CN1744376A - 具有调准元件的铁氧体循环器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有集成调准元件(50)的铁氧体循环器以及一种在铁氧体循环器中定位铁氧体元件(36)的方法。该铁氧体循环器包括铁氧体循环器壳体(32)，该壳体具有用于容纳至少一个铁氧体元件(36)于其中的主体。该铁氧体循环器壳体(32)还包括多个调准元件(50)，该调准元件布置并构造成保持至少一个铁氧体元件(36)在对准区域(54)中的定位，该对准区域由所述多个调准元件(50)限定。

Description

具有调准元件的铁氧体循环器
技术领域
本发明主要涉及微波装置，尤其涉及一种具有集成调准元件(alignmentmember)的铁氧体循环器。
背景技术
一般情况下，铁氧体循环器设置作为多端口(例如三端口)无源射频装置或微波装置，所述装置使用磁铁和铁氧体材料，可被用于控制信号在例如射频电路或微波电路中的流向。例如，铁氧体循环器可被用于控制在无线基站或是功率放大器应用中的信号流。
一般情况下，铁氧体循环器或结点铁氧体循环器是多端口装置，例如三端口装置，其具有对称的Y形接头，该Y形接头是由常常被用作双工器的磁性偏移(magnetically biased)铁氧体圆盘或条板形成的。该循环器允许例如微波能量以某一方向流动(例如从三个端口中的一个流向三个端口中的另一个)。在操作中，进入铁氧体循环器的一个端口的微波信号跟随基于电磁波和磁化铁氧体间的相互作用的旋转方向(sense)。因此，通过对称地构造铁氧体循环器，可以提供限定的穿过铁氧体循环器的信号通道或方向。铁氧体循环器也可被用作防止由于终止铁氧体循环器的一个端口而产生的反射，由此提供隔离。
为了铁氧体循环器正确的操作(例如，正确的控制通过其中的信号流)，必须提供在铁氧体循环器内部的铁氧体正确的对准。具体地说，为了提供正确的操作，铁氧体和中心导体必须相对于壳体精确地定位和保持。众所周知的是提供与铁氧体循环器相连接的调准装置和/或采用环氧树脂以确保在铁氧体循环器的壳体内部的铁氧体的正确的对准。例如，众所周知的是采用与铁氧体循环器相连接的塑料的调准框或调准圆盘元件来确保在铁氧体循环器的壳体内部的铁氧体的正确的对准。
这些公知的调准装置增加了铁氧体循环器的复杂性和成本。此外，由于在壳体内部的调准装置的不正确的布置或贴附，使得在铁氧体循环器壳体内部的铁氧体无法对准的可能性增加
发明内容
该解决方案是由铁氧体循环器壳体提供的，该壳体包括在其中容纳至少一个铁氧体元件的主体。铁氧体循环器壳体进一步包括多个调准元件，该调准元件布置并构造成将至少一个铁氧体元件的对准保持在由多个调准元件限定的对准区域中。
附图说明
本发明将借助于实施例，参照附图给予描述，附图中：
图1是铁氧体循环器的实施例的示意图；
图2示出了控制铁氧体循环器的操作的电场结构的示意图；
图3是根据本发明的实施例构造的铁氧体循环器壳体的俯视图；
图4是沿图3中的线4-4的铁氧体循环器壳体的截面图；
图5是根据本发明的示例性实施例的铁氧体循环器的分解透视图；
图6是根据本发明的示例性实施例的铁氧体循环器的截面图。
具体实施方式
图1示出了根据示例性实施例的铁氧体循环器30的示例性实施方式。该铁氧体循环器30通常包括壳体32，该壳体由具有在其中排列成一行的一个或多个磁铁34以及一个或多个铁氧体元件36(例如，铁氧体条板或铁氧体圆盘)的主体来限定。该壳体32由例如钢或铝的金属制成，并在一个实施例中形成圆柱形的空腔谐振器。
该铁氧体循环器30也包括多个带状线电路38(在图1中仅仅示出了一个带状线电路38)，该带状线电路限定了铁氧体循环器30的端口40。例如，Y形接头铁氧体循环器30可以通过设置三个带状线电路38来形成，所述三个带状线电路限定三个不同的端口40。该铁氧体循环器30也可以包括接地面42，其用于在铁氧体循环器30内部建立接地基准。应该注意到，诸如接地面42和带状线电路38的不同元件之间的绝缘体(未示出)可设置于铁氧体循环器30的壳体32内部。
