CN112542670A - 一种环形器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环形器，包括：两个永磁体、两个铁氧体、中心导体、壳体和金属PIN针，所述两个永磁体装配于所述两个铁氧体上下两侧；所述中心导体装配于所述两个铁氧体之间；所述中心导体包括谐振电路和三个与所述谐振电路连接且互成120°对称的匹配电路，所述匹配电路包括传输线和枝节滤波电路，所述枝节滤波电路通过所述传输线与所述谐振电路连接，所述传输线分别与所述环形器端口的所述金属PIN针连接；所述壳体用于提供磁闭环回路、以及用于封装所述永磁体、所述两个铁氧体和所述中心导体。上述技术方案中，三个匹配电路可以构成多级低通滤波电路，使得带内损耗较小、高带外的二次谐波抑制较大，解决现有技术中带外谐波抑制性能较差的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及无线通信应用的微波铁氧体器件，尤其涉及一种环形器。
背景技术
环形器是一种具有三个或多个端口的单向器件，其包括微波铁氧体、带状线中心导体电路、金属PIN针和永久磁铁。由于受偏磁场磁化的微波铁氧体的旋磁效应的作用，进入第一端口的电磁波能量环形到第二端口输出，而与第三端口隔离。
随着微波通讯的迅速发展，人们对现有技术中存在的环形器，提出了更高的要求。现有的环形器可以通过工作频带内的谐波，而没有考虑到对带外谐波的抑制。对于现有技术中的环形器，其应用领域的电磁环境日趋复杂，在其使用中会受到一定限制，目前较有效的方法是外接滤波器以提高带外谐波抑制。
但是，外接滤波器以提高带外谐波抑制的方法，操作不方便而且抑制性能较差。所以，亟需一种具有带外谐波抑制功能的环形器，以解决现有技术中的环形器带外谐波抑制性能较差的问题。
发明内容
本发明提供一种环形器，以解决现有技术中的环形器带外谐波抑制性能较差的问题。
本发明实施例提供了一种环形器，包括：两个永磁体、两个铁氧体、中心导体、壳体和金属PIN针，
所述两个永磁体装配于所述两个铁氧体上下两侧；
所述中心导体装配于所述两个铁氧体之间；
所述中心导体包括谐振电路和三个与所述谐振电路连接且互成120°对称的匹配电路，所述匹配电路包括传输线和枝节滤波电路，所述枝节滤波电路通过所述传输线与所述谐振电路连接，所述传输线分别与所述环形器端口的所述金属PIN针连接；
所述壳体用于提供磁闭环回路、以及用于封装所述永磁体、所述两个铁氧体和所述中心导体。
进一步地，所述传输线包括六段1/4工作波长传输线，所述枝节滤波电路的两端分别通过所述传输线与所述谐振电路连接。
进一步地，所述枝节滤波电路包括三个π型枝节滤波电路。
进一步地，所述π型枝节滤波电路的枝节长度为1/4二次谐波波长。
进一步地，所述环形器还包括：两个磁极片，所述两个磁极片分别装配于各所述铁氧体和各所述永磁体之间，
用于均匀所述外偏磁场、以及使各所述铁氧体接地。
进一步地，所述环形器还包括：接地片，所述接地片装配于任一磁极片和永磁体之间，
用于提高电气连接性能。
进一步地，所述环形器还包括：补偿片，所述补偿片装配于靠近所述壳体的顶盖的所述永磁体上方，用于对所述环形器进行温度补偿。
本发明公开了一种环形器，包括：两个永磁体、两个铁氧体、中心导体、壳体和金属PIN针，所述两个永磁体装配于所述两个铁氧体上下两侧；所述中心导体装配于所述两个铁氧体之间；所述中心导体包括谐振电路和三个与所述谐振电路连接且互成120°对称的匹配电路，所述匹配电路包括传输线和枝节滤波电路，所述枝节滤波电路通过所述传输线与所述谐振电路连接，所述传输线分别与所述环形器端口的所述金属PIN针连接；所述壳体用于提供磁闭环回路、以及用于封装所述永磁体、所述两个铁氧体和所述中心导体。上述技术方案中，三个匹配电路可以构成多级低通滤波电路，内部串联多级低通滤波电路的环形器的带内损耗较小，而且高带外的二次谐波抑制较大，可以解决现有技术中的环形器带外谐波抑制性能较差的问题。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的环形器的爆炸图；
图2为本发明实施例一提供的中心导体的电路结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的环形器的性能仿真图。
附图标号：
永磁体-110、铁氧体-120、中心导体-130、壳体-140、金属PIN针-150、磁极片-160、接地片-170、补偿片-180、谐振电路-210、匹配电路-220。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的环形器的爆炸图，该环形器包括：两个永磁体110、两个铁氧体120、中心导体130、壳体140和金属PIN针150，
