CN216903283U - 一种大功率微带集成式环行耦合器组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率微带集成式环行耦合器组件，属于隔离器技术领域，包括：底座、铁氧体基片、微带电路、耦合电路、陶瓷垫片、永磁体；从下至上依次组装，底座上固定连接有铁氧体基片，铁氧体基片上设有耦合电路和微带电路，微带电路顶部一侧连接有陶瓷垫片，陶瓷垫片的另一侧面上设有永磁体；微带电路包括：中心结、第一支路、第二支路、第三支路；所述第一支路、第二支路、第三支路构成Y形结构并分别与L/C电路连接。本实用新型通过三个支路的Y形设计，将微带电路的双端口设置于同一面，使得连接端口具有多面性，并通过耦合电路集成了监测功率的耦合器功能，因此本方案频带宽、体积小，适用于大功率的表面贴装和微电路集成。

Description

一种大功率微带集成式环行耦合器组件

技术领域

本实用新型涉及隔离器技术领域，具体为一种大功率微带集成式环行耦合器组件。

背景技术

随着微波技术的高速发展，微波电子设备的应用亦日趋广泛，环行器和隔离器的易集成、小型化、宽频带特性的需求增加；对电性能也有了更高的要求，普通单一式微带环行器存在功能单一、体积大、质量重且存在组装结构造成性能不稳定的情况，在许多系统贴片测试时出现性能值不稳定，只能满足于小范围功率的系统贴片需求，性价比不高。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种Ka波段宽频微带基片式双节环行器，通过本实用新型的组装方法，其端口具有多样性、频带宽、结构简单、质量轻、体积小适用于频段为X波段（8-10GHz）大功率的表面贴装和微电路集成且性能多样集成了监测功率的耦合器功能。

技术方案：第一方面，一种大功率微带集成式环行耦合器组件，包括：底座、铁氧体基片、微带电路、耦合电路、陶瓷垫片、永磁体；

其中，所述底座上固定连接有铁氧体基片；

所述铁氧体基片上设有耦合电路和微带电路；

所述微带电路顶部一侧连接有陶瓷垫片；

所述陶瓷垫片的另一侧面上设有永磁体；

所述微带电路包括：中心结、第一支路、第二支路、第三支路；

所述第一支路、第二支路、第三支路分别连接在所述中心结的边缘部位；所述第一支路、第二支路、第三支路构成Y形结构，并在铁氧体基片上具有三个用于与连接器连通的端口，其中两条支路的端口位于同一侧面，另一支路的端口位于另一侧面上；

所述第一支路、第二支路、第三支路之间的夹角为120°且所述第一支路、第二支路、第三支路分别与L/C电路连接；

所述中心结边缘部位向外延伸有若干鱼刺状凸起；所述若干鱼刺状凸起设于所述第一支路、第二支路、第三支路间隔处；

所述耦合电路中内置有一个方阻。

在进一步的实施例中，所述中心结呈圆形，所述若干鱼刺状凸起分为三组且分别沿着中心结外径径向分布，每组中鱼刺状凸起的数量相等。

在进一步的实施例中，所述第一支路、第二支路的一侧边上分别向外延伸有单边横突，所述第三支路的两侧边上相对向外延伸有双边对称横突；

所述单边横突和所述双边对称横突的形状均为长方形；所述单边横突的两个边长分别垂直且连接在所述第一支路、第二支路的侧边上，所述双边对称横突的四个边长垂直且连接在所述第三支路的侧边上。

在进一步的实施例中，所述铁氧体基片、中心结、永磁体、陶瓷垫片的中心线在同一直线上重合。

在进一步的实施例中，所述底座的一侧面采用焊膏与铁氧体基片焊接固定。

在进一步的实施例中，所述微带电路通过光刻技术设于铁氧体基片远离底座的一侧面上。

在进一步的实施例中，所述耦合电路通过薄膜制备工艺设置在铁氧体基片的一侧面上且所述耦合电路与所述微带电路位于同一侧面；所述耦合电路具有多个折弯部用于不与微带电路相交从而独立设置。

在进一步的实施例中，所述陶瓷垫片通过采用环氧胶胶合在微带电路的一侧面上。

在进一步的实施例中，所述永磁体通过采用胶体胶合在陶瓷垫片的一侧面上，所述永磁体为钐钴永磁体。

在进一步的实施例中，所述铁氧体基片采用石榴石材质制成。

有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

（1）通过三个支路的Y形设计，将微带电路的双端口设置于同一面，另一端口设于对立面，使得连接端口具有多样性；

（2）通过耦合电路的多折弯部设计，节约耦合电路的设计空间，并通过耦合电路集成了监测功率的耦合器功能；微带电路中心结设计为圆形，减小体积，三个支路与LC电路连接具有延展工作带宽的作用；

（3）在三个支路上设置横突和鱼刺状凸起，用于匹配L/C电路，稳定电性连接性能；因此本方案具有体积小、频带宽、一致性好、性能卓越、结构精简、使用方便、多端口，从而适用于表面贴装和微电路集成的特点；

