一種微帶線式鐵氧體移相器制造技術

一種微帶線式鐵氧體移相器，屬于微波通信器件領域。所述鐵氧體移相器在鐵氧體基板中心開一通孔，以通孔為中心的四個方向上分別為激勵線圈結構、第一單元結構、第二單元結構和第三單元結構，四個方向中的相鄰兩個方向垂直，第一單元結構、第二單元結構和第三單元結構的底面設置金屬導體地，所述單元結構為U型、L型或雙L型微帶線，激勵線圈結構采用螺線管繞制方式繞制于鐵氧體基板上。本發明專利技術微帶線式鐵氧體移相器克服了傳統矩形波導式鐵氧體移相器不易與有源電路集成和體積過大的缺點，有利于實現移相器的小型化和與有源電路的集成，且將多個移相器集成于一個移相器的空間里，大大增加了集成度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于微波通信器件領域，具體涉及一種微帶線式鐵氧體移相器。
技術介紹
應用于微波通信領域的移相器主要有PIN、MMIC移相器，MEMS移相器和鐵氧體移相器。其中，鐵氧體移相器相對于PIN二極管、MMIC等形式的移相器，在插入損耗、功耗和功率容量方面有很大的優勢。目前常見的微波鐵氧體移相器主要有兩類：一類是采用在傳統波導(如矩形波導)加載鐵氧體環的形式制作的，如典型Reggia-Spencer移相器等，這種傳統波導型鐵氧體移相器中波導尺寸由所傳播的電磁波波長決定，很難壓縮，導致移相器的體積和重量都較大，且很難與有源電路連接；另一類是基于平面耦合傳輸線制作的，如基于LTCC工藝的帶狀線式移相器，該類移相器需考慮鐵氧體材料與介質材料的匹配問題，工藝難度大。因此，如何在縮小鐵氧體移相器的體積和重量的同時，保證其良好的性能，成為當前鐵氧體移相器發展所面臨的一大技術難題。
技術實現思路
本專利技術提供了一種微帶線式鐵氧體移相器，該微帶線式鐵氧體移相器克服了傳統矩形波導式鐵氧體移相器不易與有源電路集成和體積過大的缺點，有利于實現移相器的小型化和與有源電路的集成，同時還克服了基于LTCC工藝的帶狀線式鐵氧體移相器中介質材料一定要與鐵氧體材料匹配的工藝條件，提高了磁化線的利用率，將多個移相器集成于一個移相器的空間里，大大增加了集成度。本專利技術的技術方案如下：一種微帶線式鐵氧體移相器，所述鐵氧體移相器在長方體鐵氧體基板中心開一通孔，以通孔為中心的四個方向上分別為激勵線圈結構、第一單元結構、第二單元結構和第三單元結構，四個方向中的相鄰兩個方向垂直，所述第一單元結構、第二單元結構和第三單元結構的底面設置金屬導體地，所述單元結構為U型、L型或雙L型微帶線，所述激勵線圈結構采用螺線管繞制方式繞制于所述鐵氧體基板上，所述線圈的兩端分別為激勵線圈結構的兩個輸入電極端口，用于施加電壓脈沖。進一步地，所述U型單元結構為一段微帶線結構，包括第一輸入微帶線、第二匹配微帶線、第三耦合微帶線、第四匹配微帶線和第五輸出微帶線，所述第一輸入微帶線與第二匹配微帶線相連且位于同一直線上，第二匹配微帶線與第四匹配微帶線垂直，第二匹配微帶線與第四匹配微帶線之間串接第三耦合微帶線，第四匹配微帶線與第五輸出微帶線垂直，整體構成U型形狀；所述第一輸入微帶線和第五輸出微帶線為單元結構的輸入、輸出端口。進一步地，所述L型單元結構為一段微帶線結構，包括第一輸入微帶線、第二匹配微帶線、第三耦合微帶線、第四匹配微帶線和第五輸出微帶線，其中所述第一輸入微帶線與第二匹配微帶線相連且位于同一直線上，第二匹配微帶線與第四匹配微帶線垂直，第二匹配微帶線與第四匹配微帶線之間串接第三耦合微帶線，第四匹配微帶線與第五輸出微帶線相連且位于同一直線上，整體構成L型形狀；所述第一輸入微帶線和第五輸出微帶線為單元結構的輸入、輸出端口。進一步地，所述雙L型單元結構包括兩個L型微帶線，所述兩個L型微帶線關于所述鐵氧體移相器的對稱軸對稱。進一步地，所述通孔的形狀為方形、矩形、圓形等。進一步地，所述鐵氧體基板采用LTCC工藝、HTCC工藝等制得。進一步地，所述鐵氧體基板材料選用具有旋磁性、低矯頑力、低微波損耗的尖晶石系鐵氧體粉料，如LiZn鐵氧體、YIG鐵氧體等。進一步地，所述第一輸入微帶線和第五輸出微帶線的特性阻抗保持為50歐姆，激勵線圈的導線寬度沒有限制。進一步地，所述第一輸入微帶線、第二匹配微帶線、第四匹配微帶線和第五輸出微帶線的長度、寬度、厚度，以及第三耦合微帶線的長度、寬度、厚度、間隙和條數等尺寸，可根據移相器的工作頻率和相移量確定。進一步地，所述激勵線圈采用在鐵氧體基板上印刷金屬導體，或者采用傳統的漆包線繞制得到。進一步地，所述第三耦合微帶線的長度為四分之一工作頻率波長的奇數倍。