CN206712000U - 一种超宽带脊波导y型波导环形器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种超宽带脊波导Y型波导环形器，它包括腔体，腔体中设有Y型脊骨，Y型脊骨由中间的脊柱和3条沿脊柱周向均布的脊条连接而成，脊条与腔体的内壁之间设有间距；脊柱与腔体的底板相互垂直，且脊柱与底板之间设有磁铁，脊柱的顶部设有限位槽，限位槽内设有与所述的磁铁同心设置的铁氧体；脊条为台阶状，每级台阶的宽度相等，台阶的级数和每级台阶的高度根据具体所需要的带宽设置。本实用新型通过采用脊骨与腔体间距的组合构成脊波导，并且在脊柱上设置一个铁氧体，无需上下两个铁氧体配对，只需要在脊柱上设置限位槽即可，降低了传统方式双铁氧体的定位精度及装配要求，并能够实现30%以上的带宽。
Description
技术领域
本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种超宽带脊波导Y型波导环形器。
背景技术
微波通信系统中广泛应用的环形器是一种铁氧体非互易原件，它的基本特征是当正向波通过它时可以低损耗的通过，当反向波通过它时将产生很大的衰减，以此来保证通信系统中有用信号正向低损耗传输，同时对无用信号进行必要的衰减，给通信系统电路提供安全保护。
传统的环形器采用双铁氧体上下对称的设计，其中一个铁氧体设置在底板，一个铁氧体设置在盖板上，二者需要精确对准。而面对现在通信器件集成化和小型化的趋势，通常一个器件上需要设置多个环形器，那么就需要多点精确对准，装配要求非常严格，在工艺上很难实现，经常达不到匹配调试的要求。另外，传统的环形器的带宽较窄，很难超过16%的相对带宽。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种超宽带脊波导Y型波导环形器，能够实现30%以上的带宽，且降低了装配要求。
本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种超宽带脊波导Y型波导环形器，其特征在于：它包括腔体，腔体中设有Y型脊骨，Y型脊骨由中间的脊柱和3条沿脊柱周向均布的脊条连接而成，脊条与腔体的内壁之间设有间距；
脊柱与腔体的底板相互垂直，且脊柱与底板之间设有磁铁，脊柱的顶部设有限位槽，限位槽内设有与所述的磁铁同心设置的铁氧体；
脊条为台阶状，每级台阶的宽度相等，台阶的级数和每级台阶的高度根据具体所需要的带宽设置。
按上述方案，所述的脊柱底部镂空，所述的磁铁设置在镂空的脊柱底部。
按上述方案，所述的铁氧体为圆柱体铁氧体，所述的磁铁包括上下两个同心的圆柱体磁铁，位于上部的圆柱体磁铁截面直径与所述的圆柱体铁氧体的直径相同，且小于位于下部的圆柱体磁铁截面直径。
按上述方案，所述的台阶为3-5级。
按上述方案，所述的限位槽的高度为0.15mm。
按上述方案，所述的铁氧体的顶部与腔体的顶部所在平面之间具有间隙。
按上述方案，所述的间隙为0.1mm。
本实用新型的有益效果为：通过采用脊骨与腔体间距的组合构成脊波导，并且在脊柱上设置一个铁氧体，无需上下两个铁氧体配对，只需要在脊柱上设置限位槽即可，降低了传统方式双铁氧体的定位精度及装配要求，台阶状的脊条设计使得环形器的有效设计带宽高达30%。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的应用示意图。
图2为本实用新型一实施例的结构示意图，
图3为图1的局部剖视图。
图4为本实用新型一实施例的HFSS仿真结果图。
图5为本实用新型一实施例的S参数曲线图。
图中：1-腔体，2-Y型脊骨，2-1-脊柱，2-2-脊条，3-限位槽，4-铁氧体，5-第二磁铁，6-第一磁铁，7-防尘板，8-上盖板。
具体实施方式
下面结合实例和附图对本实用新型做进一步说明。
本实用新型提供一种超宽带脊波导Y型波导环形器，如图1至图3所示，它包括腔体1，腔体1中设有Y型脊骨2，Y型脊骨2由中间的脊柱2-1和3条沿脊柱2-1周向均布的脊条2-2连接而成，脊条2-2与腔体1的内壁之间设有间距；脊柱2-1与腔体1的底板相互垂直，且脊柱2-1与底板之间设有磁铁，脊柱2-1的顶部设有限位槽3，限位槽3内设有与所述的磁铁同心设置的铁氧体4；脊条2-2为台阶状，每级台阶的宽度相等，台阶的级数和每级台阶的高度根据具体所需要的带宽设置。
