一種波導結(jié)環(huán)行器及其匹配塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種波導結(jié)環(huán)形器，其包括鐵氧體、匹配塊、磁場源和圍成波導腔體的波導壁；匹配塊固定于波導腔體內(nèi)波導壁上，鐵氧體固定于匹配塊上，且匹配塊、鐵氧體皆與波導腔體中心重合；磁場源位于波導壁外、與鐵氧體相對應(yīng)的位置，以向鐵氧體提供磁場；波導結(jié)環(huán)形器包括3個端口，匹配塊為采用金屬制成的板狀，其包括與上述各端口分別對應(yīng)的3個匹配端；相鄰兩個匹配端之間的夾角為120度；且相鄰兩個匹配端之間的連接面為凹弧形面。本發(fā)明還公開了匹配塊的制作方法。本發(fā)明的匹配塊可根據(jù)需要調(diào)整尺寸，使其在不同波導口徑以及相同波導口徑不同頻率的情況下，獲得最佳的匹配性能。
【專利說明】一種波導結(jié)環(huán)行器及其匹配塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及波導型器件【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種波導結(jié)環(huán)行器，其具有較佳的匹配性能。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的波導結(jié)環(huán)形器中，環(huán)形器中心放置鐵氧體，與波導端口的阻抗相差依舊比較大，而采用金屬塊來實現(xiàn)阻抗匹配是環(huán)形器的關(guān)鍵技術(shù)。對于波導結(jié)環(huán)行器和隔離器，其匹配塊的形狀在很大程度上影響環(huán)形器的帶寬、端口駐波等重要參數(shù)。波導結(jié)環(huán)形器的外形通常有Y形和T形，如附圖1所示，匹配塊的中心一般與波導的中心重合，匹配塊和波導緊密相連，波導的中心放置鐵氧體，相對應(yīng)的波導外側(cè)放置提供磁場的物體，如恒磁體，以實現(xiàn)環(huán)形的特點。匹配塊的形狀研究是核心技術(shù)之一，要保證微波器件的性能，就需要對匹配塊的尺寸、鐵氧體的尺寸進行調(diào)整和試驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種波導結(jié)環(huán)形器，其匹配塊形狀能夠在不同波導口徑以及相同波導口徑不同頻率的情況下，獲得最佳的匹配性能。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種波導結(jié)環(huán)形器，包括鐵氧體、匹配塊、磁場源和圍成波導腔體的波導壁；
匹配塊固定于腔體內(nèi)波導壁上，鐵氧體固定于匹配塊上，且匹配塊、鐵氧體皆與波導腔體的中心重合；磁場源位于波導壁外、與鐵氧體相對應(yīng)的位置，以向鐵氧體提供磁場；
波導結(jié)環(huán)形器包括3個端口，匹配塊為采用金屬制成的板狀，其包括與上述各端口分別對應(yīng)的3個匹配端；相鄰兩個匹配端之間的夾角為120度；且相鄰兩個匹配端之間的連接面為凹弧形面。
[0005]本發(fā)明中，匹配塊的數(shù)量可為I個或多個，多個匹配塊可疊加放置并固定。匹配塊可通過焊接或者螺釘固定于波導壁內(nèi)壁上，或者在金屬塊上通過銑床等機械加工波導腔時保留在波導內(nèi)壁上。匹配塊的數(shù)量、高度等尺寸大小，可根據(jù)環(huán)形器的具體技術(shù)要求，如波導口徑的尺寸及工作帶寬等，進行相應(yīng)的調(diào)試；所需頻率越高，則匹配塊的尺寸越小。
[0006]具體的，本發(fā)明所述匹配塊采用銅或鋁制成。所述磁場源為永磁鐵或通電的螺旋線圈，在外磁場的作用下，微波信號在鐵氧體處實現(xiàn)環(huán)向傳輸。
[0007]進一步的，本發(fā)明中匹配塊的制作方法包括以下步驟:
(1)取一金屬板，將金屬板切割成正三角形；
(2)分別對正三角形金屬板的3個角進行切割，切掉3個相同形狀大小的三角形；切角后留下的邊與原角所對的邊相互平行；
(3)對金屬板上相鄰切角之間的部分進行切割，切掉3個相同形狀大小的月牙形，使得相鄰切角之間的連接面為凹弧形面，即得到匹配塊。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:波導環(huán)形器內(nèi)具有的匹配塊使其在不同波導口徑以及相同波導口徑不同頻率的情況下，皆能夠獲得最佳的匹配性能。且本發(fā)明中匹配塊可在環(huán)形器加工時，一體化固定于波導壁上；匹配塊的數(shù)量以及尺寸皆可根據(jù)應(yīng)用需要進行調(diào)整。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1所示為現(xiàn)有波導結(jié)環(huán)形器的外形結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2所示為本方明波導結(jié)環(huán)形器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3所不為圖2的俯視圖；
圖4所示為本發(fā)明匹配塊的制作方法示意圖。
【具體實施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖和具體實施例進一步描述。
[0011]如圖1所示，現(xiàn)有的波導結(jié)環(huán)形器內(nèi)腔一般有T型Ia和Y形lb。
