一种K波段同轴封装式双端口共面环行器的制作方法

一种k波段同轴封装式双端口共面环行器
技术领域
1.本实用新型涉及航天微波通信领域，具体为一种k波段同轴封装式双端口共面环行器。


背景技术：

2.随着微波技术的高速发展，微波电子设备在军工领域里广泛应用，在近代雷达通信系统中要用到具有单方向环行特性的无源器件。现有的环行器结构端口排列单一，密封性能差，从而导致存在其电性能不稳定的问题，其次现有的环形器结构复杂从而导致不易于装配。


技术实现要素：

3.实用新型目的：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种k波段同轴封装式双端口共面环行器，通过本实用新型的组装方法，结构密封性好，适用于水下作业和航天领域，选用的设计方案和空气介质连接器攻克了同轴器件在高频段的劣势。
4.技术方案：第一方面，本实用新型提供一种k波段同轴封装式双端口共面环行器，包括：
5.上腔体、下腔体、第一铁片、第二铁片、盖板组、第一介质环、第二介质环、第一铁氧体、第二铁氧体、内导体、第一永磁体、第二永磁体、smp探针式连接器组、空气介质连接器；
6.其中，所述上腔体相对设置在下腔体的一侧面上且下腔体上开设有凹槽；所述上腔体和下腔体相对设置的另一侧面上分别开设有圆腔；
7.所述第一铁片、第一永磁体分别收容在所述上腔体的圆腔中，所述第二铁片、第二永磁体分别收容在所述下腔体的圆腔中；
8.所述第一介质环、第二介质环相对设置在下腔体的凹槽中，所述第一介质环上开设有与第一铁氧体适配的第一圆槽，所述第二介质环上开设有与第二铁氧体适配的第二圆槽；
9.所述内导体的一侧面与所述第一介质环抵接，另一侧面与所述第二介质环抵接，所述内导体上连接有引线；
10.所述上腔体和下腔体上开设有与smp探针式连接器组插接的探针端口；所述smp探针式连接器组的探针焊接在引线上；
11.所述空气介质连接器通过法兰固定安装在上腔体和下腔体上且与内导体引线连接；
12.所述盖板组固定安装在上腔体顶部和下腔体的底部。
13.在进一步的实施例中，所述盖板组包括：第一盖板、第二盖板；第一盖板固定安装在上腔体的顶部，第二盖板固定安装在下腔体的底部；所述上腔体和下腔体上开设有用于收容盖板组的型槽，所述型槽中开设有用于通过螺钉固定盖板组的安装孔。
14.在进一步的实施例中，所述凹槽的边缘设有用于收容内导体三端点且与外界连通
的端口槽。
15.在进一步的实施例中，所述端口槽包括：第一端口槽、第二端口槽、第三端口槽；所述第一端口槽、第二端口槽位于同一平面上且分别与探针端口连通；所述第三端口槽与空气介质连接器对应；探针和空气介质连接器均选用铜表面镀金层材料制成，显著提高探针和空气介质连接器的耐磨损能力，使得环行器的信号稳定性增强。
16.在进一步的实施例中，所述第一铁片、第一永磁体、第一介质环、第一铁氧体、第二铁氧体、第二介质环、第二铁片、第二永磁体的横截面均为圆形；所述第一铁片、第一永磁体、第一介质环、第一铁氧体、第二铁氧体、第二介质环、第二铁片、第二永磁体的圆心位于同一轴芯线上；所述第一永磁体、第二永磁体通过对第一铁氧体、第二铁氧体纵向磁化与上腔体、下腔体、上盖板、下盖板形成双面磁化回路，可以拓宽频带，为环行器工作提供外部恒定直流偏置磁场；所述第一铁氧体、第二铁氧体采用尖晶石铁氧体，其密度高，易于提高铁氧体表面抛光光洁度；确保了在k波段的优异电性能指标；
17.在进一步的实施例中，所述内导体的中心呈三角形，沿着三角形的顶点向外延伸出三个外分支臂且沿着三角形的顶点向内连接有三个内分支臂；使得所述内导体整体呈双y形，所述引线连接在三个外分支臂的端点处。
