[實用新型]三孔接地小型化準SIW環行器

有效

• 申請號: 201820305969.3
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN207852878U
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 燕宣余;高春燕;閆歡;韓曉川
• 申請（專利權）人: 西南應用磁學研究所
• 主分類號: H01P1/383
• 分類號: H01P1/383;H01P1/387
• 代理公司: 綿陽市博圖知識產權代理事務所(普通合伙) 51235
• 代理人: 巫敏

本實用新型公開了一種三孔接地小型化準SIW環行器，屬于微波元器件領域，包括硅基腔體（1）、旋磁基片（2）、永磁體（3）、接地通孔（5）、蓋板（6）和環行器底板（7），其中，所述旋磁基片（2）嵌于硅基腔體（1）內，所述環行器底板（7）位于硅基腔體（1）底部，蓋板（6）位于硅基腔體（1）正上方，所述永磁體（3）位于蓋板（6）上方，所述接地通孔（5）在硅基腔體（1）上對稱分布，所述硅基腔體（1）表面設置有電路，所述電路與硅基腔體（1）采用匹配孔（4）進行過渡；本實用新型的環行器，器件尺寸大大減小，實現了在17.8—26.6 GHz頻段內的環行性能，本實用新型的環行器功率容量量級較微帶結構提升了一個數量級。

技術領域

本實用新型涉及微波元器件領域，尤其涉及一種三孔接地小型化準SIW環行器。

背景技術

基片型環行器是微波工程中一類重要的基礎性器件，是T/R組件的必備元件，其廣泛應用于民用通訊、微波測量、雷達、通信、電子對抗、航空航天等各種民用、軍用設備中，在設備中主要起到信號定向傳輸、收發雙工、隔離信號、保護前級系統的作用。

傳統的SIW環行器電磁波的傳輸模式類似于波導，是在一個類似波導腔內傳播。金屬化通孔是SIW環行器的必備結構。金屬化通孔主要起到模擬波導壁的作用，將電磁波約束在波導壁內，在介質內進行傳播。

傳統SIW器件，尤其是環行器、隔離器，都是采用襯底介質加旋磁基片的結構，旋磁基片的開孔破壞了介質表面電路的完整性，對于高頻微波器件，電路的不完整對電磁波的傳輸影響明顯，限制了器件性能的提升。

傳統SIW環行器結構類型如圖1-3所示，其原理均是通過兩排金屬化過孔(方孔或圓孔)構造波導腔體寬邊結構，介質基片厚度構造波導窄邊結構，實現電磁波的SIW傳輸結構。圖1為采用兩排交錯金屬化圓孔構造波導壁寬邊結構，圖2為采用單排金屬化過孔構造波導寬邊結構，圖3是在單排金屬化過孔構造波導結構基礎上，在中心結區放置三個金屬化孔用以提高環行器性能；

傳統的基片型環行器技術問題及缺陷主要體現在以下幾個方面：

1.傳統的SIW器件無論表面電路如何變化，匹配結構如何設計，金屬化通孔是其必備結構。金屬化通孔在基片內構成一個類似的波導腔供電磁波傳輸，受微波波長的限制，金屬化通孔的間距縮小空間有限，導致器件尺寸較大。通常，K波段SIW環行器平面尺寸在7mm*7mm以上，寬帶結構尺寸更大；

2.金屬化通孔由于過孔多，在工藝上增加了加工成本和工藝風險；

3.傳統的微帶器件由于電磁波在表面電路上傳播，器件的功率容量小。通常，K波段微帶環行器功率容量在幾W左右；

4.傳統SIW器件及開孔型微帶器件，鐵氧體孔破壞了表面電路的完整性，影響器件性能，且小型化導致中心結小，孔外電路尺寸小，通常小于1mm，永磁體焊接難以實現。

發明內容

本實用新型的目的就在于提供一種三孔接地小型化準SIW環行器，以解決上述問題。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是這樣的：一種三孔接地小型化準SIW環行器，包括硅基腔體、旋磁基片、永磁體、接地通孔、蓋板和環行器底板，其中，所述旋磁基片嵌于硅基腔體內，所述環行器底板位于硅基腔體底部，蓋板位于硅基腔體正上方，所述永磁體位于蓋板上方，所述接地通孔在硅基腔體上對稱分布，所述硅基腔體表面設置有電路，所述電路與硅基腔體采用匹配孔進行過渡；所述接地通孔為三個。

本實用新型結合傳統SIW 環行器的結構形式和工藝手段實現，采用硅作為襯底材料，結合MEMS工藝對環行器腔體進行立體加工。在原理性分析和設計階段，創造性地引入了準SIW技術，用金屬化接地通孔代替傳統金屬化通孔，取消了介質腔體內的金屬化波導壁，改變了電磁波的傳輸模式，使準SIW環行器既能實現傳統SIW環行器的性能又大幅降低了器件尺寸。