一种高功率宽温带线微波隔离器制造技术

本发明专利技术公开了一种高功率宽温带线微波隔离器，包括上壳体、下壳体、上旋磁铁氧体、下旋磁铁氧体、匀磁片、永磁体、中心导体、上盖、下盖以及边盖，下壳体为中空结构，其空腔内从上至下依次容纳有下旋磁铁氧体、匀磁片和永磁体，上壳体为中空结构，其空腔内容纳有上旋磁铁氧体。本发明专利技术采用了单侧钐钴永磁体结构，使直流磁场降低到3000A/m以下，远小于现有的上下两侧钐钴永磁体结构提供的20000A/m以上直流磁场，当微波隔离器加载120W以上大功率时，旋磁铁氧体在弱直流磁场下不会激发出非线性效应，提高了器件的功率承受能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高功率宽温带线微波隔离器，用于高功率通信和导航设备中，属于无线通信

技术介绍
微波铁氧体在直流磁场和微波共同作用下呈现出旋磁效应而制成的微波隔离器，对微波信号具有单向导通性，在微波收发系统的级间隔离和天线共用中发挥重要作用，成为系统中的关键器件。随着航空航天技术、卫星通讯技术以及军事雷达技术的快速发展，微波收发系统朝着高功率方向发展，作为微波收发系统的关键器件，微波隔离器的功率耐受能力直接决定了卫星通讯系统以及军事雷达系统的通信距离以及抗干扰能力。现有的带线隔离器是由上下两侧设置的永磁体、铁氧体基片和中心导体等组成，其在常温、小功率环境下使用，但在宇航环境中，由于使用温度很宽，要求承载功率较大，传统隔离器在加载高功率后易出现非线性失真效应，造成器件的微波性能急剧劣化，故无法承载高功率；传统隔离器在极端温度下，其微波性能也会急剧劣化，使其无法完成单向导通性，使整个通信系统的可靠性、安全性能降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：为克服现有技术的不足，提供一种高功率宽温带线微波隔离器，极大地抑制了隔离器非线性失真效应，以提高器件的功率承受能力及温度适用范围。本专利技术的技术解决方案：一种高功率宽温带线微波隔离器，包括上壳体、下壳体、上旋磁铁氧体、下旋磁铁氧体、匀磁片、永磁体、中心导体、上盖、下盖以及边盖，下壳体为中空结构，其空腔内从上至下依次容纳有下旋磁铁氧体、匀磁片和永磁体，上壳体为中空结构，其空腔内容纳有上旋磁铁氧体，呈Y型结的中心导体置于上旋磁铁氧体、下旋磁铁氧体之间，上壳体、下壳体连接并面接触，中心导体的Y型结露出上壳体与下壳体的夹紧面，上盖置于上壳体上，并与上壳体面接触，同时与上旋磁铁氧体接触，下盖置于下壳体上，并与下壳体面接触，上盖、下盖以及边盖组成U型导磁结构，永磁体在U型导磁结构内形成闭合直流磁场。永磁体为钐钴永磁体。永磁体的温度适用范围宽于-55℃～110℃。永磁体的矫顽性大于8000Oe。永磁体形成不均匀磁场，经匀磁片的一次匀磁，经上盖与上旋磁铁氧体配合的二次匀磁，形成均匀磁场。微波信号从Y型结的一端进入，上旋磁铁氧体、下旋磁铁氧体对进入的微波信号进行传输引导，使微波信号从Y型结的另一端输出。还包括温度补偿片，温度补偿片与永磁体配合，调整永磁体产生的直流磁场强度。当微波隔离器处于极端高温时，上旋磁铁氧体、下旋磁铁氧体的饱和磁化强度下降，通过温度补偿片使直流磁场强度下降，确保微波性能稳定。当微波隔离器处于极端低温时，上旋磁铁氧体、下旋磁铁氧体的饱和磁化强度上升，通过温度补偿片使直流磁场强度上升，确保微波性能稳定。当微波隔离器加载120W以上大功率时，微波在上旋磁铁氧体、下旋磁铁氧体作用下产生非线性效应，永磁体使直流磁场强度减小至3000A/m以下，以抑制微波的非线性效应。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术采用了单侧钐钴永磁体结构，使直流磁场降低到3000A/m以下，远小于现有的上下两侧钐钴永磁体结构提供的20000A/m以上直流磁场，当微波隔离器加载120W以上大功率时，旋磁铁氧体在弱直流磁场下不会激发出非线性效应，提高了器件的功率承受能力；(2)本专利技术永磁体的温度适用范围宽于-55℃～110℃，在极端温度下，其微波性能稳定，能够很好地完成单向导通，提高了整个通信系统的可靠性、安全性。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为发生非线性效应时，器件输入输出功率关系图；图3为本专利技术未发生非线性效应时，器件输入输出功率关系图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术提供了一种单侧钐钴永磁体设计结构的带线隔离器，包括上壳体1，其圆柱型腔中容纳有上旋磁铁氧体3；下壳体2，其圆柱型腔中从上至下容纳有下旋磁铁氧体4、匀磁片5、永磁体6、温度补偿片7；呈Y型结的中心导体8置于上旋磁铁氧体3、下旋磁铁氧体4之间，上壳体1、下壳体2连接并面接触，上壳体1和下壳体2对应的三个侧部设有槽结构，为产品对外的三个端口：输入端口、输出端口、隔离端口，此三个端口成环行排布，中心导体8的Y型结设置在槽结构中并露出上壳体1与下壳体2的夹紧面，微波信号从Y型结的一端进入，上旋磁铁氧体3、下旋磁铁氧体4对进入的微波信号进行传输引导，使微波信号从Y型结的另一端输出。上盖9置于上壳体1上，并与上壳体1面接触，同时与上旋磁铁氧体3接触，下盖10置于下壳体2上，并与下壳体2面接触，上盖9、下盖10以及边盖11组成U型导磁结构，永磁体6在U型导磁结构内形成闭合直流磁场。永磁体6的温度适用范围宽于-55℃～110℃，其矫顽性大于8000Oe，永磁体6形成不均匀磁场，经匀磁片5的一次匀磁，经上盖9与上旋磁铁氧体3配合的二次匀磁，形成均匀磁场，优选永磁体6为钐钴永磁体。温度补偿片7与永磁体6配合，调整永磁体6产生的直流磁场强度。具体地，当微波隔离器处于极端高温时，上旋磁铁氧体3、下旋磁铁氧体4的饱和磁化强度下降，通过温度补偿片7使直流磁场强度下降，确保微波性能稳定；当微波隔离器处于极端低温时，上旋磁铁氧体3、下旋磁铁氧体4的饱和磁化强度上升，通过温度补偿片7使直流磁场强度上升，确保微波性能稳定。本专利技术的工作过程：只采用单侧的永磁体6，隔离器的中心导体8位于上旋磁铁氧体3和下旋磁铁氧体4之间，通过设计中心导体8和上旋磁铁氧体3、下旋磁铁氧体4的尺寸以及永磁体6和上盖9、下盖10、边盖11组成的闭合磁路的磁性能，获得良好的匹配性能，使微波在器件中按照特定路径传输。当加载高功率微波时，由于永磁体6提供的弱直流磁场不能激发出非线性效应，器件的电气性能不会随功率的增加而劣化。如图2、图3所示，随着微波隔离器输入功率的增大，发生非线性效应时，所消耗的能量较未发生线性效应所消耗的能量多，当微波隔离器加载120W以上大功率时，微波在上旋磁铁氧体3、下旋磁铁氧体4作用下产生非线性效应，微波能量极具损耗，使微波隔离器的微波性能劣化。在加载100W时，发生非线性效应时，所消耗的能量较未发生线性效应所消耗的能量多13.5W；在加载120W时，发生非线性效应时，所消耗的能量较未发生线性效应所消耗的能量多20W，在散热条件不好的宇航等环境下，会加剧器件微波性能的劣化，通过本专利技术设置单侧永磁体，使直流磁场强度减小至3000A/m以下，可抑制此非线性效应。综上所述，单侧永磁体结构的带线微波隔离器具有在宽温度范围使用下承载更高功率的特点，并且整体的体积和重量相较现有技术更小。本专利技术说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率宽温带线微波隔离器，其特征在于，包括上壳体(1)、下壳体(2)、上旋磁铁氧体(3)、下旋磁铁氧体(4)、匀磁片(5)、永磁体(6)、中心导体(8)、上盖(9)、下盖(10)以及边盖(11)，下壳体(2)为中空结构，其空腔内从上至下依次容纳有下旋磁铁氧体(4)、匀磁片(5)和永磁体(6)，上壳体(1)为中空结构，其空腔内容纳有上旋磁铁氧体(3)，呈Y型结的中心导体(8)置于上旋磁铁氧体(3)、下旋磁铁氧体(4)之间，上壳体(1)、下壳体(2)连接并面接触，中心导体(8)的Y型结露出上壳体(1)与下壳体(2)的夹紧面，上盖(9)置于上壳体(1)上，并与上壳体(1)面接触，同时与上旋磁铁氧体(3)接触，下盖(10)置于下壳体(2)上，并与下壳体(2)面接触，上盖(9)、下盖(10)以及边盖(11)组成U型导磁结构，永磁体(6)在U型导磁结构内形成闭合直流磁场。