18.在进一步的实施例中，所述第一铁氧体、第二铁氧体的直径为2.45~2.55mm，所述第一铁氧体、第二铁氧体的厚度为0.45~0.55mm。
19.在进一步的实施例中，所述第一铁片、第二铁片的表面镀有镍层。
20.在进一步的实施例中，所述盖板组包括钢制材料本体，所述钢制材料本体的表面镀有镍层。
21.在进一步的实施例中，所述第一铁片、第一永磁体、第二铁片、第二永磁体通过烘干胶与盖板组粘贴。
22.有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
23.通过第一铁片、第一永磁体、第一介质环、第一铁氧体、第二铁氧体、第二介质环、第二铁片、第二永磁体的同轴设置使信号稳定、具备优秀的导电性和抗氧化能力保证永磁体纵向磁化铁氧体，铁氧体边缘磁化均匀，接地良好。并且采用上下腔式封装结构的设计方式保证了铁氧体表面受力均匀，能够保护铁氧体，降低了铁氧体开裂的风险，提高了产品的可靠性。
24.其次电性连接端口采用中心双y形设计，使两端口共面设计，可以优化电性能指标，实现端口排列多样性避免端口单一。
附图说明
25.图1为一种k波段同轴封装式双端口共面环行器的零件分解图；
26.图2为一种k波段同轴封装式双端口共面环行器的立体图一；
27.图3为一种k波段同轴封装式双端口共面环行器的立体图二；
28.图中标注说明：第一盖板1、第一铁片2、第一永磁体3、上腔体4、smp探针式连接器组5、探针端口50、第二介质环6、第二铁氧体7、内导体8、第一铁氧体9、第一介质环10、下腔体11、第二永磁体12、第二铁片13、第二盖板14、空气介质连接器15。
具体实施方式
29.为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
30.如图1至图3所示的一种k波段同轴封装式双端口共面环行器，包括：第一盖板1、第一铁片2、第一永磁体3、上腔体4、smp探针式连接器组5、第二介质环6、第二铁氧体7、内导体8、第一铁氧体9、第一介质环10、下腔体11、第二永磁体12、第二铁片13、第二盖板14、空气介质连接器15。
31.其中，上腔体4和下腔体11相对设置且下腔体11上开设有凹槽；上腔体4和下腔体11的另一侧面上分别开设有圆腔；第一铁片2、第一永磁体3分别收容在上腔体4圆腔中，第二铁片13、第二永磁体12分别收容在下腔体11圆腔中；
32.第一介质环10、第二介质环6相对设置在下腔体11和上腔体4的凹槽中， 所述第一介质环10上开设有与第一铁氧体9适配的第一圆槽，所述第二介质环6上开设有与第二铁氧体7适配的第二圆槽；
33.内导体8的两侧面分别与第一介质环10、第二介质环6抵接，着三角形的顶点向外延伸出三个外分支臂且沿着三角形的顶点向内连接有三个内分支臂；使得所述内导体8整体呈双y形，所述三个外分支臂的端点设有引线；
34.上腔体4或下腔体11上连接有与smp探针式连接器组5插接的探针端口50；探针焊接在引线上；
35.空气介质连接器15通过法兰固定安装在上腔体4和下腔体11上且与内导体8引线连接；所述空气介质连接器15为2.92mm空气介质连接器
36.盖板组固定安装在上腔体4顶部和下腔体11的底部；铁片和永磁体需要使用胶体或其它粘剂经烘烤后固定在腔体表面的永磁体圆槽内，盖板组使用胶体或其它粘剂经烘烤后固定在上、下腔体11表面，再使用螺钉将其加固，提高抗震能力。
37.盖板组包括：第一盖板1、第二盖板14；第一盖板1固定安装在上腔体4的顶部，第二盖板14固定安装在下腔体11的底部；上腔体4和下腔体11上开设有用于收容盖板组的型槽和安装孔。
