專利名稱：微波元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波元件。
德國專利申請196 36 840.5描述了一種微波元件，其包括基本上為盆狀的殼體部分，具有底部和至少一個合并到底部的周邊的壁部，和一個蓋部，所述殼體部分和蓋部圍成一個內(nèi)部空間。許多基本上為盤狀的元件被層疊地設(shè)置在底部和蓋部之間的內(nèi)部空間中。為了連接層疊的元件結(jié)構(gòu)，在底部和蓋部之間至少提供一個不導(dǎo)磁的墊片元件，用于在至少基本上內(nèi)部空間的整個高度的上方連接元件的層疊結(jié)構(gòu)。這墊片元件被提供用于充滿元件的層疊結(jié)構(gòu)和壁部之間的中間空間，墊片元件沿著至少壁部的尺寸的一部分具有匹配的形狀，其至少基本上沿著底部的周邊的方向延伸。在這種情況下，不導(dǎo)磁的墊片元件可由不導(dǎo)電的材料制成，因而在這種情況下不僅用作機(jī)械保持器件，而且用作電絕緣器件。特別是墊片元件可以具有高的介電常數(shù)。這樣，可以使至少元件的層疊結(jié)構(gòu)和壁部之間的主要部分用具有高的介電常數(shù)的材料充滿。在所述的專利申請中，還指出這空間可被有利地用于小型的電路元件或電子電路元件。
出于種種原因，當(dāng)今普通微波元件的發(fā)展導(dǎo)致要求更緊湊的結(jié)構(gòu)和更小的尺寸。在這些原因當(dāng)中，一方面是由于使用這種微波元件的設(shè)備不斷地小型化，另一方面是這些微波元件的操作頻率越來越高。這也和微波環(huán)行器以及通常作為具有內(nèi)裝的負(fù)載阻抗的微波環(huán)行器構(gòu)成的微波絕緣器有關(guān)。在其通常的結(jié)構(gòu)中，例如用在微波環(huán)行器本身使用的已知的方式，把負(fù)載阻抗設(shè)置為和微波引導(dǎo)裝置相同的水平。然而，負(fù)載阻抗的這種設(shè)置的缺點(diǎn)在于，必須為具有和微波引導(dǎo)裝置相同水平的負(fù)載阻抗提供非常大的空間，尤其是其尺寸被選定用于大的功率消耗時。這意味著如果負(fù)載阻抗要被殼體部分容納，沿著微波引導(dǎo)裝置的平面方向延伸的微波元件外殼部分的底部的基面必須也具有非常大的尺寸。由于電路和制造技術(shù)，這確實(shí)是需要的。
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)上述的那種微波元件，使得盡管包括較大的負(fù)載阻抗，但仍能獲得有利于小型化的緊湊的結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明，上述目的是通過一種微波元件實(shí)現(xiàn)的，所述微波元件具有基本上盆狀的殼體，所述殼體具有底部和至少一個合并到底部的周邊的壁部，和一個蓋部，所述殼體部分和蓋部由導(dǎo)磁材料制成，并圍成一個內(nèi)部空間，在該空間中許多基本上為盤狀的元件以層疊方式設(shè)置在底部和蓋部之間，使得連接底部的至少一個子部分的內(nèi)部空間的的一部分借助于層疊結(jié)構(gòu)被敞開。
盤狀元件，特別是在專利申請196 16 840.5中描述的微波元件中的微波引導(dǎo)裝置，在裝配期間被引入和其底部相鄰的基本上為盆狀的殼體內(nèi)。結(jié)果，無論如何，在具有非導(dǎo)電的墊片元件的非導(dǎo)磁區(qū)，只有非常小的連接底部的空間可用于附加的元件，例如負(fù)載阻抗。然而，這可利用的空間對于所需的負(fù)載阻抗是不夠的。沿著底部尺寸增加這可利用空間將導(dǎo)致不可避免地使這部分增大。
