一种小型化环行器的制作方法

本发明涉及电子元器件，特别涉及一种小型化环行器。

背景技术：

1、环行器为三端口器件，当端口1为输入，端口2为输出，则3端口为隔离端口，能量几乎不能穿过，以此类推，一般uhf读写器上用环行器为顺时针方向流通，当端口1为tx输出时，rf信号会从端口2而流过，而端口3即rx端口为隔离端，具体隔离度需参考器件参数和layout效果，相反，当端口2作为收发复用端接收信号时，信号会按顺时针进入端口3，此时泄露到tx端口的能量非常小，可以忽略，而tx泄露到rx端口的能量很大程度上影响着接收机灵敏度即实际识别效果，因此需根据接收端lna参数，在rx端加衰减器对tx泄露信号进行有效隔离，但由此产生一个问题，因为rx接收的有用信号本身已经很少，在进行tx端泄露信号衰减的同时，rx端有用信号也被进一步削弱，因此也会影响到lna的接收，因此，用环行器做收发隔离只能在一定程度上产生效果，对于tx输出功率给定且erp不超过相关规定的情况下，要提高接收机灵敏度，必须考虑增大收发两路的隔离度，方法有很多，视具体需求而定。

2、环形器包括铁氧体，铁氧体环形器由于其非互易性可使得发送端和接收端共用同一天线，并起到隔离保护重要器件的作用，是雷达和通信系统的必要组成部分，铁氧体是一种具有磁性、电性与光效应的材料，按照其特性分成五类：软磁、永磁、旋磁、矩磁和压磁铁氧体，铁氧体环行器是一种结构简单、紧凑的铁氧体器件，其主要特征是对于不同方向传输的电磁波呈现出不同的特性，使得电磁波按某一环行方向传输，若反环行方向传输，则有很大的衰减，铁氧体环行器这种非互易特性的根本原因在于环行结中有恒定磁场作用下的铁氧体材料，由于非互易特性，使得铁氧体环行器广泛应用于毫米波系统、相控阵天线组件及微波通信中，可实现双工、开关功能，目前铁氧体环形器大部分为全铁氧体式：使用铁氧体基片，并在其上制作导体图形。

3、现有的环形器在铁氧体基板上沉积电路可能导致金属附着性较差，并且铁氧体相对介质基板表面较为粗糙，会增加印刷电路的难度，铁氧体环形器与其他不同组件由于基板材料不同而阻抗失配，且用环行器做收发隔离只能在一定程度上产生效果，对于tx输出功率给定且erp不超过相关规定的情况下，接收机灵敏度不高。因此，有必要提供一种基于一种小型化环行器。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种小型化环行器，可以有效解决背景技术对于现有的环形器在铁氧体基板上沉积电路可能导致金属附着性较差，并且铁氧体相对介质基板表面较为粗糙，会增加印刷电路的难度，铁氧体环形器与其他不同组件由于基板材料不同而阻抗失配，且用环行器做收发隔离只能在一定程度上产生效果，对于tx输出功率给定且erp不超过相关规定的情况下，接收机灵敏度不高的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种小型化环行器，包括介质基板、薄膜电路板、铜板、氧化铝陶瓷片、钇铁石榴石铁氧体圆片以及st环氧胶，所述薄膜电路板设于介质基板顶部，所述铜板位于薄膜电路板顶部，所述氧化铝陶瓷片位于铜板顶部；

3、所述小型化环形器的制备方法包括以下步骤：

4、s1：原料选取

5、s1.1：选取低介电损耗、介电常数为9.8的氧化铝陶瓷片，通过切片机对其进行裁切，裁切成直径为6.4mm、厚度为2.2mm的氧化铝陶瓷片，通过抛光机对氧化铝陶瓷片外周侧打磨抛光1min；

6、s1.2：再选取直径为3.2mm、厚度为1.05mm的钇铁石榴石铁氧体圆片，选取半径为4mm、厚度为3mm的介质基板，半径为2mm、厚度为1.5mm的铜板备用；

7、s1.3：将介质基板、铜板、氧化铝陶瓷片以及钇铁石榴石铁氧体圆片置于酒精内浸泡3min，再通过超声波清洗5min，烘干机烘干后备用；

8、s2：制备铁氧体

9、s2.1：通过挖孔机于氧化铝陶瓷片顶部中心处挖取半径为1.6mm、厚度为1.05mm的圆槽；

10、s2.2：选取st环氧胶，通过毛刷于圆槽内壁均匀涂覆st环氧胶，静置2s；

11、s2.3：再通过吸盘吸于钇铁石榴石铁氧体圆片顶部，将钇铁石榴石铁氧体圆片嵌入氧化铝陶瓷片中心处，使得钇铁石榴石铁氧体圆片与圆槽内壁相贴合，吸盘断电，得到铁氧体；

