[發明專利]小型化基片集成波導環行器

無效

• 申請號: 201110301619.2
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102377004A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 陳良;劉松林;汪曉光;鄧龍江;汪蔚
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/387
• 分類號: H01P1/387
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所 51215
• 代理人: 劉勛

技術領域

本發明涉及微波技術。

背景技術

微波鐵氧體環行器是一種應用十分廣泛的非互易微波器件，它可以在雷達中做天線收發轉換開關，分離輸入與輸出信號、入射波與反射波，也可以在微波傳輸系統和測量系統中做隔離器等。此外環形器還可在移動通信中作為基站和移動臺中的天線共用裝置，在發射和接收系統中作為功率放大器、開關放大器的輸入和輸出模塊以及在測量系統中起去耦作用。

隨著現代移動通信的高速發展，微波鐵氧體環行器將擁有更廣闊的應用前景，但對器件小型化與集成化的要求也變得越來越重要。傳統的波導結環行器雖然發展成熟，但存在著體積較大，不利于一體化集成等劣勢，因此從應用和發展層面上看，設計易于集成的小型化環行器是十分有必要的。

基片集成波導結構是近幾年提出的一種平面導波技術，其不僅有傳統矩形波導的性能，更重要的是它具有體積小與集成度高等優點，目前已廣泛應用于濾波器、功分器等器件的設計中，但對于微波鐵氧體器件卻應用較少。將基片集成波導理論應用于環行器的設計，可以解決傳統波導環行器尺寸大，不利于集成等問題。

中國專利200620074755.7公開了一種小型化襯底集成波導鐵氧體結環形器，可以作為本發明的參考背景技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種集合了矩形波導與微帶電路優點為一體的小型化基片集成波導環行器，在具備較好性能的同時，具有更小的體積和重量，更高的集成度。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，小型化基片集成波導環行器，在雙面覆有金屬層的介質基板上，設置有環形器中心結部分和位于輸出端口的微帶轉換連接部分，所述中心結部分包括三個互成120°角的基片集成波導結構及中心鐵氧體柱，微帶轉換連接部分包括設置于第一端口的線性漸變微帶線和沿軸對稱設置于第二端口和第三端口的兩個復合漸變微帶線，線性漸變微帶線設置于對稱軸上，復合漸變微帶線包括圓弧漸變部分和線性漸變部分，中心結部分通過線性漸變微帶線和復合漸變微帶線分別連接到50歐姆微帶線接口，兩個復合漸變微帶線位于波導結構內。

在基板上設置由金屬化通孔形成的三個基片集成波導結構。通孔直徑為0.8mm，相鄰兩金屬通孔的間距為1.2mm，中心結放置有鐵氧體圓柱，鐵氧體圓柱的半徑為1.5mm，高度與基板等高，相對介電常數為14.5，飽和磁化強度為4000高斯。

與復合漸變微帶線連接的50歐姆微帶線端口方向垂直于器件的外沿。

本發明的有益效果是，與傳統的環行器相比，所設計的小型化基片集成波導環行器具有波導及微帶電路的雙重優點。其具有高Q值、體積小、重量輕等優勢。與微帶線轉換連接部分可以在雙面覆銅基板的上層刻蝕出，從而提高了器件本身的一體化。兩個端口處采用內嵌型線性與圓弧相結合的復合漸變微帶，在縮小了器件橫向尺寸的同時，也有利于匹配。同時由于三個50歐姆微帶線端口都與器件外壁垂直，使整個器件更利于集成。本發明的環行器的制作工藝簡單，易于批量生產和加工。本發明通過采用新型匹配模式及優化材料和結構參數的選取，進一步縮小了環行器的體積，更好的實現了器件的小型化與集成化。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖(俯視)。

圖2是本發明的立體狀態示意圖。

圖3是本發明的中心結部分示意圖。

圖4是本發明的線性漸變部分示意圖。

圖5是本發明的復合漸變部分示意圖。

圖6是本發明的產品照片。

圖中標號：1～3分別為3個端口，4通孔，5中心鐵氧體圓柱，6、7、8為三個波導，9線性漸變微帶線，1050歐姆微帶線端口，20線性漸變微帶線，21復合漸變微帶線，2101復合漸變微帶線的圓弧部分，2102復合漸變微帶線的線性部分。

具體實施方式

本發明中，金屬化通孔形成波導結構，兩個復合漸變微帶線設置于波導內，增強了器件的匹配性能，并且有利于器件整體的微型化和集成化。

本發明包括環行器中心結部分(圖3所示)及微帶轉換連接部分(圖4、5所示)。整個環行器的基板為雙面覆銅高頻介質板Taconic?CER-10，相對介電常數為10，損耗角正切為0.0035，厚度為0.762mm。