接头与隔离器本体的匹配台内的冷却水路连接,冷却水路的另一端与U型铜管连接,水管一端与二号水腔堵头连接,另一端与一号水腔堵头连接;
隔离器本体包括上腔体和下腔体,上腔体和下腔体相互远离的两侧上部均设置有磁路板安装座,磁路板安装座安装有一号磁路板,两侧的磁路板的上部之间通过设置二号磁路板连接,磁路板安装座下方由外至内依次设置有铭牌、磁钢、铁片、匹配台和铁氧体,匹配台表面粘接有多个铁氧体,多个铁氧体组合成正六边形或圆形。
进一步地,冷却水路用于冷却铁氧体,冷却水路在匹配台内形成连续多段式的蜿蜒水路路径。
进一步地,冷却水路与U型铜管的连接处设置有卡套接头。
进一步地,水管与二号水腔堵头的连接处设置有第一密封圈,水管与一号水腔堵头的连接处设置有第一密封圈。
进一步地,水腔与二号水腔堵头的连接处设置有第二密封圈,水腔与一号水腔堵头的连接处设置有第二密封圈。
进一步地,IN端口处的N型接头用于输入微波功率。
进一步地,LOAD端口处的N型接头用于反射微波功率。
进一步地,水接头为ZG1/4水接头。
进一步地,镀镍铜管为135°镀镍铜管。
进一步地,水嘴为M10水嘴。
较佳地,水管采用四氟乙烯或石英材料制作而成。
较佳地,调配球有三个。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明的大功率L波段隔离器通过设置水负载和冷却水路,水负载吸收掉从OUT端口过来的微波能量,从而阻止了从OUT端口进入的微波往微波源里传输,实现了单一方向传输并保护了微波源;冷却水路对铁氧体进行冷却散热,即带走了铁氧体的热量,避免铁氧体过热,导致开裂;在水负载和冷却水路的共同作用下,能够最大程度地防止出现因为铁氧体开裂导致隔离器无法正常工作的情况,延长了隔离器的使用寿命,提高了隔离器的适用功率不需要频繁地更换铁氧体,使用成本低。
附图说明
图1为本发明的一种大功率L波段隔离器的结构示意图。
图2为本发明的一种大功率L波段隔离器的隔离器本体的结构示意图。
图3为图1中A-A向剖视图的示意图。
图4为本发明的一种大功率L波段隔离器的水冷装置的结构示意图。
图5为本发明的一种大功率L波段隔离器的冷却板的结构示意图。
附图标记:1为下腔体,2为上腔体,3为第一磁路板,4为第二磁路板,5为磁路板安装座,6为铭牌,7为铁氧体,8为磁钢,9为铁片,10为一号水腔堵头,11为二号水腔堵头,12为水管,13为第一密封圈,14为N接头,15为水接头,16为卡套接头,17为水嘴,18为冷却水路,19为第二密封圈,20为U型铜管,21为镀镍铜管,22为调配球,23为进水口,24为出水口,25为IN端口,26为OUT端口,27为LOAD端口,28为排水口,29为冷却板,30为冷却管。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例,都属于本发明的保护范围。
请参阅图1至图3,图中所示者为本发明所选用的实施例结构,此仅供说明之用,在专利申请上并不受此种结构的限制。
实施例一
如图1和图2所示,一种大功率L波段隔离器,包括隔离器本体,隔离器本体设置有三个端口,分别为IN端口25、OUT端口26和LOAD端口27,IN端口25、OUT端口26和LOAD端口27使得隔离器本体形成Y型结结构,IN端口25和LOAD端口27均设置有N型接头14,LOAD端口27连接有水负载;
水负载包括水腔、分别设置在水腔两侧的二号水腔堵头11和一号水腔堵头10、设置在水腔内的若干水管12和至少两个以上的调配球22,LOAD端口27与水腔连接,二号水腔堵头11设置有进水口23,一号水腔堵头10设置有出水口24,进水口23设置有用于与外部水源连接的水接头15,出水口24依次通过设置水嘴17、镀镍铜管21和水接头15与隔离器本体的匹配台内的冷却水路18连接,冷却水路18的另一端与U型铜管20连接,水管12一端与二号水腔堵头11连接,另一端与一号水腔堵头10连接;
隔离器本体包括上腔体2和下腔体1,上腔体2和下腔体1相互远离的两侧上部均设置有磁路板安装座5,磁路板安装座5安装有一号磁路板3,两侧的磁路板的上部之间通过设置二号磁路板4连接,磁路板安装座5下方由外至内依次设置有铭牌6、磁钢8、铁片9、匹配台和铁氧体7,匹配台表面粘接有7个铁氧体7,7个铁氧体7组合成正六边形。
实施例二
冷却水路18用于冷却铁氧体7。冷却水路18在匹配台内形成连续多段式的蜿蜒水路路径,冷却水路18的路径如图3所示。冷却水路18与U型铜管20的连接处设置有卡套接头16。U型铜管20用于将用于冷却后的水排出到外界。
进一步地,水管12与二号水腔堵头11的连接处设置有第一密封圈13,水管12与一号水腔堵头10的连接处设置有第一密封圈13。水腔与二号水腔堵头11的连接处设置有第二密封圈19,水腔与一号水腔堵头10的连接处设置有第二密封圈19。
较佳地,IN端口25处的N型接头14用于输入微波功率。LOAD端口27处的N型接头14用于反射微波功率。N型接头14为N-K型接头,衰减度为50dB。
