专利名称：具有可变形的膜片的微波循环器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种循环器，特别是一种用在微波应用中的循环器。
通常使用一些循环器来将多个口特别是3个口结合在一起，使得从一个口进入到该循环器的信号可以沿一个方向行进，例如从口1向口2(而不向口3)，从口2向口3(而不向口1)，或者从口3向口1(而不向口2)。当一个口连接到匹配的负载上时，该装置用作绝缘装置；在这里另两个口之间的信号只能沿一个方向流动。
常用循环器的实例和通常的循环器的结构在
图1(a)，1(b)和2中示出。图1(a)示出了已知的循环器的结构，该已知的循环器包括一个两个半壳11和12的壳体10，每个半壳具有用于容纳永磁体15，16的凹槽13，14，并且还具有铁素体元件17，18。这些半壳体是由一种半壳工艺形成的，而凹槽13，14和其它的不连续性(例如变换台阶部分19)是通过铣削形成同时在安装期间，与铁素体和磁体配合的两个半壳被放在一起并且通过合适的装置连接以便形成一个完整的壳体。沿中间的分型面的这样的结构的俯视图在图2中示出，其中可以看到带有相应的铁素体18的完整的壳体10的下半部分通过相应的变换部分23，34，25与3个微波导向口20，21，22连接。
图1(a)的替换实施例在图1(b)中示出。这里，与图1(a)的对称结构相反，只有使用一个铁素体18和永磁体16并且变换级仅仅在该半壳中具有台阶，该半壳容纳这两个零件。
这样的循环器的性能主要取决于这样一些因素主要是在该铁素体和上半壳(图1(b))或者在两个铁素体(图1(a))之间的空气隙26的尺寸和均匀性，在壳体中铁素体的位置的对中性。很清楚性能主要取决于制造和装配公差，如图3所示。对于该空气隙的尺寸(尺寸A)的不确定性，主要的导致因素是铁素体的尺寸(尺寸B)和壳体装配尺寸(尺寸C)的公差以及将铁素体连接到该壳体上的粘合层的厚度(尺寸D)的公差。至于该铁素体在该壳体中的位置的不确定性，通常使用一种量具或者模板来定位该铁素体，也需要考虑这样的量具或者模板的精度误差。
根据本发明的第一特征，设有一种循环器，该循环器包括第一和第二半壳构成的壳体，在该第一半壳的中央部分中并且连接到该第一半壳上的、带有相应的磁体的铁素体元件，与该铁素体元件相邻的、具有可变形的膜片的第二半壳，在该膜片和铁素体元件之间存在空气隙，该循环器还包括一个用于是膜片变形的调整装置，从而调整该空气隙的大小。
该调整元件最好容纳在一个凹槽中，该凹槽形成在第二半壳中，该调整元件构造成使得其向下靠在膜片上，从而将该膜片向该铁素体元件移动。
该调整元件最好是一个螺钉，该螺钉具有与形成在凹槽中的相应的螺纹线相配合的螺纹线。
该凹槽最好是在第二半壳上进行铣削操作的结果，该膜片是该第二半壳在铣削操作之后剩下的部分。
该铁素体元件最好容纳在一个形成在该第一半壳中的空腔。
该空腔最好加工成在该铁素体元件和空腔之间具有非常小的间隙。该空腔和铁素体元件最好彼此形成摩擦配合。该空腔和铁素体元件间形成彼此间的过盈配合。
最好通过一种应用粘合剂施加在该铁素体元件的侧面和该空腔的相应的侧面上，使该铁素体元件连接到该空腔中。该粘合剂最好设置在作为该空腔的延伸部分的沟槽中，这些沟槽在该第一半壳中围绕该空腔的外缘间隔。最好存在围绕该空腔的外缘距离大致相等设置的沟槽。
最好施加该粘合剂使得例如形成在沟槽处的粘合剂的珠缘，该珠缘通过目测很容易看到。
将铁素体连接到该第一半壳的中央部分上的粘合剂的使用就其本身的性能来说被认为是有创造性的。因此根据本发明的第二特征设置一种循环器，该循环器包括由第一和第二半壳构成的壳体，在该第一半壳的中央部分中并且连接到该第一半壳上的、带有相应的磁体的铁素体元件，其中通过在该铁素体元件和第一半壳的侧面之间施加粘合剂，该铁素体元件连接到该第一半壳中。
