專利名稱：一種微帶環(huán)形器的制作方法
一種微帶環(huán)形器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于微波器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鐵氧體環(huán)形器的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)。
技術(shù)背景
早在二次世界大戰(zhàn)中，微波鐵氧體器件就開(kāi)始嶄露頭角。如環(huán)形器、隔離器等解決了雷達(dá)的級(jí)間隔離、阻抗以及天線共用等一列實(shí)際問(wèn)題，極大地提高了雷達(dá)系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)性能，成為其中的關(guān)鍵部件之一。但這類器件80%以上都作為軍用，用量自然有限。到了上個(gè)世紀(jì)九十年代冷戰(zhàn)結(jié)束后，美國(guó)、俄國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)行了“軍轉(zhuǎn)民”科研生產(chǎn)方針，使得微波鐵氧體器件的應(yīng)用迅速擴(kuò)展到民用通訊、能源技術(shù)、工農(nóng)醫(yī)等領(lǐng)域。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大， 各類器件的用量也顯著增多，并逐漸在衛(wèi)星通信、微波通信、微波能應(yīng)用、醫(yī)療、微波測(cè)量技術(shù)等多種電子設(shè)備中起著特殊的作用，市場(chǎng)日益擴(kuò)大。
鐵氧體微波器件是利用微波在鐵氧體媒質(zhì)中的非互易傳播效應(yīng)設(shè)計(jì)制成的。環(huán)形器是最常用的微波鐵氧體器件之一，是一種具有定向傳輸?shù)奶攸c(diǎn)非互易性器件。
毫米波段具有信息容量大，方向性好，并且在毫米波段的微波器件具有體積小重量輕，而成為當(dāng)今通信領(lǐng)域的發(fā)展方向.但毫米波段的環(huán)形器，由于受到高頻色散的影響而不易設(shè)計(jì)，而成為環(huán)形器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一個(gè)急需解決的技術(shù)問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種微帶環(huán)形器，具有高隔離性能，低的插入損耗和端口駐波。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種微帶環(huán)形器，其特征在于，包括鐵氧體基板和偏置鐵氧體，在鐵氧體基板上設(shè)置有中心結(jié)部分和匹配線部分，所述中心結(jié)部分為圓形，其內(nèi)有一個(gè)同心的內(nèi)圓，內(nèi)圓和外圓之間設(shè)置有3組附加短截線索；同一組內(nèi)的各條附加短截線索相互平行，中心結(jié)部分沿中心對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)臂，3組附加短截線索設(shè)置于各臂之間。
本發(fā)明的有益效果是，在微波頻帶(35. 5GHz 36. IGHz)內(nèi)具有高隔離性能，低的插入損耗和端口駐波。


圖1為本發(fā)明所述中心結(jié)結(jié)構(gòu)。
圖2為本發(fā)明所術(shù)的匹配線結(jié)構(gòu)。
圖3為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種微帶環(huán)形器，包括鐵氧體基板和偏置鐵氧體，在鐵氧體基板上設(shè)置有中心結(jié)部分和匹配線部分，所述中心結(jié)部分為圓形，其內(nèi)有一個(gè)同心的內(nèi)圓，內(nèi)圓和外圓之間設(shè)置有3組附加短截線索；同一組內(nèi)的各條附加短截線索相互平行，中心結(jié)部分沿中心對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)臂，3組附加短截線索設(shè)置于各臂之間。
前述中心結(jié)部分為圓形系指整體形狀為圓形，附加短截線索之間的空隙不應(yīng)視為對(duì)整體形狀的影響。