所述两个永磁体110装配于所述两个铁氧体120上下两侧；所述中心导体130装配于所述两个铁氧体120之间；所述中心导体130包括谐振电路210和三个与所述谐振电路210连接且互成120°对称的匹配电路220，所述匹配电路220包括传输线和枝节滤波电路，所述枝节滤波电路通过所述传输线与所述谐振电路210连接，所述传输线分别与所述环形器端口的所述金属PIN针150连接；所述壳体140用于提供磁闭环回路、以及用于封装所述永磁体110、所述两个铁氧体120和所述中心导体130。
其中，永磁体110为在开路状态下能长期保留较高剩磁的磁体，其用于环形器中可以用于提供外偏磁场。
铁氧体120可以包括带陶瓷环的旋磁铁氧体，铁氧体120可以为圆柱体。
金属PIN针150可以包括镀银PIN针，PIN针为连接器中用来完成电信号的传输的一种金属物质。
中心导体130可以与镀银PIN针焊接，组成PIN组件，进行信号输入和信号输出。另外，中心导体130可以由耐高温聚邻苯二甲酰胺(PPA)支架制成。
图2为本发明实施例一提供的中心导体130的电路结构示意图，如图2所示，中心导体130的匹配电路220包括传输线和枝节滤波电路，其中，传输线可以包括六段1/4工作波长的传输线，枝节滤波电路包括三个π型枝节滤波电路，三个枝节滤波电路可以构成多级低通滤波电路，提高对二次谐波、三次谐波和多次谐波的抑制作用。
壳体140可以包括外壳和盖子，外壳和盖子用于提供磁闭环回路和封装，、以及用于封装所述永磁体110、所述两个铁氧体120和所述中心导体130。
采用内部串联多级低通滤波电路的环形器的带内损耗小于0.35dB，高带区间中带外二倍频区间的二次谐波抑制大于30dB，与现有技术中的带内损耗小于0.35dB，高带区间中带外二倍频区间的二次谐波抑制大于20dB的环形器相比，本发明提供的环形器对带外谐波抑制性能有了较大的改善。
图3为本发明实施例一提供的环形器的性能仿真图，如图3所示，①中(m1,m2)为带内插损，(m3,m4)为二次谐波抑制；②(m7,m8)为带内回波损耗；③(m5，m6)为带内隔离度。
本发明公开了一种环形器，包括：两个永磁体110、两个铁氧体120、中心导体130、壳体140和金属PIN针150，所述两个永磁体110装配于所述两个铁氧体120上下两侧；所述中心导体130装配于所述两个铁氧体120之间；所述中心导体130包括谐振电路210和三个与所述谐振电路210连接且互成120°对称的匹配电路220，所述匹配电路220包括传输线和枝节滤波电路，所述枝节滤波电路通过所述传输线与所述谐振电路210连接，所述传输线分别与所述环形器端口的所述金属PIN针150连接；所述壳体140用于提供磁闭环回路、以及用于封装所述永磁体110、所述两个铁氧体120和所述中心导体130。上述技术方案中，三个匹配电路220可以构成多级低通滤波电路，内部串联多级低通滤波电路的环形器的带内损耗较小，而且高带外的二次谐波抑制较大，可以解决现有技术中的环形器带外谐波抑制性能较差的问题。
实施例二
本实施例是在上述实施例的基础上进行具体化。在本实施例中，该环形器还可以包括：两个永磁体110、两个铁氧体120、中心导体130、壳体140、金属PIN针150、两个磁极片160、接地片170和补偿片180，
所述两个永磁体110装配于所述两个铁氧体120上下两侧；所述中心导体130装配于所述两个铁氧体120之间；所述中心导体130包括谐振电路210和三个与所述谐振电路210连接且互成120°对称的匹配电路220，所述匹配电路220包括传输线和枝节滤波电路，所述枝节滤波电路通过所述传输线与所述谐振电路210连接，所述传输线分别与所述环形器端口的所述金属PIN针150连接；所述壳体140用于提供磁闭环回路、以及用于封装所述永磁体110、所述两个铁氧体120和所述中心导体130。
其中，所述两个磁极片160分别装配于各所述铁氧体120和各所述永磁体110之间，用于均匀所述外偏磁场、以及使各所述铁氧体120接地。所述接地片170装配于任一磁极片160和永磁体110之间，用于提高电气连接性能。所述补偿片180装配于靠近所述壳体140的顶盖的所述永磁体110上方，用于对所述环形器进行温度补偿。
