CN114759328A

CN114759328A - 一种微带隔离器

Info

Publication number: CN114759328A
Application number: CN202210413796.8A
Authority: CN
Inventors: 刘振祥; 岳晓军
Original assignee: Beijing Institute of Radio Measurement
Current assignee: Beijing Institute of Radio Measurement
Priority date: 2022-04-15
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2022-07-15

Abstract

本申请实施例公开一种微带隔离器，包括衬片；设置在衬片上的铁氧体基片和永磁体；永磁体在Z方向上的厚度大于铁氧体基片的厚度；设置于铁氧体基片上表面的微带电路；微带电路包括用以接收微波的输入端，及用以输出微波的输出端；输入端和输出端分别延伸至铁氧体基片相对的两个第一边侧；设置在永磁体背离衬片一侧的磁极头；磁极头包括固定于永磁体上表面的磁极部，磁极部延伸至上方位置的第一延伸部；第一延伸部包括分别用以暴露输入端和输出端的两个缺口；两个缺口形成于第一延伸部远离磁极部的两个角部；在X方向上磁极部的长度与衬片的长度相等，永磁体的长度小于衬片和磁极部的长度；在X方向上永磁体的两端在磁极部和衬片之间形成的缺失部。

Description

一种微带隔离器

技术领域

本申请涉及隔离器技术领域，更具体地，本申请涉及一种微带隔离器。

背景技术

微带隔离器具有使微波信号在两个端口单向传输、反向隔离的功能，广泛应用于微波传输系统。超宽带边导模微带隔离器主要由底部的衬片、铁氧体基片、微带电路、磁极头和永磁体等构成。

现有技术中，微带隔离器安装在器件中时，由于微带隔离器的结构设计较大，导致器件内的空间利用效率较低。而微带隔离器在使用过程中，永磁体和磁极头产生的磁场对微带电路的影响较大；因此，要满足微带隔离器体积变小的同时还能使微带隔离器的使用功能不受影响是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微带隔离器，以解决上述技术问题中的至少一个。

为了达到上述目的中至少一个，本申请采用下述技术方案：

本申请第一方面提供一种微带隔离器，包括：

衬片；

沿Y方向排列设置在所述衬片上表面的铁氧体基片和永磁体；所述永磁体在Z方向上的厚度大于铁氧体基片的厚度；

贴合设置于所述铁氧体基片上表面的微带电路；所述微带电路包括有用以接收微波的输入端，以及用以输出微波的输出端；所述输入端和输出端分别延伸至所述铁氧体基片的相对的两个第一边侧；

设置在所述永磁体背离衬片一侧的磁极头；所述磁极头包括有固定于所述永磁体上表面的磁极部，所述磁极部延伸至上方位置的第一延伸部；

所述第一延伸部上包括有分别用以暴露所述输入端和输出端的两个缺口；两个所述缺口形成于所述第一延伸部远离磁极部的两个角部；

在X方向上所述磁极部的长度与衬片的长度相等，所述永磁体的长度小于所述衬片和磁极部的长度；在X方向上所述永磁体的两端在所述磁极部和衬片之间形成的缺失部；所述缺失部被配置为用以减小微带电路的输入端和输出端位置处的磁场强度。

可选地，所述磁极头还包括由所述第一延伸部的下表面沿永磁体贴合铁氧体微带片的一侧向铁氧体微带片的方向延伸形成的第二延伸部；

所述第二延伸部的端部与所述铁氧体基片不接触。

可选地，所述微带电路的内侧边沿位于所述铁氧体基片靠近永磁体的一侧边沿。

可选地，所述铁氧体基片的下表面与所述衬片的上表面之间还包括有与微带电路连接的接地面。

可选地，所述衬片和所述磁极头的材质均为导磁材料。

可选地，所述铁氧体基片、衬片和永磁体均为长方体；

在Y方向上，所述铁氧体基片与所述永磁体的长度之和等于所述衬片的长度。

可选地，所述永磁体为钐钴永磁体。

可选地，在Y方向上，所述缺口靠近永磁体的一侧边沿位于永磁体与磁极部的衔接处。

可选地，在X方向上，所述缺失部的宽度为0.8mm至1.2mm。

可选地，所述输入端与铁氧体基片的远离所述永磁体的一边沿之间的距离为2.8mm至3.2mm；

所述输出端与铁氧体基片的远离所述永磁体的一边沿之间的距离为2.8mm至3.2mm。

本申请的有益效果如下：

针对目前现有技术中存在的问题，本申请提供一种微带隔离器，通过两个缺口和缺失部的设计减小了微带隔离器的整体体积；通过两个缺口的设计使得微带电路的输入端和输出端位置处的磁场强度减弱，以保证微波在正向传输过程中不会受到第一延伸部与铁氧体基片之间的磁场的影响；缺失部的设计进一步减小了微带电路的输入端和输出端位置处的磁场，保证微波能够正常的进行传输。

