CN112531309A - 一种双层介质微带环行器 - Google Patents

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刘振祥
姜秀萍
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    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
    • H01P1/38—Circulators
    • H01P1/383—Junction circulators, e.g. Y-circulators
    • H01P1/387—Strip line circulators

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Abstract

本发明的一个实施例公开了一种双层介质微带环行器，包括：焊接衬片、铁氧体基片、非铁氧体基片、微带电路、绝缘隔片和钐钴永磁体；其中，非铁氧体基片的上表面镀覆所述微带电路；所述铁氧体基片与非铁氧体基片垂直放置，所述铁氧体基片的上表面和非铁氧体基片的下表面粘接。相对于普通微带环行器仅采用铁氧体一层介质的铁氧体微带片，由于铁氧体上层介质的阻隔，使得铁氧体内的微波磁场显著下降，提高了铁氧体材料非线性损耗激发的功率阈值，所以具有更高的峰值功率承受能力，另外，铁氧体的介电常数比较固定，而非铁氧体介质的介电常数可用灵活设计，在需要更高介电常数微带基片时，该设计可以有利于实现小型化。

Description

一种双层介质微带环行器
技术领域
本发明涉及铁氧体环行器领域。更具体地，涉及一种双层介质微带环行器。
背景技术
微带环行器具有使微波信号在三个端口环行传输的功能，广泛应用于微波传输系统。微带环行器主要由底部的焊接衬片、铁氧体微带片(包含铁氧体基片、上层微带电路、微带电路接地面)、绝缘隔片和永磁体等构成，其中铁氧体微带片是微带环行器的核心功能零件，其底部与焊接衬片焊接，上表面与绝缘隔片和永磁体粘接。铁氧体微带片中的铁氧体基片通常全部由同一种铁氧体材料构成，不仅具有旋磁功能，而且具有介质功能。
由于铁氧体的介电常数比较固定，所以由同一种材料铁氧体构成的旋磁基片，其介电常数无法调节；另外由于微带电路直接做在铁氧体表面，铁氧体内的电磁场比较强，而铁氧体在大功率条件下会有非线性损耗效应，所以其承受的峰值功率受到很大限制；还有，在铁氧体表面制作微带电路对工艺的要求很特殊，且工艺要求高，所以制作成本难以下降。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种双层介质微带环行器，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供了一种双层介质微带环行器，包括：
焊接衬片、铁氧体基片、非铁氧体基片、微带电路、绝缘隔片和钐钴永磁体；
其中，非铁氧体基片的上表面镀覆所述微带电路；
所述铁氧体基片与非铁氧体基片垂直放置，所述铁氧体基片的上表面和非铁氧体基片的下表面粘接。
在一个具体实施例中，所述非铁氧体基片采用高介电常数的陶瓷材料制成。
在一个具体实施例中，所述非铁氧体介质与所述铁氧体介质之间通过粘接剂粘接。
在一个具体实施例中，所述焊接衬片的材料为纯铁，上下表面镀银。
在一个具体实施例中，所述焊接衬片、铁氧体基片和非铁氧体基片均为长方形薄片，平面方向大小相同。
在一个具体实施例中，所述微带电路光刻在非铁氧体基片的上表面，并镀金。
在一个具体实施例中，所述绝缘隔片是氧化铝陶瓷片，为圆形，粘结固定在微带电路的上表面。
在一个具体实施例中，所述钐钴永磁体为圆形，且直径与绝缘隔片相同，材料为钐钴合金。
本发明的有益效果如下：
本发明通过对铁氧体基片与微带电路之间增加一种非铁氧体基片，该非铁氧体基片采用高介电常数的陶瓷材料，可以进一步实现器件的小型化；同时，非铁氧体基片降低了铁氧体基片内的微波磁场，提高了器件承受峰值功率的能力；另外非铁氧体基片只在单面制作微带电路，节省了工艺步骤，也节省了接地面大面积镀金的成本，若该非铁氧体基片采用非陶瓷类的印制板类微带片，工艺成本则更低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，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示出根据本发明的一个实施例的双层介质微带环行器组成示意图。
