毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器，涉及隔离器技术领域。包括波导腔体，所述波导腔体内形成有波导腔，所述波导腔内设置有安装架，所述安装架的中心设置有组件安装腔，圆柱形铁氧体的两端分别通过一个保持架内嵌到所述组件安装腔内，所述组件安装腔两侧的安装架上形成有磁铁安装腔，所述安装架的左右两侧分别设置有一个导磁片，且所述导磁片内嵌到所述安装架上，通过所述导磁片将磁铁封闭到所述磁铁安装腔内，所述圆柱形铁氧体的两端分别连接有一个氧化铝陶瓷锥，且所述氧化铝陶瓷锥的锥尖部从所述导磁片的中心孔内穿出。所述隔离器可以工作在毫米波太赫兹频段，实现全带宽性能，并具有较低的损耗，可以承受更高的功率。

Millimeter wave terahertz high power full bandwidth waveguide isolator

【技术实现步骤摘要】
毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器
本技术涉及隔离器
，尤其涉及一种毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器。
技术介绍
在微波电磁场
，波导隔离器是一种无源器件，主要功能是一种实现微波信号单向传播的两端口器件，当微波信号正向传输时，回波损耗低，插入损耗低，能量可以大部分通过；当微波信号反方向传输时，回波损耗大，插入损耗大，能量反向传输被阻止。隔离器在微波电路网络中主要起隔离、去耦、保护和匹配作用。随着微波技术的应用发展，要求微波器件和设备能够工作在更高频率，更宽带宽、更高功率。但随着工作频率的升高，器件设计难度增大，由于高频波导腔体空间变得越来越小，腔体内的设计和散热对隔离器性能都有很大的影响。当下波导环行器/隔离器应用广泛，而在毫米波太赫兹频段的波导隔离器实现难度大，带宽窄，驻波比差。传统波导隔离器带宽一般只有10%。由于带宽的限制，使得系统整机设计和加工成本增加。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是如何提供一种在毫米波太赫兹频频段波损耗低、工作带宽宽、功率高的毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器，其特征在于：包括波导腔体，所述波导腔体内形成有波导腔，所述波导腔内设置有安装架，所述安装架内嵌到所述波导腔内，所述安装架的中心设置有组件安装腔，圆柱形铁氧体的两端分别通过一个保持架内嵌到所述组件安装腔内，且圆柱形铁氧体外侧的组件安装腔内设置有吸波材料层，所述组件安装腔两侧的安装架上形成有磁铁安装腔，每个所述磁铁安装腔内设置有一个圆柱形的磁铁，所述安装架的左右两侧分别设置有一个导磁片，且所述导磁片内嵌到所述安装架上，通过所述导磁片将磁铁封闭到所述磁铁安装腔内，且所述导磁片位于所述保持架的外侧，所述圆柱形铁氧体的两端分别连接有一个氧化铝陶瓷锥，所述氧化铝陶瓷锥沿其中心轴被电阻层一分为二，且所述氧化铝陶瓷锥的锥尖部从所述导磁片的中心孔内穿出。优选的，所述保持架的制作材料为金刚石。优选的，所述安装架使用金属铜制备。进一步的技术方案在于：所述波导腔体包括上波导腔体和下波导腔体，所述上波导腔体与下波导腔体之间通过螺丝固定连接。进一步的技术方案在于：所述波导腔体上形成有法兰，所述法兰上设置有沿所述隔离器的轴向延伸的定位销针。优选的：所述氧化铝陶瓷锥与所述铁氧体之间通过环氧树脂进行连接。进一步的技术方案在于：所述导磁片外侧的波导腔的输入输出端口上提供阶梯式波导扭曲。优选的：所述吸波材料层使用石墨烯制备。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述隔离器在输入氧化铝陶瓷锥底部和铁氧体之间采用金刚石圆盘作为支撑垫圈（保持架），且采用石墨烯作为吸波材料，能够起到良好的散热效果，进而提高器件的承受功率，减少损耗；在内部输入和输出端口上提供阶梯式波导扭曲取代传统的外接扭波导，不需要增加额外器件长度，结构紧凑，并具有宽带性能，减少波导损耗；综上，所述波导隔离器可以工作在毫米波太赫兹频段，实现全带宽性能，并具有较低的损耗，可以承受更高的功率。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术实施例所述隔离器的立体结构示意图；图2是本技术实施例所述隔离器的立体结构示意图；图3是本技术实施例所述隔离器的剖视结构示意图；图4是本技术实施例所述隔离器中氧化铝陶瓷锥与安装架等的结构示意图；图5是本技术实施例所述隔离器中氧化铝陶瓷锥与安装架等的剖视（竖直）结构示意图；图6是本技术实施例所述隔离器中氧化铝陶瓷锥与安装架等的剖视（水平）结构示意图；图7是本技术实施例所述隔离器中氧化铝陶瓷锥与圆柱形铁氧体的结构示意图；图8是本技术实施例所述隔离器中氧化铝陶瓷锥与圆柱形铁氧体的剖视结构示意图；其中：1、上波导腔体；2、下波导腔体；3、氧化铝陶瓷锥；4、导磁片；5、保持架；6、圆柱形铁氧体；7、安装架；8、吸波材料层；9、定位销针；10、磁铁；11、波导腔；12、电阻层；13、法兰。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。如图1-图4所示，本技术实施例公开了一种毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器，包括波导腔体，所述波导腔体内形成有波导腔11，所述波导腔11内设置有安装架7，所述安装架7主要用于固定其它部件。所述安装架7内嵌到所述波导腔11内，所述安装架7的中心设置有组件安装腔，圆柱形铁氧体6的两端分别通过一个保持架5内嵌到所述组件安装腔内，且圆柱形铁氧体6外侧的组件安装腔内设置有吸波材料层8。所述组件安装腔两侧的安装架7上形成有磁铁安装腔，每个所述磁铁安装腔内设置有一个圆柱形的磁铁10，所述安装架7的左右两侧分别设置有一个导磁片4，且所述导磁片内嵌到所述安装架上，通过所述导磁片将磁铁10封闭到所述磁铁安装腔内，且所述导磁片位于所述保持架5的外侧，所述圆柱形铁氧体6的两端分别连接有一个氧化铝陶瓷锥3（如图5-图6所示），所述氧化铝陶瓷锥3沿其中心轴被电阻层12一分为二，且所述氧化铝陶瓷锥3的锥尖部从所述导磁片的中心孔内穿出。氧化铝陶瓷锥3用于将来自波导的电磁场场耦合到所述铁氧体6。氧化铝陶瓷锥3沿其中心轴被电阻层12一分为二，如图7-图8所示。氧化铝陶瓷锥3将主导TE10波导模式耦合到所述铁氧体中的HE11混合介电模式。所述铁氧体和氧化铝陶瓷锥3通过一对垫圈形的保持架5悬挂在波导腔11结构中，所述铁氧体和氧化铝陶瓷锥3形成的组件穿过内部支撑孔插入并用非导电环氧树脂连接。输出端的氧化铝陶瓷锥3和波导相对于输入端的氧化铝陶瓷锥3和波导旋转45度。TE10模式中的电场垂直于输入波导中的电阻层12。当磁场穿过所述铁氧体时，磁场逆时针旋转45度，并垂直于输出端的氧化铝陶瓷锥中的电阻层12。通过前向行波在任一电阻层中都不产生电流，并且没有相关的损耗。正向和反向波的旋转方向相同，从而产生器件的非互易性质，实现信号的隔离。包围着圆柱形铁氧体的环状吸波材料层用于抑制铁氧体磁芯附近的高阶模。在吸波材料的左右两侧分别设置有圆柱形稀土磁铁，在磁铁靠近输入端和输出端的前后两侧设置有导磁片4，用于将稀土磁铁的磁偏置磁场聚焦到所述铁氧体上。反向行波被旋转到输入端氧化铝陶瓷锥3的电阻层中并被吸收，即转换成热能。普通的垫圈形保持架的热传导只能将很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器，其特征在于：包括波导腔体，所述波导腔体内形成有波导腔（11），所述波导腔（11）内设置有安装架（7），所述安装架（7）内嵌到所述波导腔（11）内，所述安装架（7）的中心设置有组件安装腔，圆柱形铁氧体（6）的两端分别通过一个保持架（5）内嵌到所述组件安装腔内，且圆柱形铁氧体（6）外侧的组件安装腔内设置有吸波材料层（8），所述组件安装腔两侧的安装架（7）上形成有磁铁安装腔，每个所述磁铁安装腔内设置有一个圆柱形的磁铁（10），所述安装架（7）的左右两侧分别设置有一个导磁片（4），且所述导磁片内嵌到所述安装架上，通过所述导磁片将磁铁（10）封闭到所述磁铁安装腔内，且所述导磁片位于所述保持架（5）的外侧，所述圆柱形铁氧体（6）的两端分别连接有一个氧化铝陶瓷锥（3），所述氧化铝陶瓷锥（3）沿其中心轴被电阻层（12）一分为二，且所述氧化铝陶瓷锥（3）的锥尖部从所述导磁片的中心孔内穿出。/n

