[实用新型]复合铁氧体超宽带环行器

说明书

本实用新型公开了一种制造简便、稳定性强的复合铁氧体超宽带环行器，包括高磁导率金属片、高饱和磁化强度铁氧体、三个低饱和磁化强度铁氧体、以及三个与其相连接的匹配电路介质，高饱和磁化强度铁氧体设置在高磁导率金属片中部，所有相连接的低饱和磁化强度铁氧体及匹配电路介质绕高饱和磁化强度铁氧体周向布置，高饱和磁化强度铁氧体、低饱和磁化强度铁氧体、匹配电路介质上设有微带电路或带线电路，高饱和磁化强度铁氧体上远离高磁导率金属片的一侧设有外偏置稳恒磁场源，高饱和磁化强度铁氧体上设有三个平直切割边，且互成120°；低饱和磁化强度铁氧体设有两个平直切割边；匹配电路介质设有一个平直切割边。

技术领域

本发明属于微波器件领域，涉及一种非互易微波器件，具体来说涉及一种复合铁氧体超宽带环行器。

背景技术

电磁压制、电磁干扰和抗干扰在现代战场的作用日益突出，要求相应的电子装备具备超带宽大功率性能，基于铁氧体的微带/带线环行器/隔离器因其良好的插损性能、高功率性能和大带宽性能而成为现代电子装备的优选元器件。

目前，相对带宽小于70％(上边频减去下边频再除以中心频率)的大带宽铁氧体环行器普遍采用单一铁氧体材料基于波阻抗和耦合角连续跟踪 (continuous tracking)技术来实现。而对于相对带宽大于80％的超带宽铁氧体环行器，用单一铁氧体材料无法实现超带宽，目前的解决方案是基于周界模理论，采用饱和磁化强度从中心到外围梯度渐变的圆柱-圆环复合铁氧体嵌套结构，即中心为高饱和磁化强度的铁氧体圆柱，铁氧体圆柱外围再嵌套低饱和磁化强度的铁氧体圆环，圆环外再嵌套介质，电磁场在铁氧体圆柱和圆环的交界面上形成周界模，其构建示意图如图1所示(为直观起见，示意图中省略了导体和永磁体)。

这种圆柱-圆环复合铁氧体结构的环行器/隔离器虽然能很好地实现超带宽，但由于电性能对嵌套结构之间的缝隙很敏感，因此对嵌套结构的精度要求很高，导致加工制作难度很高，批量生产时很难保障产品的一致性和稳定性，并且生产效率很低。同时，由于带孔介质和铁氧体圆环通常需要采用激光打孔，由于激光打孔的孔壁具有固有的锥度，基片越厚，锥度越显著，再加上铁氧体材料本身很脆，这给后期嵌套结构的装配带来很大困难，稍有不慎铁氧体圆柱/圆环的边沿就会崩边，进而恶化电性能。同时激光打孔的成本很高，且精度有限(直径公差很难做到30微米以内且有时圆度较差)，这些因素导致批量生产时一方面效率很低，另一方面产品一致性和稳定性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种制造简便、稳定性强的复合铁氧体超宽带环行器。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种复合铁氧体超宽带环行器，包括作为拼接载板的高磁导率金属片、以及设置在高磁导率金属片上的高饱和磁化强度铁氧体、三个低饱和磁化强度铁氧体、以及数量与低饱和磁化强度铁氧体相等并与其相连接的匹配电路介质，高饱和磁化强度铁氧体设置在高磁导率金属片中部，所有相连接的低饱和磁化强度铁氧体及匹配电路介质绕高饱和磁化强度铁氧体周向布置，高饱和磁化强度铁氧体、低饱和磁化强度铁氧体、匹配电路介质上设有微带电路或带线电路，高饱和磁化强度铁氧体上远离高磁导率金属片的一侧设有外偏置稳恒磁场源，高饱和磁化强度铁氧体上设有三个用于和低饱和磁化强度铁氧体无缝拼接的平直切割边，且互成120°；低饱和磁化强度铁氧体设有两个分别用于与高饱和磁化强度铁氧体和匹配电路介质无缝拼接的平直切割边；匹配电路介质设有一个与低饱和磁化强度铁氧体对接的平直切割边；当高饱和磁化强度铁氧体、低饱和磁化强度铁氧体、匹配电路介质上设有微带电路时，相邻的微带电路采用金属搭接物相互搭接(金属搭接物可以是键合金丝、镀金铜丝、宽金带、镀金铜箔、导电膏、导电胶等等)。

作为一种优选的方案，所述高饱和磁化强度铁氧体的饱和磁化强度的值为f _上边频/P，单位：Gauss；f_上边频为超宽带的上边频，单位MHz，P值为6.5～4.5之间。