本發(fā)明系在鐵氧體基板上刻蝕出中心結(jié)及匹配線，在中心結(jié)的內(nèi)圓上覆蓋設(shè)置偏置磁化鐵氧體。偏置磁化鐵氧體的半徑與內(nèi)圓相同，故圖中并未示出。
本發(fā)明的匹配線與中心結(jié)的臂連接，亦可視為臂的延伸。與臂對(duì)應(yīng)，匹配線亦為中心對(duì)稱的3個(gè)部分，形如英文字母“Y”字，圖中繪出其中之一，其余兩個(gè)部分與之結(jié)構(gòu)相同。
實(shí)施方式一
一種微帶環(huán)形器，由中心結(jié)、鐵氧體基板、偏置磁化鐵氧體和匹配線組成，各組分構(gòu)成如下
鐵氧體基板厚度0. 25mm
中心結(jié)內(nèi)半徑0. ^mm 外半徑0.64mm
中心結(jié)上附加短截線索寬度0. 05mm 間距0. 05mm
偏置磁化鐵氧體半徑0. 75mm
匹配線
內(nèi)側(cè)匹配線寬度0. 231mm 內(nèi)側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 45mm
外側(cè)匹配線寬度0. 135mm 外側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 43mm
開(kāi)路短截線寬度0. 05mm 開(kāi)路短截線總長(zhǎng)度0. 32mm
以上參數(shù)中，依據(jù)習(xí)慣，以矩形為例，較長(zhǎng)的邊的長(zhǎng)度稱為“長(zhǎng)”，較短的稱為“寬”。
通過(guò)所述制備步驟即可獲得微帶環(huán)形器，鐵氧體基板材料和偏置磁化鐵氧體材料 % YCaV ( ε r= 15，4 3iMs = 5000Gauss)，時(shí)，在頻率；35· 5GHz 36. 1GHz，最小隔離為:_26dB， 最大插入損耗為-0. 6dB，最大駐波為1. 2。
實(shí)施方式二
一種微帶環(huán)形器，由中心結(jié)、鐵氧體基板、偏置磁化鐵氧體和匹配線組成，各組分構(gòu)成如下
鐵氧體基板厚度0. 25mm
中心結(jié)內(nèi)半徑0. ^mm 外半徑0.65mm
中心結(jié)上附加短截線索寬度0. 05mm 間距0. 05mm
偏置磁化鐵氧體半徑0. 75mm
匹配線
內(nèi)側(cè)匹配線寬度0. 231mm 內(nèi)側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 45mm
外側(cè)匹配線寬度0. 135mm 外側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 43mm
開(kāi)路短截線寬度0. 05mm 開(kāi)路短截線總長(zhǎng)度0. 32mm
結(jié)合附圖，通過(guò)所述參數(shù)即可獲得微帶環(huán)形器，鐵氧體基板材料和偏置磁化鐵氧體材料為 YCaV( ε r = 15,4 π Ms = 5000Gauss)，時(shí)，在頻率 35. 5GHz 36. 1 GHz，最小隔離為_(kāi)15dB，最大插入損耗為-2dB，最大駐波為2. 0。其諧振點(diǎn)向左移是由于中心結(jié)半徑增大的原因，但其效果遠(yuǎn)比不上實(shí)施方式一，這是由于單獨(dú)改變中心結(jié)半徑，導(dǎo)致中心結(jié)阻抗改變，而使其在端口不再匹配的原因。
實(shí)施方式三
一種微帶環(huán)形器，由中心結(jié)、鐵氧體基板、偏置磁化鐵氧體和匹配線組成，各組分構(gòu)成如下
匹配線
內(nèi)側(cè)匹配線寬度0. 231mm 內(nèi)側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 45mm
外側(cè)匹配線寬度0. 135mm 外側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 38mm
開(kāi)路短截線寬度0. 05mm 開(kāi)路短截線總長(zhǎng)度0. 32mm
結(jié)合附圖，通過(guò)上述參數(shù)制備即可獲得微帶環(huán)形器，鐵氧體基板材料和偏置磁化鐵氧體材料為 YCaV ( ε ^ = 15，4 π Ms = 5000Gauss)，時(shí)，在頻率 35. 5GHz 36. 1GHz，最小隔離為_(kāi)22dB，最大插入損耗為-0. MdB，最大駐波為1. 25。其效果比不上實(shí)施方式一，這是由于單獨(dú)改變匹配線的長(zhǎng)度后，導(dǎo)致其在端口匹配效果不如實(shí)施方式一。
