一种大功率波导环行器的制作方法

1.本实用新型涉及波导环形器技术领域，尤其涉及一种大功率波导环行器。


背景技术：

2.环行器是一个具有单项传输特性的三端口器件，它控制电磁波沿某一环行方向传输。在外加偏置磁场时，产生旋磁特性，使在铁氧体中传播的电磁波发生极化旋转和电磁波能量的吸收。
3.但是，目前的环形器在胶粘工艺过程中，易出现脱落和气泡的现象，降低了品质和稳定性，同时，环形器在高功率工作时产生大量热，散热效果有限导致设备无法长时间正常工作，随着市场对环形器的指标要求越来越高，环形器的频率也受到限制，无法进一步提高。


技术实现要素：

4.本实用新型目的就是为了解决现有环形器胶粘工艺易脱落和产生气泡、散热效果差和使用性能差的问题，提供了一种大功率波导环形器，采用无胶粘工艺，提高器件的功率和稳定性，增加散热面积，提升环形器各方面使用性能。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种大功率波导环行器，包括相互配合的上腔体和下腔体，二者相连后其中部形成y型波导腔体，上腔体的上端面和下腔体的下端面均设有圆柱形的磁场腔，上腔体的磁场腔内嵌有一个上永磁体和一个上盖板，上腔体通过上盖板将上永磁体封装在对应的磁场腔内，下腔体的磁场腔内嵌有一个下永磁体和一个下盖板，下腔体通过下盖板将下永磁体封装在对应的磁场腔内；
7.上腔体的下端面和下腔体的上端面均设有匹配台阶，匹配台阶上设有匹配凹槽，匹配凹槽与磁场腔相连通，上、下腔体的匹配凹槽内设有介质环，介质环内紧密嵌入一块介质圆片，介质圆片的两侧分别设有上铁氧体和下铁氧体，上、下铁氧体亦紧密嵌入介质环内；
8.上腔体的法兰面上设有半圆形的上缺口，下腔体的法兰面上设有半圆形的下缺口，上缺口和下缺口对应配合形成一个圆形的密封槽，且其中部设有一个矩形口径，矩形口径正对着y型波导腔体设置；
9.上腔体和下腔体上还分别设有一组散热齿，以便于产品在高功率工作情况下发热时加大散热面积。
10.进一步地，所述介质环为聚四氟乙烯环。
11.进一步地，所述介质圆片为陶瓷片。
12.进一步地，所述磁场腔的直径大于匹配凹槽的直径，且磁场腔与匹配凹槽位于同一轴线上。
13.进一步地，所述上盖板、上永磁体、上铁氧体、介质环、介质圆片、下铁氧体、下永磁
体和下盖板位于同一轴线上。
14.进一步地，所述匹配台阶和匹配凹槽为圆形结构，且匹配台阶高于矩形口径所在水平面。
15.进一步地，所述上腔体和下腔体通过紧固螺钉相连，且二者的接触面上设有一组凹槽，以用于减少接触面，防止泄露，使得上下结构接地更好。
16.进一步地，所述散热齿为l型结构，其设于每个腔体的相邻两个面上。
17.与现有技术相比，本实用新型的技术方案的优点具体在于：
18.（1）本实用新型通过在上腔体、下腔体上设置圆型匹配块，并且圆型匹配块中心设置圆形凹槽，再将嵌入介质圆片和铁氧体的介质环放置于上腔体、下腔体的凹槽里，不仅可以避免用胶粘接的风险，还可使器件展宽带宽；
19.（2）上腔体、下腔体的所对应的上端面和下端面设有散热齿，使环行器在高功率工作时增加散热面积以确保环行器正常工作；
20.（3）上腔体、下腔体的法兰面上设有密封槽，保证在连接使用时保证良好的气密性；
21.（4）上腔体、下腔体的接触面设有凹槽，减少了接触面，防止泄露，让上下结构接地更好；
22.（5）本实用新型所用铁氧体为圆形高功率铁氧体，且采用锂铁氧体材料，使得器件具有高功率、温度稳定性好的特点；
