CN2872610Y - 微型微带环形器及隔离器 - Google Patents

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Abstract

一种微型微带环形器和微型微带隔离器，其结构均由一个微带基片和一个陶瓷片及一个永磁片组成。其中环形器的微带基片主要是在由适当厚度的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，在微带线上附加有L/C匹配网络而成。隔离器是在环形器的基础上将其中一条微带线经镀膜的隔离电阻与微带开路线相接即可。与进口的双面磁场结构的环形器和隔离器相比，具有结构更简单合理、尺寸小、重量轻、高度集成化、可靠性高、可直接贴装和使用方便等优点，经检测效果很好。可广泛用于雷达、微波通讯、卫星通讯等领域。

Description

微型微带环形器及隔离器
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微带环形器和微带隔离器，是非互易微波器件，属于微波铁氧体器件领域。
背景技术
随着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环行器/隔离器提出了更高的要求。不但要求其性能高，体积小，重量轻，宽频带宽温工作，而且还要求成本低，便于加工、生产等。
环形器能实现微波功率单向循环流通，而反向则是隔离的。单向循环通路为①→②→③→①。若信号功率从端口①输入，①有两个相邻的端口②和③，但信号全部流向端口②，而对端口③无分流；若从端口②输入，则到达端口③输出，端口①无分流，依次类推。其等效电路如图1所示，可作双工器使用而达到收发公用天线的目的，还可在多工器和参量放大器、微波相移器等电路中使用。隔离器基本特征是只允许信号单方向传输。在环形器端口③上接匹配负载④，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。当信号正向传输时，端口①→②全通，如果输出端负载不匹配产生反射波时，在隔离器中沿环流方向进入端口③，反射功率被匹配负载④所吸收而不会进入输入口①，其等效电路如图2所示。如在多级级联放大器之间分别接有隔离器，可消除频带内产生的自激振荡，使放大器能稳定工作等。环形器和隔离器可做成同轴线、波导、带线和微带等多种形式。进口的体积较小的带线环形器和带线隔离器，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，但仍然嫌大，不能适应微小型化的需要。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中的不足之处，设计一种结构更简单合理、体积更小、安装使用更方便的用于将微波功率定向传输的微型微带环形器。
本实用新型的另一个目的是在微型微带环形器的基础上设计一种结构简单合理、体积小、安装使用方便的用于将微波信号正常传输到负载，而负载反射的信号将被吸收的微型微带隔离器。
本实用新型的微型微带环形器，其结构包括一个微带基片和一个陶瓷片及一个永磁片，所述微带基片是在适当厚度的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，在其结合处变成一个适当直径的金属薄圆盘，在微带线上附加有L/C匹配网络而成的一体化集成微带基片，陶瓷片贴装在微带金属薄圆盘上，用于提供偏置磁场的永磁片贴装在陶瓷片上。
本实用新型的微型微带隔离器，其结构包括一个微带基片和一个陶瓷片及一个永磁片，所述微带基片是在适当厚度的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，在其结合处变成一个适当直径的金属薄圆盘，在微带线上附加有L/C匹配网络，并将其中一条微带线经镀膜的隔离电阻与微带开路线相接而成的一体化集成微带基片，陶瓷片贴装在微带金属薄圆盘上，用于提供偏置磁场的永磁片贴装在陶瓷片上。所述镀膜的隔离电阻为一层约50Ω的钽金属镀膜电阻，微带开路线的长度约为隔离器工作频率的1/4波长。