【技术特征摘要】
1.一种高功率宽温带线微波隔离器，其特征在于，包括上壳体(1)、下壳体(2)、上旋磁铁氧体(3)、下旋磁铁氧体(4)、匀磁片(5)、永磁体(6)、中心导体(8)、上盖(9)、下盖(10)以及边盖(11)，下壳体(2)为中空结构，其空腔内从上至下依次容纳有下旋磁铁氧体(4)、匀磁片(5)和永磁体(6)，上壳体(1)为中空结构，其空腔内容纳有上旋磁铁氧体(3)，呈Y型结的中心导体(8)置于上旋磁铁氧体(3)、下旋磁铁氧体(4)之间，上壳体(1)、下壳体(2)连接并面接触，中心导体(8)的Y型结露出上壳体(1)与下壳体(2)的夹紧面，上盖(9)置于上壳体(1)上，并与上壳体(1)面接触，同时与上旋磁铁氧体(3)接触，下盖(10)置于下壳体(2)上，并与下壳体(2)面接触，上盖(9)、下盖(10)以及边盖(11)组成U型导磁结构，永磁体(6)在U型导磁结构内形成闭合直流磁场。2.如权利要求1所述的一种高功率宽温带线微波隔离器，其特征在于，永磁体(6)为钐钴永磁体。3.如权利要求1所述的一种高功率宽温带线微波隔离器，其特征在于，永磁体的温度适用范围宽于-55℃～110℃。4.如权利要求1所述的一种高功率宽温带线微波隔离器，其特征在于，永磁体的矫顽性大于8000Oe。5.如权利要求1所述的一种高功率宽温带线微波隔离器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春乐，苌群峰，黄信林，张楚贤，谢晨光，
申请(专利权)人：中国航天时代电子公司，
类型：发明
国别省市：北京;11