專利名稱：一種帶狀線型鐵氧體移相器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波通訊器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種小型化帶狀線型鐵氧體移相器。
背景技術(shù)：
相對于PIN二極管、MMIC等形式的移相器，鐵氧體移相器在插入損耗以及平均功率方 面具有很大的優(yōu)勢。目前常見的鐵氧體移相器從結(jié)構(gòu)上區(qū)分主要有兩大類其一是采用在波 導內(nèi)加載鐵氧體空心矩形棒的形式；其二是采用在鐵氧體基片上印刷微帶線的結(jié)構(gòu)形式。前 一種結(jié)構(gòu)中由于波導尺寸參數(shù)要由傳輸電磁波的波長來確定，很難壓縮，導致移相器的體積 和重量都較大。而后一種結(jié)構(gòu)形式中雖然鐵氧體基片和微帶部分的體積和重量不大，但為了 磁化鐵氧體基片需要額外附加磁化電路和磁路，也導致了整個微帶鐵氧體移相器體積偏大。
此外，微帶型鐵氧體移相器在移相度和插損方面的性能也較差。因此，如何在縮小鐵氧體移 相器的體積和重量的同時，又能保證其良好的移相性能，成為當前鐵氧體移相器發(fā)展所面臨 的一大技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種帶狀線型鐵氧體移相器，該鐵氧體移相器在兼顧常規(guī)鐵氧體移相器在插 入損耗以及平均功率方面的優(yōu)異性能的同時，能夠顯著縮小鐵氧體移相器的體積。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)
一種帶狀線型鐵氧體移相器，如圖1至圖3所示，包括
旋磁鐵氧體材料1，所述旋磁鐵氧體材料1的外形為一矩形立方體，其內(nèi)部開有一個前 后貫通的矩形立方體空腔。所述旋磁鐵氧體材料1形成一個圍繞其內(nèi)部空腔的閉合磁回路； 所述旋磁鐵氧體材料1圍繞其內(nèi)部空腔的外表面印刷有銀電極6作為接地電極。
矩形介質(zhì)基板2，其形狀與旋磁鐵氧體材料1的內(nèi)部空腔相適應。所述介質(zhì)基板2表面
具有兩條相互平行的磁化電流導線3和一條移相用彎曲式微帶線，磁化電流導線3平行于矩
形介質(zhì)基板2的長邊；所述移相用彎曲式微帶線由特性阻抗相等的三段微帶線構(gòu)成，兩段相
互平行的直線式微帶線4的中間串接U型折疊彎曲式微帶線5;所述兩條磁化電流導線3與 移相用彎曲式微帶線的直線式微帶線4相互平行并保持4倍以上直線式微帶線4微帶線寬的 間距。
所述矩形介質(zhì)基板2內(nèi)嵌于所述旋磁鐵氧體材料1的空腔中，矩形介質(zhì)基板2周圍與旋磁鐵氧體材料1之間填充絕緣膠7。
所述旋磁鐵氧體材料1的空腔兩端適當漏出一部分矩形介質(zhì)基板2，以方便引出磁化電 流導線3和移相用彎曲式微帶線的端電極。
需要說明的是-
上述技術(shù)方案中，所述矩形介質(zhì)基板2可以是陶瓷基板，也可以是有機聚合物介質(zhì)基板; 所述磁化電流導線3和移相用彎曲式微帶線可采用光刻工藝制作于矩形介質(zhì)基板2表面，也 可采用印刷工藝印刷于矩形介質(zhì)基板2表面。
矩形介質(zhì)基板2周圍與旋磁鐵氧體材料1之間填充絕緣膠的作用是保證微帶線與鐵氧體 材料之間絕緣，同時將介質(zhì)基板與旋磁鐵氧體材料粘結(jié)成一個整體。
另外，旋磁鐵氧體材料的外形尺寸及內(nèi)部腔體的尺寸均可根據(jù)設(shè)計需要靈活變化，此外， 為方便加工，所有的直角棱角也可進行適當?shù)牡菇恰?br>
所述移項用彎曲式微帶線的寬度應通過仿真來確定，以確保在設(shè)計結(jié)構(gòu)中其特性阻抗保 持為50Q，其中U型折疊彎曲式微帶線5由若干相同的四分之一波長線彎曲連接而成，且直 線式微帶線4的長度也大于四分之一波長。
