[發明專利]基片集成波導環行器

有效

• 申請號: 201210591596.8
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103094651A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 汪曉光;熊林;陳良;鄧龍江;付強;梁迪飛
• 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

本發明屬于微波器件技術領域。?

背景技術

二十世紀四十年代中后期，微波鐵氧體器件就開始登上歷史舞臺，但這類器件85%以上都作為軍品，需求有限。到了二十世紀九十年代，微波鐵氧體器件的應用迅速擴展到民用通訊、能源技術、工農醫等領域，并逐漸在衛星通信、微波通信、微波能應用、醫療、微波測量技術等多種電子設備中起著特殊的作用，需求日益增加。隨著通訊事業的發展，微波通訊等設備的整機朝著集成化方向發展，微波鐵氧體器件，如環行器、隔離器等也必須順應整機發展方向發展。例如，相控陣雷達在其雷達陣列中所需的移相器、環行器至少要有幾百上千的數量，而有的雷達中其數量多達萬計，因此其整機的體積大小將受鐵氧體器件的大小限制。因此，環行器的小型化、集成化成為一種發展趨勢。?

基片集成波導(Substrate?Integrated?Waveguide簡稱SIW)是一種新型的波導結構，它源于矩形波導和微帶線，具有低成本、低損耗、高Q值和可高密度集成于微波毫米波電路及其子系統的優點。基片集成波導技術發展迅猛，其產品有基片集成波導濾波器、基片集成波導?定向耦合器、基片集成波導—微帶線轉接器等無源器件。基片集成波導已逐漸成為微波傳輸線及器件的一個重要發展方向。?

鐵氧體微波器件是利用微波在鐵氧體媒質中的非互易傳播效應設計制成的。環行器是最常用的微波鐵氧體器件之一，是一種具有定向傳輸的特點非互易性器件。環行器的種類很多，常用的有傳統的矩形波導結環形器，隨著微帶線的發展，也產生了微帶結環行器。傳統的矩形波導結環行器具有高品質因數、低損耗、溫度特性好、高功率容量等優點，但它們體積大、加工工藝和調試過程復雜、系統造價昂貴、維護困難。平面結構的微帶環行器體積小、重量輕、易集成、造價低，但電路中電磁波的泄漏和輻射比較嚴重，電路的插入損耗大、Q值比較低、最不足的是功率較小，不能滿足需求。基于前面所述的兩種環行器存在的的優點和缺點，本發明基片集成波導環行器結合了前面兩種環行器的優點，克服了他們存在的缺點，本發明基片集成波導環行器具有體積小、功率大、損耗低、易集成、造價低等優點。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種小型化、大功率、可集成化、低成本的環行器，在X波段（8.2GHz～12.5GHz）內具有高隔離性能，低插入損耗和低端口駐波。?

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，基片集成波導環行器，在雙面覆有金屬層的介質基板上，設置有三個互成120°角的基片集成波導結構及中心鐵氧體柱，基片集成波導由金屬化通孔排列構成，其特征在于，在介質基板的上表面，三個波導內設置有微帶匹配?線，第一波導和第二波導的內嵌微帶匹配線連接有50歐姆標準微帶線，50歐姆標準微帶線的端口垂直于基板的邊緣；三個波導寬度s相同，5.9mm<S<8.9mm，金屬化通孔的孔間距為p，p/d≤2，d為金屬化通孔的直徑。?

本發明基片集成波導環行器，與現有X波段結環行器的技術相比，其優點如下：?

（1）比傳統波導結環行器體積小很多，易加工調試，生產維護成本低，可實現器件和系統的集成。?

（2）比現有微帶結環行器功率容量大，插入損耗低。?

附圖說明

圖1為本發明基片集成波導環行器。其中，1為中心結，2為內嵌微帶匹配線，3為放置鐵氧體柱的圓形通孔，4為金屬化通孔，5為介質基板，6為50Ω的標準微帶阻抗線。?

圖2為本發明基片集成波導環行器俯視圖。?

圖3為本發明基片集成波導環行器仰視圖。?

圖4為本發明基片集成波導環行的偏置磁化鐵氧體圖。?

圖5為本發明基片集成波導環行器的具體實施例1的端口一的反射和隔離曲線圖。?

圖6為本發明基片集成波導環行器的具體實施例1的端口二的反射和隔離曲線圖。?

圖7為本發明基片集成波導環行器的具體實施例1的端口三的反射和隔離曲線圖。?

圖8為本發明基片集成波導環行器的具體實施例1的三個端口的傳輸性能曲線圖。?

圖9為本發明基片集成波導環行器的具體實施例1的三個端口的駐波曲線圖。?

具體實施方式