專利名稱：3mm波導(dǎo)隔離器環(huán)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)行器，尤其是涉及一種3mm波段的隔離器環(huán)行器，屬于電子技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微波鐵氧體技術(shù)在毫米波領(lǐng)域中，仍是一片空曠區(qū)，人力稀少，內(nèi)容單一，目前對(duì) 8mm、6mm、3mm雖有研究和開(kāi)發(fā)，8mm環(huán)行器、隔離器已開(kāi)發(fā)出8mm，6mm波段的環(huán)行器、隔離 器少之又少，至于3mm環(huán)行器研究和開(kāi)發(fā)更是罕見(jiàn)。3毫米環(huán)行器從技術(shù)層面上來(lái)分析， 其一，該波段處于微波上限頻率，對(duì)鐵氧體尺寸、精度要求非?？量?。因?yàn)?mm波段鐵氧體 中的傳播波長(zhǎng)小于1mm，所以鐵氧體的尺寸誤差小于0.01，鐵氧體在波導(dǎo)中安裝位置誤差 也必須控制在小于0. 03mm，這樣的精度在工程實(shí)踐中是比較困難的，其二，以鐵氧體材料 選擇角度分析，若3cm波段鐵氧體材料的4 π Ms取為2000-3000GS (0. 2-0. 3Τ)，所以按比例 3mm材料的合理選取應(yīng)是20000-30000GS (2-3T)但對(duì)亞鐵磁性材料而言，其最大4 π Ms = 5000Gs(0. 5T)，相對(duì)3mm波段應(yīng)用時(shí)，其歸一化磁矩ρ只有0. 16左右，相對(duì)正常使用的P = 0. 64值差四倍，所以大大限制毫米波環(huán)行的帶寬。毫米波波段從28GHz-100GHz，其工作范圍在70GHz以上，但目前僅占領(lǐng)其不到1/3 的頻區(qū)。隨著毫米技術(shù)的不斷發(fā)展，微波遙感、測(cè)距、測(cè)速，微波成像技術(shù)，以及航空航天電 子設(shè)備小型化的需求，毫米波鐵氧體器件的研發(fā)和開(kāi)發(fā)已提到重要日程，本發(fā)明針對(duì)3mm 高功率環(huán)行器的問(wèn)題，在理論上技術(shù)設(shè)計(jì)上，工程調(diào)試上和高功率應(yīng)用上做一系列的研究， 初步開(kāi)發(fā)這片處女地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種3mm波段的隔離器環(huán)行器，以實(shí)現(xiàn)電子設(shè) 備的進(jìn)一步小型化，并進(jìn)一步提高環(huán)行器的穩(wěn)定性、可靠性。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種3mm波段的環(huán)行器，包括上腔體和下腔體， 其特征在于在所述腔體上開(kāi)有Y型波導(dǎo)槽，在Y型波導(dǎo)槽的中心處設(shè)置圓柱形鐵氧體，所 述鐵氧體材料為Ms = 5000Gs、ε = 12. 5, ΔΗ = IOOOe的毫米波鐵氧體。前述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體為一片，鐵氧體的上端、下端 分別通過(guò)一塊介質(zhì)支架(聚四氟乙烯)與上腔體及下腔體貼合。前述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體直徑1. 35mm,高0. 75mm。前述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體包括兩片，第一鐵氧體通過(guò)一 個(gè)匹配塊與上腔體貼合，第二鐵氧體通過(guò)一個(gè)匹配塊與下腔體貼合，兩片鐵氧體之間具有 間隙。前述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體直徑為1. 35mm,高0. 75mm,所 述匹配塊為等邊三角形，邊長(zhǎng)為22mm，高度為0. 2mm。前述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體包括兩塊，分別貼合于上腔體和下腔體兩片鐵氧體之間具有間隙。前述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體直徑為1. 38mm,高0. 49mm。