（4）底座，铁氧体基片，陶瓷垫片，永磁体的中心线在一条直线上，永磁体纵向磁化铁氧体基片使得铁氧体基片受磁均匀，接地良好的同时使装置便于组装。

附图说明

图1为本实用新型大功率微带集成式环行耦合器组件的整体结构示意图；

图2为实用新型大功率微带集成式环行耦合器组件的爆炸图；

图3为本实用新型微带电路、耦合电路的实施例结构示意图。

图中标注说明：底座1、铁氧体基片2、耦合电路3、电路300、方阻301、微带电路4、中心结400、第一支路401、第二支路402、第三支路403、第一L/C电路404、第二L/C电路405、第三L/C电路406、第一组鱼刺状凸起407a、第二组鱼刺状凸起407b 、第三组鱼刺状凸起407c、第二支路单边横突408、第三支路双边对称横突409、第一支路单边横突410、陶瓷垫片5、永磁体6。

具体实施方式

为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1至图3所示的一种大功率微带集成式环行耦合器组件，包括：底座1、铁氧体基片2、耦合电路3、电路300、方阻301、微带电路4、中心结400、第一支路401、第二支路402、第三支路403、第一L/C电路404、第二L/C电路405、第三L/C电路406、第一组鱼刺状凸起407a、第二组鱼刺状凸起407b 、第三组鱼刺状凸起407c 、第二支路单边横突408、第三支路双边对称横突409、第一支路单边横突410、陶瓷垫片5、永磁体6；

其中，底座1、铁氧体基片2、微带电路4、耦合电路3、陶瓷垫片5、永磁体6从下至上依次组装，底座1上固定连接有铁氧体基片2，铁氧体基片2上设有耦合电路3和微带电路4，微带电路4顶部一侧连接有陶瓷垫片5，陶瓷垫片5的另一侧面上设有永磁体6；本实施例中底座1的一侧面通过采用无铅焊膏与铁氧体基片2焊接固定；底座2由磁性金属材料加工制成，优选为铁或铁的合金，表面镀银，采用铁氧体基片2采用石榴石材质制成，铁氧体基片2与底座1焊接处的侧面设有镀金层，使得底座1与铁氧体基片2的热膨胀系数相当，能够在焊接时保护铁氧体基片2，降低了由于焊接而导致铁氧体基片2开裂的风险，提高了产品的可靠性。铁氧体基片2上表面采取抛光处理，利用化学方法去除表面油污以及杂质粒子；物理方法对其表面进行活化、去除吸附，保证电路膜层的附着力。

微带电路4包括：中心结400、第一支路401、第二支路402、第三支路403；

其中，第一支路401、第二支路402、第三支路403分别连接在中心结400的边缘部位；第一支路401、第二支路402、第三支路403构成Y形结构，并在铁氧体基片2上具有三个用于与连接器连通的端口，其中两条支路的端口位于同一侧面，另一支路的端口位于另一侧面上；从而通过三个支路的Y形设计，将微带电路4的双端口设置于同一面，另一端口设于对立面，使得连接端口的多样性；

第一支路401、第二支路402、第三支路403之间的夹角为120°且第一支路401、第二支路402、第三支路403分别与L/C电路连接；包括：与第二支路402连接的第一L/C电路404，与第三支路403连接的第二L/C电路405，与第一支路401连接的第三L/C电路406；三个支路与L/C电路连接具有延展工作带宽的作用；

中心结400边缘部位向外延伸有若干鱼刺状凸起；若干鱼刺状凸起设于第一支路401、第二支路402、第三支路403间隔处；此微带电路4结构的设计即保障了产品性能有又减小了产品体积；

在本实施例中耦合电路3的电路300中内置有一个方阻301，本实施例中采用方阻301为50Ω方阻301。

中心结400呈圆形，若干鱼刺状凸起分为三组且分别沿着中心结400外径径向分布，包括：第一组鱼刺状凸起407a、第二组鱼刺状凸起407b 、第三组鱼刺状凸起407c ；第一组鱼刺状凸起407a、第二组鱼刺状凸起407b 、第三组鱼刺状凸起407c 中，鱼刺状凸起的数量相等；鱼刺状凸起用于匹配L/C电路，本实施例中的每组鱼刺状凸起的数量为7个，且鱼刺状凸起之间具有间距；可根据频率和带宽来配置鱼刺状突起的间距和数量。

第一支路401、第二支路402的一侧边上分别向外延伸有第一支路单边横突410、第二支路单边横突408，第三支路403的两侧边上相对向外延伸有第三支路双边对称横突409；

单边横突和双边对称横突的形状均为长方形；单边横突的两个边长分别垂直且连接在第一支路401、第二支路402的侧边上，双边对称横突的四个边长垂直且连接在第三支路403的侧边上，通过在三条支路上设置单边横突和双边对称横突用于调节或稳定电性连接性能。