根据本发明的循环器将通过示例并且参照附图被描述，附图包括图1(a)和图1(b)是侧面截面示出的已知循环器的两个实施例，而图2是沿两个实施例的剖面II-II的视图；图3是图1(b)的循环器，示出了在该循环器制造中涉及到的公差；图4是根据本发明的部分截面图；图5是根据本发明的循环器的优选实施例的部分平面截面图；图6示出了根据本发明将铁素体粘结到循环器的半壳上的优选实施例；和图7示出了图4中示出的本发明的实施例的对称形式。
参照附图4，根据本发明的循环器的特征在于3个措施，每个措施带来了对由于制造公差导致的性能不确定性的降低，这些措施一起提供了增强的性能确定性。
在图4中，该上半壳11已经在局部区域30中被铣削从而提供了在该半壳的大部分深度上的凹槽31。在这个铣削操作之后留下的壳体部分用作膜片32，该膜片32足够薄以便沿双箭头示出的方向弹性变形。该空气隙26是在该铁素体18和膜片32的下侧之间的空间。为了允许这个空气隙26可以被调整，在凹槽中插入调整元件33，该凹槽制成受到对该膜片32的上面的可变力。因为在自然状态中该膜片将不变形并且平行于该壳体表面34，在该结构中仅仅变形的力将是向下的方向的力，使得该膜片被迫靠近该铁素体18，从而降低该空气隙26。因为该调整装置的单一方向特性，未调整的空气隙应该大于实际使用中所需要的空气隙。
在本发明的优选形式中，如图4所示，该调整元件最好采取具有螺纹的螺钉，该螺纹与相应的在凹槽31中加工的螺纹配合。该螺钉是由磁性材料(最好是钢)制成并且用作磁轭。
剩下的所采用的两个措施增强了性能的确定性，该两个措施在于将该铁素体元件连接到壳体上的区域。首先不用将铁素体直接连接到该下半壳12的上表面35上(图3)，首先在该下半壳中加工出空腔36并且然后将铁素体插入到该空腔中。该空腔的与该铁素体的侧面尺寸(直径)相关的侧向尺寸(直径)应该是这样的允许该铁素体在该空腔中尽可能小的运动。实践中，该铁素体和空腔36的相对尺寸应该确保至少摩擦配合，最好是过盈配合。第二为了将该铁素体固定到位，代替如图3的通常的方案所示那样将粘合剂施加到该铁素体下侧，在该铁素体的侧面37和一些进一步的小凹槽(径向沟槽)38之间施加粘合剂，该进一步的小凹槽构成了主要空腔36的小的局部延伸部分。因此这些凹槽充有粘合剂，这样将该铁素体固定到位。
这个方案的优点在于(a)由于空腔36的限定作用导致了该铁素体不能侧向游动。
(b)该铁素体在该下半壳的表面35上的平均高度是可以预测的(忽视了该铁素体本身可能存在的高度误差)，因为该铁素体没有坐落在任何粘合剂上。在常用的结构中，坐落有铁素体的该粘合剂底座将受到一定的挤压力；这些力的大小和该粘合剂层的初始深度和稠度都导致了在该下半壳上的该铁素体的上表面的高度的不可预测。
(c)该空气隙26的的大小在该铁素体的上表面41(见图4)的一定程度上是均匀的。这是因为不能在铁素体狭面的任何位置处设置粘合剂。
根据允许该粘合剂的粘合品质可以目测到(见图6)，最好施加足够的粘合剂，使得该粘合剂在该沟槽38上移动并且构成局部珠缘40，这可以在查看所示的方向中的一个或者多个口时被看到。
通过光学或者机械装置可以代替空气隙的测量装置，或者可替换地，该循环器的HF性能可以在操作调整元件时被监测。最好在本发明下需要被监测的性能是该循环器的传输参数或者反射参数。
尽管图4中示出的本发明的实施例涉及了一种类似于图1(b)的非对称循环器结构，但是还可以使用本发明的图1(a)中的对称结构。这个情况中(见图7)，通过使用刚刚描述过的粘合方法在该第二铁素体17类似地连接到带有相应的沟槽(径向凹槽)51的第二空腔50中，该相应的沟槽51制成在该第二半壳11中。
在本发明的进一步的变形中，该膜片不是用壳体本身形成的，而是一个与该壳体分隔的元件。在这个结构中，该上半壳完全被铣削以便形成一个孔而不是仅仅一个凹槽31，弹性可变形的薄膜片紧紧安装到该孔的内部开口中。在这个实施例中，当然必须将这个分隔的膜片紧固成，使得该调整元件33的向下的作用力使该膜片完全不会放松。因为实践中可能难于确保这样，所以最好使如图4示出的整体结构。