一種3mm波段的環(huán)行器的電磁場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟1)建立仿真目標(biāo)的三維幾何模型，環(huán)行器下腔體結(jié)構(gòu)、尺寸和鐵氧體的結(jié)構(gòu)尺寸 及坐標(biāo)定位；2)設(shè)置模型中各個(gè)模型的材料性能參數(shù)，使仿真幾何模型變成物理模型；3)對(duì)下腔體的邊界條件和端口定義，理想的邊界條件設(shè)為理想導(dǎo)電面(E面)邊界 條件，環(huán)行器端口為三端口器件，對(duì)鐵氧體材料的磁化狀態(tài)，包括方向和大小進(jìn)行合理的設(shè) 定；4)設(shè)置求解范圍(指頻點(diǎn)數(shù))、網(wǎng)格剖分方法、有限元解法及精度要求；5)求解過(guò)程中不斷觀察解的精度、指標(biāo)性能、S參數(shù)矩陣的特性，直到獲得滿意結(jié) 果；6)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理；7)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算為微波器件性能參數(shù)的基本運(yùn)算，獲得器件的S參數(shù)性能曲線，8)場(chǎng)運(yùn)算為仿真過(guò)程中完成的基本運(yùn)算，獲得器件中場(chǎng)強(qiáng)的精確分布數(shù)據(jù)，完 成場(chǎng)矢量的各種復(fù)雜運(yùn)算，包括數(shù)值積分方法，鐵氧體材料性能參數(shù)的核實(shí)，如公式(2) (3) (6) (8) (9)和表格2、3的各種結(jié)果都是通過(guò)場(chǎng)運(yùn)算獲得的；9)場(chǎng)觀察求解過(guò)程完成后直接觀察電磁場(chǎng)分布和傳播過(guò)程觀察；10)若性能參數(shù)不滿足期望值要求，通過(guò)人工方法或自動(dòng)方法進(jìn)入優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改 進(jìn)建模中的優(yōu)化參數(shù)(一般尺寸參數(shù))，重新運(yùn)行直到滿意結(jié)果，具體優(yōu)化方法為f)確定優(yōu)化變量；g)確定優(yōu)化目標(biāo)；h)設(shè)置優(yōu)化變量的初值及變量范圍；i)計(jì)算優(yōu)化參量；j)優(yōu)化參量達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，則形成優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化結(jié)束，若優(yōu)化參量未達(dá)到優(yōu)化目 標(biāo)，則重新進(jìn)行計(jì)算，直至達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，得到優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化結(jié)束。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果本發(fā)明通過(guò)(以上的結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)方法，)，提供一種3mm波段的環(huán)行器，實(shí)現(xiàn)了電子 設(shè)備的進(jìn)一步小型化，并進(jìn)一步提高了環(huán)行器的穩(wěn)定性、可靠性。


圖Ia為第一種環(huán)行器的鐵氧體結(jié)構(gòu)示意圖；圖Ib為第二種環(huán)行器的鐵氧體結(jié)構(gòu)示意圖；圖Ic為第三種環(huán)行器的鐵氧體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a為本發(fā)明的外型圖；圖2b為本發(fā)明的下腔體的Y型波導(dǎo)槽平面示意圖；圖3a為第一種環(huán)行器的仿真性能效果圖；圖3b為第二種環(huán)行器的仿真性能效果圖；圖3c為第三種環(huán)行器的仿真性能效果4
圖4為本發(fā)明的環(huán)行器中電場(chǎng)分布示意圖；圖5為第二種環(huán)行器和第三種環(huán)行器的(^AF特性曲線比較；圖6為當(dāng)高功率IOW輸入時(shí)下片鐵氧體內(nèi)的溫度分布示意圖；圖7為上片鐵氧體中當(dāng)Pp = 1. 5KW輸入時(shí)的高頻磁場(chǎng)幅度示意圖；圖8為本發(fā)明的環(huán)行器的電磁場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)流程圖。
具體實(shí)施例方式張量導(dǎo)磁率分量的比值κ / μ和旋磁耦合Q關(guān)系3mm鐵氧體Y結(jié)環(huán)行器是一個(gè)分布電磁場(chǎng)問(wèn)題，場(chǎng)理論的環(huán)行器條件為式(Ia)，用 網(wǎng)絡(luò)理論環(huán)行條件為式(Ib)。