铁氧体基片2、中心结400、永磁体6、陶瓷垫片5的中心线在同一直线上重合，能够使永磁体6纵向磁化铁氧体基片2保证铁氧体基片2受磁均匀，接地良好的同时使装置便于拆装。

微带电路4通过光刻技术设于铁氧体基片2远离底座1的一侧面上。

耦合电路3通过薄膜制备工艺设置在铁氧体基片2的一侧面上且耦合电路3与微带电路4位于同一侧面；耦合电路3具有多个折弯部用于不与微带电路4相交从而独立设置。

陶瓷垫片5通过采用环氧胶胶合在微带电路4的一侧面上。

永磁体通过采用胶体胶合在陶瓷垫片的一侧面上，永磁体为钐钴永磁体。

频率范围：	8-10GHz
		最大直通路损耗：	0.4dB
最小反向隔离：	20dB
		耦合量：	21dB~23dB
最大驻波系数：	1.3
		通过功率：	50W(设计保证)
工作温度：	-55°C~85°C

上表为本实施例提供的一种大功率微带集成式环行耦合器组件参数性能值。

在实际装配和装配后的工作原理：

底座1、铁氧体基片2、微带电路4、耦合电路3、陶瓷垫片5、永磁体6从下至上依次组装，底座1上固定连接有铁氧体基片2，铁氧体基片2上设有耦合电路3和微带电路4，微带电路4顶部一侧连接有陶瓷垫片5，陶瓷垫片5的另一侧面上设有永磁体6；本实施例中底座1的一侧面通过采用无铅焊膏与铁氧体基片2焊接固定；通过三个支路的Y形设计，将微带电路4的双端口设置于同一面，另一端口设于对立面，使得连接端口的多样性；通过耦合电路3的多折弯部设计，方便节约耦合电路3的设计空间，并通过耦合电路3集成了监测功率的耦合器功能；微带电路4中心结400设计为圆形，减小体积，三个支路与L/C电路连接具有延展工作带宽的作用；在三个支路上设置横突和鱼刺状凸起，用于匹配L/C电路，稳定电性连接性能。

因此本方案具有体积小、频带宽、一致性好、性能卓越、结构精简、使用方便、多端口，从而适用于表面贴装和微电路300集成的特点；底座1，铁氧体基片2，陶瓷垫片5，永磁体6的中心线在一条直线上，使得各器件受磁均匀的同时使装置便于组装。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，包括：底座、铁氧体基片、微带电路、耦合电路、陶瓷垫片、永磁体；

其中，所述底座上固定连接有铁氧体基片；

所述铁氧体基片上设有耦合电路和微带电路；

所述微带电路顶部一侧连接有陶瓷垫片；

所述陶瓷垫片的另一侧面上设有永磁体；

所述微带电路包括：中心结、第一支路、第二支路、第三支路；

所述第一支路、第二支路、第三支路分别连接在所述中心结的边缘部位；所述第一支路、第二支路、第三支路构成Y形结构，并在铁氧体基片上具有三个用于电性连接的端口，其中两条支路的端口位于同一侧面，另一支路的端口位于另一侧面上；

所述第一支路、第二支路、第三支路之间的夹角为120°且所述第一支路、第二支路、第三支路分别与L/C电路连接；

所述中心结边缘部位向外延伸有若干鱼刺状凸起；所述若干鱼刺状凸起设于所述第一支路、第二支路、第三支路间隔处；

所述耦合电路中内置有一个方阻。

2.根据权利要求1所述的大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，所述中心结呈圆形，所述若干鱼刺状凸起分为三组且分别沿着中心结外径径向分布，每组中鱼刺状凸起的数量相等。

3.根据权利要求1所述的大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，所述第一支路、第二支路的一侧边上分别向外延伸有单边横突，所述第三支路的两侧边上相对向外延伸有双边对称横突；

所述单边横突和所述双边对称横突的形状均为长方形；所述单边横突的两个边长分别垂直且连接在所述第一支路、第二支路的侧边上，所述双边对称横突的四个边长垂直且连接在所述第三支路的侧边上。

4.根据权利要求1所述的大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，所述铁氧体基片、中心结、永磁体、陶瓷垫片的中心线在同一直线上重合。

5.根据权利要求1所述的大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，所述底座的一侧面采用焊膏与铁氧体基片焊接固定。

6.根据权利要求1所述的大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，所述微带电路通过光刻技术设于铁氧体基片远离底座的一侧面上。

7.根据权利要求1所述的大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，所述耦合电路通过薄膜制备工艺设置在铁氧体基片的一侧面上且所述耦合电路与所述微带电路位于同一侧面；所述耦合电路具有多个折弯部用于不与微带电路相交。

8.根据权利要求1所述的大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，所述陶瓷垫片通过采用环氧胶胶合在微带电路的一侧面上。

9.根据权利要求1所述的大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，所述永磁体通过采用胶体胶合在陶瓷垫片的一侧面上，所述永磁体为钐钴永磁体。

10.根据权利要求1所述的大功率微带集成式环行耦合器组件，其特征在于，所述铁氧体基片采用石榴石材质制成。

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