CN201215585Y - 用于相控阵雷达t/r组件中的超小型化隔离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，包括腔体、中心导体等，腔体外周设两个孔洞，中心导体夹在两片复合陶瓷微波铁氧体中间，有三个端口，两个端口引线通过孔洞引到腔体外，在两片复合陶瓷微波铁氧体上分别对应地设吸收负载，中心导体的另一个端口引线夹在两个吸收负载之间；在复合陶瓷微波铁氧体的侧边设有弧形缺口，防滑橡皮放在弧形缺口处；匀磁片放置在上层复合陶瓷微波铁氧体的上方，导电橡皮放置在匀磁片的上方，永磁体固定在导电橡皮上；磁路板固定在腔体的开口处。本实用新型采用了一体化结构，易于小型化，结构简单，并且可靠性高，器件整体性能好，结构可靠，安装方便，可广泛应用于雷达等系统中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于实现微波功率定向传输的隔离器，具体讲是涉及一种用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，属于微波铁氧体器件技术领域。
背景技术
随着科学技术的不断发展，特别是微波通讯和航空航天技术的迅速发展，微波电子设备的应用日趋广泛，整机性能也有很大的提高，特别是对微波集成电路中的关键元器件——铁氧体隔离器提出了更高的要求。在相控阵雷达中就用到这种铁氧体隔离器，对其技术要求较高，不但要求其性能高、体积小、重量轻、宽频带宽温工作，而且还要求其成本低廉，便于加工和生产、安装等。
隔离器是从三端口环行器引伸而来的。理想的三端口环行器的设计概念基于散射矩阵理论，散射矩阵建立了信号功率的入射波和反射波之间的关系。三端口环行器由一个铁氧体加载的中心区域和三个与之相耦合的传输线组成，通过改变铁氧体的尺寸大小、饱和磁矩、介电常数、外加恒磁场和中心导体的形状尺寸，从而改变散射矩阵的本征值，形成环行器。图1为三端口环行器的等效电路图。对于理想的三端口环行器，其具有3个端口，从端口1输入的电磁波只能从端口2输出，端口2输入的电磁波只能从端口3输出，而端口3输入的电磁波只能从端口1输出，依次类推。此类环行器可作双工器使用而达到收发共用天线的目的，还可在多工器、参量放大器、微波相移器和相控阵雷达T/R组件等电路中使用。隔离器基本特征是只允许信号单方向传输，在环行器的端口3上加上匹配负载4(小反射终端负载)，端口1作为输入端，端口2作为输出端，便构成了一个隔离器。图2为隔离器的等效电路图，图3为隔离器的示意图。如图3所示，隔离器是一个两端口器件，信号从端口1到端口2，传输的能量衰减较小；而信号从端口2到端口1则是高衰减，被负载吸收，不会进入端口1。此种隔离器可用在各种电磁波传输系统中，接在多级级联放大器之间，可消除频带内产生的自激振荡，使放大器能稳定工作。环行器和隔离器可做成同轴、微带、带线、波导等多种形式。
目前微波集成电路体积越来越小，因此对于隔离器等器件也提出了小型化的要求。进口的体积较小的带线隔离器，其结构主要是两片铁氧体圆片填放在中心金属圆片和带线的接地平面之间的空间中，三个带线导体以120°间隔附在中心金属圆片的周边上，直流偏置磁场垂直加在接地平面上。其体积虽已小到约15×9×8mm，但仍然较大，不能适应小型化的需要。目前国内也有一种小型化的隔离器，在铁氧体基片上采用薄膜光刻技术制作三条互成120°对称的微带线，在微带线的结合处形成一个金属薄圆盘，在微带线上附加L/C匹配网络，将其中一条微带线经镀膜的隔离电阻与微带开路线相接；陶瓷片贴装在金属薄圆盘上，永磁体贴装在陶瓷片上。这种结构的隔离器只用一个永磁体，体积较小，安装也比较方便。但是这种隔离器部件全部暴露在外，外面不带外罩，且部件间都采用胶合的方式组装，结构不可靠，并且导电性能较差；另外采用光刻技术加工，加工工艺要求较高，生产成本高。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种采用一体化结构、体积小、可靠的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器
为实现上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：
一种用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于包括腔体、复合陶瓷微波铁氧体、中心导体、防滑橡皮、匀磁片、导电橡皮、永磁体和磁路板，所述的中心导体夹在两片复合陶瓷微波铁氧体中间，带有三个端口，在腔体的外周设有两个孔洞，中心导体的其中两个端口引线通过孔洞引到腔体外，在两片复合陶瓷微波铁氧体上分别对应地设有吸收负载，中心导体的另一个端口引线夹在两片复合陶瓷微波铁氧体的吸收负载之间；在复合陶瓷微波铁氧体的侧边设有弧形缺口，防滑橡皮放在两片复合陶瓷微波铁氧体的弧形缺口处；匀磁片放置在上层复合陶瓷微波铁氧体的上方，导电橡皮放置在匀磁片的上方，永磁体固定在导电橡皮上；作为腔体盖板的磁路板固定在腔体的开口处。
前述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于所述的复合陶瓷微波铁氧体由旋磁铁氧体、高介电常数陶瓷介质、吸收负载集成在一起，吸收负载设在弧形缺口的相对一侧，高介电常数陶瓷介质为圆形，设在复合陶瓷微波铁氧体的中心区域。
前述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于在所述的腔体的表面上镀金。
前述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于在所述的中心导体的表面镀金。
前述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于所述的导电橡皮中间设有空心圆环，永磁体固定在空心圆环中。
前述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于所述的中心导体的三个端口互相间隔120°成放射状分布，中心区域面积较大。