κ / μ I = 0. 58/Qm(f)(lb)式中κ /μ為旋磁材料的磁導(dǎo)率比值，Qm(f)為鐵氧體圓柱的旋磁耦合Q值，式(1) 意味著TM11模的高頻電磁場(chǎng)圍繞著直流磁場(chǎng)(Z軸)方向旋轉(zhuǎn)30°時(shí)，及環(huán)行狀態(tài)下κ/μ %Qffl(f)的相互關(guān)系，式中(kR)n = 1.84，即J' “χ) =0的第一根值，κ/μ是鐵氧體材
料張量磁導(dǎo)率比值由材料歸一化磁矩P及工作磁場(chǎng)ο決定的，根據(jù)經(jīng)典理論式(2)，
若f = 100GHz和其他波段相比κ /μ很低，旋磁耦合較弱，比一般環(huán)行器低4倍，這決定了 3mm 環(huán)行器的窄頻帶特征為了提高Qm值，有3種Y型結(jié)構(gòu)可選擇，圖Ia為第一種環(huán)行器的鐵氧體結(jié)構(gòu)示意圖，包括上腔體1和下腔體2在所述腔體 2上開(kāi)有Y型波導(dǎo)槽3，在Y型波導(dǎo)槽3的中心處設(shè)置圓柱形鐵氧體4鐵氧體3圓柱架在兩 塊介質(zhì)支架5中間，提高可Q值，但介質(zhì)的導(dǎo)熱性差，只能適合低功率情況；圖Ib為第二種環(huán)行器的鐵氧體結(jié)構(gòu)示意圖，兩片鐵氧體附在金屬匹配塊6上，使 磁場(chǎng)能集中在鐵氧體中，提高了 Qm值，這種結(jié)構(gòu)有利于散熱，提高了器件平均功率；圖Ic為第三種環(huán)行器的鐵氧體結(jié)構(gòu)示意圖，鐵氧體直接附于波導(dǎo)面上，有利于散 熱，但提高器件的Qm值比較差。Qm鐵氧體的耦合Q值，其定義為由輸入功率P時(shí)，鐵氧體中 磁場(chǎng)能儲(chǔ)能決定
即為磁場(chǎng)能與振動(dòng)一周能量
輸入值之比值。其值可以通過(guò)式(3)積分方程求出。環(huán)行器的Q值和相對(duì)帶寬Δ F的關(guān)系環(huán)行器的負(fù)載Q值和相對(duì)帶寬Δ F的關(guān)系乘 積，有兩個(gè)經(jīng)典公式來(lái)描述環(huán)行器的從值和Δ F關(guān)系根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)理論，對(duì)無(wú)匹配塊的Y結(jié)環(huán)行器為式(4) 表不；
對(duì)有匹配塊的Y結(jié)環(huán)行器，其乘積由(5)式表示 Pm為環(huán)行器在頻帶范圍內(nèi)的最大駐波量，一般按1.22(即_20dB反射損耗)計(jì)算。設(shè)計(jì)三毫米波導(dǎo)環(huán)行器是比較復(fù)雜的，完全依靠實(shí)驗(yàn)方法雖然可以實(shí)現(xiàn)，但也是 事倍功半，最有效率的方法還是通過(guò)先進(jìn)的軟件技術(shù)，通過(guò)仿真和優(yōu)化過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，圖3a， 圖3b，圖3c為對(duì)應(yīng)圖la，圖lb，圖Ic三種環(huán)行器的優(yōu)化結(jié)果。三毫米Y形波導(dǎo)結(jié)環(huán)行器的研制和開(kāi)發(fā)，由于對(duì)鐵氧體尺寸精度要求很高，應(yīng)用 電磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)(HFSS)仿真軟件對(duì)其進(jìn)行仿真，優(yōu)化設(shè)計(jì)非常重要，以此作為設(shè)計(jì)背景，可以 獲得合理的環(huán)行器結(jié)構(gòu)尺寸，材料參數(shù)選擇和器件的性能參數(shù)，并找出其內(nèi)在規(guī)律。另一方 面環(huán)行器承受IOW的平均功率和15KW的峰值功率，通過(guò)HFSS仿真設(shè)計(jì)工具，對(duì)Y結(jié)和對(duì)鐵 氧體內(nèi)電磁場(chǎng)強(qiáng)度分析，估計(jì)到克服非線性效應(yīng)的可行性，對(duì)高平均功率引起的熱效應(yīng)和 溫度升高及散熱問(wèn)題，可借助e-physic軟件進(jìn)行分析。三毫米環(huán)行器的基本性能用HFSS可以對(duì)圖la，圖lb，圖Ic三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能優(yōu)化仿真，其結(jié)果如附圖3a， 3b，3c所示，他們共同的特點(diǎn)是鐵氧體處于高Q工作狀態(tài)，與三厘米環(huán)行器相比Q值高出四 倍左右，這由于三毫米工作時(shí)參數(shù)κ/μ = 0. 