CN212209182U

CN212209182U - 一种多通道旋磁滤波器磁路

Info

Publication number: CN212209182U
Application number: CN202021457492.4U
Authority: CN
Inventors: 张平川; 蓝江河; 燕志刚; 何志强; 王大勇; 张菊燕
Original assignee: CETC 9 Research Institute
Current assignee: CETC 9 Research Institute
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2030-07-22

Abstract

本实用新型公开了一种多通道旋磁滤波器磁路，属于磁性器件集成技术领域，包括下磁路（1）、上磁路（2）、上下磁路的磁极柱（3）、主线圈（4）、补偿线圈（5）、线圈安装槽（6）和多路谐振电路（7）；其中，所述线圈安装槽（6）位于上下磁极柱（3）的端面且垂直端面，将磁极柱（3）的端面均分为滤波器通道集成数量n，补偿线圈（5）套在线圈安装槽（6）内，其数量不少于n‑1；本实用新型的磁路能够在P‑Ku波段实现0‑200MHz的频率补偿能力，滤波器谐振电路级数不受限制，适用性广，可覆盖所有旋磁滤波器的多通道集成；有利于器件减小功耗；有利于控制补偿调频范围和提高可靠性；并有利于控制滤波器产品制造成本与提高生产效率。

Description

一种多通道旋磁滤波器磁路

技术领域

本实用新型涉及磁性器件集成技术领域，尤其涉及一种多通道旋磁滤波器磁路。

背景技术

旋磁滤波器基本结构由谐振电路与磁路组成，其中磁路采用自屏蔽紧凑型结构，上下磁路的磁极形成工作气隙l _g，谐振电路置于工作气隙l _g内，磁路线圈通过电流后在工作气隙l _g内产生均匀一致的磁场H _e（均匀一致的磁场是谐振电路中各级谐振子工作频率一致和避免高次静磁模激发的关键）。谐振电路在满足谐振条件后，谐振频率f ₀主要由工作气隙场H _e确定。同时，对于球形谐振子，f ₀除与H _e有关外，还与小球的磁晶各项异向场H _k、退磁场H _d以及交换能等效场H _a相关。因此，旋磁滤波器多通道集成后频率一致性指标受H _e、H _k、H _d、H _a等众多磁场的影响。

现有技术中典型的两通道集成设计见图1所示，包括下磁路1、上磁路2、上下磁路的磁极柱3、主线圈4、空心补偿线圈9和集成谐振电路8，为了保证两路滤波器工作频率的一致，磁路单元需要精确的工艺制造精度控制工作气隙场H _e均匀性，两路谐振电路参数与工艺参数也需要高度一致，以控制H _k、H _d、H _a对工作频率的影响。在其中一路滤波器谐振子位置安装一空心补偿线圈9（该线圈可安装在谐振电路内部或粘接在磁极表面），通过电流激励该线圈可使两路滤波器工作频率在一定范围内实现异频跟踪，同时可利用激励器的电流补偿功能补偿频率跟踪误差。

现有技术问题及缺陷主要有：

1）制造方案成本高

磁路、谐振电路的工艺制造精度与谐振电路参数一致性控制成本高，生产效率低；

2）空心补偿线圈磁场均匀性差

空心线圈内产生的磁场均匀性差，易激发谐振电路的高次静磁模，并影响各级谐振子的频率一致性，因此空心补偿线圈只适用于谐振级数很少的滤波器中；

3）空心补偿线圈频率调谐补偿范围小

受气隙或谐振电路空间限制，补偿线圈可绕匝数少或只能采用小线径，补偿线圈调谐灵敏度低、承受电流能力小，致使补偿线圈的频率调谐补偿范围小；

4）产品功耗增加

FM线圈有一定厚度，无论安装在谐振电路中或粘接在磁极端面，均要增加工作气隙长度l _g，降低了主线圈的调谐灵敏度，使产品功耗增加。

发明内容

本实用新型的目的就在于提供一种多通道旋磁滤波器磁路，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种多通道旋磁滤波器磁路，包括下磁路、上磁路、上下磁路的磁极柱和主线圈，还包括补偿线圈、线圈安装槽、多路谐振电路；其中，所述线圈安装槽位于上下磁极柱的端面且垂直端面，将磁极柱的端面均分为滤波器通道集成数量n，所述补偿线圈套装在线圈安装槽内。

其中，上述的补偿线圈，其基本结构与现有技术的空心补偿线圈类似，但是由于二者安装方式存在差异，所起到的作用具有显著差异；具体而言，现有技术的“空心补偿线圈”安装在磁极表面或谐振电路内部，受空间位置限制，可绕匝数有限，而本实用新型的“补偿线圈”安装在“线圈安装槽”内，可设计大的频率补偿能力，线圈绕制匝数可数倍于现有技术应用的线圈。