本專利技術所述移相器的工作原理如下：將移相器每個單元結構的微波輸入輸出端分別接到微波電路中，在激勵線圈結構的兩個輸入電極端口間施加電壓脈沖；饋入正向電壓脈沖時，鐵氧體將被飽和磁化，去掉磁化電流后，鐵氧體將工作在剩磁狀態，此時各單元結構的輸出端口得到一個參考相位；當饋入負向電壓脈沖時，將改變鐵氧體的剩磁狀態，得到一個新的相位，從而得到一個非互易相位差。本專利技術的有益效果為：1、本專利技術提供的微帶線式鐵氧體移相器與傳統矩形波導式鐵氧體移相器相比，體積大大減小，同時可以通過微帶線與有源電路連接，有利于實現移相器的小型化以及與其他微波有源電路的集成。2、本專利技術提供的微帶線式鐵氧體移相器只有鐵氧體一種材料，大大減小了工藝難度，提高了可靠性。3、本專利技術提供的微帶線式鐵氧體移相器將多個移相器單元集成于一個移相器空間內，增加了集成度，提高了磁化線的利用率。附圖說明圖1為本專利技術微帶線式鐵氧體移相器的整體結構圖；其中，1為鐵氧體基板，2為通孔，3為激勵線圈結構，4為U型單元結構，5、6為雙L型單元結構；圖2為本專利技術微帶線式鐵氧體移相器的俯視圖；其中，4-1為U型單元結構第一輸入微帶線，4-2為U型單元結構第二匹配微帶線，4-3為U型單元結構第三耦合微帶線，4-4為U型單元結構第四匹配微帶線，4-5為U型單元結構第五輸出微帶線，5-1為L型單元結構第一輸入微帶線，5-2為L型單元結構第二匹配微帶線，5-3為L型單元結構第三耦合微帶線，5-4為L型單元結構第四匹配微帶線，5-5為L型單元結構第五輸出微帶線；圖3為本專利技術微帶線式鐵氧體移相器底層金屬圖案的示意圖；圖4為本專利技術微帶線式鐵氧體移相器激勵線圈結構中的線圈繞線方式示意圖；圖5為本專利技術微帶線式鐵氧體移相器插入損耗仿真結果圖；圖6為本專利技術微帶線式鐵氧體移相器回波損耗仿真結果圖；圖7為本專利技術微帶線式鐵氧體移相器相移量仿真圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例，詳述本專利技術的技術方案。實施例圖1為本專利技術實施例微帶線式鐵氧體移相器的結構示意圖，鐵氧體基板1的中心開一方形通孔2，方形通孔與鐵氧體移相器具有相同的中心，以方形通孔2為中心的四個方向上分別為激勵線圈結構3、雙L型單元結構5、U型單元結構4和雙L型單元結構6，四個方向中的相鄰兩個方向垂直，所述U型單元結構包括一段U型微帶線結構，所述U型微帶線結構包括第一輸入微帶線4-1、第二匹配微帶線4-2、第三耦合微帶線4-3、第四匹配微帶線4-4和第五輸出微帶線4-5，所述第一輸入微帶線4-1與第二匹配微帶線4-2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微帶線式鐵氧體移相器，所述鐵氧體移相器在鐵氧體基板中心開一通孔，以通孔為中心的四個方向上分別為激勵線圈結構、第一單元結構、第二單元結構和第三單元結構，四個方向中的相鄰兩個方向垂直，所述第一單元結構、第二單元結構和第三單元結構的底面設置金屬導體地，所述單元結構為U型、L型或雙L型微帶線，所述激勵線圈結構采用螺線管繞制方式，線圈的兩端分別為激勵線圈結構的兩個輸入電極端口。

【技術特征摘要】
1.一種微帶線式鐵氧體移相器，所述鐵氧體移相器在鐵氧體基板中心開一
通孔，以通孔為中心的四個方向上分別為激勵線圈結構、第一單元結構、第二單
元結構和第三單元結構，四個方向中的相鄰兩個方向垂直，所述第一單元結構、
第二單元結構和第三單元結構的底面設置金屬導體地，所述單元結構為U型、L
型或雙L型微帶線，所述激勵線圈結構采用螺線管繞制方式，線圈的兩端分別
為激勵線圈結構的兩個輸入電極端口。
2.根據權利要求1所述的微帶線式鐵氧體移相器，其特征在于，所述U型
單元結構包括第一輸入微帶線、第二匹配微帶線、第三耦合微帶線、第四匹配微
帶線和第五輸出微帶線，所述第一輸入微帶線與第二匹配微帶線相連且位于同一
直線上，第二匹配微帶線與第四匹配微帶線垂直，第二匹配微帶線與第四匹配微
帶線之間串接第三耦合微帶線，第四匹配微帶線與第五輸出微帶線垂直，整體構
成U型形狀。
3.根據權利要求1所述的微帶線式鐵氧體移相器，其特征在于，所述L型
單元結構包括第一輸入微帶線、第二匹配微帶線、第三耦合微帶線、第四匹配微
帶線和第五輸出微帶線，其中所述第一輸入微帶線與第二匹配微帶線相連且位于
同一直線上，第二匹配微帶線與第四匹配...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊青慧，鄭向聞，安照輝，張懷武，李元勛，董師伶，郁國良，
申請(專利權)人：電子科技大學，
類型：發明
國別省市：四川;51