15，而三厘米波段κ/μ =0.6，設(shè)計(jì)環(huán)行的 條件必須滿足的條件(式1)，所以三毫米工作的環(huán)行器基本上是窄帶器件。附圖3a為低功率狀態(tài)工作，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)散熱困難，鐵氧體圓柱支撐在二片聚四氟乙 烯材料中間，目的提高其Q值。鐵氧體直徑1. 35mm，高0. 75mm,Ms = 0. 5T(4jiMs) = 5000Gs 其性能在94-96GHz內(nèi)，滿足隔離及反射損耗小于_20dB，其相對(duì)寬度AF = 0. 021 ；附圖3b為二片鐵氧體圓柱直徑緊貼在波導(dǎo)上散熱情況狀態(tài)良好，鐵氧體尺寸為 2-Φ 1. 35mmX0. 335mm, Ms = 0. 5T，工作磁場(chǎng) 300KA/m，匹配塊尺寸 Δ Xt = 22mmX0. 2mm, 其帶寬為92. 5-95. 5GHz，相對(duì)帶寬AF = 0. 032 ；附圖3c為二片鐵氧體圓柱直徑緊貼波導(dǎo)上，散熱情況好，鐵氧體尺寸為 2-Φ1. 38mm X0. 49mm, Hi = 300KA/m。在 93. 3-94. 8GHz,即 1. 5GHz 帶寬內(nèi)有小于 _20dB 隔 離，其相對(duì)寬帶AF = 0.016。環(huán)行器帶寬Δ F和環(huán)行器Ql的關(guān)系僅對(duì)圖Ib和圖Ic兩種適宜高功率結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，圖Ib中的鐵氧體為有三角匹配 塊的情況，圖Ic中的鐵氧體為無(wú)匹配塊情況。
對(duì)有匹配塊情況 QlAF = ^fZl(4)當(dāng) 對(duì)無(wú)匹配塊情況
(5)
當(dāng) Pm = 1· 22，QLAF = 0· 2有匹配塊時(shí)Ql Δ F乘積可提高一倍其中可以通過(guò)電磁場(chǎng)數(shù)值積分來(lái)求得 被積函數(shù)是Y型結(jié)中的儲(chǔ)能U，由空氣和鐵氧體中的電磁能量綜合組成。表1為 QlAF與公式(4) (5)計(jì)算結(jié)果對(duì)照表。表 1 表1指出，用公式(4) (5)計(jì)算結(jié)果和用數(shù)值積分(6)結(jié)果頗為一致。關(guān)于不同Pm值，其計(jì)算出的從AF乘積可見(jiàn)附圖5。環(huán)行條件的驗(yàn)證式(Ia)和式(Ib)是環(huán)行條件的基本公式，在環(huán)行條件下，磁化后場(chǎng)型和非磁化的 場(chǎng)型旋轉(zhuǎn)30°，這就形成了隔離端，如附圖4所示，非磁化狀態(tài)時(shí)，零場(chǎng)線對(duì)稱于端2和端 3 ；磁化態(tài)時(shí)，零場(chǎng)線指向端3，所以1-3為隔離，這表明零場(chǎng)線旋轉(zhuǎn)30°，對(duì)于第一種和第二 種環(huán)行器兩種結(jié)構(gòu)有其不同的環(huán)行條件，對(duì)圖Ic和圖Ib型用式(Ia)表示，對(duì)圖Ic型用式 (Ib)表示，在4 π Ms = 0. 5T，Hi = 300KA/m情況下，3毫米波段的κ /μ | ^ 0. 16只可求出 積分式的數(shù)值解，就可檢驗(yàn)證環(huán)行條件符合與否。
其值也可用⑵式求，這里用數(shù)值法求出。關(guān)于數(shù)值積分式(6)的操作實(shí)例，表2 為求I K/y I的結(jié)果；表3為求Qm(f)的數(shù)值積分結(jié)果。表 2 表 3
對(duì)有匹配快的情況f = 94GHz, Qm(f) = 4. 168，κ /μ = 0. 161，用公式(la)驗(yàn) 證之，0.69/Qm(f) = 0. 166 ；對(duì)無(wú)匹配塊的0. 69/Qm(f) = 3. 59，κ /μ = 0. 161，用公式(lb)0. 58/Qm(f) = 0· 165。表4為環(huán)行條件的理論公式(1)的驗(yàn)證結(jié)果對(duì)照，表 4 由此可見(jiàn)，常規(guī)環(huán)行條件理論公式(1)，在三毫米波段仍然正確。高功率熱溫度效應(yīng)三毫米高功率環(huán)行器的高功率熱散問(wèn)題仍是一個(gè)尖銳問(wèn)題，因?yàn)殍F氧體體積很 小，與正常的三厘米環(huán)行器相比，其體積只有約1/150，所以即使對(duì)IOW功率而言，其熱溫度 效應(yīng)也非同小可。幸而鐵氧體厚度較薄，對(duì)第一種環(huán)行器和第二種環(huán)行器兩種結(jié)構(gòu)分別為 0. 2mm和0. 