【技术特征摘要】
1.一种毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器，其特征在于：包括波导腔体，所述波导腔体内形成有波导腔（11），所述波导腔（11）内设置有安装架（7），所述安装架（7）内嵌到所述波导腔（11）内，所述安装架（7）的中心设置有组件安装腔，圆柱形铁氧体（6）的两端分别通过一个保持架（5）内嵌到所述组件安装腔内，且圆柱形铁氧体（6）外侧的组件安装腔内设置有吸波材料层（8），所述组件安装腔两侧的安装架（7）上形成有磁铁安装腔，每个所述磁铁安装腔内设置有一个圆柱形的磁铁（10），所述安装架（7）的左右两侧分别设置有一个导磁片（4），且所述导磁片内嵌到所述安装架上，通过所述导磁片将磁铁（10）封闭到所述磁铁安装腔内，且所述导磁片位于所述保持架（5）的外侧，所述圆柱形铁氧体（6）的两端分别连接有一个氧化铝陶瓷锥（3），所述氧化铝陶瓷锥（3）沿其中心轴被电阻层（12）一分为二，且所述氧化铝陶瓷锥（3）的锥尖部从所述导磁片的中心孔内穿出。


2.如权利要求1所述的毫米波太赫兹大功率全带宽波导隔离器，其特征在于：所述保持架（5）的制作材料为金刚石。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文青，胡南，刘建睿，赵丽新，
申请(专利权)人：北京星英联微波科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11