本发明公开了一种环形器，包括：两个永磁体110、两个铁氧体120、中心导体130、壳体140和金属PIN针150，所述两个永磁体110装配于所述两个铁氧体120上下两侧；所述中心导体130装配于所述两个铁氧体120之间；所述中心导体130包括谐振电路210和三个与所述谐振电路210连接且互成120°对称的匹配电路220，所述匹配电路220包括传输线和枝节滤波电路，所述枝节滤波电路通过所述传输线与所述谐振电路210连接，所述传输线分别与所述环形器端口的所述金属PIN针150连接；所述壳体140用于提供磁闭环回路、以及用于封装所述永磁体110、所述两个铁氧体120和所述中心导体130。上述技术方案中，三个匹配电路220可以构成多级低通滤波电路，内部串联多级低通滤波电路的环形器的带内损耗较小，而且高带外的二次谐波抑制较大，可以解决现有技术中的环形器带外谐波抑制性能较差的问题。
另外，两个磁极片160可以均匀外偏磁场，还可以使得铁氧体120接地，接地片170可以提高环形器的电气连接性能，补偿片180可以对所述环形器进行温度补偿，保证了产品在高低温环境下工作的电气性能。
进一步地，所述传输线包括六段1/4工作波长传输线，所述枝节滤波电路的两端分别通过所述传输线与所述谐振电路210连接。
其中，每个枝节滤波电路的两端分别通过两段传输线与谐振电路210连接。1/4工作波长传输线可以与三个枝节滤波电路相互配合，实现谐波抑制的作用。
进一步地，所述枝节滤波电路包括三个π型枝节滤波电路。
其中，三个π型枝节滤波电路互成120°对称，三个π型枝节滤波电路的两端分别通过两段传输线与谐振电路210连接。
进一步地，如图2所示，所述π型枝节滤波电路的枝节长度为1/4二次谐波波长。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (7)
1.一种环形器，其特征在于，包括：两个永磁体、两个铁氧体、中心导体、壳体和金属PIN针，
所述两个永磁体装配于所述两个铁氧体上下两侧；
所述中心导体装配于所述两个铁氧体之间；
所述中心导体包括谐振电路和三个与所述谐振电路连接且互成120°对称的匹配电路，所述匹配电路包括传输线和枝节滤波电路，所述枝节滤波电路通过所述传输线与所述谐振电路连接，所述传输线分别与所述环形器端口的所述金属PIN针连接；
所述壳体用于提供磁闭环回路、以及用于封装所述永磁体、所述两个铁氧体和所述中心导体。
2.根据权利要求1所述的环形器，其特征在于，所述传输线包括六段1/4工作波长传输线，所述枝节滤波电路的两端分别通过所述传输线与所述谐振电路连接。
3.根据权利要求1所述的环形器，其特征在于，所述枝节滤波电路包括三个π型枝节滤波电路。
4.根据权利要求3所述的环形器，其特征在于，所述π型枝节滤波电路的枝节长度为1/4二次谐波波长。
5.根据权利要求1所述的环形器，其特征在于，还包括：两个磁极片，所述两个磁极片分别装配于各所述铁氧体和各所述永磁体之间，
用于均匀所述外偏磁场、以及使各所述铁氧体接地。
6.根据权利要求1所述的环形器，其特征在于，还包括：接地片，所述接地片装配于任一磁极片和永磁体之间，
用于提高电气连接性能。
7.根据权利要求1所述的环形器，其特征在于，还包括：补偿片，所述补偿片装配于靠近所述壳体的顶盖的所述永磁体上方，用于对所述环形器进行温度补偿。
Priority Applications (1)
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| CN202011461065.8A CN112542670A (zh) | 2020-12-11 | 2020-12-11 | 一种环形器 |
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| CN202011461065.8A CN112542670A (zh) | 2020-12-11 | 2020-12-11 | 一种环形器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114335949A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-04-12 | 北京无线电测量研究所 | 一种微带环行器 |
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2020
- 2020-12-11 CN CN202011461065.8A patent/CN112542670A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114335949A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-04-12 | 北京无线电测量研究所 | 一种微带环行器 |
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