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示出本申请的一个实施例中的微带隔离器的整体结构示意图。

具体实施方式

在下述的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或者多个实施方式的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施方式。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

还需要说明的是，在本申请的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为解决现有技术中存在的问题，本申请的一个实施例提供一种微带隔离器，如图1所示，包括：衬片1；沿Y方向排列设置在所述衬片1上表面的铁氧体基片2和永磁体3；所述永磁体3可以为钐钴永磁体3；所述永磁体3在Z方向上的厚度大于铁氧体基片2的厚度；贴合设置于所述铁氧体基片2上表面的微带电路4；所述微带电路4包括有用以接收微波的输入端41，以及用以输出微波的输出端42；所述输入端41和输出端42分别延伸至所述铁氧体基片2的相对的两个第一边侧；设置在所述永磁体3背离衬片1一侧的磁极头；所述磁极头包括有固定于所述永磁体3上表面的磁极部51，所述磁极部51延伸至上方位置的第一延伸部52；第一延伸部52可以将永磁体3产生的磁场导入第一延伸部52与铁氧体基片2之间，从而为铁氧体基片2提供磁场；所述第一延伸部52上包括有分别用以暴露所述输入端41和输出端42的两个缺口521；两个所述缺口521形成于所述第一延伸部52远离磁极部51的两个角部；在X方向上所述磁极部51的长度与衬片1的长度相等，所述永磁体3的长度小于所述衬片1和磁极部51的长度；在X方向上所述永磁体3的两端在所述磁极部51和衬片1之间形成的缺失部6；所述缺失部6被配置为用以减小微带电路4的输入端41和输出端42位置处的磁场强度。

本申请的上述实施例中，通过两个缺口521和缺失部6的设计减小了微带隔离器的整体体积；而且两个缺口521使得微带电路4的输入端41和输出端42位置处的磁场强度减弱，以保证微波在正向传输过程中不会受到第一延伸部52与铁氧体基片2之间的磁场的影响；缺失部6的设计进一步减小了微带电路4的输入端41和输出端42位置处的磁场，保证微波能够正常的进行传输。

在一具体实施例中，在Y方向上，所述缺口521靠近永磁体3的一侧边沿位于永磁体3与磁极部51的衔接处。这样可以使缺口521暴露的输入端41和输出端42的面积更大，最大程度减小输入端41和输出端42位置的磁场强度。

在一具体实施例中，所述铁氧体基片2、衬片1和永磁体3均为长方体；在Y方向上，所述铁氧体基片2与所述永磁体3的长度之和等于所述衬片1的长度。具体的，在X方向上，衬片1和铁氧体基片2的长度为12mm；在Y方向上，衬片1的长度为9.6mm；在Z方向上，衬片1、永磁体3和磁极头的厚度之和为4.6mm。

具体的，在X方向上，所述缺失部6的宽度为0.8mm至1.2mm。所述输入端41与铁氧体基片2的远离所述永磁体3的一边沿之间的距离为2.8mm至3.2mm；所述输出端42与铁氧体基片2的远离所述永磁体3的一边沿之间的距离为2.8mm至3.2mm。

上述尺寸的设计，输入端41与铁氧体基片2的远离所述永磁体3的一边沿之间的距离大于现有技术中的输入端41与铁氧体基片2的远离所述永磁体3的一边沿之间的距离；输出端42与铁氧体基片2的远离所述永磁体3的一边沿之间的距离大于输出端42与铁氧体基片2的远离所述永磁体3的一边沿之间的距离；这样使得本申请提供的微带隔离器在使用安装时，应用在其他器件中，使整个器件的体积更小，为整个器件的小型化设计带来了明显的提升，器件内的空间利用效率也得到提升。设计上述两个缺口521和两个缺失部6，使得输入端41和输出端42处的磁场不会接近共振场，也不会形成微波的吸收衰减，所以在整个器件的体积更小的同时不会造成微带隔离器损耗增大；可以使微波能够正常从输入端41传输至输出端42。

在一具体实施例中，所述微带电路4的内侧边沿位于所述铁氧体基片2靠近永磁体3的一侧边沿。这样的设置使得所述铁氧体基片2靠近永磁体3的一侧形成强烈的微波吸收共振磁化场，使得微波在从输出端42向输入端41传输的过程中被永磁体3产生的磁场吸收掉，从而本申请提供的微带隔离器能够实现微波的正向传输，反向隔离的功能。

