一种带磁屏蔽罩的双级微带环行器及其构成的组件制造技术

一种带磁屏蔽罩的双级微带环行器及其构成的组件，属于磁性材料与器件技术领域。包括软磁合金底板，位于软磁合金底板上方的铁氧体基板（上表面具有双结环行微带电路，下表面具有接地金属层），结环行微带电路几何中心上方具有永磁体，永磁体上方具有磁屏蔽罩，永磁体与双环行结微带电路之间采用下介质基片隔离，永磁体与磁屏蔽面罩之间采用上介质基片隔离；磁屏蔽罩由软磁平板合金材料边缘向下折弯所形成，磁屏蔽罩的折弯边缘底部与铁氧体基片不相接触，磁屏蔽罩的最小罩内水平尺寸大于两个永磁体的外沿之间的最大距离但小于铁氧体基片的边长。本发明专利技术具有良好的磁屏蔽功能，同时结构简单、性能稳定、便于生产和调试，能够满足日益小型化和高集成的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种带磁屏蔽罩的双级微带环行器及其构成的组件
本专利技术属于磁性材料与器件
，涉及微带环行器和微带隔离器，尤其是带磁屏蔽罩的双级微带环行器及其构成的组件。
技术介绍
微带环行器、微带隔离器及其构成的组件作为一种广泛应用于航空航天电子、通讯系统以及侦察对抗领域的重要组件，目前在雷达、电子战、导航和制导、通讯基站中大量使用。新的设计理念和先进的工艺技术促进微波系统飞速发展，微波系统的集成要求微带环行器构成的组件集成度更高、尺寸更小、性能更稳定。同时微带产品市场需求量不断地增加也对批量生产速度和研发周期提出更高要求。双级微带环行器是指由两个单结微带环行器组成的组件。图1所示是一种不具有磁屏蔽的双级微带环行器示意图，包括软磁合金底板2、位于软磁合金底板2上方的铁氧体基片I和提供偏置磁场的两个个永磁体31和32 ;铁氧体基片I下表面具有金属接地层，上表面具有双结环行微带电路5，提供偏置磁场的两个永磁体31和32与双结环行微带电路5之间分别通过一个下介质基片4实现电隔离。双级微带环行器构成的组件包括微带环行器与隔离器组件和双级微带隔离器。微带环行器与隔离器组件是指由一个微带环行器与一个微带隔离器组成的组件，也可认为是由两个双级微带环行器和一个负载电子组成的组件。如图2、图3所示是一种不具有磁屏蔽功能的微带环行器与隔离器组件示意图，制作于铁氧体基片I表面的双结环行微带电路5的四个输入/输出端口中的其中一个端口与接地端之间连接有一个负载电阻6(负载电阻6可设置在铁氧体基片I上，也可焊接在软磁合金底板2上)。整个微带环行器与隔离器组件包括软磁合金底板2,位于软磁合金底板2上方的铁氧体基片I，铁氧体基片I下表面具有金属接地层，上表面具有双结环行微带电路5，提供偏置磁场的两个个永磁体31和32与双结环行微带电路5之间分别通过一个下介质基片4实现电隔离。双级微带隔离器是指由两个单结微带隔离器组成的组件，也可认为由两个双级微带环行器和二个负载电阻组成的组件。如图4所示是一种不具有磁屏蔽功能的双级微带隔离器组件示意图，制作于铁氧体基片I表面的双结环行微带电路5中每个结环行微带电路的其中一个端口与接地端之间连接有一个负载电阻6 (负载电阻6可设置在铁氧体基片I上，也可焊接在软磁合金底板2上)。整个微带隔离器包括软磁合金底板2，位于软磁合金底板2上方的铁氧体基片1，铁氧体基片I下表面具有金属接地层，上表面具有双结环行微带电路5，提供偏置磁场的两个永磁体31和32与双结环行微带电路5之间分别通过一个下介质基片41和42实现电隔尚。不具有磁屏蔽的双级微带环行器及其构成的组件中，两个提供偏置磁场的永磁体一般是暴露在铁氧体基片上方空间，如图5所示，两个永磁体31和32产生的磁力线除了部分与产品的铁氧体基片I和基片下的软磁合金底板2形成闭合的回路以外，还有很大部分磁力线向四周发散，造成大量的磁场泄露-漏磁，这样造成的影响主要有:一是漏磁造成磁场利用率低下，由永磁体产生的磁场只有部分磁场作用到结环行微带电路的铁氧体基片上，使得铁氧体基片未能充分磁化而影响到产品的性能；二是发散的漏磁场会对周围磁场敏感的元器件产生干扰，从而影响到微波电路性能；三是产品周围有铁磁性物质存在时(如铁合金或微波吸收材料)，会影响到组件产品的偏置磁场的方向及大小，改变原有的磁化状态，从而影响器件的性能参数，进而影响到电路的性能。