相反，在按照本發(fā)明的微波元件中，在層疊結(jié)構(gòu)中的基本上為盤狀的元件的尺寸被如此確定和定位，使得鄰接至少底部的一個子部分即一個局部的表面區(qū)域的，盆狀殼體部分的內(nèi)部空間的一個合適的空間區(qū)域保持敞開，例如用于容納負(fù)載阻抗。尤其是通過如此選擇基本上為盤狀的元件的層疊順序，使得從平行于底部表面的方向看具有最小尺寸的元件被排列在和底部鄰接的位置，這被稱為局部空間的空間可不用增大殼體部分的底部面積而獲得。平行于盆狀殼體部分的底板表面具有較大尺寸的元件最好被排列使其和蓋部鄰接。這便能夠產(chǎn)生例如也可適用于較大的負(fù)載阻抗的足夠的局部空間，而不增大盆狀殼體部分的底部的尺寸。從朝向底部的方向看時，這局部空間最好可以在它和底部鄰接的子部分和層疊結(jié)構(gòu)的最外部分的元件之間延伸。從平行于底部的表面的方向看時，這局部空間延伸進(jìn)入沿橫向可以看到各個盤狀元件的殼體部分的內(nèi)部空間的區(qū)域。不過，這局部空間另外也可以基本上沿著底部的平面方向延伸，在此情況下，可以延伸進(jìn)入在底部和位于層疊結(jié)構(gòu)中的極端位置上的即最接近底部的一個盤狀元件之間延伸的內(nèi)部空間的空間區(qū)域。
也適用于容納較大的負(fù)載阻抗裝置的局部空間作為本發(fā)明的結(jié)果而在微波元件的殼體部分的內(nèi)部被形成。直接地連接底部的這局部空間的位置提供的優(yōu)點(diǎn)在于，位于其中的負(fù)載阻抗裝置可以處于和殼體部分良好的熱接觸狀態(tài)。這使得即使在非常小的殼體部分中也能夠提供具有相當(dāng)高的功率消耗的負(fù)載阻抗而沒有熱問題，即沒有在操作期間微波元件的過熱問題。此時底部通過其結(jié)構(gòu)和其與周圍部件的熱接觸而提供用于快速散熱甚至消除所產(chǎn)生的熱能的最好的條件。
在按照本發(fā)明的的微波元件中，基本為盤狀的元件(下稱盤狀元件)的層疊結(jié)構(gòu)按照其層疊順序，從蓋部開始，最好包括至少以下部分用于引導(dǎo)電磁波的微波引導(dǎo)裝置，至少一個導(dǎo)電的與/或?qū)Т诺闹辽倩旧掀叫杏诒诓恐g的底部而延伸的中間元件，以及磁元件。
此時局部空間至少基本上在至少局部地連接底部，中間元件和壁部的至少一部分的空間區(qū)域內(nèi)延伸。只要中間元件是導(dǎo)電的，中間元件可以作為屏蔽并作為一個外部導(dǎo)體，最好和蓋部相結(jié)合，用于把微波提供給微波引導(dǎo)裝置。如果中間元件是導(dǎo)磁的，它最好也起通常是單獨(dú)存在的極盤的作用，用于使由磁元件向微波引導(dǎo)裝置提供的磁場變均勻。不過，在后一種情況下要注意的是，應(yīng)當(dāng)避免在中間元件和壁部中間的磁短路。為此，例如可以在壁部和中間元件之間提供足夠大小的空氣隙。如果中間元件是導(dǎo)電的，則其通過電傳導(dǎo)和壁部相連。可以通過中間元件和壁部之間的直接接觸提供這導(dǎo)電連接。不過，這導(dǎo)電連接必須具有低的導(dǎo)磁率。
