一种波导环形器的制作方法

1.本技术涉及微波器件领域，尤其涉及一种波导环形器。


背景技术：

2.环行器又叫隔离器，其通过内部偏置磁场控制电磁波沿某一环行方向传输，用于高频功率放大器的输出端与负载之间，起到各自独立，互相“隔离”的作用。随着通信技术的发展，环形器作为一种重要的微波铁氧体器件广泛应用于无线收发系统中。
3.但是，现有的环形器中，其偏置磁场需要通过内设的铁氧体实现。铁氧体一般需通过胶粘工艺设置在环形器波导腔体内部的安装槽中。粘胶在大功率工作环境中容易受较高环境温度影响而脱落或产生气泡。因此，现有胶粘工艺的铁氧体常常存在结构稳定性较差，易脱落，大功率环境下容易导致器件烧毁的难题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种波导环形器。本技术通过介质环实现对铁氧体的安装固定，可避免大功率波导环形器工作过程中温度升高导致粘胶脱落或连接不稳定的状况。
5.为实现上述目的，本技术提供的波导环形器，其包括：介质环，其安装于波导环形器的波导腔体中心；介质圆片，其平行于介质环径向截面设置于介质环内部，将介质环内部腔体分割为第一安装空间以及第二安装空间；第一铁氧体，其由介质环一侧内壁固定，安装于第一安装空间内；第二铁氧体，其由介质环另一侧内壁固定，安装于第二安装空间内；所述第一铁氧体、第二铁氧体由介质环卡接，以平行于波导通道的方向固定于波导环形器的波导通道中心位置，提供偏置磁场。
6.可选的，如上任一所述的波导环形器，其中，所述介质环的轴线两端还分别设置有磁钢，所述磁钢固定安装于波导腔体外壁，为介质环中铁氧体提供恒定的外加偏置磁场。
7.可选的，如上任一所述的波导环形器，其中，所述波导腔体在正对波导通道中心的位置设置有与介质环同轴的磁场槽，所述磁钢固定安装于所述磁场槽内部。
8.可选的，如上任一所述的波导环形器，其中，所述介质环的轴向尺寸预留设置正公差，所述介质环的轴向两端过盈抵接于波导环形器波导腔体内壁。
9.可选的，如上任一所述的波导环形器，其中，第一铁氧体由介质环、介质圆片以及波导腔体波导通道中心位置的一侧内壁直接抵接固定；第二铁氧体、质环、介质圆片以及波导腔体波导通道中心位置的另一侧内壁直接抵接固定。
10.可选的，如上任一所述的波导环形器，其中，所述第一铁氧体、第二铁氧体的内侧端面分别紧密抵接于所述介质圆片轴向两侧的端面；所述第一铁氧体、第二铁氧体的外侧端面分别紧密抵接于波导腔体内波导通道中心位置内壁。
11.可选的，如上任一所述的波导环形器，其中，波导腔体两侧的磁钢、第一铁氧体、第二铁氧体、介质环以及介质圆片的中心相互重合。
12.可选的，如上任一所述的波导环形器，其中，波导腔体中设置有三条波导通道，三条波导通道的端口位置分别设置有贯穿波导腔体的调谐螺钉。
13.可选的，如上任一所述的波导环形器，其中，所述第一铁氧体、第二铁氧体固定设置于三条波导通道交汇的中心位置。
14.本技术和现有方案相比具有如下技术效果:
15.本技术提供一种波导环形器，其在波导腔体中心通过介质环固定一对铁氧体，通过介质环中的介质圆片控制铁氧体之间间距，在波导环形器的波导通道中心位置，提供偏置磁场。本技术的铁氧体无需粘胶固定，可通过介质环对铁氧体的包裹固定两片铁氧体之间安装位置，通过介质圆片隔开铁氧体，保证铁氧体之间具有稳定间距。本技术的波导环形器中，介质环和介质圆片均采用抗高温的材料，铁氧体配合采用圆形大功率材料，可达到大功率指标要求。本技术通过介质材料直接固定铁氧体能够避免传统胶粘工艺中铁氧体在高温工作环境下脱落和气泡等现象，更加稳定。本技术配合波导通道三个端口增加有调谐螺钉，实际生产使用过程中，能够进一步通过调谐螺钉的伸入距离，在降低装配和加工所过程产生的误差的情况下，有效的通过调谐螺钉的调节实现更优指标要求。
16.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述
17.，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。
附图说明
18.附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本技术的实施例一起，用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
19.图1为根据本技术的波导环形器内部铁氧体安装方式的示意图；
20.图2为本技术的波导环形器外部结构示意图。
21.图中，1表示介质环；2表示介质圆片；31表示第一铁氧体；32表示第二铁氧体；4表示波导通道端口；5表示磁钢。
具体实施方式
22.以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。
23.本技术中所述的“内、外”的含义指的是相对于波导环形器本身而言，由磁钢指向波导通道中介质圆片的方向为内，反之为外；而非对本技术的装置机构的特定限定。
24.本技术中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