双级微带环行器及其构成的组件基片中，提供偏置磁场的永磁体由于技术要求不同，磁场方向有两种不同的状态:两个磁体磁力线方向相反(如图6所示)和两个磁体磁力线方向相同(如图7所示)。图6所示是两个磁场方向相反的磁体磁力线发布图，图中以磁力线箭头和线的大小和密集度程度表示磁场传输的方向及强度，两个永磁体31和32除了与软磁合金底板2形成闭合的回路以外，两个永磁体之间还有部分形成了回路，磁场发布复杂，另外在两个永磁体的上方约5mm范围内有较强的漏磁场，在两个永磁体的侧面约3mm范围内也有较强的漏磁。仿真和试验均显示通过基片的磁场利用率仅为50%左右，漏磁占约50%，因而对产品本身和周边电路的性能有较大的影响。图7所示是两个磁场方向相同的磁体磁力线发布图，除了与软磁合金底板2形成闭合的回路以外，在两个永磁体的上方约5mm范围、侧面约3mm范围内有较强的漏磁场外,两个永磁体之间相互排斥,磁场分布也较复杂。以上两种不同的磁场分布状态磁场利用率低，产生的漏磁影响了周围的磁场分布以外，由于两个永磁体之间的相互干扰而影响到结环行的磁化状态，影响了产品的性能。随着微波系统向小型化、多功能化的发展，要求微波组件产品的尺寸更小，也要求两个偏置磁体的距离更小，磁体相互影响更大。在紧凑的电路中，为了防止微波铁氧体组件产品与周围电路及外界间相互之间的磁干扰，通常采用磁屏蔽罩对微波组件的偏置磁场进行屏蔽。现有一种带磁屏蔽片的双级微带环行器及其构成组件，其结构图如图8所示，包括软磁合金底板2，位于软磁合金底板2上方的铁氧体基片I和提供偏置磁场的两个永磁体31和32 ；铁氧体基片I上表面具有双结环行微带电路，下表面具有金属接地层；提供偏置磁场的两个永磁体31和32分别位于双结环行微带电路中的两个结环行微带电路的几何中心的上方，永磁体31和32上方具有采用软磁合金平板制作的磁屏蔽片9，两个永磁体31和32与双结环行微带电路之间分别通过一个下介质基片41和42实现电隔离，两个永磁体3与磁屏蔽片9之间分别通过一个上介质基片81和82实现电隔离。图9是图8所示带磁屏蔽片双级微带环行器及其构成组件的磁场仿真图(两个永磁体磁场方向相反)，从图中可以得到，磁力线主要回路为:沿第一永磁体31、第一上介质基片81、磁屏蔽片9、第二上介质基片82、第二永磁体32、第二下介质基片42、铁氧体基片1、软磁合金底板2、第一下介质基片41再回到第一磁体31 ;还有少部分磁力线沿第一磁体31、第一上介质基片81、磁屏蔽片9的外沿、空气介质、铁氧体基片1、软磁合金底板2、第一下介质基片41再回到第一磁体31路径形成回路；同样，少部分磁力线沿第二磁体32、第二上介质基片82、磁屏蔽片9的外沿、空气介质、铁氧体基片1、软磁合金底板2、第二下介质基片42再回到第二磁体32路径形成回路；通过仿真和测试均表明，图6所示带磁屏蔽片的双级微带隔离器磁力线在屏蔽罩上方很弱，而在磁屏蔽片9的外沿有一定的漏磁，漏磁约为10?15%左右，磁场利用率接近90%。图10是图8所示带磁屏蔽片双级微带环行器及其构成组件的磁场仿真图(两个永磁体磁场方向相同)，从图中可以看出，由于磁场方向一致，置于上方的磁屏蔽片9是磁场的一极，改变了原磁场的分布状态，从图中可以看出，在磁屏蔽片9上方漏磁较少，但双级微带隔离器的四周漏磁场变得更大，此结构对两个磁场方向相同的情况下不能起到磁屏蔽的作用。上述带磁屏蔽片的双级微带环行器及其构成组件结构简单，有利于产品的装配生产，对两个个磁场方向相反的组件产品可以起到磁屏蔽作用，但对两个个磁场方向相同的组件产品不能起到磁屏蔽作用。