23.（6）本实用新型采用分体式波导腔体，通过螺钉将上腔体与下腔体固定，便于安装和拆卸，能有效降低器件插入的损耗。
附图说明
24.图1为本实用新型的大功率波导环行器结构爆炸图；
25.图2为本实用新型的大功率波导环行器整体结构图；
26.图3为本实用新型的介质环与铁氧体装配示意图。
具体实施方式
27.实施例1
28.为使本实用新型更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型的一种大功率波导环行器进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.参见图1和图2，本实用新型的大功率波导环形器包括波导腔体，所述波导腔体包括呈上下排列的上腔体1和下腔体2，上腔体1和下腔体2的端面上分别设有圆形的匹配台阶9，匹配台阶9上分别设有圆形的匹配凹槽10，且上腔体1和下腔体2上的匹配台阶9位于y型波导腔体3的中心部位，匹配凹槽10位于匹配台阶9的中心部位。
30.参见图1和图3，介质圆片12放置于介质环11的中心位置，上铁氧体13和下铁氧体14紧密嵌于介质环11中，且二者分别设于介质圆片12的两侧。
31.参见图1，上腔体1的上端面和下腔体2的下端面均设有圆柱形的磁场腔4，上腔体1的磁场腔4内嵌有一个上永磁体5和一个上盖板6，上腔体1通过上盖板6将上永磁体5封装在
对应的磁场腔4内，下腔体2的磁场腔内嵌有一个下永磁体7和一个下盖板8，下腔体2通过下盖板8将下永磁体7封装在对应的磁场腔内；
32.本实用新型中，上铁氧体13和下铁氧体14在上永磁体5和下永磁体7的磁场作用下磁化，在保证上、下铁氧体磁化磁场强度的同时，还能有效保证各项电性能指标。
33.本实施例所用铁氧体为圆形铁氧体，且采用高功率材料，使得器件具有高功率、高频、宽频、温度稳定性好的特点。
34.参见图1和图2，所述上腔体1和下腔体2通过紧固螺钉18固定，采用分体式波导腔，通过螺钉固定，便于安装和拆卸，还能有效降低器件插入的损耗。
35.参见图1和图2，上腔体1和下腔体2的法兰面上设有密封槽15，保证了在连接使用时保证良好的气密性。
36.本实用新型的波导环形器的工作原理如下：
37.波导腔体采用的y形结式结构，y形结式结构即三端波导y结环行器，可看成三个相同波导与波导腔体通过较大耦合孔耦合的器件。即由第一端口输入的te10波进入波导腔体后激发了上磁场腔和下磁场腔的tm110驻波，若无外加偏置场，则对铁氧体无磁化，该tm110驻波在第二端口和负载端口会耦合等量能量，若这一对铁氧体的大小合适，外加偏置磁场方向和大小合适，因旋磁效应，腔中的场分布会绕中心轴旋转30
°
，使得腔中驻波的两横向磁闭合曲线在负载端口处等幅反相，此时微波电磁场仅耦合到第二端口，同理，第二端口输入的电磁波仅耦合到第三端口，第三端口输入的电磁波仅耦合到第一端口，从而实现环行功能。
38.本实用新型的波导环形器包括波导上腔体、下腔体、两片旋磁铁氧体、两片永磁体、抗高温材料的介质环和介质圆片，通过介质环对铁氧体进行包裹，且两片铁氧体通过介质圆片进行隔开，从而实现不用胶粘，避免了胶粘工艺过程中所存在的脱落和气泡等现象，采用的无胶粘工艺的设计，从而达到更加稳定的目的；而介质圆环和介质圆片采用抗高温的材料，铁氧体采用圆形和大功率材料，从而达到大功率的特点；上腔体、下腔体的上端面和下端面设有散热齿，便于产品在高功率工作情况下发热时加大散热面积。
39.除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