在另一個實(shí)施例中，按照本發(fā)明的微波元件包括至少一個支撐元件，其沿著在底部和中間元件之間的至少一個壁部延伸，并具有匹配的形狀與/或可靠的保持作用，用于限定中間元件相對于底部的位置。因而這支撐元件用于保持并對準(zhǔn)在殼體部分內(nèi)的中間元件。最好例如通過膠黏把另一個基本上盤形的元件聯(lián)結(jié)在中間元件上。此時其在殼體部分中的位置也因中間元件的定位而被精確地限定了。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，支撐元件構(gòu)成在底部和中間元件之間的導(dǎo)電的而不導(dǎo)磁的連接。也可以實(shí)現(xiàn)對壁部直接的電連接，依支撐元件相對于壁部所選的位置而定。最好用于這一目的的支撐元件由導(dǎo)電材料例如鋁制成，它是不導(dǎo)磁的。
本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出了，下面進(jìn)行詳細(xì)說明。在全部附圖中，相應(yīng)的元件被冠以相同的標(biāo)號，其中

圖1是在第一和第二實(shí)施例中的微波元件的平面圖，以后稱作W視圖，圖2是圖1的微波元件的后視圖，以后稱作X視圖，圖3是圖1的微波元件的第一實(shí)施例的正視圖，以后稱作Y視圖，圖4是圖1的微波元件的第一實(shí)施例的側(cè)視圖，以后稱作Z視圖，圖5是通過圖1的微波元件的第一實(shí)施例沿圖1中的線A-A取的截面圖，圖6是通過圖1的微波元件的第一實(shí)施例沿圖1中的線B-B取的截面圖，圖7是通過圖1的微波元件的第一實(shí)施例沿圖4中的線C-C取的截面圖，圖8是圖1的微波元件的第二實(shí)施例的正視圖(Y視圖)，圖9是圖1的微波元件的第二實(shí)施例的側(cè)視圖(Z視圖)，圖10是通過圖1的微波元件的第二實(shí)施例沿圖1中的線A-A取的截面圖，圖11是通過圖1的微波元件的第二實(shí)施例沿圖1中的線B-B取的截面圖，以及圖12是通過圖1的微波元件的第二實(shí)施例沿圖9中的線C’-C’取的截面圖。
附圖中所示的兩個實(shí)施例代表形成微波環(huán)行器的微波元件，借助于尺寸合適的負(fù)載阻抗，通過無反射地封閉其微波引導(dǎo)裝置的3個控制極中的一個，它可以被設(shè)計(jì)用于完成微波隔離器的功能。這微波元件包括由基本上為盆狀的殼體部分1和蓋部2構(gòu)成的殼體。基本上為盆狀的殼體部分1包括至少基本上為方形周邊的底部3和沿著底部3的周邊的4個壁部4,5,6,7。其中具有標(biāo)號4的第一個壁部形成可從正視圖(Y視圖)中看到的殼體部分1的壁，具有標(biāo)號5的第二個壁部形成可從后視圖(X視圖)中看到的殼體部分1的部分，具有標(biāo)號6的第三個壁部形成可從左視圖(Z視圖)中看到的殼體部分1的部分，以及第四壁部7形成可從和Z視圖相對的右視圖中看到的殼體部分1的部分。具有底部3和壁部4-7的殼體部分1最好由基本上為平面的導(dǎo)磁的材料通過處理而不除去金屬材料而被制成一個整體，例如通過由導(dǎo)磁的金屬板沖壓和折疊而成。蓋部2也以類似方式制成。壁部4-7基本上為矩形，在其離開底部周邊的邊緣，它們具有柱狀凸起，當(dāng)殼體部分1和蓋部2連接在一起時，柱狀凸起進(jìn)入蓋部2的相應(yīng)的配合凹口中。壁部4-7的這些柱狀凸起的標(biāo)號被規(guī)定為8，在蓋部2的凹口的標(biāo)號為9。殼體部分1和蓋部2可用黏膠，熔接，焊接或加上法蘭或把柱狀凸起8弄彎相互連接。也可以采用導(dǎo)致類似結(jié)果的使殼體部分1和蓋部2連接的其它方法。
壁部4-7不連續(xù)地到達(dá)底部的基本上為方形的周邊的拐角處，而是在這些拐角區(qū)域中具有空的部分。在這些拐角中，在底部3提供有用作螺栓孔的孔，用于在設(shè)備中或在利用微波元件的裝置中緊固微波元件。在所示的實(shí)施例中，這些具有標(biāo)號10的孔例如具有圓形的周邊，此外，它們也可通過在底部周邊中的槽形的凹槽形成，或具有類似的輪廓。
