[發明專利]Ka波段基片集成波導隔離器

在審

• 申請號: 201811250394.0
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109361043A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 張楠;王立強
• 申請（專利權）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: H01P1/36
• 分類號: H01P1/36
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

本發明公開了一種Ka波段基片集成波導隔離器，包括金屬底座、介質基片、鐵氧體片、陶瓷墊片和永磁體，介質基片上下表面覆有金屬層；介質基片包含三個基片集成波導，基片集成波導由介質基片上設置的兩個平行的第一通孔、兩個平行的第一通孔之間的介質基片和介質基片上下表面的金屬層構成；介質基片上設置有用于容納鐵氧體片的第二通孔；介質基片的上表面設置有三個匹配微帶線；三個基片集成波導之間互成120°角，三個匹配微帶線中的第一個和第二個匹配微帶線由線性漸變微帶線構成，第三個匹配微帶線由基片集成波導的出口處延伸至薄膜電阻。本發明提供的技術方案兼具波導與微帶隔離器的雙重優點，具有低插損、高功率容量、小型化和易于平面化集成的優勢。

技術領域

本發明屬于微波器件技術領域，涉及一種微波鐵氧體器件，具體涉及一種Ka波段基片集成波導隔離器。

背景技術

鐵氧體隔離器是一種單向傳輸電磁波的器件，當電磁波沿正向傳輸時，可以將微波信號發出，而當電磁波反向傳輸時，則對微波信號產生非常大的衰減，這種單向傳輸的特性可以用于隔離負載變動對信號源的影響，被廣泛應用于雷達、微波通信和微波測量等領域。常見的隔離器有微帶隔離器和波導隔離器。微帶隔離器是一種平面結構的器件，容易實現電路的平面集成，但是功率容量小，并且在Ka波段微帶結構的器件存在較大的輻射損耗，使得微帶隔離器的損耗較大(通常大于0.8dB)；波導隔離器具有功率容量大、損耗小的優點，但其不易與其它微波平面電路集成使用。

基片集成波導傳輸線可以在介質基片上實現電磁波在矩形波導中的傳輸特性，使得這種類型的器件兼具波導器件和微帶器件的優點：高功率容量、低插損、低輻射、小型化和易集成等。將基片集成波導傳輸線用于鐵氧體隔離器的設計中，能夠滿足目前雷達和微波通信系統對鐵氧體隔離器低損耗、高功率和平面化可集成的需求。

目前，關于基片集成波導隔離器的報道較少，報道較多的是基片集成波導環行器。兩者的區別在于環行器有三個端口，隔離器有兩個端口，在環行器的任意一個端口接上負載就變成了隔離器，兩者的損耗水平、功率水平都是相同的。中國專利201410261607.5公開了一種工作中心頻率在37.5GHz的基片集成波導環行器，其采用雙面覆銅微波介質板作為基片材料，將鐵氧體片安裝在覆銅微波介質板中，器件工作帶寬能夠達到6.5GHz，損耗小于0.5dB。中國專利201410775242.8公開了一種基片集成波導環行器，其采用印制電路板作為介質基板，周期性的圓形金屬化通孔構成基片集成波導傳輸線，在34.3GHz～37.3GHz實現了優于0.7dB插入損耗的Ka波段基片集成波導環行器。

發明內容

本發明的目的是提供一種段Ka波段基片集成波導隔離器，以解決Ka波段的微帶隔離器損耗大、承受功率低，波導隔離器體積大、難以平面化集成的問題，提供一種兼具高功率容量、低插損、易平面集成的高性能隔離器。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種Ka波段基片集成波導隔離，包括金屬底座、介質基片、鐵氧體片、陶瓷墊片和永磁體，介質基片上下表面覆有金屬層；介質基片包含三個基片集成波導，基片集成波導由介質基片上設置的兩個平行的第一通孔、兩個平行的第一通孔之間的介質基片和介質基片上下表面的金屬層構成；介質基片上設置有用于容納鐵氧體片的第二通孔；介質基片的上表面設置有三個匹配微帶線。

進一步地，介質基片由微波陶瓷材料或半導體材料制成。

進一步地，三個基片集成波導之間互成120°角。

進一步地，三個匹配微帶線中的第一個和第二個匹配微帶線由線性漸變微帶線構成，第三個匹配微帶線由基片集成波導的出口處延伸至薄膜電阻。

進一步地，鐵氧體片通過膠粘工藝固定于介質基片上的第二通孔中。

進一步地，鐵氧體片與介質基片在膠粘工序前通過拋光技術打磨處理。

進一步地，金屬層通過金屬鍍膜的方式鍍覆在鐵氧體片與介質基片的表面。