鐵氧體基板
中心結(jié)
中心結(jié)上附加短截線索
偏置磁化鐵氧體厚度0. 25mm內(nèi)半徑0. ^mm 外半徑0. 64mm 寬度0. 05mm 間距0. 05mm 半徑0. 75mm權(quán)利要求
1.一種微帶環(huán)形器，其特征在于，包括鐵氧體基板和偏置鐵氧體，在鐵氧體基板上設(shè)置有中心結(jié)部分和匹配線部分，所述中心結(jié)部分為圓形，其內(nèi)有一個(gè)同心的內(nèi)圓，內(nèi)圓和外圓之間設(shè)置有3組附加短截線索；同一組內(nèi)的各條附加短截線索相互平行，中心結(jié)部分沿中心對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)臂，3組附加短截線索設(shè)置于各臂之間。
2.如權(quán)利要求1所述的微帶環(huán)形器，其特征在于，各部分參數(shù)為厚度0. 25mm 內(nèi)半徑0. 28mm 寬度0. 05mm 半徑0. 75mm外半徑:0. 64mm 間距0. 05mm鐵氧體基板中心結(jié)中心結(jié)上附加短截線索偏置磁化鐵氧體匹配線內(nèi)側(cè)匹配線寬度0. 231mm內(nèi)側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 45mm外側(cè)匹配線寬度0. 135mm外側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 43mm開(kāi)路短截線寬度0. 05mm開(kāi)路短截線總長(zhǎng)度0. :32mm。
3.如權(quán)利要求1所述的微帶環(huán)形器，其特征在于，各部分參數(shù)為鐵氧體基板中心結(jié)中心結(jié)上附加短截線索偏置磁化鐵氧體匹配線內(nèi)側(cè)匹配線寬度0. 231mm 外側(cè)匹配線寬度:0. 135mm 開(kāi)路短截線寬度0. 05mm厚度0. 25mm 內(nèi)半徑0. 28mm 寬度0. 05mm 半徑0. 75mm外半徑:0. 65mm 間距0. 05mm內(nèi)側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 45mm 外側(cè)匹配線的長(zhǎng)度:0. 43mm 開(kāi)路短截線總長(zhǎng)度0. 32mm0
4.如權(quán)利要求1所述的微帶環(huán)形器，其特征在于，各部分參數(shù)為鐵氧體基板中心結(jié)中心結(jié)上附加短截線索偏置磁化鐵氧體匹配線內(nèi)側(cè)匹配線寬度0. 231mm 外側(cè)匹配線寬度:0. 135mm 開(kāi)路短截線寬度0. 05mm厚度0. 25mm 內(nèi)半徑0. 28mm 寬度0. 05mm 半徑0. 75mm外半徑:0. 64mm 間距0. 05mm內(nèi)側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 45mm 外側(cè)匹配線的長(zhǎng)度0. 38mm 開(kāi)路短截線總長(zhǎng)度0. 32mmc
全文摘要
一種微帶環(huán)形器，屬于微波器件技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明包括鐵氧體基板和偏置鐵氧體，在鐵氧體基板上設(shè)置有中心結(jié)部分和匹配線部分，所述中心結(jié)部分為圓形，其內(nèi)有一個(gè)同心的內(nèi)圓，內(nèi)圓和外圓之間設(shè)置有3組附加短截線索；同一組內(nèi)的各條附加短截線索相互平行，中心結(jié)部分沿中心對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)臂，3組附加短截線索設(shè)置于各臂之間。本發(fā)明的有益效果是，在微波頻帶(35.5GHz～36.1GHz)內(nèi)具有高隔離性能低的插入損耗和端口駐波。
文檔編號(hào)H01P1/387GK102544662SQ20111042292
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者李彥濤, 汪曉光, 謝建良, 鄧龍江, 陳良 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)