作为优选的技术方案：所述的线圈安装槽在上下磁极端面对称设置，使上下磁极形成滤波器通道集成数量的工作气隙，所述多路谐振电路分别置于各工作气隙内。

作为优选的技术方案：所述线圈安装槽尺寸满足一路或两路补偿线圈并排安放要求。

作为优选的技术方案：所述的补偿线圈在上下磁极柱的线圈安装槽内任意安装，

更优选的，使用两个补偿线圈在上磁路和下磁路的磁极柱分别安装后串联，这种方式实现更大的频率补偿范围，参见实施例3。

作为优选的技术方案：所述的补偿线圈分别引出后连接各自的电流激励器，可实现各分区独立的频率补偿。

作为优选的技术方案：所述补偿线圈的数量根据通道集成数量和频率补偿范围确定，且不少于n-1（n为滤波器通道集成数）。即将未安装补偿线圈的设置为基准通道，该通道由主线圈激励的频率为基准频率，则其余通道与基准频率差通过各自补偿线圈补偿，实现各通道频率一致。

本实用新型提出的一种多通道滤波器磁路结构，其实现方式在于在上下磁极柱端面开槽，形成与集成通道数一致的气隙场分区，多路集成谐振电路分别置于各气隙场分区内，并在槽内安装补偿线圈，引出后各气隙场分区具备独立磁补偿功能，实现多路滤波器频率一致补偿；

本实用新型将补偿线圈安装在磁极柱端面槽内，通过槽尺寸设计可增加补偿线圈匝数，提高频率补偿能力；将补偿线圈安装在磁极柱端面槽内，避免了现有技术中采用空心补偿线圈均匀性差的问题，实现补偿线圈激励磁场的高均匀性，减小了对滤波器技术指标的不利影响；

本实用新型的多通道滤波器磁路由于采用了上述结构，在P-Ku波段可实现0-200MHz的频率补偿能力，相对于现有技术不大于50MHz的调频范围，本实用新型具有非常显著的优点。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1）补偿线圈安装在磁极柱端面槽内，线圈产生的磁场均匀性由磁路确定，解决了空心线圈磁场均匀性、差易激发高次静磁模的问题，滤波器谐振电路级数不受限制，适用性广，可覆盖所有旋磁滤波器的多通道集成；

2）补偿线圈安装在磁极柱端面槽内，不占用工作气隙长度l _g空间，有利于器件减小功耗；

3）补偿线圈安装在磁极柱端面槽内，单位匝数线圈灵敏度大于安装在谐振电路内或粘接在磁极端面的空心线圈，补偿线圈调频范围增加；

4）分区槽宽度、深度可根据线圈匝数和线径设计，有利于控制补偿调频范围和提高可靠性；

5）对磁路、谐振电路的工艺制造精度与谐振电路参数一致性进行控制精确性降低，有利于控制滤波器产品制造成本与提高生产效率。

附图说明

图1为现有技术的传统旋磁滤波集成结构示意图；

图2为本实用新型多通道旋磁滤波磁路结构示意图；

图3为本实用新型实施例1的矩形磁极柱四分区设计与补偿线圈安装方式示意图；

图4为本实用新型实施例2的圆柱形磁极柱四分区设计与补偿线圈安装方式示意图；

图5为本实用新型实施例3的矩柱形磁极柱二分区设计与补偿线圈安装方式示意图。

图中：1、下磁路；2、上磁路；3、磁极柱；4、主线圈；5、补偿线圈；6、线圈安装槽；7、多路谐振电路；8、集成谐振电路；9、空心补偿线圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：X-Ku波段矩形磁极柱四通道集成磁路

参见图2和3，X-Ku波段矩形磁极柱四通道集成磁路：包括下磁路1、上磁路2、上下磁路的磁极柱3、主线圈4、补偿线圈5、线圈安装槽6和多路谐振电路7；所述线圈安装槽6位于上下磁路的磁极柱3端面且垂直端面，上下磁路的磁极柱3端面分别均分为四个部分，所述补偿线圈5套在线圈安装槽6内，补偿线圈5的数量为3个，本实施例中，3个补偿线圈5分别引出后连接各自的电流激励器，可以实现各分区独立的频率补偿，具体而言：

首先，如前所述，现有技术是在磁极端面或谐振电路内部安装空心线圈，由于空心线圈产生的磁场均匀性差，因此只适用于谐振子为1-2级的谐振电路（如图1所示的安装补偿线圈的通道滤波器谐振级数只有1级），而目前旋磁滤波器产品均采用3级谐振子以上的谐振电路，空心线圈结构不能满足磁场均匀性要求，因此现有技术已不适用于当前的多通道且多级谐振的旋磁滤波器的应用；