25.本技术中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对波导环形器时，由指第一铁氧体指向第二铁氧体的方向即为下，反之即为上，而非对本技术的装置机构的特定限定。
26.本技术所提供的一种波导环形器，其包括：
27.波导腔体，其内部设置若干波导通道；
28.磁钢5，其固定在波导腔体外侧安装结构内，提供外加偏置磁场；
29.介质环1，其安装于波导环形器的波导腔体内部中心；
30.介质圆片2，其平行于介质环径向截面，设置于介质环1内部，将介质环内部腔体分
割为第一安装空间以及第二安装空间；
31.第一铁氧体31，其由介质环1一侧内壁固定，安装于第一安装空间内；
32.第二铁氧体32，其由介质环1另一侧内壁固定，安装于第二安装空间内；
33.所述第一铁氧体31、第二铁氧体32由介质环1卡接，两铁氧体以平行于波导通道的方向固定于波导环形器的波导通道中心位置，提供偏置磁场。
34.本技术通过介质环对铁氧体进行包裹，将两片铁氧体通过介质圆片进行隔开，从而以一种不用胶粘的方式为环形器提供稳定偏置磁场。介质圆环和介质圆片可选择采用抗高温的材料，铁氧体采用圆形和大功率材料，从而满足环形器大功率作业条件。
35.具体安装时，本技术将磁钢5分别通过波导腔体外壁安装设置在介质环1的轴线两端，为介质环1中铁氧体提供恒定的外加偏置磁场。为限制恒磁体的具体安装位置，所述波导腔体还可进一步在正对波导通道中心的位置设置有与介质环同轴的磁场槽，由此将所述磁钢5固定安装于所述磁场槽内部，从而调节磁力线分布保证端口之间单向的信号传输效果并确保逆向端口之间隔离度。
36.为确保铁氧体安装稳定，一般，本技术还可进一步设置所述介质环1的轴向尺寸预留正公差，所述介质环1的轴向两端过盈抵接于波导环形器波导腔体内壁。由此，所述的环形器，其由腔体底部向上，分别连接磁钢、下腔体、介质圆环(铁氧体、介质圆片、铁氧体)、上腔体和另一侧磁钢，介质圆环的尺寸可适当走正公差能够在组装过程中保证上、下腔可以压得更紧。
37.由此，第一铁氧体31由介质环1、介质圆片2以及波导腔体波导通道中心位置的一侧内壁直接抵接固定；第二铁氧体32、质环1、介质圆片2以及波导腔体波导通道中心位置的另一侧内壁直接抵接固定。所述第一铁氧体31、第二铁氧体32的内侧端面分别紧密抵接于所述介质圆片2轴向两侧的端面；而所述第一铁氧体31、第二铁氧体32的外侧端面分别紧密抵接于波导腔体内波导通道中心位置内壁。两片铁氧体之间通过介质圆片隔开，上下腔体压紧介质圆环进行组装，腔体两侧挖有磁场槽，对环形器磁场进行调节，以达到合适的磁场强度，三端口设有调谐螺钉，对指标进行调节。
38.本技术装配过程中，为提高磁场偏置效果，一般需设置波导腔体两侧的磁钢5、第一铁氧体31、第二铁氧体32、介质环1以及介质圆片2的中心相互重合。
39.为了使环形器频率和驻波等指标可以调节，本技术在波导腔体中的三条波导通道的端口位置分别设置有调谐螺钉，从而通过贯穿波导腔体的调谐螺钉控制在小范围内实现谐振频率的调节，使环形器偏移指标更好。由于铁氧体磁场分布均匀，因此一般需要设置三条波导通道端口指标一致。考虑到不可避免的加工误差，本技术可通过调谐螺钉对端口进行频偏补偿或调谐以获得一致度更高的端口指标。
40.本技术中，第一铁氧体31、第二铁氧体32的组装固定不采用传统胶粘工艺，而是靠上、下腔体对介质圆环和铁氧体进行压紧处理，将其固定设置于三条波导通道交汇的中心位置。这样的设置主要考虑到介质圆环有延展性，可适当的走正公差尺寸，以保证对铁氧体提供更高的稳定性。三端口设置的调谐螺钉，能够保证结构加工误差以及组装误差所造成的指标偏差，确保指标可以达标。此外，三端口的调谐螺钉还能够进一步为波导环形器提供可调性，实现对其电气性能指标的调节。
41.本技术的优势在于：
42.利用铁氧体的特性和抗高温材料的介质环，实现一种温漂小，耐功率高，可靠性稳定的环形器。本技术通过抗高温材料的介质环以及介质圆片提供对上述铁氧体的安装定位，不需要胶粘工艺，能够适用于大功率波导环形器，解决现有环形器的胶粘工艺和大功率环境下所造成的烧毁等难题，使整个器件在生产过程更加的方便并获得更低的故障率，同时也能够达到大功率条件下正常工作的作用。由于本技术中没有采用加胶粘工艺，因此，本技术的环形器还能避免胶体对温度的集聚，拥有更好的散热特性，并避免粘胶不均匀所导致的圆形铁氧体、三端口指标不一致的问题。本技术的介质圆环采用耐高温材料，保证了环形器在高温条件下温漂更小，同时也就保证了在大功率条件下，环形器能更加稳定的正常工作，而且此环形器偏于组装，比同类器件更加的便于生产。
43.本技术中介质环配合介质圆片的铁氧体固定方式排除了现有胶粘工艺中的相对故障，保证更高的稳定性，相比普通的波导环形器，具有更高的耐功率性和更高的稳定性。还能够进一步在生产过程中，降低没有胶粘工艺的故障比。
44.本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。