磁化電流導線3的線寬沒有特別限制。選用旋磁鐵氧體的材質(zhì)及介質(zhì)層的材質(zhì)也沒有特 別限制，都可根據(jù)應用需求靈活變化。
本發(fā)明與現(xiàn)有的微帶式鐵氧體移相器相比，勿需再附加磁化電路和磁芯回路，體積和質(zhì) 量都可以顯著的縮小，更利于實現(xiàn)移相器與其它有源/無源器件和組件的集成。此外，帶狀線 的結(jié)構(gòu)設(shè)計也比微帶式鐵氧體移相器損耗更低。
圖1是本發(fā)明提供的帶狀線型鐵氧體移相器中旋磁矩形立方體截面示意圖。
圖2是本發(fā)明提供的帶狀線型鐵氧體移相器中介質(zhì)基板及表面微帶電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明提供的帶狀線型鐵氧體移相器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合一個具體實施及附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不 限于此。
具體實施的內(nèi)嵌介質(zhì)層帶狀線型鐵氧體移相器其中心頻率約為9.2GHz，帶寬大于 300MHz，帶寬內(nèi)插入損耗〈2dB，駐波比VSWR^1.5，相移量超過270度。而該鐵氧體移相 器的長、寬和高僅約為24mm、 15mm和5.5mm，明顯小于常規(guī)的波導型和微帶型的鐵氧體 移相器。
圖1 圖3為該內(nèi)嵌介質(zhì)層帶狀線型鐵氧體移相器組成部分及整體的結(jié)構(gòu)示意圖。主要結(jié)構(gòu)包括
旋磁鋰鐵氧體材料l，其外體尺寸分別為長22mm，寬15mm，高5.5mm，內(nèi)部開有一個 前后貫通的矩形立方體空腔，空腔的尺寸分別為長22mm，寬10mm，高L5mm。旋磁鋰鐵 氧體材料1形成一個閉合磁回路。旋磁鐵氧體材料1圍繞其內(nèi)部空腔的外表面印刷有銀電極 6作為接地電極。
矩形介質(zhì)基板2采用有機聚合物介質(zhì)基板或陶瓷介質(zhì)基板，其尺寸分別為長24mm，寬 10mm，高0.5mm。其上光刻電極圖案如圖2所示，包括有兩條相互平行的磁化電流導線和一 條移相用彎曲式微帶線；移相用彎曲式微帶線由兩段相互平行的直線式微帶線和中間串接的 U型折疊彎曲式微帶線構(gòu)成。微帶線的線寬要確保微帶的特性阻抗為50Q。磁化電流導線與 移相用彎曲式微帶線的直線式微帶線相互平行且保持4倍以上直線式微帶線寬的間距，磁化 電流導線和移相用彎曲式微帶線均平行于矩形介質(zhì)層的長邊。
將矩形介質(zhì)基板2嵌入到旋磁鋰鐵氧體材料1的空腔后，使其長邊分別從空腔兩端露出 相同的長度，在本具體實施例中兩端分別露出了 lmm，以方便移相器引入和引出磁化電流及 微波信號。介質(zhì)層的下表面貼緊鐵氧體，上表面與鐵氧體之間留出的lmm高的空隙中灌封絕 緣封膠后固化。移相器完整的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
如上所述，便可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。該帶狀線型鐵氧體移相器在工作時，旋磁鋰鐵氧體 材料l圍繞其內(nèi)部空腔的外表面銀電極6接地，通過兩條磁化電流導線分別施加相同大小的 脈沖磁化電流，可使閉合的旋磁鐵氧體回路磁化，去掉磁化電流后可使旋磁鐵氧體工作于指 定的剩磁狀態(tài)，并可通過調(diào)整脈沖磁化電流的大小改變鐵氧體的剩磁狀態(tài)。在移相用彎曲式 微帶線的兩個端電極分別連接同軸或微帶饋電，微波信號就會產(chǎn)生非互易的差相移。與常規(guī) 的微帶式鐵氧體移相器，本發(fā)明去掉了額外的附加磁化電路和磁芯回路，體積和重量都可以 明顯的降低。同時采用帶狀線的結(jié)構(gòu)設(shè)計也比微帶式結(jié)構(gòu)損耗更低。
權(quán)利要求