图2示出根据本发明的一个实施例的双层介质微带环行器的部分组成示意图。
附图标记说明
1、焊接衬片，2、铁氧体基片，3、非铁氧体基片，4、微带电路，5、绝缘隔片，6、钐钴永磁体。
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。
如图1和图2所示，本发明一个实施例提供一种双层介质微带环行器，包括：依次同轴层叠设置的焊接衬片1、铁氧体基片2、非铁氧体基片3、微带电路4、绝缘隔片5和钐钴永磁体6；
其中，非铁氧体基片的下表面不镀覆金属，上表面镀覆所述微带电路；
所述铁氧体基片2与非铁氧体基片3垂直放置，所述铁氧体基片2的上表面和非铁氧体基片3的下表面粘接。
在一个具体实施例中，所述非铁氧体基片采用高介电常数的陶瓷材料制成。
在一个具体实施例中，所述非铁氧体介质与所述铁氧体介质之间通过粘接剂粘接。
在一个具体实施例中，所述焊接衬片1的材料为纯铁，上下表面镀银，焊接衬片1的表面镀层作为微带电路4的接地面，焊接衬片1的高磁导率特性使得铁氧体基片2内的磁化场向垂直方向集中。
在一个具体实施例中，所述焊接衬片1、铁氧体基片2和非铁氧体基片3均为长方形薄片，平面方向大小相同。
在一个具体实施例中，所述微带电路4光刻在非铁氧体基片3的上表面，并镀金。
在一个具体实施例中，所述绝缘隔片5是氧化铝陶瓷片，为圆形，粘结固定在微带电路4的上表面，绝缘隔片5用于保证钐钴永磁体6和微带电路4的绝缘和间距。
在一个具体实施例中，所述钐钴永磁体6为圆形，且直径与绝缘隔片5相同，材料为钐钴合金，用于为铁氧体基片2提供磁化场。
在一个具体实施例中，本发明提供的一种双层介质微带环行器工作时，微波信号从微带环行器的微带端口a进入，传输到双Y形微带电路4的中心结；微波在铁氧体基片2内的传输呈现非互易环行特性，使得微波向相邻的微带端口b传输，而微带端口c几乎没有微波传输过去，所以微带端口c被隔离。同样道理，微波信号从微带端口b进入微带环行器，从微带端口c输出，微带端口a被隔离；微波信号从微带端口c进入微带环行器，从微带端口a输出，微带端口b被隔离，所以微波信号在三个端口之间的传输是沿同一方向a-b-c环行的。当钐钴永磁体6的磁极方向相反时，铁氧体片2处于相反方向的磁化状态，铁氧体基片2的垂直磁化分量使得微波向相反方向的微带端口传输，环行方向为a-c-b。
本发明通过对铁氧体基片与微带电路之间增加一种非铁氧体基片，该非铁氧体基片采用高介电常数的陶瓷材料，可以进一步实现器件的小型化；同时，非铁氧体基片降低了铁氧体基片内的微波磁场，提高了器件承受峰值功率的能力；另外非铁氧体基片只在单面制作微带电路，节省了工艺步骤，也节省了接地面大面积镀金的成本，若该非铁氧体基片采用非陶瓷类的印制板类微带片，工艺成本则更低。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种双层介质微带环行器，其特征在于，包括：焊接衬片(1)、铁氧体基片(2)、非铁氧体基片(3)、微带电路(4)、绝缘隔片(5)和钐钴永磁体(6)；
其中，所述非铁氧体基片(3)的上表面镀覆所述微带电路(4)；
所述铁氧体基片(2)与非铁氧体基片(3)垂直放置，所述铁氧体基片(2)的上表面和非铁氧体基片(3)的下表面粘接。
2.根据权利要求1所述的双层介质微带环行器，其特征在于，
所述非铁氧体基片(3)采用高介电常数的陶瓷材料制成。
3.根据权利要求1所述的双层介质微带环行器，其特征在于，
所述非铁氧体基片(3)与所述铁氧体基片(2)之间通过粘接剂粘接。
4.根据权利要求1所述的双层介质微带环行器，其特征在于，
所述焊接衬片(1)的材料为纯铁，上下表面镀银。
5.根据权利要求1所述的双层介质微带环行器，其特征在于，
所述焊接衬片(1)、铁氧体基片(2)和非铁氧体基片(3)均为长方形薄片，平面方向大小相同。
6.根据权利要求1所述的双层介质微带环行器，其特征在于，
所述微带电路(4)光刻在非铁氧体基片(3)的上表面，并镀金。
7.根据权利要求1所述的双层介质微带环行器，其特征在于，
所述绝缘隔片(5)是氧化铝陶瓷片，为圆形，粘结固定在微带电路(4)的上表面。
8.根据权利要求1所述的双层介质微带环行器，其特征在于，
所述钐钴永磁体(6)为圆形，且直径与绝缘隔片(5)相同，材料为钐钴合金。
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