[0012]本發(fā)明的波導結(jié)環(huán)形器參見圖2，從波導結(jié)環(huán)形器的端口向波導腔體內(nèi)看，波導結(jié)環(huán)行器其包括鐵氧體1、匹配塊2、磁場源3和圍成波導腔體的波導壁；匹配塊2固定于腔體內(nèi)波導壁上，鐵氧體I固定于匹配塊上，且匹配塊2、鐵氧體I及波導腔體三者的中心重合；磁場源3位于波導壁外、與鐵氧體I相對應(yīng)的位置，以向鐵氧體I提供磁場；磁場源3為永磁鐵或通電的螺旋線圈，在外磁場的作用下，微波信號在鐵氧體處實現(xiàn)環(huán)向傳輸。
[0013]結(jié)合圖2和圖3，本發(fā)明可應(yīng)用于T型以及Y型波導結(jié)環(huán)形器，圖3中，3a為本發(fā)明的T型波導結(jié)環(huán)形器，3b為本發(fā)明的Y型波導結(jié)環(huán)形器。波導結(jié)環(huán)形器具有3個端口，匹配塊2為采用銅或鋁等金屬制成的板狀，其包括與環(huán)形器各端口分別對應(yīng)的3個匹配端；相鄰兩個匹配端之間的夾角為120度；且相鄰兩個匹配端之間的連接面為凹弧形面。
[0014]本發(fā)明中，匹配塊的數(shù)量可為I個或多個，多個匹配塊可疊加放置并固定。匹配塊可通過焊接或者螺釘固定于波導壁內(nèi)壁上。匹配塊的數(shù)量、高度、凹弧形面的曲率等尺寸大小，可根據(jù)環(huán)形器的具體技術(shù)要求，如波導口徑的尺寸及工作帶寬等，進行相應(yīng)的調(diào)試；所需頻率越高，則匹配塊的尺寸越小。
[0015]如圖4所示，本發(fā)明中匹配塊的制作方法包括以下步驟:
(1)取一金屬板，將金屬板切割成正三角形；
(2)分別對正三角形金屬板的3個角進行切割，切掉3個相同形狀大小的三角形；切角后留下的邊與原角所對的邊相互平行；
(3)對金屬板上相鄰切角之間的部分進行切割，切掉3個相同形狀大小的月牙形，使得相鄰切角之間的連接面為凹弧形面，即得到匹配塊。
實施例
[0016]本例以一個波導口徑為28.5X12.6mm (大三厘米波導)，頻率為疒8.5 GHz的波導結(jié)環(huán)形器進行說明。如圖2所示，其波導腔內(nèi)包括兩個匹配塊以及兩個鐵氧體，波導壁外兩側(cè)分別放置有一個永磁體作為磁場源，形成環(huán)形器。
[0017]其中兩個匹配塊的加工尺寸為:切割金屬板成邊長50mm的正三角形，切掉的三個邊長為17mm等邊三角形三個角，凹弧形面的曲率為:0.08569 (圓弧的半徑為11.67mm)，厚度為:2.5_。[0018]鐵氧體的磁矩為:1900Gs,直徑為:8.6mm,高3.1_。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)中常見的三角形匹配塊相較:其它條件不變，采用邊長為31mm的三角形的匹配塊，在7.3-8GHz的頻率范圍內(nèi)，三個端口的駐波大于20dB，波形為單峰形狀，駐波最大數(shù)值約在30dB左右；而采用本專利結(jié)構(gòu)形式的匹配塊，在7-8.4GHz的頻率范圍內(nèi)，三個端口的駐波大于23dB，波形為雙峰形狀，駐波最大數(shù)值約在35dB左右，帶寬明顯增加。
[0020]圓形匹配塊與本發(fā)明相比較:其它條件不變，采用半徑為14_的圓形匹配塊，在7.3-8GHz的頻率范圍內(nèi)，三個端口的駐波大于18dB，波形為單峰形狀，駐波最大數(shù)值約在23dB左右，顯然帶寬比較窄。
[0021]本例的波導環(huán)形器在能夠獲得最佳的匹配性能，且匹配塊可在環(huán)形器加工時，一體化固定于波導壁上；匹配塊的數(shù)量以及尺寸皆可根據(jù)應(yīng)用需要進行調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種波導結(jié)環(huán)形器，其特征是，包括鐵氧體、匹配塊、磁場源和圍成波導腔體的波導壁； 匹配塊固定于波導腔體內(nèi)波導壁上，鐵氧體固定于匹配塊上，且匹配塊、鐵氧體皆與波導腔體中心重合；磁場源位于波導壁外、與鐵氧體相對應(yīng)的位置，以向鐵氧體提供磁場；波導結(jié)環(huán)形器包括3個端口，匹配塊為采用金屬制成的板狀，其包括與上述各端口分別對應(yīng)的3個匹配端；相鄰兩個匹配端之間的夾角為120度；且相鄰兩個匹配端之間的連接面為凹弧形面。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的波導結(jié)環(huán)形器，其特征是，所述匹配塊采用銅或鋁制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導結(jié)環(huán)形器，其特征是，所述磁場源為永磁鐵或通電的螺旋線圈。
4.一種權(quán)利要求1至3任一項中所述波導結(jié)環(huán)行器中匹配塊的制作方法，其特征是，包括以下步驟: (1)取一金屬板，將金屬板切割成正三角形； (2)分別對正三角形金屬板的3個角進行切割，切掉3個相同形狀大小的三角形；切角后留下的邊與原角所對的邊相互平行； (3)對金屬板上相鄰切角之間的部分進行切割，切掉3個相同形狀大小的月牙形，使得相鄰切角之間的連接面為凹弧形面，即得到匹配塊。
【文檔編號】H01P1/38GK103490130SQ201310387088
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】王抗美, 于寶明, 高燕 申請人:南京信息職業(yè)技術(shù)學院