49mm，其腔體相對(duì)鐵氧體體積比例較大，使散熱更加有利，圖6為對(duì)圖Ib中的第 二種環(huán)行器結(jié)構(gòu)用e-physic軟件的仿真結(jié)果，高點(diǎn)溫度Th = 121°C，底點(diǎn)溫度IY = 95°C。這樣對(duì)單個(gè)器件難以承受。若把環(huán)行器腔體安裝在散熱板上，溫度分別是Tav = 53. 4°C, Th = 61. 4°C, Tl = 35. 8°C，這樣使用情況可以接受。高功率三毫米環(huán)行器的非線性效應(yīng)環(huán)行器要先克服高功率峰值的沖擊，必須克服二道關(guān)口，本器體的Pp = 1. 5KW，它 產(chǎn)生非線性效應(yīng)有兩層概念，(a)高功率電擊穿；(b)自旋波激發(fā)導(dǎo)致器件的非線性損耗增 大。(a)高功率電擊穿問(wèn)題，對(duì)。=1.5KW輸入進(jìn)行了 Y型結(jié)內(nèi)空氣中場(chǎng)強(qiáng)擊穿進(jìn)行 了仿真計(jì)算，在鐵氧體表面的空氣層中電場(chǎng)最大值Emax = 1.59 X 106V/m,在正常狀態(tài)下，低 于其擊穿場(chǎng)強(qiáng)Eb = 3X106V/m，因而可以避免高功率打火問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)證實(shí)。(b)自旋激發(fā)與非線性損耗抑制問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)仿真觀察了上層鐵氧體內(nèi)的高 頻磁場(chǎng)，并計(jì)算了鐵氧體內(nèi)的平均場(chǎng)強(qiáng)，根據(jù)非線性理論，材料的臨界場(chǎng)強(qiáng)hcrit，若鐵氧體 內(nèi)的平均場(chǎng)強(qiáng)為低于hcrit避免了整體非線效應(yīng)，hcrit = AHk/p,自旋波線寬AHk = 80e, 歸一化磁矩p = 0. 15，故hcrit = 530e (4242A/m)，但鐵氧體內(nèi)的平均場(chǎng)強(qiáng)440e (3420A/m)。 hav<hCTit，但局部區(qū)h-12594A/m，仍然會(huì)帶來(lái)高功率非線性損耗增大。在高功率狀態(tài)下，損
8耗功率(0.8dB)的增加其原因是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明獲得了低損耗0. 8dB，駐波1. 25，隔離18dB，帶寬2GHz的性能，滿足應(yīng)用的 要求。三毫米頻段是微波波段的上限頻率，使用的高磁矩材料是微波鐵氧體的極限值，這 種邊緣區(qū)的問(wèn)題在研制工作中必然產(chǎn)生不少技術(shù)難點(diǎn)需要克服的，由于三毫米波段波長(zhǎng)較 短，鐵氧體中波長(zhǎng)不到一毫米，其尺寸誤差必須控制在0.01mm之內(nèi)，這是設(shè)計(jì)很難達(dá)到的。 調(diào)試手段上，一般器件配置調(diào)諧措施，其直徑可取0. 1波長(zhǎng)，顯而對(duì)三毫米是不現(xiàn)實(shí)的。在 器件工作機(jī)制上，必須選用高Q的Y型結(jié)，比常規(guī)器件大4倍，本文中的幾種結(jié)構(gòu)其Ql值達(dá) 10以上，鐵氧體圓柱的諧振特征明顯，所以涉及尺寸上盡量接近TM11模頻率，窄帶相應(yīng)特征 明顯，所以設(shè)計(jì)和調(diào)試中頻率靈敏度高。以上已以較佳實(shí)施例公開(kāi)了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換 或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種3mm波段的環(huán)行器，包括上腔體(1)和下腔體(2)，其特征在于在所述腔體(2)上開(kāi)有Y型波導(dǎo)槽(3)，在Y型波導(dǎo)槽(3)的中心處設(shè)置圓柱形鐵氧體(4)，所述鐵氧體材料為Ms＝5000Gs、ε＝12.5、ΔH＝100Oe的毫米波鐵氧體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體為一片，鐵氧體 的上端、下端分別通過(guò)一塊介質(zhì)支架(5)與上腔體(1)及下腔體(2)貼合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體直徑1.35mm，高 0. 75mm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體包括兩片，第一 鐵氧體通過(guò)一個(gè)匹配塊(6)與上腔體貼合，第二鐵氧體通過(guò)一個(gè)匹配塊(6)與下腔體貼合， 兩片鐵氧體之間具有間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體直徑為1.35mm, 高0. 