然后，本实用新型在磁极上开槽形成多个磁场分区且在线圈安装槽6内安装补偿线圈后，各分区的补偿线圈激励磁场对其余分区的影响小到可忽略。如本实施实例中，其中一个磁分区补偿线圈激励电流为50mA时，该分区可得到75MHz频率补偿，按各分区磁通按磁阻大小成反比进行分配的原理，该激励对其余分区频率的影响只有几十KHz量级，因此各补偿线圈引出后即“可以实现各分区独立的频率补偿”。

本实施例的四路谐振电路并行两排分布，采用矩形磁极柱3，线圈安装槽6的槽宽2mm、槽深3.5mm，补偿线圈5的匝数50匝，补偿线圈调谐灵敏度为1.5MHz/mA，0-50mA电流具有0-75MHz的频率补偿能力。本实施实例未安装补偿线圈的分区为基准通道分区。

实施例2： S-C波段圆柱形磁极柱四通道集成磁路

参见图2、图4，S-C波段矩形磁极柱四通道集成磁路：包括下磁路1、上磁路2、上下磁路的磁极柱3、主线圈4、补偿线圈5、线圈安装槽6和多路谐振电路7；所述线圈安装槽6位于上下磁路的磁极柱3端面且垂直端面，将上下磁路的磁极柱3端面分别均分为四个部分，所述补偿线圈5套在线圈安装槽6内，补偿线圈5的数量为4个，本实施例中，4个补偿线圈5分别引出后连接各自的电流激励器；

本实施例的四路谐振电路圆环形分布，采用圆柱形磁极柱3，线圈安装槽6的槽宽2mm、槽深4mm，并在磁极柱3的中心挖出4mm深圆孔，补偿线圈5的匝数50匝，补偿线圈调谐灵敏度为1MHz/mA， 0-50mA电流具有0-50MHz的频率补偿能力。本实施实例采用四个补偿线圈，灵活性高，可适应生产中基准通道的任意调整。

实施例3：S-C波段矩形磁极柱两通道异频跟踪磁路

参见图2、图5，S-C波段矩形磁极柱两通道异频跟踪磁路：包括下磁路1、上磁路2、上下磁路的磁极柱3、主线圈4、补偿线圈5、线圈安装槽6和两路谐振电路7；所述线圈安装槽6位于上下磁路的磁极柱3端面且垂直端面，将上下磁路的磁极柱3端面分别均分为两部分，所述补偿线圈5套在线圈安装槽6内，补偿线圈5的数量为2个，分别位于上下磁极同一分区的线圈安装槽内，并按相同的电流流向串联。本实施例中，上下串联的补偿线圈5引出后连接一电流激励器；

本实施例的两路谐振电路并行排布，采用矩形磁极柱3，线圈安装槽6的槽宽3mm、槽深4mm，单个补偿线圈5的匝数100匝，上下两个补偿线圈共200匝，串联后调谐灵敏度为4MHz/mA，0-50mA电流具有0-200MHz的频率偏置补偿能力，可实现两路滤波器频率0-200MHz的异频跟踪。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，比如不同的通道数、不同的磁极柱形状、不同的线圈安装槽的槽深槽宽，不同的线圈匝数与频率补偿范围均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种多通道旋磁滤波器磁路，包括下磁路（1）、上磁路（2）、上下磁路的磁极柱（3）和主线圈（4），其特征在于：还包括补偿线圈（5）、线圈安装槽（6）、多路谐振电路（7）；其中，所述线圈安装槽（6）位于上下磁极柱（3）的端面且垂直端面，将磁极柱（3）的端面均分为滤波器通道集成数量n，所述补偿线圈（5）套在线圈安装槽（6）内。

2.根据权利要求1所述的一种多通道旋磁滤波器磁路，其特征在于：所述的线圈安装槽（6）在上下磁极端面对称设置，使上下磁极形成滤波器通道集成数量的工作气隙，所述多路谐振电路（7）分别置于各工作气隙内。

3.根据权利要求1所述的一种多通道旋磁滤波器磁路，其特征在于：所述线圈安装槽（6）尺寸满足一路或两路补偿线圈（5）并排安放要求。

4.根据权利要求1所述的一种多通道旋磁滤波器磁路，其特征在于：所述的补偿线圈（5）在上下磁极柱的线圈安装槽（6）内任意安装，或使用两个补偿线圈（5）在上磁路和下磁路的磁极柱（3）分别安装后串联。

5.根据权利要求1所述的一种多通道旋磁滤波器磁路，其特征在于：所述的补偿线圈（5）分别引出后连接各自的电流激励器。

6.根据权利要求1所述的一种多通道旋磁滤波器磁路，其特征在于：所述补偿线圈（5）的数量根据通道集成数量和频率补偿范围确定，且不少于n-1。