一种YIG滤波器的加热结构的制作方法

一种yig滤波器的加热结构
技术领域
1.本实用新型涉及一种加热结构，尤其涉及一种yig滤波器的加热结构。


背景技术：

2.yig滤波器能够实现多倍频程范围内调谐，因此在军事和民用等方面都得到十分广泛的应用。但当温度变化时，会引起yig滤波器的谐振频率与频率带宽的变化，根本原因是因为yig谐振器中的单晶旋磁铁氧体材料，也就是yig小球的饱和磁化强度和各项异性常数会随温度的变化而变化。因此，通常在yig滤波器中需要设计加热结构，使yig谐振器中的yig小球能够恒定在一定的温度范围内，减小温度变化对yig滤波器性能指标的影响。
3.在目前yig滤波器中，采用的是长方体形状的ptc加热器，并需要与加热套相结合的整体加热结构形式。现有加热结构具体形式如附图中图1和图2所示：主要由介质腔、长方形ptc加热器、加热套、不锈钢金属杆、铍陶瓷杆、yig小球组成。其工作原理为：在现有加热结构中，通常加热套两端粘接在介质腔上，ptc加热器烧焊在加热套表面，通过在ptc电极两端施加恒定电压，电流通过ptc产生热量，从而使加热套加热，不锈钢金属杆嵌套在加热套中，通过加热套，加热不锈钢金属杆，铍陶瓷杆又嵌套在不锈钢金属杆中，通过不锈钢金属杆，使铍陶瓷杆加热，铍陶瓷杆端面粘接有yig球，又通过铍陶瓷杆，实现yig小球加热，同时因为采用的ptc热敏电阻电阻加热，其内阻会随温度的变化而改变，从而可以自动改变加热功率，使ptc温度恒定在一定范围内，从而实现yig小球在一定范围内恒温。但目前的加热结构存在以下缺点：
4.（1）加热结构复杂，需要设计加热套，用于不锈钢金属杆的定位和加热。
5.（2）yig小球加热不均匀。目前加热结构采用ptc加热器加热加热套的方式进行整体加热，也就是一个加热套为多个yig小球加热，由于左右两侧yig谐振器数量不一致，会导致yig谐振器加热不均匀，使得左右两侧yig小球温度会有明细的差异；
6.（3）热传导路径长，传热效率低下。现在采用ptc加热加热套，加热套加热不锈钢金属杆，不锈钢金属杆加热铍陶瓷杆，最终铍陶瓷杆加热yig球的导热路径，而且不锈钢材料的热传导系数为16w/m.k，热传导系数小，会增大热阻，不利于热量传导，同时不同材料之间热量的传递存在热阻，过长的热量传递路径会增加热阻，而且在实际情况下，不锈钢金属杆与加热套之间以及不陶瓷杆与不锈钢金属杆之间的配合总会存在配合间隙，存在配合间隙同时就会增大接触热阻，因此导致目前的加热结构加热效率低下。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的就在于提供解决上述问题，结构简单、加热均匀、加热效率高的一种yig滤波器的加热结构。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种yig滤波器的加热结构，所述yig滤波器包括介质腔和位于其内部的数个yig小球，介质腔两侧设有贯穿至yig小球的通孔，所述通孔与yig小球一一对应；
9.通孔内设有ptc加热器，介质腔外设有为ptc加热器供电的恒定电压源；
10.所述ptc加热器中嵌入有一铍陶瓷杆，所述铍陶瓷杆一端连接yig小球，另一端连接一聚酰亚胺定位杆，所述聚酰亚胺定位杆用于调整yig小球在介质腔内的位置。
11.作为优选：所述通孔横截面为圆形，ptc加热器外壁与通孔匹配贴合。
12.作为优选：所述通孔横截面为矩形，ptc加热器外壁与通孔匹配贴合。
13.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
14.（1）本实用新型省略了加热套和不锈钢金属杆的设计，简化了加热结构。
15.（2）相比于传统加热结构，ptc加热器产生热量直接加热铍陶瓷杆、再对yig小球进行加热，缩短了热量传递路径，有效的减小了热阻，从而减小了热量的损失，提高了加热效率。