在上述結(jié)構(gòu)中的殼體1,2形成磁路的一部分，所述磁路還包括許多基本上為盤形的元件，這些元件以堆疊方式被設(shè)置在底部3和蓋部2之間。按照堆疊的順序，從連接蓋部2的元件開始，這些元件為第一鐵盤11，平面內(nèi)部導(dǎo)體12，第二鐵盤13，中間元件14，環(huán)形永磁體15，熱通量盤16，和被可滑動地固定并由在所示的結(jié)構(gòu)中的空氣隙17分開的帶18。在這堆疊結(jié)構(gòu)中，鐵盤11和13與內(nèi)部導(dǎo)體12一起形成微波引導(dǎo)裝置，在本例中蓋部2和中間元件14形成微波引導(dǎo)裝置的對稱間隔的外部導(dǎo)體。為此目的中間元件14被制成導(dǎo)電的。此外，中間元件14由導(dǎo)磁材料制成，并因而同時形成極盤，用于分配并均勻化由永磁體15產(chǎn)生的并垂直于內(nèi)部導(dǎo)體12的平面而穿過微波引導(dǎo)裝置11,12,13的磁場。具有匹配形狀的中間元件14被插入壁部4-7之間。不過，為了避免和這些壁部4-7發(fā)生磁短路，中間元件14沿著其和壁部4-7相連的一側(cè)提供有開槽的部分，使得中間元件14只通過窄的橋19被支撐在壁部上。此外，中間元件14最好也用不去除金屬的方法由導(dǎo)磁金屬板制造。
在所示的實(shí)施例的改型中，代替所述的中間元件14，可以使用多個中間元件，其包括導(dǎo)電的薄片形的部分作為微波引導(dǎo)裝置11,12,13以及導(dǎo)磁的極盤裝置的的外導(dǎo)體。
在所示所實(shí)施例中帶18包括扁的導(dǎo)磁的金屬板，并對于底部3呈扁平狀態(tài)。帶18和空氣隙17一起形成磁調(diào)節(jié)元件，其幾何尺寸可以改變，并位于磁路中。帶18沿平行于線A-A的方向在底部3上方移動可以改變空氣隙17的形狀，特別是寬度，因而改變其導(dǎo)磁率。這便改變整個磁路中的磁場強(qiáng)度，因而也改變微波引導(dǎo)裝置區(qū)域中的磁場強(qiáng)度。用這種方式，可以實(shí)現(xiàn)微波元件的簡單而精確的調(diào)整。
在可滑動地設(shè)置有帶18的底部3的區(qū)域，在底部3內(nèi)例如通過沖掉一部分而提供有長的開口20，該開口可以局部地由帶18蓋住，并基本上沿帶18的滑動方向延伸。磁調(diào)整元件的調(diào)節(jié)性能可通過選擇開口20的形狀來調(diào)節(jié)。
在第一和第二壁部4,5。沿著其對著底部3的周邊的邊沿分別提供有開口21和22，帶18通過這些開口可以便利地移動，因而當(dāng)把微波元件安裝在設(shè)備中時，可以仍然容易地進(jìn)行調(diào)整操作。
帶18對底部3的單獨(dú)的機(jī)械連接沒有示出，事實(shí)上也可能不存在。因?yàn)檫@兩個元件由磁力吸引而保持其相互位置。此外，不過，帶18的這一位置可借助于黏膠，固定漆之類保證。
內(nèi)部導(dǎo)體12具有3個連接導(dǎo)體23,24,25,用于形成微波元件的3個控制極。這些控制極從微波元件的殼體1,2通過在第一，第三和第四壁部4,6,7中分別設(shè)置的合適的槽26,27,28通到外部，從而確保內(nèi)部導(dǎo)體12相對于殼體1,2的電絕緣。
基本上呈盤狀的元件11到18的安裝位置的固定由兩個分別沿著第三和第四壁部6和7延伸的具有在底部3和中間元件14之間的匹配形狀(確實(shí)具有牢固的保持作用)的支撐元件29,30提供，其中由元件11到16和18的預(yù)先選擇的安裝位置而形成空氣隙17。
