本發(fā)明涉及一種微波器件，具體涉及一種x波段小型化寬頻微帶隔離器。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)如今微波技術(shù)和半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，小尺寸、高性能、低成本成為目前微波器件的發(fā)展趨勢。隔離器作為微波無源器件，廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、衛(wèi)星通信和電信領(lǐng)域等通信領(lǐng)域。

2、隔離器在通信領(lǐng)域中，能夠?qū)崿F(xiàn)正向?qū)ǚ聪蚋綦x的作用，以達(dá)到對高頻信號的單向傳輸，其隔離作用可以避免高功率信號的倒灌從而導(dǎo)致通信系統(tǒng)中微波電子設(shè)備的損壞。常用的隔離器有：波導(dǎo)型、微帶型、以及集總參數(shù)型。微帶型隔離器生產(chǎn)成本低，占有很大的應(yīng)用市場。常用的微帶隔離器主要是利用微帶環(huán)形器外接吸收負(fù)載的方法，從而將環(huán)形器改成二端口器件，實(shí)現(xiàn)單向傳輸特性。但是目前市面上的微帶隔離器，主要存在通過功率低、帶寬較小，且尺寸較大，無法滿足復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。

3、通過對上述存在的問題的分析，以及結(jié)合目前市場的需求，在保證較大通過功率的情況下，優(yōu)化隔離器尺寸，提高隔離器帶寬才能滿足不同的應(yīng)用場景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種x波段小型化寬頻微帶隔離器，該隔離器在滿足較高的功率容量情況下，既能實(shí)現(xiàn)隔離器尺寸的小型化，又能提供較大的相對帶寬。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種x波段小型化寬頻微帶隔離器，其特征在于，包括微波鐵氧體基片、陶瓷介質(zhì)基板和微帶電路，所述陶瓷介質(zhì)基板上嵌入設(shè)置微波鐵氧體基片，所述陶瓷介質(zhì)基板上設(shè)置微帶電路和薄膜電阻，所述微帶電路的一端連接薄膜電阻，所述微帶電路同時設(shè)置在微波鐵氧體基片上，所示所述微帶電路包括中心結(jié)、并聯(lián)匹配枝節(jié)和諧振子，并聯(lián)匹配枝節(jié)和諧振子連接在中心結(jié)上。

3、優(yōu)選的，所述陶瓷介質(zhì)基板的材質(zhì)為氮化鋁。常見的微帶隔離器基板部分采用全鐵氧體式和氧化鋁陶瓷基板，氮化鋁材料的導(dǎo)熱率極高，通常可以達(dá)到氧化鋁的5倍以上。對于要求通過功率較大，負(fù)載發(fā)熱明顯，對于陶瓷基板的散熱要求增大。良好的散熱條件既可以保證器件的正常工作，也可以減小負(fù)載電阻的設(shè)計(jì)尺寸，從而優(yōu)化整體設(shè)計(jì)尺寸。

4、所述中心結(jié)為三角形中心結(jié)，所述諧振子為鋸齒狀諧振子，諧振子由平行設(shè)置的多條加抗短臂組成，由諧振子替代傳統(tǒng)小y結(jié)。諧振子的加抗短臂一端垂直連接中心結(jié)的一條邊，加抗短臂的另一端與微波鐵氧體基片的外廓對齊。所述中心結(jié)的三個頂點(diǎn)連接外加阻抗匹配枝節(jié)，從而產(chǎn)生漸變式的匹配結(jié)構(gòu)，能夠擴(kuò)展工作帶寬。所述外加阻抗匹配枝節(jié)的兩側(cè)對稱連接并聯(lián)匹配枝節(jié)，并聯(lián)匹配枝節(jié)呈弧形。外加阻抗匹配枝節(jié)和并聯(lián)匹配枝節(jié)的材質(zhì)為銀。外加阻抗匹配枝節(jié)為1/8波長枝節(jié)。并聯(lián)匹配枝節(jié)可以匹配任意的負(fù)載阻抗，可以減小設(shè)計(jì)尺寸，通過優(yōu)化并聯(lián)雙枝節(jié)的寬度和間隔距離，實(shí)現(xiàn)對帶寬和尺寸的進(jìn)一步優(yōu)化。

5、優(yōu)選的，所述薄膜電阻呈弧形，所述薄膜電阻采用氮化鉭制作，其電導(dǎo)率為西門子33333/米。

6、優(yōu)選的，所述陶瓷介質(zhì)基板的下端面設(shè)置金屬地板，薄膜電阻有兩種接地方式：一種是薄膜電阻后端接微帶線等效接地，另一種是后端直接接地。等效接地方式在制作工藝上較為簡便，但是存在負(fù)載散熱相對較差的問題。直接接地方式制作工藝相對較為繁瑣，但該方式對于負(fù)載的散熱效果較為理想。

