[发明专利]一种强迫液冷非互易性微波器件

说明书

本发明公开了一种强迫液冷非互易性微波器件，上层金属基板设置于下层金属基板上方；铁氧体设置于上层金属基板和下层金属基板上，且冷却液设置于上层金属基板和下层金属基板内部，还包括非金属密封套；非金属密封套的上端设置于上层金属基板上，且非金属密封套的下端设置于下层金属基板上；铁氧体均位于非金属密封套内部；非金属密封套内设置直接接触于铁氧体的冷却液，且非金属密封套内的冷却液连通于上层金属基板和下层金属基板内部的冷却液。本发明一种强迫液冷非互易性微波器件，将包含有铁氧体材料的区域使用非金属材料形成一个密封区域，对铁氧体采用液体直接冷却的方式进行散热，从而大幅度降低了铁氧体的温度。

技术领域

本发明涉及微波器件技术领域，具体涉及一种强迫液冷非互易性微波器件。

背景技术

非互易性微波器件是一种不可逆的单向传输器件，包括了环行器、隔离器、定向耦合器等。采用了铁氧体旋磁材料，在外加高频场与恒定直流磁场的共同作用下，产生旋磁特性，使得铁氧体中传播的高频场发生极化的旋转(法拉第效应)，使得高频场只能按特定的方向传输。它广泛的应用在微波系统当中，作为保护微波功率源或其它特定的用处。

如图1所示，目前该类器件的冷却是靠与铁氧体连接的金属基片上做冷却水路。当微波在器件中传输时，铁氧体会因电磁损耗而发热，热量将通过连接的基板传递到冷却水路，由冷却水路将热量带走。但由于铁氧体自身热导率非常低(只有普通陶瓷的10％左右)，因此铁氧体的热量很难带走，造成铁氧体的温度较高，将限制器件的最大承载功率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的非互易性微波器件对铁氧体进行间接冷却方式，使得，铁氧体的热量很难带走，造成铁氧体的温度较高，限制了器件的最大承载功率，目的在于提供一种强迫液冷非互易性微波器件，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种强迫液冷非互易性微波器件，包括上层金属基板、铁氧体、冷却液和下层金属基板；所述上层金属基板设置于所述下层金属基板上方；所述铁氧体设置于所述上层金属基板和/或所述下层金属基板上，且所述冷却液设置于所述上层金属基板和所述下层金属基板内部，还包括非金属密封套；所述非金属密封套的上端设置于所述上层金属基板上，且所述非金属密封套的下端设置于所述下层金属基板上；所述铁氧体均位于所述非金属密封套内部；所述非金属密封套内设置直接接触于所述铁氧体的冷却液，且所述非金属密封套内的冷却液连通于所述上层金属基板和所述下层金属基板内部的冷却液。

本发明应用时，采用了一种强迫液冷的方式对非互易性微波器件中的铁氧体进行直接降温，在现有技术中，采用的降温方式为通过金属基板内部的冷却液进行降温，但是铁氧体本身的导热性不高，所以会造成局部过热，降低器件本身的最大承载功率。而本发明中增加了非金属密封套，当非金属密封套设置在非互易性微波器件上时，可以与金属基板围成一个封闭于外界的空间，然后将这个封闭空间和金属基板内部自身带有的冷却液通道连通，并且在封闭空间内填充冷却液，这样可以使得金属基板和封闭空间内的冷却液连通为一体，在冷却液进行流动时，对铁氧体进行快速的冷却降温，由于冷却液在这个封闭空间内是直接接触于铁氧体的，所以可以极大的提高散热效率，并且由于冷却液本身与金属基板内部的冷却液是连通的，所以在现有的降温设备不需要改变的情况下，就可以将本发明直接应用于非互易性微波器件中，降低了改造难度。

区别于现有技术中的间接降温方式，本发明采用对铁氧体直接降温的方式来提高器件的最大承载功率，而本发明采用这种方式可以对不影响微波器件性能，并且具有广泛的适应性。

同时发明人发现，在现有技术中，铁氧体之间会产生一个高温温度场，这个温度场会持续影响铁氧体的工作状态，并且会在器件停止工作后持续影响铁氧体，由于器件停止工作后，冷却液也会停止流动，这就会使得铁氧体持续处于高温状态，造成铁氧体性能变化，降低器件使用寿命。

进一步的，所述非互易性微波器件为三端环行器、四端环行器、多端环行器、波导环行器、带线环行器、隔离器或定向耦合器。