脊柱2-1底部镂空，所述的磁铁设置在镂空的脊柱2-1底部，磁铁的底部盖有防尘板7。本实施例中，铁氧体4为圆柱体铁氧体，所述的磁铁包括上下两个同心的圆柱体磁铁，即图中的第一磁铁6和第二磁铁5，位于上部的第一磁铁6截面直径与所述的铁氧体4的直径相同，且小于位于下部的第二磁铁5截面直径。
所述的台阶为3-5级，可以根据具体情况增加或减少级数，衍生结构灵活多样。
所述的限位槽的高度为0.15mm，限位槽的高度会影响旋磁效应的效果，根据实用新型人的探索发现，限位槽的高度为0.15mm时效果最佳。
所述的铁氧体4的顶部与腔体1的顶部所在平面（即上盖板8）之间具有间隙，间隙优选为0.1mm。
本实用新型采用单铁氧体形式，舍弃了传统的上下两个铁氧体配对设计方案，直接用平的上盖板8紧固即可，降低了传统方式二者的定位精度及装配要求，更适用于集成化和小型化的设计要求。脊条2-2为台阶状，每个台阶均为阻抗匹配台阶，为机加工结构，铁氧体4的安装位置设置限位槽3，只需安装铁氧体4再加上上盖板8即可，机加工和装配可实现性高，产品开发一致性好。本实用新型整个设计结构简单紧凑，可实现与其他微波器件的集成化开发；本申请人与之集成的一体化模块已顺利试验成功，符合日后的批量生产要求。
本实施例采用4级台阶，其HFSS仿真结果如图4所示，图中S(1，1)、S（1，2）、S（1、3）、S(2，1)、S（2，2）、S（2、3）、S(3，1)、S（3，2）、S（3、3）分别为本环形器的三个端口的回波、隔离和通带的S曲线，从图中不难发现，本实施例设计带宽从24.8-34.1GHz均可以达到25dB以上的回波和隔离，受限于加工尺寸和材料参数误差，实际结果会有波动，但是完全能够满足生产所需，测试曲线如图5所示，图中m1点的频率为25.49GHz，dB（S(1，1)）=-20.051，m2点的频率为33.88GHz，dB（S（1,2））=-19.231。本实施例所在的集成化器件用于28GHz 5G 通信系统，工作频段为26.65-29.19GHz，本环形器在所需工作频段内隔离在24dB以上，回波20dB以上，完全满足要求。
另外，铁氧体4、磁铁、以及防尘板7均采用胶水粘固在腔体上，粘接方案可靠性通过认证。
以上实施例仅用于说明本实用新型的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本实用新型所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种超宽带脊波导Y型波导环形器，其特征在于：它包括腔体，腔体中设有Y型脊骨，Y型脊骨由中间的脊柱和3条沿脊柱周向均布的脊条连接而成，脊条与腔体的内壁之间设有间距；
脊柱与腔体的底板相互垂直，且脊柱与底板之间设有磁铁，脊柱的顶部设有限位槽，限位槽内设有与所述的磁铁同心设置的铁氧体；
脊条为台阶状，每级台阶的宽度相等，台阶的级数和每级台阶的高度根据具体所需要的带宽设置。
2.根据权利要求1所述的超宽带脊波导Y型波导环形器，其特征在于：所述的脊柱底部镂空，所述的磁铁设置在镂空的脊柱底部。
3.根据权利要求2所述的超宽带脊波导Y型波导环形器，其特征在于：所述的铁氧体为圆柱体铁氧体，所述的磁铁包括上下两个同心的圆柱体磁铁，位于上部的圆柱体磁铁截面直径与所述的圆柱体铁氧体的直径相同，且小于位于下部的圆柱体磁铁截面直径。
4.根据权利要求1所述的超宽带脊波导Y型波导环形器，其特征在于：所述的台阶为3-5级。
5.根据权利要求1所述的超宽带脊波导Y型波导环形器，其特征在于：所述的限位槽的高度为0.15mm。
6.根据权利要求1所述的超宽带脊波导Y型波导环形器，其特征在于：所述的铁氧体的顶部与腔体的顶部所在平面之间具有间隙。
7.根据权利要求6所述的超宽带脊波导Y型波导环形器，其特征在于：所述的间隙为0.1mm。
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| CN112385080A (zh) * | 2018-06-29 | 2021-02-19 | Hrl实验室有限责任公司 | 用于集成屏蔽环行器的方法和设备 |
| CN114256574A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-29 | 中国航天时代电子有限公司 | 一种新型高可靠波导环行隔离组件结构 |
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