16.（3）将多个yig小球整体加热的方式，改进为独立加热方式，在每个yig小球对应的铍陶瓷杆外独立设置ptc加热器，从而由多个ptc加热器一一对应为多个yig小球加热，可以使每个yig谐振器受热更加均匀。
附图说明
17.图1为传统yig滤波器中加热结构示意图；
18.图2为图1的纵剖图；
19.图3为本实用新型的加热结构示意图；
20.图4为图3的纵剖图；
21.图5为不同加热功耗下，两种加热结构的yig小球温度仿真曲线。
22.图中：1、介质腔；2、yig小球；3、ptc加热器；4、铍陶瓷杆；5、聚酰亚胺定位杆；6、长方形ptc加热器；7、加热套；8、不锈钢金属杆。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
24.实施例1：参见图1和图2，传统yig滤波器加热结构，主要采用长方体型ptc加热器3与加热套7相结合的整体加热方式进行加热。该结构包括介质腔1、长方形ptc加热器6、加热套7、不锈钢金属杆8、铍陶瓷杆4、yig小球2。加热套7两端粘接在介质腔1上，ptc加热器3烧焊在加热套7表面。加热原理为：在长方形ptc加热器6的电极两端施加恒定电压，电流通过ptc产生热量，从而使加热套7加热，不锈钢金属杆8嵌套在加热套7中，通过加热套7，加热不锈钢金属杆8，铍陶瓷杆4又嵌套在不锈钢金属杆8中，通过不锈钢金属杆8，使铍陶瓷杆4加热，铍陶瓷杆4端面粘接有yig球，又通过铍陶瓷杆4，实现yig小球2加热，同时因为采用的ptc加热器3为热敏电阻，其内阻会随温度的变化而改变，从而可以自动改变加热功率，使ptc加热器3温度恒定在一定范围内，从而实现yig小球2在一定范围内恒温。但目前这种加热结构、结构复杂，热量传递路径长，而且采用了导热能力差的不锈钢材料金属杆进行热量传递，会显著增大热阻，导致加热效率低下。
25.实施例2：参见图3、图4和图5，一种yig滤波器的加热结构，所述yig滤波器包括介质腔1和位于其内部的数个yig小球2，介质腔1两侧设有贯穿至yig小球2的通孔，所述通孔与yig小球2一一对应；通孔内设有ptc加热器3，介质腔1外设有为ptc加热器3供电的恒定电
压源；所述ptc加热器3中嵌入有一铍陶瓷杆4，所述铍陶瓷杆4一端连接yig小球2，另一端连接一聚酰亚胺定位杆5，所述聚酰亚胺定位杆5用于调整yig小球2在介质腔1内的位置。
26.本实施例中：所述通孔横截面为圆形，ptc加热器3外壁与通孔匹配贴合；铍陶瓷杆4的横截面为圆形，ptc加热器3内壁与铍陶瓷杆4匹配贴合。
27.本实施例加热原理为：ptc加热器3的电极两端施加恒定电压，电流通过ptc加热器3内部时产生热量，由ptc加热器3直接加热铍陶瓷杆4，铍陶瓷杆4直接加热端面的yig小球2。本发明简化了加热结构，去掉了铍青铜加热套7和不锈钢金属杆8，有效的缩短了热量传递路径，提高了加热效率，而且每个yig谐振器采用独立加热方式代替整体加热，可以实现每个yig谐振器均匀受热。
28.为了证明本实用新型的加热结构能够有效的提高加热效率，通过有限元分析软件，对实施例1、实施例2中两种加热结构进行了稳态热仿真分析，其仿真结果如图5所示。由图5可以看出，在输入相同加热功耗情况下，本实用新型加热结构中，yig小球2的温度明显高于传统加热结构。当输入加热功耗同时为5w时，本实用新型加热结构yig小球2温度为130℃左右，而传统加热结构yig小球2温度为90℃左右。由此说明本发明加热结构减小了在导热过程中热量的损失，有效的提高了加热效率。
29.综上，本实用新型改变了ptc加热器3的结构和加热方式，使每个yig谐振器实现了独立加热，且简化了加热结构，缩短了热量传导路径。
30.实施例3：参见图3和图4，本实施例中，所述通孔横截面为矩形，ptc加热器3外壁与通孔匹配贴合；铍陶瓷杆4的横截面为圆形，ptc加热器3内壁与铍陶瓷杆4匹配贴合。其余与实施例2相同。
31.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。