[發明專利]X波段滿帶基片集成波導環行器

有效

• 申請號: 201410266061.2
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104064842A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 羅力兢;陳良;汪曉光;鄧龍江;朱帥;黃成;陳帥
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/38
• 分類號: H01P1/38
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 劉勛

技術領域

本發明涉及微波技術。

背景技術

高性能X波段環行器在軍事上的有源相控陣雷達、微波電路系統中起著隔離、保護電路、單向傳輸能量等重要作用，有著非常廣泛的應用。然而傳統環行器采用的矩形波導、同軸波導等傳輸方式具有體積大、質量大、成本高、不易與平面電路集成、調試復雜等缺陷,采用微帶、帶線等傳輸方式具有低品質因數、電磁輻射較大、高頻插入損耗較大等缺點。因此傳統環行器已經無法滿足現代電子技術的發展要求：小型化、寬頻帶、小插損、高隔離?；刹▽?SIW)是一種新型的高Q值、低損耗集成波導結構，彌補了傳統平面波導、非平面波導的缺點，能方便地實現與微帶線、共面波導等平面傳輸線的集成，且易于設計和加工、混合集成，可以廣泛應用于微波毫米波集成電路中?；赟IW平臺的環行器相對于傳統帶線環行器、波導環行器在結構上、性能上具有明顯的優勢?，F有的X波段環行器工作帶寬不夠滿帶，性能指標不夠優良。其主要原因是波導結構本身的缺陷，以及環行器設計、匹配電路之間的阻抗匹配困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種X波段滿帶基片集成波導環行器，具有小型化、高性能、易加工集成、功率容量大等優點

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，X波段滿帶基片集成波導環行器，包括微帶轉接器、基片集成波導和鐵氧體，其特征在于，所述鐵氧體為三角形鐵氧體，其外接圓半徑R滿足下述修正計算公式：

R=2.05×c2πf0ϵrfμe]]>

c為光速，f₀為中心頻率，ε_rf為鐵氧體介電常數，μ_e為鐵氧體等效磁導率。

進一步的，微帶轉接器與中心結連接處為圓弧。各項結構參數為：鐵氧體外接圓半徑R＝3.59mm，集成波導端口寬度a＝7.72mm，微帶轉接器W₁＝2.18mm，寬度W₂＝0.6mm，長度L＝3.5mm，波導通孔直徑d＝0.4mm，波導通孔的孔間距p＝0.7mm，微帶轉接器與中心結的連接處的圓弧的倒角半徑R₁＝1.05mm；飽和磁化強度4πM_S＝2500Gauss。環行器的介質基板高度為0.635mm，介電常數為10.2，損耗角為0.0022，長寬為12mm x12mm，鐵氧體所占器件整體體積百分比為11.6％，鐵氧體介電常數為15.3。

本發明的有益效果是，本發明的器件鐵氧體所占體積比較大，有利于提高器件的功率容量，帶寬可達4GHz，插入損耗小于0.5dB，隔離度、回波損耗均大于20dB，如圖7、8、9所示，回波損耗及隔離曲線具有以10GHz為中心頻率的較對稱的雙峰結構，提高了器件環行性能的穩定性，保證了器件的可靠性，具有較大的商業應用價值。

附圖說明

圖1為SIW結構圖。

圖2為X波段Y型SIW環形器示意圖。

圖3為微帶轉換器結構示意圖。

圖4為Y型環形器加上微帶過渡段示意圖。

圖5為Y型向T型過渡段示意圖。

圖6為T型SIW環形器示意圖。圖中1為端口1，2為端口2，3為端口3，4為微帶轉換器，5為三角形鐵氧體中心結，6為延展部分。

圖7為T型環形器端口1的S參數曲線圖。

圖8為T型環形器端口2的S參數曲線圖。

圖9為T型環形器端口3的S參數曲線圖。

具體實施方式

以下實施方式按照設計和制備流程逐項描述本發明的環行器各項結構參數：

(1)基片集成波導(SIW)：

SIW結構如圖1，與等效矩形波導的關系由下式確定：