[實(shí)用新型]上下復(fù)合式結(jié)構(gòu)微帶環(huán)行器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820162050.3
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN207852879U
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣運(yùn)石;閆歡;韓曉川;胡藝?yán)_
• 申請（專利權(quán)）人: 西南應(yīng)用磁學(xué)研究所
• 主分類號: H01P1/387
• 分類號: H01P1/387
• 代理公司: 綿陽市博圖知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51235
• 代理人: 楊暉瓊

本實(shí)用新型公開了一種上下復(fù)合式結(jié)構(gòu)微帶環(huán)行器，屬于微波元器件領(lǐng)域，從上至下依次包括永磁體（5）、介質(zhì)片（4）和底板（2），其特征在于：所述介質(zhì)片（4）和底板（2）之間設(shè)置有低磁矩鐵氧體基板（10），所述低磁矩鐵氧體基板（10）上表面設(shè)置微帶電路（3），所述底板（2）上嵌設(shè)有高磁矩鐵氧體基板（11），所述高磁矩鐵氧體基板（11）與低磁矩鐵氧體基板（10）相鄰；本實(shí)用新型有效的降低了高磁矩鐵氧體材料不飽和磁化帶來的低場損耗，提高了微帶環(huán)行器的歸一化磁矩P，拓展了環(huán)行器的工作帶寬，工作帶寬為7GHz?13GHz，傳輸損耗≤0.4 dB，端口駐波≤1.4，隔離≥15。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微波元器件領(lǐng)域，尤其涉及一種上下復(fù)合式結(jié)構(gòu)微帶環(huán)行器。

背景技術(shù)

環(huán)行器是微波工程中一類重要的基礎(chǔ)性器件，其廣泛應(yīng)用于民用通訊、微波測量、雷達(dá)、通信、電子對抗、航空航天等各種民用、軍用設(shè)備中。環(huán)形器在設(shè)備中主要用來實(shí)現(xiàn)天線收發(fā)共用，級間隔離等問題。微帶環(huán)形器由于其體積小、重量輕、易于集成的特點(diǎn)，在當(dāng)代雷達(dá)通訊系統(tǒng)發(fā)展中具有相當(dāng)重要的地位，當(dāng)前最大應(yīng)用主要是有源相控陣TR模塊，隨著有源相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展，對頻帶更寬、功率容量更大的微帶環(huán)行器有著緊迫的需求。

傳統(tǒng)的微帶環(huán)形器如圖1所示，以鐵氧體材料為微帶基板即鐵氧體基板1，通過濺射設(shè)備使鐵氧體基板1上下兩面金屬化，上表面為微帶電路，下表面為地，下表面與底板進(jìn)行焊接，底板同鐵氧體下表面形成共地。鐵氧體基板1在永磁體的磁化作用下實(shí)現(xiàn)信號的環(huán)行傳輸：端口A7傳輸至端口B8，端口B8傳輸至端口C9，端口C9傳輸至端口A7。

圖中1介質(zhì)片4的作用是調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度及減小永磁體對環(huán)行微帶電路的影響，補(bǔ)償片6的作用是調(diào)整環(huán)行器溫度下的性能參數(shù)。

傳統(tǒng)的功率分配器其技術(shù)問題及缺陷主要體現(xiàn)在以下方面：

1.對于低場工作模式下的微帶環(huán)形器，其旋磁鐵氧體基片飽和磁化強(qiáng)度的選擇直接影響環(huán)行器工作帶寬。

旋磁鐵氧體材料的飽和磁化強(qiáng)度4πMs同工作頻率f的關(guān)系如下公式：

4πMs＝P·2πf/γ

γ為電子自旋的回旋磁比，等于2.21×10⁵rad·m/(S·A)

P為歸一化飽和磁矩，無量綱，低場工作模式，P一般取值范圍在0.3～0.7；

在取值范圍內(nèi)P值越大，環(huán)行器可實(shí)現(xiàn)的帶寬越寬。也就是說采用高磁矩的鐵氧體基片對實(shí)現(xiàn)器件的寬帶有益。

根據(jù)微帶環(huán)行器的傳輸理論，只需要微帶電路中心結(jié)下方的鐵氧體飽和磁化后，即可最優(yōu)的實(shí)現(xiàn)環(huán)行性能，而中心結(jié)以外的鐵氧體基片只是作為微帶基板介質(zhì)，其磁化后反而不易于器件的性能實(shí)現(xiàn)。

但在實(shí)際產(chǎn)品工作中，鐵氧體基板作為一個(gè)整體基片，外加磁場不可能精準(zhǔn)的對其中心結(jié)區(qū)域進(jìn)行飽和磁化，而不對中心結(jié)以外的鐵氧體進(jìn)行磁化。中心結(jié)以外區(qū)域鐵氧體基片的不飽和磁化帶來的

低場損耗直接影響產(chǎn)品的工作帶寬，特別當(dāng)歸一化磁矩P值越大，材料選取飽和磁化強(qiáng)度越高，帶來的低場損耗越大。

傳統(tǒng)的微帶環(huán)行器結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)的限制，無法通過采用高飽和磁化強(qiáng)度的鐵氧體材料來拓展帶寬。帶寬只能實(shí)現(xiàn)40%左右，如8GHz-12GHz微帶環(huán)形器。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于提供一種上下復(fù)合式結(jié)構(gòu)微帶環(huán)行器，以解決上述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的：一種上下復(fù)合式結(jié)構(gòu)微帶環(huán)行器，從上至下依次包括永磁體、介質(zhì)片和底板，所述介質(zhì)片和底板之間設(shè)置有低磁矩鐵氧體基板，所述低磁矩鐵氧體基板上表面設(shè)置微帶電路，所述底板上嵌設(shè)有高磁矩鐵氧體基板，所述高磁矩鐵氧體基板與低磁矩鐵氧體基板相鄰。