7、優(yōu)選的，所述陶瓷介質(zhì)基板上開設(shè)與圓柱形微波鐵氧體基片適配的圓槽，所述隔離器的尺寸為5mm×6mm×2.5mm。所述陶瓷介質(zhì)基板上開設(shè)與圓柱形微波鐵氧體基片適配的圓槽，所述陶瓷介質(zhì)基板的尺寸為5mm×6mm×0.4mm，微波鐵氧體基片的半徑為2.2mm，三角形的所述中心結(jié)的內(nèi)切圓半徑為1.05mm，所述諧振子的寬度為0.2mm，相鄰諧振子之間的間隔為0.2mm。

8、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

9、1、本發(fā)明具有良好的散熱條件既可以保證器件的正常工作，也可以減小負(fù)載電阻的設(shè)計(jì)尺寸，進(jìn)而優(yōu)化整體設(shè)計(jì)尺寸。

10、2、本發(fā)明選擇高阻抗結(jié)構(gòu)，在保證高阻抗的情況下，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，從而減小尺寸。微帶電路相較于單y結(jié)構(gòu)擁有更高的隔離度和寬度，有助于減小尺寸。微帶電路為漸變式結(jié)構(gòu)，阻抗變化相對較為緩慢，對于寬頻帶內(nèi)的阻抗匹配具有優(yōu)勢。

11、下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種x波段小型化寬頻微帶隔離器，其特征在于，包括微波鐵氧體基片(3)、陶瓷介質(zhì)基板(4)和微帶電路(1)，所述陶瓷介質(zhì)基板(4)上嵌入設(shè)置微波鐵氧體基片(3)，所述陶瓷介質(zhì)基板(4)上設(shè)置微帶電路(1)和薄膜電阻(2)，所述微帶電路(1)的一端連接薄膜電阻(2)，所述微帶電路(1)同時設(shè)置在微波鐵氧體基片(3)上，所示所述微帶電路(1)包括中心結(jié)(9)、并聯(lián)匹配枝節(jié)(8)和諧振子(10)，并聯(lián)匹配枝節(jié)(8)和諧振子(10)連接在中心結(jié)(9)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種x波段小型化寬頻微帶隔離器，其特征在于，所述陶瓷介質(zhì)基板(4)的材質(zhì)為氮化鋁，所述中心結(jié)(9)為三角形中心結(jié)(9)，所述諧振子(10)為鋸齒狀諧振子(10)，所述中心結(jié)(9)的三條邊分別連接諧振子，所述中心結(jié)(9)的三個頂點(diǎn)連接外加阻抗匹配枝節(jié)(7)，所述外加阻抗匹配枝節(jié)(7)上連接并聯(lián)匹配枝節(jié)(8)，外加阻抗匹配枝節(jié)(7)和并聯(lián)匹配枝節(jié)(8)，微帶電路材質(zhì)均為金屬銀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種x波段小型化寬頻微帶隔離器，其特征在于，所述薄膜電阻(2)呈弧形，所述薄膜電阻(2)采用tan制作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種x波段小型化寬頻微帶隔離器，其特征在于，永磁體的位于鐵氧體圓片和微帶金屬電路正上方，緊貼于微帶電路。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種x波段小型化寬頻微帶隔離器，其特征在于，所述陶瓷介質(zhì)基板(4)的下端面設(shè)置金屬地板(5)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種x波段小型化寬頻微帶隔離器，其特征在于，所述陶瓷介質(zhì)基板(4)上開設(shè)與圓柱形微波鐵氧體基片(3)適配的圓槽，所述陶瓷介質(zhì)基板(4)的尺寸為5mm×6mm×0.4mm，微波鐵氧體基片(3)的半徑為2.2mm，三角形的所述中心結(jié)(9)的內(nèi)切圓半徑為1.05mm，所述諧振子(10)的寬度為0.2mm，相鄰諧振子(10)之間的間隔為0.2mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種X波段小型化寬頻微帶隔離器，包括微波鐵氧體基片、陶瓷介質(zhì)基板和微帶電路，陶瓷介質(zhì)基板上嵌入設(shè)置微波鐵氧體基片，陶瓷介質(zhì)基板上設(shè)置微帶電路和薄膜電阻，微帶電路的一端連接薄膜電阻，微帶電路同時設(shè)置在微波鐵氧體基片上，所示微帶電路包括中心結(jié)、并聯(lián)匹配枝節(jié)和諧振子，并聯(lián)匹配枝節(jié)和諧振子連接在中心結(jié)上。本發(fā)明在滿足較高的功率容量情況下，既能實(shí)現(xiàn)隔離器尺寸的小型化，又能提供較大的相對帶寬。

技術(shù)研發(fā)人員：趙其祥,李曉峰,焦瑞虎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：桂林電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10