75mm,所述匹配塊為等邊三角形，邊長(zhǎng)為2. 2mm,高度為0. 2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體包括兩塊，分別 貼合于上腔體和下腔體兩片鐵氧體之間具有間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的3mm波段的環(huán)行器，其特征在于所述鐵氧體直徑為1.38mm, 高 0. 49mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3mm波段的環(huán)行器的電磁場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)方法，其特征在于， 包括以下步驟1)建立仿真目標(biāo)的三維幾何模型，環(huán)行器下腔體結(jié)構(gòu)、尺寸和鐵氧體的結(jié)構(gòu)尺寸及坐 標(biāo)定位；2)設(shè)置模型中各個(gè)模型的材料性能參數(shù)，使仿真幾何模型變成物理模型；3)對(duì)下腔體的邊界條件和端口定義，理想的邊界條件設(shè)為理想導(dǎo)電面，環(huán)行器端口為 三端口器件，對(duì)鐵氧體材料的磁化狀態(tài)，包括方向和大小進(jìn)行合理的設(shè)定；4)設(shè)置求解范圍(指頻點(diǎn)數(shù))、網(wǎng)格剖分方法、有限元解法及精度要求；5)求解過(guò)程中不斷觀察解的精度、指標(biāo)性能、S參數(shù)矩陣的特性，直到獲得滿意結(jié)果；6)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理；7)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算為微波器件性能參數(shù)的基本運(yùn)算，獲得器件的S參數(shù)性能曲線；8)場(chǎng)運(yùn)算為仿真過(guò)程中完成的基本運(yùn)算，獲得器件中場(chǎng)強(qiáng)的精確分布數(shù)據(jù)，完成場(chǎng) 矢量的各種復(fù)雜運(yùn)算，包括數(shù)值積分方法，鐵氧體材料性能參數(shù)的核實(shí)；9)場(chǎng)觀察求解過(guò)程完成后直接觀察電磁場(chǎng)分布和傳播過(guò)程觀察；10)若性能參數(shù)不滿足期望值要求，通過(guò)人工方法或自動(dòng)方法進(jìn)入優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改進(jìn)建 模中的優(yōu)化參數(shù)，重新運(yùn)行直到滿意結(jié)果，具體優(yōu)化方法為a)確定優(yōu)化變量；b)確定優(yōu)化目標(biāo)；c)設(shè)置優(yōu)化變量的初值及變量范圍；d)計(jì)算優(yōu)化參量；e)優(yōu)化參量達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，則形成優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化結(jié)束，若優(yōu)化參量未達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)， 則重新進(jìn)行計(jì)算，直至達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，得到優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種3mm波段的環(huán)行器，包括上腔體(1)和下腔體(2)，其特征在于在所述腔體(2)上開(kāi)有Y型波導(dǎo)槽(3)，在Y型波導(dǎo)槽(3)的中心處設(shè)置圓柱形鐵氧體(4)，所述鐵氧體材料為Ms＝5000Gs、ε＝12.5、ΔH＝200Oe的毫米波鐵氧體。本發(fā)明的3mm波段的環(huán)行器，實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備的進(jìn)一步小型化，并進(jìn)一步提高了環(huán)行器的穩(wěn)定性、可靠性。
文檔編號(hào)H01P1/39GK101894997SQ201010206080
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者王廣順 申請(qǐng)人:南京廣順電子技術(shù)研究所