优选地,水接头15为ZG1/4水接头。镀镍铜管21为135°镀镍铜管。水嘴17为M10水嘴。水管12采用四氟乙烯或石英材料制作而成。调配球22有三个。
实施例三
本发明的大功率L波段隔离器用于接在微波源与负载之间,微波源接IN端口25,负载接OUT端口26。
当微波从IN端口25输入,经过Y型结时,铁氧体7在磁钢8的磁化下产生旋磁效应,微波往OUT端口26传输。
当负载不匹配,反射较大时,微波能量从OUT端口26馈入,此时,铁氧体7在磁钢8的磁化下产生旋磁效应,微波往LOAD端口27传输。在LOAD端口27处,水负载吸收掉从OUT端口26过来的微波能量,从而阻止了从OUT端口26进入的微波往微波源里传输,实现了单一方向传输并保护了微波源。
其中,采用直径为10-25mm,高度为10-50mm的调配球22,对水负载的吸收性能进行调配,即对本大功率L波段隔离器的隔离度进行匹配,将隔离度匹配到-20dB以下,即为匹配完成。本大功率L波段隔离器的高度为300mm,长度为250mm,宽度为106.4mm。
进一步优化,为了最大程度地对铁氧体7进行冷却,铁氧体7为圆片铁氧体7,7个铁氧体7组成的正六边形中的内部空隙最小,能够使得铁氧体7与匹配台的接触面积最大化,也就能够使得冷却水路18最大程度地对铁氧体7进行冷却,且该设计只在水负载能够吸收掉从OUT端口26过来的微波能量的情况下适用,也即7个圆片铁氧体7的设计是在实施例一方案的基础上的优化,如果没有水负载与冷却水路18的联合设计,7个圆片铁氧体7容易受热不均导致开裂。
为了使得水负载最大程度地吸收掉从OUT端口26过来的微波能量,如图4和图5所示,水腔内设置有水冷装置,水冷装置包括冷却板29和若干冷却管30,一号水腔堵头10设置有排水口28,冷却板29与LOAD端口27连接,冷却板29设置有若干通孔,冷却管30一端与通孔连通,另一端封闭且靠近水腔底部,进水口23和排水口28均与水腔连通,水管12与冷却管30交错。
水从进水口23进入到水腔,微波能量从LOAD端口27通过冷却板29上的通孔进入到冷却管30,水在水腔内与冷却管30充分接触,从而带走热量,即水负载吸收掉从OUT端口26过来的微波能量。若干冷却管30将微波能量分散再进行吸收,使得与水的接触面积最大化,即最大程度地进行热量吸收,从而减轻铁氧体7的负荷。而且水腔内的吸收热量后的水从排水口28排出,即对LOAD端口27的微波能量进行冷却的水与对铁氧体7进行冷却的水分开输送,使得两者的冷却效果最大化。
以上所述实施例是用以说明本发明,并非用以限制本发明,所以举例数值的变更或等效元件的置换仍应隶属本发明的范畴。
由以上详细说明,可使本领域普通技术人员明了本发明的确可达成前述目的,实已符合专利法的规定,现提出专利申请。
Claims (10)
1.一种大功率L波段隔离器,其特征在于,包括隔离器本体,隔离器本体设置有三个端口,分别为IN端口、OUT端口和LOAD端口,IN端口、OUT端口和LOAD端口使得隔离器本体形成Y型结结构,IN端口和LOAD端口均设置有N型接头,LOAD端口连接有水负载;
水负载包括水腔、分别设置在水腔两侧的二号水腔堵头和一号水腔堵头、设置在水腔内的若干水管和至少两个以上的调配球,LOAD端口与水腔连接,二号水腔堵头设置有进水口,一号水腔堵头设置有出水口,进水口设置有用于与外部水源连接的水接头,出水口依次通过设置水嘴、镀镍铜管和水接头与隔离器本体的匹配台内的冷却水路连接,冷却水路的另一端与U型铜管连接,水管一端与二号水腔堵头连接,另一端与一号水腔堵头连接;
隔离器本体包括上腔体和下腔体,上腔体和下腔体相互远离的两侧上部均设置有磁路板安装座,磁路板安装座安装有一号磁路板,两侧的磁路板的上部之间通过设置二号磁路板连接,磁路板安装座下方由外至内依次设置有铭牌、磁钢、铁片、匹配台和铁氧体,匹配台表面粘接有多个铁氧体,多个铁氧体组合成正六边形或圆形。
2.如权利要求1所述的一种大功率L波段隔离器,其特征在于,冷却水路用于冷却铁氧体,冷却水路在匹配台内形成连续多段式的蜿蜒水路路径。
3.如权利要求1所述的一种大功率L波段隔离器,其特征在于,冷却水路与U型铜管的连接处设置有卡套接头。
4.如权利要求1所述的一种大功率L波段隔离器,其特征在于,水管与二号水腔堵头的连接处设置有第一密封圈,水管与一号水腔堵头的连接处设置有第一密封圈。
5.如权利要求1所述的一种大功率L波段隔离器,其特征在于,水腔与二号水腔堵头的连接处设置有第二密封圈,水腔与一号水腔堵头的连接处设置有第二密封圈。
6.如权利要求1所述的一种大功率L波段隔离器,其特征在于,IN端口处的N型接头用于输入微波功率。
7.如权利要求1所述的一种大功率L波段隔离器,其特征在于,LOAD端口处的N型接头用于反射微波功率。
8.如权利要求1所述的一种大功率L波段隔离器,其特征在于,水接头为ZG1/4水接头。
9.如权利要求1所述的一种大功率L波段隔离器,其特征在于,镀镍铜管为135°镀镍铜管。
10.如权利要求1所述的一种大功率L波段隔离器,其特征在于,水嘴为M10水嘴。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant |