[发明专利]一种多层铁氧体波导结构

说明书

技术领域

本发明属于环行器领域，尤其涉及一种应用于微波雷达、微波通讯、电子对抗、微波能应用等技术领域的多层铁氧体波导结构。

背景技术

在微波系统中，高功率环行器应用较普遍，如雷达中的收发天线、开关大都用差相级式环行器，但其结构复杂，重量体积均很大；另一种环行器称为Y结波导环行器，其体积小、重量轻，可承受功率较上类结构的环行器功率小。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多层铁氧体波导结构，其体积小、重量轻、散热效率高，可承受较大功率。

技术方案：本发明所述的一种多层铁氧体波导结构，包括波导、导热机构和铁氧体片，所述导热机构将波导内腔分隔成若干层，所述铁氧体片附着在导热机构的上下表面，且所述波导内腔的上下壁上也附着有铁氧体片。

进一步地，所述导热机构为与波导相匹配的散热片。

进一步地，相邻铁氧体片之间的间隙设有聚四氟乙烯介质支衬。

进一步地，所述铁氧体片为铁氧体圆柱片或铁氧体三角片。

进一步地，所述波导的外壁设置有散热片。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明所述的多层铁氧体波导结构，其体积小、重量轻、散热效率高，可承受较大功率。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为图1的AA剖面示意图。

图3为实施例2的结构示意图。

图4为图3的AA剖面示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：如图1所示，一种C波段多层铁氧体的Y形波导结构，包括波导1、2片散热片2和6片铁氧体圆柱片3，所述波导1的宽度a=47.55mm、高度b=22.15mm、长度（波导1中心到距离中心最远的侧面的垂直距离）L=50mm，所述散热片2的厚度t=2.5mm、长度（散热片2中心到距离中心最远的侧面的垂直距离）l=24mm，所述铁氧体圆柱片3的厚度h=2.2mm、直径D _f =20mm、饱和磁矩4                                               Ms=1000Gs、介电常数ε=14；

所述散热片1将波导1内腔平均分隔成3层，每层高度为8.575mm，两片铁氧体圆柱片3直接贴附在波导1内腔的上下壁上，另外四片铁氧体圆柱片3贴附在波导1内腔中两片散热片2的上下表面；由于多层铁氧体散热面积增大，铁氧体厚度减小，使散热效率大大提高。

当上述C波段多层铁氧体的Y形波导结构在4.4-5.0 GHz频率内工作时，其反射损耗S11（dB）≥20dB，反向损耗S31（dB）≥20dB，正向损耗S21（dB）≈0.2 dB。该器件能承受4000W平均功率，每片铁氧体圆柱片3散热功率P _l ≈30W。把它进行散热仿真，得到铁氧体圆柱片3的温度分布，其中贴紧波导内腔上下壁的两片铁氧体圆柱片3其温度分布较低，高端温度T_H =95℃，冷端温度T_C =65℃；与散热片2相接触的四片铁氧体圆柱片3，其温度分布偏高，高端温度T_H≈119℃，冷端温度T_C≈65℃，整个C波段多层铁氧体的Y形波导结构采用风冷冷却，风速为5m/s。

上述C波段多层铁氧体的Y形波导结构抗压试验结果表明：当端口输入4000功率时，从六片铁氧体圆柱片3中场强分析观察，散热片2与波导1内腔的上下壁之间的四片铁氧体圆柱片3，场强|E|较弱，≤1.43×10⁵V/m，散热片2之间的两片铁氧体圆柱片3场强稍强，≤2.64×10⁵V/m，但均不会引起高功率击穿，击穿场强E_b=3×10⁶V/m。