前述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于在磁路板周边和腔体开口处加工有螺纹，磁路板顺着螺纹旋在腔体开口处。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用了一体化结构，易于小型化，结构简单，并且可靠性高，器件整体性能好，结构可靠，安装方便，可广泛应用于雷达等系统中。
附图说明
图1为三端口环行器的等效电路图；
图2为隔离器的等效电路图；
图3为隔离器的示意图；
图4为本实用新型的隔离器的组装后的示意图；
图5为本实用新型的分解示意图；
图6a为两个隔离器和90°电桥组合成合路器的实施例示意图；
图6b为功放级间的匹配和去耦实施例示意图；
图6c为消除发射源之间的相互干扰的实施例示意图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作具体的介绍如下。
图4为本实用新型的隔离器的组装后的示意图；图5为本实用新型的分解示意图。
如图所示，本实用新型的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，包括腔体5、复合陶瓷微波铁氧体7、中心导体6、防滑橡皮9、匀磁片10、导电橡皮11、永磁体12和磁路板13，腔体5为一个带底的圆筒状，复合陶瓷铁氧体7等部件叠放在腔体5中。中心导体6夹在两片复合陶瓷微波铁氧体7之间，放置在最底层。复合陶瓷微波铁氧体7由旋磁铁氧体、高介电常数陶瓷介质、吸收负载8集成在一起，有利于缩小器件的体积。高介电常数陶瓷介质为圆形，设在复合陶瓷微波铁氧体的中心区域，高介电常数的陶瓷有利于KR值的减小。
在复合陶瓷微波铁氧体7的一侧边设有弧形缺口，防滑橡皮9放在两片复合陶瓷微波铁氧体7的弧形缺口处，防止磁路板13在转动过程中造成复合陶瓷微波铁氧体7和中心导体6之间位置的移动，造成中心导体6和腔体5短路。在复合陶瓷微波铁氧体7的弧形缺口的相对一侧设有吸收负载8，中心导体6的三个端口I、II、III互相间隔120°成放射状分布，中心区域面积较大。中心导体6的中心区域夹在高介电常数陶瓷介质处，其端口III夹在两个吸收负载8之间。在腔体5的外周设有两个孔洞14，中心导体6的端口I、II的引线通过孔洞14引到腔体5外。
匀磁片10放置在上层复合陶瓷微波铁氧体7的上方，导电橡皮11放置在匀磁片10的上方，导电橡皮11中间设有空心圆环，永磁体12固定在空心圆环中，增强磁场的同时，还提高了腔体5的导电性。
在腔体5的开口处和磁路板13的周边加工有螺纹，磁路板13顺着腔体5开口处的螺纹旋在腔体5的开口处，将其余零部件封装在腔体5内，同时还保证了结构的可靠性。装配后的情形如图4所示。
在腔体5和中心导体6的表面镀金，可以使部件在潮湿等恶劣的环境中不易氧化。
本实用新型结构简单，体积小，安装方便，损耗小除了可应用于雷达系统外，还可以应用于其它的电路系统中。以下介绍几个本实用新型的应用实施例。
图6a为两个隔离器和90°电桥组合成合路器的实施例示意图，为二合一器件。也可以做成四合一合路器，它由四个隔离器和三个90°电桥组成。这种合路器端口1和端口2间隔离必须大于50dB。
图6b为功放级间的匹配和去耦实施例示意图。在固态放大系统中，串级式放大器级间的隔离是必要的，可增加整个放大器的稳定性。
图6c为消除发射源之间的相互干扰的实施例示意图，它亦是和若干个滤波器组合在一起使用。和上述级间去耦作用相似，不同点是这里是消除异频干扰。
上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1、用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于包括腔体、复合陶瓷微波铁氧体、中心导体、防滑橡皮、匀磁片、导电橡皮、永磁体和磁路板，所述的中心导体夹在两片复合陶瓷微波铁氧体中间，带有三个端口，在腔体的外周设有两个孔洞，中心导体的其中两个端口引线通过孔洞引到腔体外，在两片复合陶瓷微波铁氧体上分别对应地设有吸收负载，中心导体的另一个端口引线夹在两片复合陶瓷微波铁氧体的吸收负载之间；在复合陶瓷微波铁氧体的侧边设有弧形缺口，防滑橡皮放在两片复合陶瓷微波铁氧体的弧形缺口处；匀磁片放置在上层复合陶瓷微波铁氧体的上方，导电橡皮放置在匀磁片的上方，永磁体固定在导电橡皮上；作为腔体盖板的磁路板固定在腔体的开口处。
2、根据权利要求1所述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于所述的复合陶瓷微波铁氧体由旋磁铁氧体、高介电常数陶瓷介质、吸收负载集成在一起，吸收负载设在弧形缺口的相对一侧，高介电常数陶瓷介质为圆形，设在复合陶瓷微波铁氧体的中心区域。
3、根据权利要求1所述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于在所述的腔体的表面上镀金。
4、根据权利要求1所述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于在所述的中心导体的表面镀金。
5、根据权利要求1所述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于所述的导电橡皮中间设有空心圆环，永磁体固定在空心圆环中。
6、根据权利要求1所述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于所述的中心导体的三个端口互相间隔120°成放射状分布，中心区域面积较大。
7、根据权利要求1至6中任一项所述的用于相控阵雷达T/R组件中的超小型化隔离器，其特征在于在磁路板周边和腔体开口处加工有螺纹，磁路板顺着螺纹旋在腔体开口处。
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