這些支撐元件29,30是導(dǎo)電而不導(dǎo)磁的，并且最好由鋁制成。它們限定中間元件14相對于底部3的空間位置，即它們限定這兩個元件之間的間隔。此外，它們代表在殼體部分1和中間元件14之間的主要的電連接。此處的支撐元件29,30充滿由底部3，中間元件14和壁部4到7限定的微波元件內(nèi)部的空間區(qū)域的一部分。這空間區(qū)域還包括永磁體15和熱通量盤16，以及具有帶18和空氣隙17的從而可以調(diào)整的磁調(diào)節(jié)元件。連接底部3的一個子部分的局部空間31借助于在所述空間區(qū)域內(nèi)部的上述元件而保持敞開。這局部區(qū)域31由黑體的點(diǎn)化線表示。在這局部空間31中，其和底部3直接相連，因而具有和底部3的好的電的尤其是熱的接觸，最好固定上述的負(fù)載阻抗，借助于該負(fù)載阻抗，內(nèi)部導(dǎo)體12的一個連接導(dǎo)體，最好是第一個連接導(dǎo)體23，可被無反射地連接。此處的局部空間31使得可以具有一個被設(shè)計(jì)用于相對于微波元件的殼體1,2的尺寸具有高的功率消耗的負(fù)載阻抗裝置。因而可以構(gòu)成高功率等級的具有非常緊湊的尺寸的微波隔離器。特別是可以設(shè)計(jì)具有范圍為50和200W之間的功率消耗的負(fù)載阻抗。這大的負(fù)載阻抗可被容納在殼體1,2內(nèi)而不增加底部3的尺寸。和底部3鄰接的負(fù)載阻抗裝置還保護(hù)避免和微波引導(dǎo)裝置11到13發(fā)生熱斷開。
在組裝按照本發(fā)明的微波元件的所述的實(shí)施例的過程中，首先把帶18插入殼體部分1中。然后把支撐元件29,30插入殼體部分1中。然后把熱通量盤16和永磁體15固定在處于支撐元件29,30和底部3或帶18之間的空間區(qū)域內(nèi)，并由中間元件14蓋住這一空間區(qū)域。
為保證空氣隙17存在，從W視圖的觀察方向看的支撐元件29,30的高度必須大于帶18，熱通量盤16，和永磁體15的高度和。為簡化起見，所示為單個的熱通量盤16，實(shí)際上可以使用多個熱通量盤的結(jié)構(gòu)。
在預(yù)裝配的步驟中，例如提供膠黏把永磁體15和熱通量盤16被固定在中間元件14上是有利的，并把這樣制備的具有永磁體15的子部件14,15,16向前沿著底部3的方向移動到支撐元件29,30。具有鐵盤11,13和內(nèi)部導(dǎo)體12的微波引導(dǎo)裝置被逐層地放置在中間元件14上，并被固定，然后提供蓋部2并被固定到殼體部分1上。
整個微波元件的組裝可以在組裝架上以堆疊的方式進(jìn)行，其中例如包括通過底部3中的相應(yīng)的孔的具有螺紋的3個銷釘，其在本實(shí)施例中未示出，用于組裝并限定各個盤狀元件11到16和18的位置。在蓋部2被固定之后，微波元件則脫離所述銷釘。
永磁體15處于完全磁化的狀態(tài)。用于操作微波元件所需的磁場由可移動的帶調(diào)節(jié)。根據(jù)微波元件的裝配位置，只要開口20可以進(jìn)入，在底部3中的開口20可用于機(jī)械地操作帶18。
