[發(fā)明專利]一種準(zhǔn)平面化復(fù)合基板微帶環(huán)形器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110270808.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN113078429A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭中文;羅全邦;鄔傳健;唐明星;余忠;李元興;孫科;蔣曉娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);四川京都龍?zhí)┛萍加邢薰?/a>
• 主分類號(hào): H01P1/387
• 分類號(hào): H01P1/387
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

一種準(zhǔn)平面化復(fù)合基板微帶環(huán)形器，屬于微波/毫米波鐵氧體器件技術(shù)領(lǐng)域。所述環(huán)形器包括中心設(shè)置圓孔的微波陶瓷基板，鑲嵌于微波陶瓷基板的圓孔內(nèi)的六角鐵氧體基板，設(shè)置于六角鐵氧體基板之上的中心結(jié)圓盤，與中心結(jié)圓盤連接的雙Y結(jié)微帶線。本發(fā)明環(huán)形器鐵氧體基板采用La?Cu聯(lián)合取代BaM六角鐵氧體材料，具有高剩磁比、高矯頑力以及低線寬等優(yōu)點(diǎn)；基于該基板研制的準(zhǔn)平面化環(huán)行器具有體積小、厚度薄、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，易于集成；同時(shí)采用復(fù)合基板結(jié)構(gòu)，有效降低了微帶環(huán)形器的插入損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波/毫米波鐵氧體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種準(zhǔn)平面化復(fù)合基板微帶環(huán)形器。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)中，由于涉及到電磁波的發(fā)射和接收，通常采用環(huán)行器實(shí)現(xiàn)電磁信號(hào)的單向傳輸，使得收發(fā)分離的系統(tǒng)可以共用一套天線裝置，從而大大降低系統(tǒng)的成本和體積，在追求輕量化和低成本的工業(yè)批量化生產(chǎn)的今天，環(huán)行器的應(yīng)用顯得尤為重要。

傳統(tǒng)的環(huán)行器多采用立方晶系的軟磁鐵氧體作為基板材料，在工作時(shí)需要利用外置磁鋼提供驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)使得基板材料處于磁飽和狀態(tài)，這將會(huì)大大增加環(huán)行器的體積和重量，與雷達(dá)通信系統(tǒng)集成化、平面化的發(fā)展大趨勢(shì)相悖。如專利201820979900.9公布了一種Ka波段微帶環(huán)行器及其封裝方法，但由于所選材料為非自驅(qū)動(dòng)鐵氧體，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須預(yù)留偏置磁鋼的位置，導(dǎo)致器件高度大于5mm。專利201820979900.9公布了一種大功率微帶環(huán)行器的設(shè)計(jì)方法，但同樣受制于基板材料選取石榴石鐵氧體，不得不外加釤鈷永磁鐵以提供偏置磁場(chǎng)，使環(huán)行器厚度大大增加。值得一提的是，外加偏置磁場(chǎng)的增強(qiáng)，帶來的另一個(gè)不良后果是直流磁場(chǎng)的泄漏，這是大多整機(jī)系統(tǒng)無法容忍的，特別是在星載/機(jī)載的應(yīng)用環(huán)境中，為了控制磁泄漏，需設(shè)計(jì)磁屏蔽回路，這進(jìn)一步增加了器件的體積和重量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)背景技術(shù)存在的缺陷，提出了一種準(zhǔn)平面化復(fù)合基板微帶環(huán)形器。本發(fā)明環(huán)形器鐵氧體基板采用La-Cu聯(lián)合取代BaM六角鐵氧體材料，具有高剩磁比、高矯頑力以及低線寬等優(yōu)點(diǎn)；基于該基板研制的準(zhǔn)平面化環(huán)行器具有體積小、厚度薄、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，易于集成；同時(shí)采用復(fù)合基板結(jié)構(gòu)，有效降低了微帶環(huán)形器的插入損耗。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種準(zhǔn)平面化復(fù)合基板微帶環(huán)形器，其特征在于，包括：

微波陶瓷基板，所述微波陶瓷基板的中心設(shè)置圓孔；

六角鐵氧體基板，鑲嵌于微波陶瓷基板的圓孔內(nèi)，與微波陶瓷基板組成完整的復(fù)合基板；

中心結(jié)圓盤，設(shè)置于六角鐵氧體基板之上，位于六角鐵氧體基板中心；

雙Y結(jié)微帶線，與中心結(jié)圓盤連接，用于進(jìn)行信號(hào)傳輸和阻抗匹配。

進(jìn)一步地，所述六角鐵氧體基板采用自驅(qū)動(dòng)特性的鐵氧體材料制備得到，兼具高剩磁比、高矯頑力、高而可調(diào)的磁晶各向異性場(chǎng)。所述六角鐵氧體基板包括主成分和添加劑，所述主成分包括：6.15～7.02mol％BaCO₃、1.54～1.75mol％La₂O₃、1.54～1.75mol％CuO、89.47～90.77mol％Fe₂O₃；按主成分重量百分比，以氧化物計(jì)算，所述添加劑包括：1.0wt％～3.0wt％Bi₂O₃、1.0wt％～4.0wt％CuO、0.1wt％～0.9wt％SiO₂。

進(jìn)一步地，所述六角鐵氧體基板是采用如下方法制備得到的：

步驟1、預(yù)燒料制備：