[发明专利]基于介质波导管的微波环形器

说明书

一种射频(RF)环形器，包括介电元件和铁氧体元件。介电元件具有与铁氧体元件的介电常数相关的介电常数，且介电元件和铁氧体元件都各自具有至少部分的导电涂层。在实施例中，环形器的内部包括置于其中的多个激励引脚。

技术领域

本公开一般涉及微波环形器，更具体地，涉及基于介质波导管的微波环形器。

背景技术

环形器是无源器件，是控制、操纵和引导射频(R F)信号的基本工具。如图1所示，环形器100在第一端口110接收输入信号，在第二端口120输出信号，在第二端口120接收输入信号，在第三端口130输出信号，在第三端口130接收输入信号，在第一端口110输出信号。

环形器包含三个或多个端口，并被配置为单向和非交互的，使得第一端口110的输入信号被转发为第二端口120的输出信号，但第二端口120的输入信号被旋转到第三端口130，而不是返回到第一端口110。在某些实施例中，当其中一个端口是以匹配的负载作为末端时，环形器可以被配置为隔离器(未示出)。因此，在隔离器环形器的第一端口110处接收的信号在第二端口120处输出，但第二端口120的输入信号被终止，而不输出到第一端口110。

最常见的环形器类型是铁氧体环形器，它由铁氧体材料和磁铁组成，铁氧体材料和磁铁决定信号流的方向。磁铁磁场与铁氧体材料的相互作用在相对于环形器端口顺时针方向或逆时针方向产生一个方向场。这些环形器通常分为两种类型：波导管实施例和条形线实施例。波导管实施例，其示例如图2所示，使用连接到端口的波导管将射频信号传送到环形器端口或远离环形器端口，而条形线实施例(未示出)使用条形线作为介质将射频信号传送到环形器和远离环形器。这些波导管是连接到环形器端口(例如端口1、端口2或端口3)的法兰210的空心金属管215，并配置为将其中的射频信号传送到第二设备。任何一个实施例都可以配置为具有三个端口的Y结环形器，其中永磁体在环形器内产生磁通。

图3是射频信号如何通过波导管310传播的示意图300。特定的电磁模式的传播在矩形波导管310内显示。TE模式320依赖于横向电波，也称为H波，其特征是电场325的电矢量(E)始终垂直于传播方向340。TM模式320包括横向磁波，也称为E波，其特征在于磁场335的磁矢量(H矢量)始终垂直于传播方向340。

然而，目前的环形器设计要求很高的生产成本用于手工装配和校准每个环形器，而且在宽度和高度上都需要较大的物理尺寸。

因此，提供一个能够克服上述挑战的解决办法是有利的。

发明内容

以下是本发明的几个实施例的简要描述。本发明内容是为方便读者提供对这些实施例的基本理解而提供的，并不完全限定本公开的范围。本发明内容不是对所有设想的实施例的全面概述，其目的既不是确定所有实施例的关键点或关键要素，也不是划定任何方面或所有方面的范围。它的唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个实施例的一些概念，作为后面更详细描述的前序。为了方便起见，本文中的术语“某些实施例”可用于指公开的单个实施例或多个实施例。

本文公开的某些实施例包括基于介电波导管的微波环形器，包括：具有形成波导管的三个或多个端口的介电元件；以及放置在介电元件内的铁氧体元件；其中介电元件的介电常数与铁氧体元件的介电常数相关(correlated)。

附图说明

本说明书所公开的主体在说明书结尾的权利要求书中特别指出并明确声明。上述和所公开的实施例的其他目的、特征和优点将从以下与附图一起关联的详细描述中得到明显的体现。

图1是环形器的示意图。

图2是波导管环形器的一个示例。

图3是波导管内电场和磁场的示意图。

图4A-4C是根据不同的实施例的环形器的示意图，环形器包括铁氧体和介电元件。

图5A-5B是根据实施例的环形器的介电元件的示意图。