在一具体实施例中，所述磁极头还包括由所述第一延伸部52的下表面沿永磁体3贴合铁氧体微带片的一侧向铁氧体微带片的方向延伸形成的第二延伸部53；第二延伸部53的设置大大减小了微波传输损耗和微波工作频段的影响；所述第二延伸部53的端部与所述铁氧体基片2不接触；防止微带电路4与第二延伸部53接触，影响微带电路4的功能。

在一具体实施例中，所述铁氧体基片2的下表面与所述衬片1的上表面之间还包括有与微带电路4连接的接地面。接地面的设计为微带电路4的使用提供了安全保障。具体的，微带电路4接地面与衬片1焊接在一起。

在一具体实施例中，所述衬片1和所述磁极头的材质均为导磁材料。这样永磁体3产生的磁场可传输至磁极头的第一延伸部52，第一延伸部52将磁场垂直向铁氧体基片2的方向覆盖。具体的，衬片1可以为纯铁或10#钢，上下表面镀银，不限于纯铁或10#钢，上下表面镀银；磁极头可以为10#钢，不限于10#钢。

本申请体用的微带隔离器在工作时，永磁体3、衬片1、磁极头和铁氧体基片2共同形成的磁路；永磁体3和磁极头为铁氧体基片2和微带电路4提供磁场；衬片1的高磁导率特性使得磁场向垂直方向集中，实际上，该磁化场是非常不均匀的，其中微带电路4用来正常传输微波的部分，磁化场相对弱一些；在铁氧体基片2非互易旋磁作用下，磁场使得微波信号从微带电路4输入端41进入，几乎没有衰减地从输出端42输出；输出端口反射回来的微波只有少量返回到输入端口，绝大部分在铁氧体基片2的旋磁作用下，传输到微带电路4的内侧边沿被吸收衰减掉，也就是微带电路4位于所述铁氧体基片2靠近永磁体3的一侧边沿被衰减掉，只有少量泄漏到输入端口。当然，当永磁体3的磁极方向相反时，铁氧体基片2处于相反方向的磁化状态，微波传输方向为输出端42到输入端41。

输出端口反射回来的微波只有少量返回到输入端口，绝大部分在铁氧体基片2的旋磁作用下，传输到微带电路4的内侧边沿被吸收衰减掉的原因是：微带电路4的内侧边沿处磁极头提供的磁化场很强，最强磁场强度高于最高工作频率的微波共振场，由于第一延伸部52的磁化场很不均匀且磁场强度的梯度很大，所以能够在很宽的频带形成共振吸收。当微波从输出端42向输入端41传输时，在铁氧体基片2非互易旋磁作用下，磁化场使得微波偏向于微带电路4的内侧边沿传输，微波被强烈衰减，只有很少一部分(可忽略不计)泄漏到输入端口，形成隔离作用。

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

1.一种微带隔离器，其特征在于，包括：

衬片；

2.根据权利要求1所述的微带隔离器，其特征在于，

所述磁极头还包括由所述第一延伸部的下表面沿永磁体贴合铁氧体微带片的一侧向铁氧体微带片的方向延伸形成的第二延伸部；

所述第二延伸部的端部与所述铁氧体基片不接触。

3.根据权利要求1所述的微带隔离器，其特征在于，

所述微带电路的内侧边沿位于所述铁氧体基片靠近永磁体的一侧边沿。

4.根据权利要求1所述的微带隔离器，其特征在于，

所述铁氧体基片的下表面与所述衬片的上表面之间还包括有与微带电路连接的接地面。

5.根据权利要求1所述的微带隔离器，其特征在于，

所述衬片和所述磁极头的材质均为导磁材料。

6.根据权利要求1所述的微带隔离器，其特征在于，

所述铁氧体基片、衬片和永磁体均为长方体；

7.根据权利要求1所述的微带隔离器，其特征在于，

所述永磁体为钐钴永磁体。

8.根据权利要求1所述的微带隔离器，其特征在于，

在Y方向上，所述缺口靠近永磁体的一侧边沿位于永磁体与磁极部的衔接处。

9.根据权利要求1所述的微带隔离器，其特征在于，

在X方向上，所述缺失部的宽度为0.8mm至1.2mm。

10.根据权利要求1所述的微带隔离器，其特征在于，

所述输入端与铁氧体基片的远离所述永磁体的一边沿之间的距离为2.8mm至3.2mm；