專利名稱：三端口波導結型環(huán)行器/隔離器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及波導環(huán)行器/隔離器，尤其涉及一種具有矩形變換器的三端口波導結 型環(huán)行器/隔離器及其制造方法。
背景技術：
典型的金屬機構波導結型環(huán)行器或隔離器，結構中心包含三個相交的共面波導， 形成一個波導結，一個三棱體形狀的鐵氧體塊被安置于波導結中心和變換器的上方，并由 兩片恒磁鐵提供偏置截面磁場。變換器用于匹配波導與鐵氧體化的阻抗匹配，在最典型的波導環(huán)行器/隔離器 中，變換器按鐵氧體的形狀被做成圓柱或者三角形，用在波導結型環(huán)形器/隔離器中，以便 獲得從波導段到鐵氧體環(huán)行結的最佳匹配。在理想的環(huán)行器中，對于各個端口結合其插損和隔離度應具有相同的回損。然而， 實際的環(huán)行器因/隔離器各個端口規(guī)定的要求而其機械結構尺寸的不對稱所產(chǎn)生的電磁 性能是不對稱的。同時，因元件裝配及元件公差而引起的不對稱也不可忽略，因此，最現(xiàn)實 的設計要求是在器件組合后調(diào)試以達到合格的性能。通常，電介質(zhì)及金屬調(diào)試件就被粘貼 到環(huán)行器的波導段進行電性能調(diào)試，這項調(diào)試需要修正設計誤差，補償各端口由不同結構 及鐵氧體偏位所形成的機械非對稱，在大規(guī)模生產(chǎn)中調(diào)試既費時，又占用成本。波導結型環(huán)行器/隔離器的殼體通常被做成上半和下半部，裝入鐵氧體、變換器 等元件后，將兩半殼體組合裝配成波導環(huán)行器/隔離器。然而，為使波導結型環(huán)行器/隔離 器良好組裝，需要對兩半殼體進行各自的機械端面、組合裝配工藝設計及精確的尺寸控制， 有時為精度考慮需要在組裝后做額外的機加工。為了解決上述拼合波導結型環(huán)行器/隔離 器的設計缺陷，目前許多波導環(huán)行器/隔離器采用單件殼體設計以降低機加工成本和組裝 成本。然而，因單件殼體設計的加工局限，匹配變換器在3個端口結的非對稱形狀，就要單 獨加工變換器并用低損耗的粘合劑粘貼到單件殼體中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種低成本、易于精確加工的具 有矩形變換器的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器及其制造方法。本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，特點是包括具有多端口的單件殼體，相對于端 口具有非對稱形狀變換器的波導結，鐵氧體元件置于變換器上，鐵氧體元件對于波導結的 各端口為對稱狀。進一步地，上述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其中，所述單件殼體的波導結 端口開口邊加工有變換器；所述變換器呈矩形。更進一步地，上述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其中，所述單件殼體具有多 端口，其中一個端口由變換器延伸到終端口匹配吸收體負載，在變換器上從鐵氧化元件到吸收體負載匹配阻抗，變換器對于相應端口非對稱，鐵氧體元件對于相應端口對稱。 再進一步地，上述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其中，所述鐵氧體元件通過
抽屜狀的導塊定位安裝在變換器上，導塊沿變換器延伸可直線移動。再進一步地，上述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其中，所述導塊上置有容納 鐵氧體元件和/或吸收體負載的凹槽，鐵氧體元件和/或吸收體負載嵌入于導塊上相應的 凹槽內(nèi)，所述導塊以抽屜狀結構定位于變換器上。所述導塊的材質(zhì)為低介電常數(shù)的材料；所 述低介電常數(shù)的材料為聚四氟乙烯。本發(fā)明具有矩形變換器的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器的制造方法，首先，提 供多端口的單件殼體；然后，在單件殼體中加工相對于端口具有非對稱形狀的變換器；繼 而，加工對應端口具有對稱狀的鐵氧體元件。本發(fā)明技術方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在本發(fā)明波導結型環(huán)形器/隔離器具有相對于結型3個端口非對稱的矩形變換器， 變換器作為波導結型環(huán)行器/隔離器的單件殼體部分易于加工，顯著降低了波導結型環(huán)形 器/隔離器的材料加工成本和生產(chǎn)制造成本。
下面結合附圖對本發(fā)明技術方案作進一步說明圖1 本發(fā)明波導結型環(huán)行器的立體結構示意圖；圖2 圖1的單件殼體剖視示意圖；圖3 本發(fā)明的剖視示意圖；圖4 :圖3中鐵氧體元件和吸收體負載與導塊的分解示意圖。圖中各附圖標記的含義見下表
附圖 標記含義附圖 標記含義附圖 標記含義40單件殼體41變換器42鐵氧體元件43吸收體負載44調(diào)試元件45單件殼體剖面46導塊
