[其他]微波環行器

無效

• 申請號: 87205017
• 申請日: 1987-04-21
• 公開（公告）號: CN87205017U
• 公開（公告）日: 1988-07-13
• 發明（設計）人: 熊焰明
• 申請（專利權）人: 成都電訊工程學院
• 主分類號: H01P1/38
• 分類號: H01P1/38
• 代理公司: 成都電訊工程學院專利代理室
• 代理人: 張揚,馬新民

本實用新型涉及一種微波環行器。

眾所周知，在現有技術中存在各種類型的分布參數環行器及集中參數環行器。這類器件的共同特點就是利用微波鐵氧體材料的旋磁特性以產生器件的非互易特性。

其中，分布參數環行器適于在較高的微波頻段工作。在日本，Y.Ito和H.Youchouchi在″Microwave????Junction????Circulator″Fujitsu????Scientific????Technical????PP55－901969文章中提出了一種如圖1所示的分布參數環行器結構。

具有這種結構的分布參數環行器在平面中心導體上增加了三條短截線24、25、26，它們在中心圓結28處起到阻抗互配作用，從而使該種器件容易實現寬帶化。這種結構在分布參數環行器中得到廣泛應用。但是，在較低的微波頻段，如50～2000MHZ，由于分布參數環行器的尺寸較大，使其在微波低頻段的應用受到很大限制。因為分布參數環行器的最大特點就是要求平面中心導體的尺寸必須與工作波長成正比，即工作頻率越低，相應環行器的尺寸就越大。針對分布參數環行器的尺寸問題曾提出過方案，例如1972年美國發明專利第3636479號及V.E.Dunn????etal在IEEE????Trans.on????MTT，Vol.1611968，12，P.1060文章中提出的縮小分布參數環行器尺寸的方案。但由于分布參數器件的固有特性，這些方案都沒有能從根本上解決問題。

為克服分布參數環行器在低頻段的弱點，出現了各種集中參數環行器1970年美國發明專利第3538459號提出了一種如圖2所示的典型的集中參數環行器結構。這種器件的原理是利用交叉電感帶通過旋磁介質相互耦合，從而得到器件的非互易特性。這里各端之間的等效電路如圖3所示。圖3中電容52表示的是圖2導體圓片41與43間夾有介質片42所構成的電容，其作用是改善中心圓結的阻抗匹配。電容元件51的作用是補償中心導體呈現的幾乎為純電感的阻抗。這種器件目前在微波低頻段得到了廣泛的應用。但由于這種器件的中心導體采用的是交叉電感帶，使其結構變得非常復雜，這給該種器件帶來了兩大缺點。首先，由于生產難度較大，從而造成器件的生產成本提高，其次，這種器件只適于在很低的頻率范圍內工作，如50－2000MHZ。在更高的頻段，由于中心導體的電感量很難降低，而且電感帶交叉部份電容的影響過大，使這種器件工作頻率的提高受到限制。

由此可見，在集中參數環行器與分布參數環行器各自最適用的頻段間存在一段空白。為了填補這段空白，美國發表專利第4174506號提出了一種方案，其結構如圖4所示，器件的中心導體由平面集中參數電感帶構成。這種器件的工作原理是利用中心結處的電感帶所產生的高頻磁場在鐵氧體的旋磁特性作用下使器件呈現非互易特性。但由于高頻磁場只在電感帶附近才最強，很難保證磁場在足夠大的區域中與旋磁介質相互作用，使器件的非互易特性受到影響。

本實用新型的目的，在于提供一種新結構的微波環行器。使之具有優異的非互易特性、小型化、結構簡單及適用頻率復蓋面寬的特點。

本實用新型是針對分布參數環行器與集中參數環行器各自存在的缺點，提出的一種改進方案。它不以集中參數電感帶構成中心導體。其設計思想是：在縮小了尺寸的含有至少三個端口及短截線的分布參數平面中心導體上加了一組起補償作用的集中電容元件，從而實現了器件的小型化。因為當中心導體尺寸遠小于工作波長時，中心圓結阻抗呈感性。我們知道，帶線及微帶環行器的非互易特性主要來源于中心導體的中心圓結附近高頻磁場所受到的鐵氧體旋磁特性的作用。所以只要設法將高頻磁場能量相對集中在中心圓結附近，而將高頻電場能量大部集中在電容元件中，這樣，在不影響器件的非互易特性的情況下，用集中電容元件代替分布參數平面中心導體的大部份分布電容。根據上述原理，本實用新型在平面中心導體各端口與接地導體平面之間各自接有一容量相同的集中電容元件，在平面中心導體各短截線與接地導體平面之間各自也接有另一容量相同的集中電容元件，以補償中心導體尺寸縮小的部份。由于這時仍有一部份高頻電場能量存在于平面中心導體與接地導體平面之間的分布電容中，這種結構實際是一種準集中參數結構，其基本結構如圖6所示。在更低的頻段，（如1000MHz以下），由于這時中心圓結部份的電感過小，則可采用圖8所示的電容聯接方案。這種串聯電容式的聯連方案在電感部份較小時，可保證工作頻寬不致過小。