[发明专利]一种准平面化复合基板微带环形器

说明书

一种准平面化复合基板微带环形器，属于微波/毫米波铁氧体器件技术领域。所述环形器包括中心设置圆孔的微波陶瓷基板，镶嵌于微波陶瓷基板的圆孔内的六角铁氧体基板，设置于六角铁氧体基板之上的中心结圆盘，与中心结圆盘连接的双Y结微带线。本发明环形器铁氧体基板采用La‑Cu联合取代BaM六角铁氧体材料，具有高剩磁比、高矫顽力以及低线宽等优点；基于该基板研制的准平面化环行器具有体积小、厚度薄、重量轻等优点，易于集成；同时采用复合基板结构，有效降低了微带环形器的插入损耗。

技术领域

本发明属于微波/毫米波铁氧体器件技术领域，具体涉及一种准平面化复合基板微带环形器。

背景技术

在现代雷达系统和通信系统中，由于涉及到电磁波的发射和接收，通常采用环行器实现电磁信号的单向传输，使得收发分离的系统可以共用一套天线装置，从而大大降低系统的成本和体积，在追求轻量化和低成本的工业批量化生产的今天，环行器的应用显得尤为重要。

传统的环行器多采用立方晶系的软磁铁氧体作为基板材料，在工作时需要利用外置磁钢提供驱动磁场使得基板材料处于磁饱和状态，这将会大大增加环行器的体积和重量，与雷达通信系统集成化、平面化的发展大趋势相悖。如专利201820979900.9公布了一种Ka波段微带环行器及其封装方法，但由于所选材料为非自驱动铁氧体，结构设计时必须预留偏置磁钢的位置，导致器件高度大于5mm。专利201820979900.9公布了一种大功率微带环行器的设计方法，但同样受制于基板材料选取石榴石铁氧体，不得不外加钐钴永磁铁以提供偏置磁场，使环行器厚度大大增加。值得一提的是，外加偏置磁场的增强，带来的另一个不良后果是直流磁场的泄漏，这是大多整机系统无法容忍的，特别是在星载/机载的应用环境中，为了控制磁泄漏，需设计磁屏蔽回路，这进一步增加了器件的体积和重量。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术存在的缺陷，提出了一种准平面化复合基板微带环形器。本发明环形器铁氧体基板采用La-Cu联合取代BaM六角铁氧体材料，具有高剩磁比、高矫顽力以及低线宽等优点；基于该基板研制的准平面化环行器具有体积小、厚度薄、重量轻等优点，易于集成；同时采用复合基板结构，有效降低了微带环形器的插入损耗。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种准平面化复合基板微带环形器，其特征在于，包括：

微波陶瓷基板，所述微波陶瓷基板的中心设置圆孔；

六角铁氧体基板，镶嵌于微波陶瓷基板的圆孔内，与微波陶瓷基板组成完整的复合基板；

中心结圆盘，设置于六角铁氧体基板之上，位于六角铁氧体基板中心；

双Y结微带线，与中心结圆盘连接，用于进行信号传输和阻抗匹配。

进一步地，所述六角铁氧体基板采用自驱动特性的铁氧体材料制备得到，兼具高剩磁比、高矫顽力、高而可调的磁晶各向异性场。所述六角铁氧体基板包括主成分和添加剂，所述主成分包括：6.15～7.02mol％BaCO₃、1.54～1.75mol％La₂O₃、1.54～1.75mol％CuO、89.47～90.77mol％Fe₂O₃；按主成分重量百分比，以氧化物计算，所述添加剂包括：1.0wt％～3.0wt％Bi₂O₃、1.0wt％～4.0wt％CuO、0.1wt％～0.9wt％SiO₂。

进一步地，所述六角铁氧体基板是采用如下方法制备得到的：

步骤1、预烧料制备：