原则上可以构思设置膜片，该膜片是预张紧的使得该膜片占据靠近铁素体而不是图4示出的铁素体的位置。在这个情况中，该空气隙的调整将沿向外的方向，即通过移动该膜片进一步远离该铁素体来增加该空气隙。这样将导致提供一种调整元件，该调整元件被机械地连接到该膜片上，使得通过旋转例如图4中的螺钉33该膜片被迫向上。仅管这种实施是可能的，但是比图4示出的方案更难于投入实用，从而最好还是图示中的方案。
权利要求
1.一种循环器，该循环器包括由第一和第二半壳(12，11)构成的壳体(10)，在该第一半壳(12)的中央部分中并且连接到该第一半壳(12)的、具有相应的磁体(16)的铁素体元件(18)，与该铁素体元件相邻的具有可变形膜片(32)的第二壳体，在该膜片和该铁素体元件之间存在空气隙(26)，该循环器还包括用于使膜片变形的调整装置，从而调整空气隙的尺寸。
2.根据权利要求1所述的循环器，其中，该调整元件(33)容纳在一个凹槽(31)中，该凹槽形成在该第二半壳中，该调整元件构造成可以向下压膜片(32)从而将膜片向铁素体元件(18)移动。
3.根据权利要求2所述的循环器，其中该调整元件是螺钉(33)，该螺钉(33)具有与在该凹槽(31)的侧面中形成的相应的螺纹相配合的螺纹。
4.根据权利要求3所述的循环器，其中该凹槽(31)是在该第二半壳(11)上进行铣削操作的结构，该膜片(32)是该第二半壳的完成铣削操作之后留下的部分。
5.根据前述权利要求中任一项所述的循环器，其中该铁素体元件(18)容纳在凹槽(36)中，该凹槽(36)形成在该第一半壳(12)中。
6.根据权利要求5所述的循环器，其中该空腔(36)加工成使得在该铁素体元件(18)和空腔之间存在非常小的间隙。
7.根据权利要求6所述的循环器，其中该空腔(36)和铁素体元件(18)彼此构成摩擦配合。
8.根据权利要求6所述的循环器，其中该空腔(36)和铁素体元件(18)彼此构成过盈配合。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的循环器，其中通过粘合剂该铁素体元件(18)紧固到空腔(36)中，该粘合施加到该铁素体元件和该空腔的相应的侧面之间。
10.根据权利要求9所述的循环器，其中该粘合剂设置在作为该空腔(36)的延伸部分形成的沟槽(38)中，该沟槽在第一壳体(12)中围绕该空腔的外缘间隔形成。
11.根据权利要求10所述的循环器，其中存在围绕该空腔(36)大致等距设置的3个沟槽(38)。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的循环器，其中该粘合剂被施加成使得在该沟槽(38)处形成粘合剂珠缘，该珠缘通过目测可以容易地看到。
13.一种包括由第一和第二半壳(12，11)构成的壳体(10)的循环器，在该第一半壳(12)的中央部分中并且连接到该第一半壳(12)的、具有相应的磁体(16)的铁素体元件(18)，其中通过粘合剂该铁素体元件连接到该第一半壳上，该粘合剂施加在该铁素体和第一半壳的侧面(37)之间。
全文摘要
一种循环器，包括两个半壳(12，11)的壳体(10)，在第一半壳(12)的中央部分中具有铁素体(18)和相应的磁体(16)，在该铁素体上面的第二半壳(11)具有膜片(32)，该膜片(32)通过在膜片上操作调整装置(33)可以变形，使得调整在膜片和铁素体之间的气隙尺寸。该膜片最好是该第二半壳在铣削操作之后的剩余部分以便提供凹槽(31)，该凹槽容纳例如螺钉形式的调整装置。为了进一步增强该循环器性能特征的可预测性，该铁素体座落在空腔(36)中，该空腔(36)形成在第一半壳中，通过在该铁素体的侧面(37)和该空腔的对应的侧面之间施加粘合剂将铁素体固定到该第一半壳上。
文档编号H01P11/00GK1568559SQ02819989
公开日2005年1月19日 申请日期2002年9月11日 优先权日2001年10月10日
发明者S·马丁, J·埃宾格尔, K·贝茨 申请人:马科尼通讯股份有限公司