具體實施例方式具有矩形變換器的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，具有多端口的單件殼體，相 對于端口具有非對稱形狀變換器的波導結，鐵氧體元件置于變換器上，鐵氧體元件對于波 導結的各端口為對稱狀。如圖1所示，波導結型環(huán)形器或隔離器的殼體做成單件殼體40，單件殼體40為單 件體制成，變換器41作為殼體一部分一起加工，對于環(huán)行器或者隔離器的端口而言，變換 器41在單件殼體40中被加工成非對稱，而對應相應端口，鐵氧體元件42以對稱形式加工(用CNC機床)。另外，殼體是一個組合體，在這個單件殼體中，相對鐵氧體元件形狀，變換 器41是非對稱形狀，這說明有關端口的對稱意味著變換器41或鐵氧體元件42的頂點或角 與端口對齊，而非對稱則相反。如圖2所示，單件殼體剖面45，變換器41呈矩形，作為單件殼體的一部分以一邊開 口做機加工(或其他方法)，此外，變換器可延伸到第3端口的末端。如圖3所示，三角形鐵氧體元件42裝在作為單件殼體40 —部分的變換器41上面。 吸收體負載43 (為吸收微波功率，從而使環(huán)行器變?yōu)楦綦x器)也裝在變換器41上，以使鐵 氧體元件42到吸收體負載43的阻抗匹配能在變換器41上完成，雖然變換器41的形狀相 對鐵氧體元件42形狀是非對稱的，而且對3個端口也不對稱，仍可由電磁場模擬仿真進行 元件優(yōu)化，如導流墻結構，鐵氧體元件42尺寸、變換器41尺寸、調(diào)試元件44位置和尺寸的 改進，以獲得良好的電性能參數(shù)。由于變換器41可在單件殼體內(nèi)加工，保持了單件殼體的 優(yōu)勢。單件殼體40具有多端口，其中一個端口由變換器延伸到終端口匹配吸收體負載，在 變換器41上從鐵氧化元件42到吸收體負載43進行匹配阻抗，變換器41對于相應端口非 對稱，鐵氧體元件42對于相應端口對稱。圖4示意了鐵氧體元件42通過類似抽屜狀導塊46在單件殼體40中準確定位，導 塊46用低介電常數(shù)材料制成，如聚四氟乙烯或者同類材料，導塊46沿變換器延伸可直線移 動，導塊46加工有用于容納鐵氧體元件42和/或吸收體負載43的凹槽結構，鐵氧體元件 42和/或吸收體負載43嵌入于導塊46上相應的凹槽內(nèi)，導塊46以抽屜狀結構定位于變換 器41上。在生產(chǎn)過程中，一旦導塊46定位，鐵氧體元件42也定位到理想的位置，導塊46 沿延伸到端口的變換器移到其在單件殼體中定位。上述微波隔離器或環(huán)行器的新穎結構設計，其變換器以非對稱形式對應各端口， 而鐵氧體元件以對稱形式對應相應端口。上述微波波導結型隔離器或環(huán)行器的制造組裝方法，首先，提供一個多端口(如 3端口)的單件殼體40，然后，在單件殼體40中加工相對于端口具有非對稱形狀的變換器 41 ；繼而，加工對應端口具有對稱狀的鐵氧體元件42。在單件殼體40內(nèi)加工一個變換器41 而其對于殼體相應端口具有非對稱形狀，也限定加工的鐵氧體元件42對于相應端口具有 對稱形狀。鐵氧體元件42 (如三角形，頂角對應3個端口)而變換器41 (如矩形，頂角不指 向端口)可在單件殼體內(nèi)加工。對于隔離器，導塊46用于鐵氧體元件42和/或吸收體負 載43定位。鐵氧體元件42可以有不同的形狀，如圓片或三棱體。同樣，變換器41也不一 定加工為矩形。綜上所述，本發(fā)明波導結型環(huán)形器和隔離器具有相對于結型3個端口非對稱的矩 形變換器，變換器作為波導結型環(huán)行器或隔離器的單件殼體部分可易于加工，顯著降低了 波導結型環(huán)形器和隔離器的材料加工成本和生產(chǎn)制造成本。需要理解到的是以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本技術領域的普通 技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤 飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其特征在于包括具有多端口的單件殼體，相對于端口具有非對稱形狀變換器的波導結，鐵氧體元件置于變換器上，鐵氧體元件對于波導結的各端口為對稱狀。
2.根據(jù)權利要求1所述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其特征在于所述單件殼 體的波導結端口開口邊加工有變換器。
3.根據(jù)權利要求2所述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其特征在于所述變換器呈矩形。
4.根據(jù)權利要求1所述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其特征在于所述單件殼 體具有多端口，其中一個端口由變換器延伸到終端口匹配吸收體負載，在變換器上從鐵氧 化元件到吸收體負載匹配阻抗，變換器對于相應端口非對稱，鐵氧體元件對于相應端口對 稱。
5.根據(jù)權利要求1所述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其特征在于所述鐵氧體 元件通過抽屜狀的導塊定位安裝在變換器上。
6.根據(jù)權利要求5所述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其特征在于所述導塊上 置有容納鐵氧體元件和/或吸收體負載的凹槽，鐵氧體元件和/或吸收體負載嵌入于導塊 上相應的凹槽內(nèi)，所述導塊以抽屜狀結構定位于變換器上。
7.根據(jù)權利要求1所述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器，其特征在于所述導塊的 材質(zhì)為低介電常數(shù)的聚四氟乙烯材料。
8.權利要求1所述的三端口波導結型環(huán)行器/隔離器的制造方法，其特征在于首先， 提供多端口的單件殼體；然后，在單件殼體中加工相對于端口具有非對稱形狀的變換器； 繼而，加工對應端口具有對稱狀的鐵氧體元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三端口波導結型環(huán)行器/隔離器及其制造方法，具有多端口的單件殼體，相對于端口具有非對稱形狀變換器的波導結，鐵氧體元件置于變換器上，鐵氧體元件對于波導結的各端口為對稱狀。該波導結型環(huán)形器/隔離器具有相對于結型3個端口非對稱的矩形變換器，變換器作為波導結型環(huán)行器/隔離器的單件殼體組成部分易于整體加工，顯著降低了波導結型環(huán)形器/隔離器的材料加工成本和生產(chǎn)制造成本。
文檔編號H01P11/00GK101901954SQ201010246020
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2010年8月5日
發(fā)明者帕米特·S·恰瓦洛, 潘永基 申請人:世達普(蘇州)通信設備有限公司;加拿大世達普通信設備股份有限公司