技术特征：
1.一种大功率波导环行器，包括相互配合的上腔体（1）和下腔体（2），二者相连后其中部形成y型波导腔体（3），其特征在于：上腔体（1）的上端面和下腔体（2）的下端面均设有圆柱形的磁场腔（4），上腔体（1）的磁场腔内嵌有一个上永磁体（5）和一个上盖板（6），上腔体（1）通过上盖板（6）将上永磁体（5）封装在对应的磁场腔内，下腔体（2）的磁场腔内嵌有一个下永磁体（7）和一个下盖板（8），下腔体（2）通过下盖板（8）将下永磁体（7）封装在对应的磁场腔内；上腔体（1）的下端面和下腔体（2）的上端面均设有匹配台阶（9），匹配台阶（9）上设有匹配凹槽（10），匹配凹槽（10）与磁场腔（4）相连通，上、下腔体的匹配凹槽（10）内设有介质环（11），介质环（11）内紧密嵌入一块介质圆片（12），介质圆片（12）的两侧分别设有上铁氧体（13）和下铁氧体（14），上、下铁氧体亦紧密嵌入介质环（11）内；上腔体（1）的法兰面上设有半圆形的上缺口（1a），下腔体（2）的法兰面上设有半圆形的下缺口（2a），上缺口（1a）和下缺口（2a）对应配合形成一个圆形的密封槽（15），且其中部设有一个矩形口径（16），矩形口径（16）正对着y型波导腔体（3）设置；上腔体（1）和下腔体（2）上还分别设有一组散热齿（17）。2.根据权利要求1所述的大功率波导环行器，其特征在于：所述介质环（11）为聚四氟乙烯环。3.根据权利要求1或2所述的大功率波导环行器，其特征在于：所述介质圆片（12）为陶瓷片。4.根据权利要求1或2所述的大功率波导环行器，其特征在于：所述磁场腔（4）的直径大于匹配凹槽（10）的直径，且磁场腔（4）与匹配凹槽（10）位于同一轴线上。5.根据权利要求1或2所述的大功率波导环行器，其特征在于：所述上盖板（6）、上永磁体（5）、上铁氧体（13）、介质环（11）、介质圆片（12）、下铁氧体（14）、下永磁体（7）和下盖板（8）位于同一轴线上。6.根据权利要求1或2所述的大功率波导环行器，其特征在于：所述匹配台阶（9）和匹配凹槽（10）为圆形结构，且匹配台阶（9）高于矩形口径（16）所在水平面。7.根据权利要求1或2所述的大功率波导环行器，其特征在于：所述上腔体（1）和下腔体（2）通过紧固螺钉（18）相连，且二者的接触面上设有一组凹槽（19）。8.根据权利要求1或2所述的大功率波导环行器，其特征在于：所述散热齿（17）为l型结构，其设于每个腔体的相邻两个面上。

技术总结
本实用新型公开了一种大功率波导环行器，包括上腔体（1）和下腔体（2），二者的磁场腔（4）内分别嵌有上永磁体（5）和上盖板（6）、以及下永磁体（7）和下盖板（8）；上腔体（1）的下端面和下腔体（2）的上端面均设有匹配台阶（9）和匹配凹槽（10），匹配凹槽（10）内设有介质环（11）、介质圆片（12）、上铁氧体（13）和下铁氧体（14）；上腔体（1）和下腔体（2）的法兰面上设有密封槽（15），且其中部的矩形口径（16）正对着Y型波导腔体（3）设置；上腔体（1）和下腔体（2）上还分别设有一组散热齿（17）。本实用新型的优点是采用无胶粘工艺，提高器件的功率和稳定性，增加散热面积，提升环形器使用性能。提升环形器使用性能。提升环形器使用性能。


技术研发人员：程锦 王晨
受保护的技术使用者：南京广顺电子技术研究所有限公司
技术研发日：2022.12.23
技术公布日：2023/7/19