1、一種帶狀線型鐵氧體移相器，包括旋磁鐵氧體材料(1)，所述旋磁鐵氧體材料(1)的外形為一矩形立方體，其內(nèi)部開有一個前后貫通的矩形立方體空腔；所述旋磁鐵氧體材料(1)形成一個圍繞其內(nèi)部空腔的閉合磁回路；所述旋磁鐵氧體材料(1)圍繞其內(nèi)部空腔的外表面印刷有銀電極(6)作為接地電極；矩形介質(zhì)基板(2)，其形狀與旋磁鐵氧體材料(1)的內(nèi)部空腔相適應；所述介質(zhì)基板(2)表面具有兩條相互平行的磁化電流導線(3)和一條移相用彎曲式微帶線，磁化電流導線(3)平行于矩形介質(zhì)基板(2)的長邊；所述移相用彎曲式微帶線由特性阻抗相等的三段微帶線構(gòu)成，兩段相互平行的直線式微帶線(4)的中間串接U型折疊彎曲式微帶線(5)；所述兩條磁化電流導線(3)與移相用彎曲式微帶線的直線式微帶線(4)相互平行并保持4倍以上直線式微帶線(4)微帶線寬的間距；所述矩形介質(zhì)基板(2)內(nèi)嵌于所述旋磁鐵氧體材料(1)的空腔中，矩形介質(zhì)基板(2)周圍與旋磁鐵氧體材料(1)之間填充絕緣膠(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶狀線型鐵氧體移相器，其特征在于，所述旋磁鐵氧體材料(l) 的空腔兩端適當漏出一部分矩形介質(zhì)基板(2)，以方便引出磁化電流導線(3)和移相用彎曲 式微帶線的端電極。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶狀線型鐵氧體移相器，其特征在于，所述矩形介質(zhì)基板 (2)是陶瓷基板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶狀線型鐵氧體移相器，其特征在于，所述矩形介質(zhì)基板(2) 有機聚合物介質(zhì)基板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶狀線型鐵氧體移相器，其特征在于，所述磁化電流導線(3) 和移相用彎曲式微帶線采用光刻工藝制作于矩形介質(zhì)基板(2)表面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶狀線型鐵氧體移相器，其特征在于，所述磁化電流導線 (3)和移相用彎曲式微帶線采用印刷工藝印刷于矩形介質(zhì)基板(2)表面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l一6所述的任一帶狀線型鐵氧體移相器，其特征在于，所述移項用彎 曲式微帶線的寬度應確保其特性阻抗為50Q，其中U型折疊彎曲式微帶線(5)由若干相同 的四分之一波長線彎曲連接而成，且直線式微帶線(4)的長度也大于四分之一波長。
全文摘要
一種帶狀線型鐵氧體移相器，屬于微波通訊器件技術(shù)領(lǐng)域。包括矩形立方體旋磁鐵氧體材料(1)，其內(nèi)部開有前后貫通的空腔，以形成閉合磁回路，其外表面印刷有銀電極；矩形介質(zhì)基板(2)，其表面具有兩條相互平行的磁化電流導線(3)和一條移相用彎曲式微帶線；矩形介質(zhì)基板內(nèi)嵌于旋磁鐵氧體材料的空腔中，矩形介質(zhì)基板周圍與旋磁鐵氧體材料之間填充絕緣膠。器件工作時，通過磁化電流導線施加磁化電流使旋磁鐵氧體磁化，去掉磁化電流后旋磁鐵氧體工作于剩磁狀態(tài)；在移相用彎曲式微帶線的兩個端電極之間連接微波信號，就會產(chǎn)生非互易的差相移。本發(fā)明可顯著縮小鐵氧體移相器的體積和質(zhì)量，有利于實現(xiàn)移相器與其它有源/無源器件或組件的集成。
文檔編號H01P1/18GK101577357SQ20091005935
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者唐曉莉, 張懷武, 楊許文, 樺 蘇, 荊玉蘭, 鋼 薛, 賈利軍, 鐘智勇 申請人:電子科技大學