此外，尽管仅仅示出了一个磁铁34和一个铁氧体元件36，但是其他的磁铁34和铁氧体元件36可以以多层结构设置于壳体32内部。也可以设置限定额外端口40的额外带状线电路38(例如，限定四端口铁氧体循环器30的四个带状线电路)。
如图2所示，在操作中，电能可以施加到多条传输线44中的任意一条中，该传输线是由延伸到壳体32外的带状线电路38形成的端口40限定的。当电能作用到多条传输线44中的一条中时，形成驻波波形图45。该电磁场图形是由在壳体32内部生成的反向旋转波引起的。应该注意到，在铁氧体循环器30内部的耦合和隔离是由端口40的相对位置和驻波波形图确定的。
在铁氧体元件36两侧存在的感应轴向磁场改变了有效磁导率，该有效磁导率是通过基于旋转方向的旋转波来检测的。这会导致驻波波形图的旋转。例如，铁氧体循环器30可以构造成提供功率传递和隔离特性，以使驻波波形图旋转30度。另外，其中的一个端口40可以在内部终止以提供两端口的绝缘体。
本发明的各个实施例用于在壳体32内部对准铁氧体元件36。具体地说，如图3和4所示，设置有多个调准元件50，所述调准元件整体形成为壳体32的部分，以在其中定位铁氧体元件36，如在这里所作的更详细的描述。多个调准元件50通常垂直于壳体32的底面52延伸出来，诸如作为突起，以限定用来在其中保持铁氧体元件36的对准区域54。对准区域54通常设置成为平面区域，用于支撑铁氧体元件36基本上水平地相对于壳体32的侧壁56(例如墙壁)并且位于调准元件50之间。
应该注意到，调准元件50的数量和结构可以按照期望和需要作些改变。例如，虽然调准元件50通常作为圆柱形的柱示出，但是调准元件50的形状也可设置成具有例如正方形、矩形、八边形或其他几何形状的横截面。此外，调准元件50的高度也可以进行改变以在其中容纳(例如在对准区域54中接纳)和保持多于一个的以多层结构设置的铁氧体元件36。
此外，该调准元件50的数量和位置可以进行改变以容纳不同大小和形状的铁氧体元件36。例如，调准元件50可进行布置以限定正方形、矩形、八边形或其他几何形状的对准区域54，从而在其中或其间容纳并且保持对应形状的铁氧体元件36。
此外，在各个实施例中，由多个调准元件50限定出的对准区域54的尺寸小于磁铁34的尺寸(如图1所示)。例如，对准区域54的直径可以比磁铁34的直径小大约百分之二十。此外，例如，调准元件50的高度也可以大致等于一个或多个铁氧体元件36的厚度或是略微高于一个或多个铁氧体元件36的厚度(例如高出百分之五)。
在各个实施例中，调准元件50整体形成为壳体32的一部分。例如，调准元件50可以采用机械加工、冲压、铸造和/或模制工艺形成在壳体32中，其可以是单步或多步的处理。例如，在一个实施例中，执行两步处理法来形成调准元件50和对准区域54。具体地说，在第一个步骤中形成调准元件50(例如从底面52通过冲压或是拔起柱)，并在第二个步骤中形成平面的对准区域54。在操作中，这两步处理可以包括如，第一机械加工冲压以形成调准元件50(例如柱)以及第二机械加工冲压以使对准区域54变平从而提供平面表面。
在制造过程中，调准元件50可以形成在沿着壳体32的底面52的任何位置上。在一个实施例中，调准元件50可位于壳体32相对于壳体32的侧壁56(例如墙壁)的中央。然而，调准元件50的数量和位置可以沿着壳体32的底面52的任意位置设置。
更应该注意到的是，可以通过各种合适的步骤使调准元件50整体形成为壳体32的一部分，从而形成单个单元块，这些步骤包括但不局限于剪切、挤压、冲压等等。在模制或铸造过程中，调准元件50可以在模制、或铸造、或作为第二步骤的部分时形成于壳体32中。