38.凹槽设有收容内导体8三端点且与外界连通的端口槽，进一步的，端口槽包括：第一端口槽、第二端口槽、第三端口槽；第一端口槽、第二端口槽位于同一平面上且分别与探针端口50连通；第三端口槽与空气介质连接器15对应；探针和空气介质连接器15均选用铜表面镀金层材料制成，显著提高探针和空气介质连接器15的耐磨损能力，使得环行器的信号稳定性增强。
39.第一铁片2、第一永磁体3、第一介质环10、第一铁氧体9、第二铁氧体7、第二介质环6、第二铁片13、第二永磁体12的横截面均为圆形；第一铁片2、第一永磁体3、第一介质环10、第一铁氧体9、第二铁氧体7、第二介质环6、第二铁片13、第二永磁体12的圆心位于同一轴芯线上；第一永磁体3、第二永磁体12通过对第一铁氧体9、第二铁氧体7纵向磁化与上腔体4、下腔体11、上盖板、下盖板形成双面磁化回路，可以拓宽频带，为环行器工作提供外部恒定直流偏置磁场；第一铁氧体9、第二铁氧体7采用尖晶石铁氧体，其密度高，易于提高铁氧体表面抛光光洁度；确保了在k波段的优异电性能指标；第一铁氧体9、第二铁氧体7的直径为2.45~2.55mm，第一铁氧体9、第二铁氧体7的厚度为0.45～0.55mm。
40.第一铁片2、第二铁片13的表面镀有镍层，增加导磁率的同时提高耐腐蚀性。
41.第一介质环10、第二介质环6材质选用聚四氟乙烯，对内导体8起固定作用。
42.第一永磁体3、第二永磁体12为钐钴永磁体采用稀土材料制成；利用微波器件的非互易特性，为环行器提供外部直流偏置磁场，与腔体形成磁回路。
43.盖板组采用钢制材料制成表面镀有镍层，提高耐腐蚀性。
44.第一铁片2、第一永磁体3、第二铁片13、第二永磁体12通过烘干胶与盖板组粘贴。
45.上述环行器的主要技术指标如下表：
46.频率范围23-26ghz正向损耗≤0.6反向隔离≥18db驻波系数≤1.30温度范围-55℃~ 85℃接头形式w-w-w外形尺寸24
×
22.8
×
12.7mm
47.组装过程包括如下：
48.在平整操作台放置下腔体11；在下腔体11底部平放入第一介质环10，将第一铁氧体9嵌入第一介质环10第一圆槽内壁固定，在第一介质环10、第一铁氧体9的上表面平整放置内导体8，探针以焊接方式装连内导体8端口处，从而使探针由下腔体11外部共面圆形端口插入下腔体11内壁与内导体8的共面双端口装连；在内导体8的另一面放置第二介质环6，将第二铁氧体7嵌入第二介质环6第二圆槽内壁固定，在第二介质环6的一侧面放置上腔体4；使用适量螺钉密封上腔体4和下腔体11并对齐封装，依次在上腔体4外表面使用胶粘剂烘烤第一永磁体3、第一铁片2使其固定在上盖板上，再使用螺钉对上盖板和上腔体4加固；依次在下腔体11外表面使用胶粘剂烘烤第二永磁体12、第二铁片13使其固定至下盖板上，使用螺钉对下盖板和下腔体11加固；空气介质连接器15使用螺钉固定在上腔体4和下腔体11上。
49.设计时选定铁氧体材质、参数和介电常数通过仿真软件实现铜镀银内导体8电路的y形双端口共面设计；在本实用新型用于电性连接时，使永磁体、铁氧体及内导体的中心轴线在同一直线上相重叠；得到优秀的高频宽带电性能指标；
50.通过第一铁片2、第一永磁体3、第一介质环10、第一铁氧体9、第二铁氧体7、第二介质环6、第二铁片13、第二永磁体12的同轴设置使信号稳定、具备优秀的导电性和抗氧化能力保证永磁体纵向磁化铁氧体，铁氧体边缘磁化均匀，接地良好。并且采用上下腔式封装结构的设计方式保证了铁氧体表面受力均匀，能够保护铁氧体，降低了铁氧体开裂的风险，提高了产品的可靠性。
51.其次电性连接端口采用中心双y形设计，使两端口共面设计，可以优化电性能指标，实现端口排列多样性避免端口单一。
52.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。