12、s3：制备环形器

13、s3.1：将介质基板置于工作台上，通过夹持件将其进行固定；

14、s3.2：将小y结嵌入薄膜电路板内，将薄膜电路板焊接于介质基板上；

15、s3.3：毛刷粘附st环氧胶，将st环氧胶均匀涂覆于铜板底部表面，将底部涂覆st环氧胶的铜板底部贴合于介质基板顶部，铜板位于薄膜电路板上方，且与薄膜电路板连接，形成类似带状线的传输结构；

16、s3.4：接着在制备的铁氧体底部，以中心为原点，半径为2mm涂覆st环氧胶，再将铁氧体底部中心与铜板顶部中心贴合，使得铁氧体与铜板贴合连接，得到环形器。

17、优选地，所述步骤s1.1中的抛光机转速为800-1200r/min，所述抛光机在氧化铝陶瓷片外周侧，呈圆周分布，用于对氧化铝陶瓷片外周侧均匀打磨抛光。

18、优选地，所述步骤s1.3中的酒精纯度为75％，体积为10ml，所述通过棉签对酒精中的介质基板、铜板、氧化铝陶瓷片以及钇铁石榴石铁氧体圆片进行搅拌，使其与酒精充分接触。

19、优选地，所述步骤s1.3中的烘干机内设有承载介质基板、铜板、氧化铝陶瓷片以及钇铁石榴石铁氧体圆片的滤网，所述烘干机内温度设为恒温35℃，烘干时间为20min。

20、优选地，所述步骤s2.1中挖孔机于氧化铝陶瓷片顶部中心处挖取半径为1.6mm、厚度为1.05mm的圆槽后，通过打磨棒以1400r/min的转速对圆槽内壁进行打磨1min。

21、优选地，所述步骤s2.2中，通过搅拌机将st环氧胶搅拌均匀，将毛刷置入承载st环氧胶的玻璃瓶内，使得毛刷浸入st环氧胶内，将毛刷一端于圆槽内壁进行滑动，静置2s易于st环氧胶流平。

22、优选地，所述步骤s2.3中，吸盘断电后，通过压力机对钇铁石榴石铁氧体圆片进行施压，压力为10n，易于钇铁石榴石铁氧体圆片与氧化铝陶瓷片紧密接触。

23、优选地，所述步骤s3.1中，夹持件与介质基板底部接触，对介质基板外周侧进行夹持，且高度低于介质基板顶部。

24、优选地，所述薄膜电路板外周侧设有三组接头，三组所述接头呈圆周分布，且相邻接头之间的夹角为120°。

25、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

26、1.本发明通过将钇铁石榴石铁氧体圆片嵌入氧化铝陶瓷片中心处，使得钇铁石榴石铁氧体圆片与圆槽内壁相贴合，吸盘断电，吸盘断电后，通过压力机对钇铁石榴石铁氧体圆片进行施压，压力为10n，易于钇铁石榴石铁氧体圆片与氧化铝陶瓷片紧密接触，得到铁氧体，在减少铁氧体材料总量的同时，降低环形器整体的插入损耗；

27、2.本发明中通过先将薄膜电路板嵌入介质基板上，将铜板覆盖于薄膜电路板外部，形成金属层，形成类似带状线的传输结构，使得环形电路与其他器件电路处于同一平面，同时避免了由于铁氧体表面粗糙度引起的损耗，此环形器结构无需在介质基板上打孔，简化制造过程并节约成本；

28、3.本发明中通过钇铁石榴石铁氧体圆片与氧化铝陶瓷片制备铁氧体，铁氧体位于薄膜电路板上方，此设计使得环形器接收机处于灵敏状态，增加了环形器的隔离度，减小了环形器内电磁波传输能量受到的影响，提高了环形器的环形性能；

29、4.本发明中通过st环氧胶分别对钇铁石榴石铁氧体圆片与氧化铝陶瓷片、铜板与薄膜电路板、铁氧体与铜板进行粘接，随着温度升高，环形器各部件之间的粘度呈正态分布，体现了st环氧胶耐高温的性能，从而提高了环形器的耐热性。