现有另一种具有全磁屏蔽功能的双级微带环行器及其构成组件，其结构图如图11所不，同样包括软磁合金底板2,位于软磁合金底板2上方的铁氧体基片I和提供偏置磁场的两个永磁体31本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带磁屏蔽罩的双级微带环行器，其结构包括软磁合金底板（2），位于软磁合金底板（2）上方的铁氧体基片（1）和提供偏置磁场的两个永磁体（31和32）；铁氧体基片（1）下表面具有接地金属层，上表面具有双结环行微带电路；所述双结环行微带电路由两个单结环行微带电路构成，每个两个单结环行微带电路各具有三个输入/输出端口，其中一个输入/输出端口对接；两个永磁体（31和32）分别位于双结环行微带电路中两个单结环行微带电路几何中心的上方，两个永磁体（31和32）上方具有采用软磁材料实现的磁屏蔽罩（10），两个永磁体（31和32）与双结环行微带电路之间分别通过一个下介质基片（41和42）实现电隔离，两个永磁体（31和32）与磁屏蔽罩（10）之间分别通过一个上介质基片（81和82）实现电隔离；其特征在于，所述磁屏蔽罩（10）是由软磁平板合金材料边缘向下折弯所形成、且磁屏蔽罩（10）的折弯边缘底部不与铁氧体基片（1）相接触而是留有间隙，并且磁屏蔽罩（10）的最小罩内水平尺寸大于两个永磁体（31和32）的外沿之间的最大距离但小于铁氧体基片（1）的边长。

【技术特征摘要】
1.一种带磁屏蔽罩的双级微带环行器，其结构包括软磁合金底板(2),位于软磁合金底板(2)上方的铁氧体基片(I)和提供偏置磁场的两个永磁体(31和32);铁氧体基片(I)下表面具有接地金属层，上表面具有双结环行微带电路；所述双结环行微带电路由两个单结环行微带电路构成，每个两个单结环行微带电路各具有三个输入/输出端口，其中一个输入/输出端口对接；两个永磁体(31和32)分别位于双结环行微带电路中两个单结环行微带电路几何中心的上方，两个永磁体(31和32)上方具有采用软磁材料实现的磁屏蔽罩(10)，两个永磁体(31和32)与双结环行微带电路之间分别通过一个下介质基片(41和42)实现电隔离，两个永磁体(31和32)与磁屏蔽罩(10)之间分别通过一个上介质基片(81和82)实现电隔离 ； 其特征在于，所述磁屏蔽罩(10)是由软磁平板合金材料边缘向下折弯所形成、且磁屏蔽罩(10)的折弯边缘底部不与铁氧体基片(I)相接触而是留有间隙，并且磁屏蔽罩(10)的最小罩内水平尺寸大于两个永磁体(31和32)的外沿之间的最大距离但小于铁氧体基片(I)的边长。2.如权利要求1所述的带磁屏蔽罩的双级微带环行器，其特征在于，磁屏蔽罩(10)的边缘底部与铁氧体基片(I)之间的间隙为0.0mm~2.0mm。3.如权利要求1或2所述的带磁屏蔽罩的双级微带环行器，其特征在于，所述软磁合金底板(2)与铁氧体基片(I)之间采用焊接方式相互固定，下介质基片(41或42)两面采用粘结方式分别与铁氧体基片(I)和永磁体(31或32)固定，上介质基片(81或82)两面采用粘结方式分别与永磁体(31或32)和磁屏蔽罩(10)固定。4.如权利要求1或2所述的带磁屏蔽罩的双级微带环行器，其特征在于，所述双结环形微带电路是由两个圆型Y结环行微带电路、两个三角型Y结环行微带电路、两个六角型Y结环行微带电路或两个鱼刺型Y结环行微带电路组成。5.如权利要求1或2所述的带磁屏蔽罩的双级微带环行器，其特征在于，上、下介质基片采用聚砜、聚四氟乙烯、陶瓷材料制作。6.如权利要求1或2所述的带磁屏蔽罩的双级微带环行器，其特征在于，所述磁屏蔽罩(10)采用工业纯铁、铁镍合金或其它软磁合金材料制作，其垂直投影形状是矩形、圆形或椭圆形；若所述磁屏蔽罩(10)的垂直投影形状是矩形，则由矩形软磁平板材料的两个对边、或任意三边或四边向下折弯所形成，或由矩形软磁合金材料直接冲压而成；若所述磁屏蔽罩(10)的垂直投影形状是圆形或椭圆形，则采用软磁合金圆片直接冲压而成。7.—种带磁屏蔽罩的双级微带环行器构成的组件，其结构包括软磁合金底板(2)，位于软磁合金底板(2)上方的铁氧体基片(I)和提供偏置磁场的两个永磁体(31和32);铁氧体基片(I)下表面具有接地金属层，上表面具有双结环行微带电路；两个永磁体(31和32)分别位于双结环行微带电路中两个单结环行微带电路几何中心的上方，两个永磁体(31和32)上方具有采用软磁材料实现的磁屏蔽罩(10)，两个永磁体(31和32)与双结环行微带电路之间分别通过一个下介质基片(41和42)实现电隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：许江，
申请(专利权)人：成都致力微波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：