附圖中所示的實(shí)施例的相互區(qū)別在于由于所選的永磁體15的形狀不同而導(dǎo)致的局部空間31的形狀不同。在圖1到7的第一實(shí)施例中，盤形的永磁體具有基本上相應(yīng)于鐵盤11,13的尺寸的徑向尺寸，圖1,2和8到12的第二實(shí)施例表示具有較小徑向尺寸的永磁體。為了具有和永磁體15相應(yīng)的空間，在第二實(shí)施例中，盤狀永磁體15的厚度被選擇得大于第一實(shí)施例。類似地，在第一實(shí)施例中的局部空間31的主要部分在永磁體15和帶18之間即在空氣隙17中延伸。而在第二實(shí)施例中局部空間31的絕大部分處于由在一側(cè)由第一壁部4和在另一側(cè)由永磁體15和帶18限定的底部3和中間元件14之間的空間區(qū)域中。此外，和第一實(shí)施例相比，在第二實(shí)施例中永磁體15的較小的徑向尺寸使得可以增加用于容納負(fù)載阻抗的局部空間31。
權(quán)利要求
1一種微波元件，所述微波元件具有基本上為盆狀的殼體部分，所述殼體部分具有底部和至少一個合并到底部的周邊的壁部，和一個蓋部，所述殼體部分和蓋部由導(dǎo)磁材料制成，并圍成一個內(nèi)部空間，在該空間中許多基本上為盤狀的元件以層疊方式設(shè)置在底部和蓋部之間，使得連接底部的至少一個子部分的內(nèi)部空間的一個局部空間借助于層疊結(jié)構(gòu)被保持敞開。
2如權(quán)利要求1所述的微波元件，其特征在于，從朝向底部的方向看時，所述局部空間在底部的至少子部分和層疊結(jié)構(gòu)的最外部的元件之間延伸。
3如權(quán)利要求2所述的微波元件，其特征在于，所述局部空間沿基本上平行于底部的表面的方向延伸。
4如權(quán)利要求1所述的微波元件，其特征在于，基本上為盤狀的元件的層疊結(jié)構(gòu)按照其層疊順序，從蓋部開始，包括至少以下部分用于引導(dǎo)電磁波的微波引導(dǎo)裝置，至少一個導(dǎo)電的與/或?qū)Т诺闹辽倩旧掀叫杏诒诓恐g的底部而延伸的中間元件，以及磁元件，并且局部空間至少基本上在至少局部地連接底部，中間元件和壁部的至少一部分的空間區(qū)域內(nèi)延伸。
5如權(quán)利要求4所述的微波元件，其特征在于，至少一個支撐元件，其沿著在底部和中間元件之間的至少一個壁部延伸，并具有匹配的形狀與/或可靠的保持作用，用于限定中間元件相對于底部的空間位置。
6如權(quán)利要求5所述的微波元件，其特征在于，所述支撐元件構(gòu)成在底部和中間元件之間的導(dǎo)電的而不導(dǎo)磁的連接。
7如權(quán)利要求1所述的微波元件，其特征在于，所述局部空間被設(shè)計(jì)用于容納負(fù)載阻抗裝置。
8一種微波環(huán)行器，其特征在于由上述任何一個權(quán)利要求所述的微波元件構(gòu)成。
9一種微波隔離器，其特征在于由權(quán)利要求1到7任何一個權(quán)利要求所述的微波元件構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波元件,所述微波元件具有基本上為盆狀的殼體部分,所述殼體部分具有底部和至少一個合并到底部的周邊的壁部,和一個蓋部,所述殼體部分和蓋部由導(dǎo)磁材料制成,并圍成一個內(nèi)部空間,在該空間中許多基本上為盤狀的元件以層疊方式設(shè)置在底部和蓋部之間,使得連接底部的至少一個子部分的內(nèi)部空間的一個局部空間借助于層疊結(jié)構(gòu)被保持敞開。在這種微波元件中,盡管容納有大的負(fù)載阻抗,但仍能獲得有利于小型化的緊湊結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01P1/36GK1208259SQ9811801
公開日1999年2月17日 申請日期1998年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月7日
發(fā)明者R·文德爾 申請人:菲利浦電子有限公司