因此，如图5所示，提供了具有壳体32的铁氧体循环器30，壳体32上整体地形成有调准元件50。例如，可以设置凹陷的壳体32或其上形成有柱的壳体32。应该注意到，壳体32构造成在侧壁56上形成多个开口60，以允许带状线电路38从开口处延伸从而限定铁氧体循环器30的端口40。
如图所示，一个或多个铁氧体元件36(例如铁氧体圆盘)被插入到由多个调准元件50限定的对准区域54中。在铁氧体元件36的顶部设置有包括多个带状线电路38的电路元件62。可由绝缘材料形成的垫片64然后设置于电路元件62和磁铁34之间。在磁铁34的顶部设置有磁极片66，并在磁极片66的顶部设置有复原盖(cover return)68。然后将盖70设置在复原盖68上。
应该注意到，在电路元件62和磁铁34之间设置有垫片64，从而如果在磁铁34接触电路元件62而出现“损耗”时，以使电路元件62的“损耗”最小化。此外，磁极片66和复原盖68设置并构造成如公知的那样将磁场集中在壳体32内部并且将能量流导向通过其中。同样，在各个实施例中，盖70是弹性件，加载该盖从而向壳体32内部的元件施加一向下的力，以保持其中的元件的位置和定位状态。盖70和壳体32都可以具有辅助锁定或闭锁部分以将盖70固定到壳体32上(例如搭扣配合)。
因此，如图6所示，铁氧体循环器30构造成具有多层结构的元件，其中采用多个调准元件50将铁氧体元件36与其他元件保持对准。各个元件可以通过例如胶水、环氧树脂或是其他适合的材料相互固定。另外，上述元件可以借助于由盖70施加的力相对于彼此保持在适当的位置上。如在这里所描述的，每个元件的数量和结构(例如铁氧体元件36的数量和形状)可以按照需要或是期望进行改变，例如依据铁氧体循环器30的应用或系统的需求。
如图6所示，用于保持铁氧体元件36位置的对准区域54在直径上通常小于铁氧体循环器30的其他元件，从而使多个调准元件50与壳体32的侧壁56之间存在缝隙72。实质上，多个调准元件50与壳体32的侧壁56隔开一段距离。铁氧体循环器30的其他元件在铁氧体元件36的顶部构成为多层结构，这一点是已知的。

Claims (10)

1、一种铁氧体循环器壳体(32)，其包括：
主体，该主体用于将至少一个铁氧体元件(36)容纳其中；
多个调准元件(50)，该调准元件布置并构造成将至少一个铁氧体元件(36)的对准保持于对准区域(54)中，该对准区域由所述多个调准元件(50)限定。
2、根据权利要求1所述的铁氧体循环器壳体(32)，其中所述多个调准元件(50)大致从所述主体的底面垂直地延伸出来。
3、根据权利要求1所述的铁氧体循环器壳体(32)，其中所述对准区域(54)包括大致为平面的表面。
4、根据权利要求1所述的铁氧体循环器壳体(32)，其中所述多个调准元件(50)构造成突起，该突起形成为从所述主体的底面延伸出来的柱。
5、根据权利要求1所述的铁氧体循环器壳体(32)，其中所述多个调准元件(50)在第一机械加工过程中形成，并且所述对准区域在第二机械加工过程中形成。
6、根据权利要求1所述的铁氧体循环器壳体(32)，其中所述多个调准元件(50)构造成将所述铁氧体元件大致保持于所述主体的中心。
7、根据权利要求1所述的铁氧体循环器壳体(32)，其中所述多个调准元件(50)构造成限定对准区域(54)，该对准区域的形状和大小与至少一个铁氧体元件(36)相对应。
8、根据权利要求1所述的铁氧体循环器壳体(32)，其中所述多个调准元件(50)的高度根据至少一个铁氧体元件(36)的厚度进行设定。
9、根据权利要求1所述的铁氧体循环器壳体(32)，其中所述多个调准元件(50)在模制和铸造其中之一的过程中由冲压来形成。
10、根据权利要求1所述的铁氧体循环器壳体(32)，其中所述多个调准元件(50)整体形成为所述主体的一部分。
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