本实用新型的微型微带环形器和微型微带隔离器，其微带片均为一体化集成微带基片，且只用一个永磁片的单面磁场结构，其总体积只有7.5×6×3.5mm3，与俄罗斯的双面磁场结构的厚度为6mm的类似产品相比，性能指标相当，优点在于单面磁场结构隔离器的铁氧体基片与永磁片只胶合一次，并且在隔离器使用安装时，直接将隔离器底部与组件平面直接贴装，而双面磁场结构隔离器的铁氧体基片与上下永磁片胶合共两次，使用时必须在组件底板上配打永磁片安装孔，具有结构更简单合理、尺寸小、重量轻、高度集成化、可靠性高、可直接贴装和使用方便等优点，经检测效果很好，能完全替代进口产品，填补了国内的技术空白。可广泛用于雷达、微波通讯、卫星通讯等领域。
附图说明
附图1是环形器等效电路示意图；
附图2是隔离器等效电路示意图；
附图3是本实用新型的微型微带环形器和隔离器的结构示意图；
附图4是附图3中环形器的微带基片的电路示意图；
附图5是附图3中隔离器的微带基片的电路示意图。
具体实施方式
参见附图3，图中的1是微带基片，2是陶瓷片，3是永磁片，所述陶瓷片2贴装在微带基片1上，永磁片3贴装在陶瓷片2上，以提供环行器工作所需的偏置磁场。微带基片1与永磁片3之间加一陶瓷片2以避免永磁片3与微带基片1直接接触产生辐射，避免恶化隔离器的传输损耗。其中，微型微带环形器的微带片的结构如图4所示，其结构是在适当厚度的铁氧体基片4上采用薄膜光刻技术，制作三条互成120°对称的微带线7，在其结合处变成一个适当直径的金属薄圆盘5，在微带线上附加有L/C匹配网络6而成。该环形器能将从一个微带线端口输入的电磁波只能按设定的顺时针方向或逆时针方向就近从相邻的另一个微带线端口输出。可在雷达、微波通讯、卫星通讯等领域作双工器使用而达到收发公用天线的目的，还可在多工器和参量放大器、微波相移器等电路中使用。
为了防止和消除频带内产生的自激振荡，使放大器能稳定的工作，就必须要防止负载信号反射到信号源中，而信号源的信号应能正常传输到负载，就需要在信号源与负载之间接有微带隔离器，将负载反射的信号被隔离器吸收，使系统工作稳定。该微带隔离器的结构可在上述微带环形器的基础上，只需在微带片上将其中的一个端口接上匹配负载，即可使环形器变成了隔离器，该隔离器的微带基片的电路如图5所示，其结构是在铁氧体薄片4上采用薄膜光刻技术，制作三条互成120°对称的微带线7，在其结合处变成一个适当直径的金属薄圆盘5，并附加有L/C匹配网络6，将其中一条微带线经镀膜的隔离电阻8与微带开路线9相接即可。所述镀膜的隔离电阻8为一层约50Ω的钽金属镀膜电阻，微带开路线9的长度约为隔离频率的1/4波长。对于Ku波段的带宽为1GHz的微型微带环形器及隔离器，可以做到：正向损耗：≤0.5dB，反向隔离：≥20dB，驻波系数：≤1.25，温度范围：-40℃～+70℃，外形尺寸：6×7.5×3.5mm。

Claims (3)

1、一种微型微带环形器，其特征在于包括一个微带基片和一个陶瓷片及一个永磁片，所述微带基片是在适当厚度的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，在其结合处变成一个适当直径的金属薄圆盘，在微带线上附加有L/C匹配网络而成的一体化集成微带基片，陶瓷片贴装在微带金属薄圆盘上，用于提供偏置磁场的永磁片贴装在陶瓷片上。
2、一种微型微带隔离器，其特征在于包括一个微带基片和一个陶瓷片及一个永磁片，所述微带基片是在适当厚度的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，在其结合处变成一个适当直径的金属薄圆盘，在微带线上附加有L/C匹配网络，并将其中一条微带线经镀膜的隔离电阻与微带开路线相接而成的一体化集成微带基片，陶瓷片贴装在微带金属薄圆盘上，用于提供偏置磁场的永磁片贴装在陶瓷片上。
3、如权利要求2所述的微型微带隔离器，其特征在于所述镀膜的隔离电阻为一层约50Ω的钽金属镀膜电阻，微带开路线的长度约为隔离器工作频率的1/4波长。
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