专利名称：微波器件的铁氧体外壳的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及微波器件，更特别地，涉及铁氧体外壳。
背景技术：
铁氧体循环器典型地配置为具有可用来在例如RF 电路或微波电路中控制信号流方向的铁氧体材料和磁体的多端口(例如，三端口)无源RF或微波器件。例如，铁氧体循环器可用来控制无线基站或功率放大器应用中的信号流。铁氧体隔离器典型地通过终结铁氧体循环器的一个端口构成。终结一个端口导致信号或能量只在一个方向流动，其可以用于，例如，隔离一连串互连组件中的组件。通常，铁氧体隔离器是多端口器件，例如具有一个端口终结，并且具有由磁偏的铁氧体盘或片形成的对称Y—结的三端口器件。通过一个由匹配的终端隔离的端口(例如，端口 3)，隔离器允许，例如微波能量只沿一个方向(例如，从三个端口中的一个到三个端口中的另一个)流动，从而提供一个方向上的高衰减。在操作中，进入铁氧体隔离器其中一个端口的微波信号遵从基于磁化的铁氧体与电磁波的相互作用的旋转方向(rotating sense)。这样，通过对称地构成铁氧体隔离器，可以提供通过铁氧体隔离器的规定的信号路径或方向。这样，铁氧体隔离器可以通过终结铁氧体循环器其中一个端口来提供，并用于抗反射保护。此外，已知的铁氧体循环器和隔离器包括机械加工的外壳，以及更特别地，冲压的两片外壳/基板组件，其中两片(例如，外壳和基板)在二次加工中连接(例如，焊接)起来。其它已知的铁氧体循环器和隔离器可以包括具有落入式主体、高功率终端(用于隔离器)和安装孔的金属注模外壳。这些已知的铁氧体循环器和隔离器要求硬连接和其他的二次加工以装配或完成最终的外壳(例如，连接外壳安装部分的安装板或螺纹孔或排泄孔)。这增加了这些铁氧体隔离器的全部制造和装配的时间、复杂性和费用。
发明内容
解决方案通过提供一种铁氧体外壳来提供，所述铁氧体外壳包括用来在其中容纳至少一个铁氧体元件的主体和多个从主体延伸并形成其一部分的安装部分。
现在将参考下列附图通过实例描述本发明图I是铁氧体隔离器的示范性实施例的图。图2是说明经过铁氧体隔离器的信号流的图。
图3是说明隔离在铁氧体隔离器中的信号流的图。图4是按照本发明示范性实施例构造的铁氧体隔离器外壳的俯视图。图5是按照本发明示范性实施例构造的铁氧体隔离器外壳的俯视透视图。图6是按照本发明示范性实施例用来构造铁氧体隔离器外壳的模板的俯视透视图。图7是按照本发明示范性实施例的铁氧体隔离器的分解透视图。图8是按照本发明示范性实施例构造的铁氧体循环器外壳的俯视图。
图9是按照本发明示范性实施例构造的铁氧体循环器外壳的俯视透视图。图10是按照本发明示范性实施例用来构造铁氧体循环器外壳的模板的俯视透视图。图11是按照本发明示范性实施例的铁氧体循环器的分解透视图。
具体实施例方式图I示出了铁氧体器件30，例如铁氧体循环器或隔离器，的示范性实施例。铁氧体器件30通常包括外壳32,该外壳32由具有排列在其中的一个或多个磁体34和一个或多个铁氧体元件36 (例如，铁氧体片或盘)的主体限定。外壳32是由金属例如钢或铝构成，并且其在一个实施例中形成为圆柱腔谐振器。 铁氧体器件30还包括多个带状线电路38(在图I中只显示了一个带状线电路38 )，其限定了铁氧体器件30的端口 40。例如，Y结铁氧体循环器可以通过提供定义了三个不同端口 40的三个带状线电路38形成，Y结铁氧体隔离器可以通过终结其中一个端口形成。例如，三个端口 40中的一个可以由已知的50欧姆终结器终结。铁氧体器件30还可以包括接地平面42以在铁氧体器件30内建立接地参考。注意，在铁氧体器件30的外壳32中可以在不同组件之间，例如，在接地平面42和带状线电路38之间提供电介质(未示出)。此外，尽管只示出了一个磁体34和一个铁氧体元件36，但是在外壳32内可以多层结构提供另外的磁体34和铁氧体元件36。同样，可以提供定义了另外端口 40的另外带状线电路38 (例如，定义了四端口铁氧体器件30的四个带状线电路)。在操作中，如图2所示，电力可以供应给由外壳32外部延伸的带状线电路38形成的端口 40定义的多个传输线44中的任何一个。当电力供应给多个传输线44中的一个时，形成了驻波图(未示出)。该电磁场图由外壳32中产生的反旋波引起。注意，铁氧体器件30中的耦合与隔离是由端口 40和驻波图的相对位置决定的。穿过铁氧体元件36的感生轴向磁场的存在改变了基于旋转方向的旋转波的有效导磁率。这导致了驻波图的旋转。例如，可如此配置铁氧体器件30以致提供的电力传输和隔离能力使得驻波图旋转30度。对于铁氧体隔离器，如图2和3中所示，端口 40中的一个(例如，端口 3)使用终结器43 (例如，50欧姆终结器)内部终结以提供两端口隔离器。在本实施例中，当输入信号施加到端口 I时，正向功率通量以顺时针循环方向从端口 I到端口 2提供。当输入信号施加到端口 2时，从端口 2到端口 3提供反向功率通量。然而，由于端口 3被终结，如已知的那样，多数从端口 2流到端口 3的信号被终结器43吸收。注意，从端口 2到端口 I的流的隔离取决于终结器43和端口 3的电压驻波率(VSWR)。也要注意，一些信号流可能从端口 3反射并循环回端口 I。注意，对于铁氧体循环器，从外部提供终结。本发明的各种实施例提供了具有整体结构的单片外壳32，在一个示范性实施例中，其是单片落入式铁氧体外壳，其中不需要二次加工来生产或构造外壳32。特别地，对于如图4和5所示的铁氧体隔离器31，外壳32包括主体33 (例如，落入式隔离器主体)，该主体具有多个开口 48，例如形成在主体33的侧面或侧壁50之间的槽。开口允许带状线电路38 (图I和7所示)从此延展以形成铁氧体隔离器31的端口 40 (图I 一 3所示)。另外，夕卜壳32包括多个形成为外壳32 —部分的安装部分52，用来将外壳32安装在例如微波器件内。更特别地，示范性实施例中的外壳32是单片设计，具有安装部分52和由单片形成的主体33。每个安装部分52通常对应于其中一个开口 48，并且包括一个或多个安装孔54，所述安装孔可利用例如螺钉或螺栓来安装外壳32。例如，基于铁氧体隔离器31的应用，安装孔54可以是光滑的或有螺纹的。每个安装部分52通常从外壳32的底部或下部56侧向伸出，并且通常垂直于侧面或侧壁50。注意，每个安装部分52可以按要求或需要确定大小和形状。在示范性实施例中，安装部分52按照安装铁氧体隔离器的标准覆盖面积(footprint)确定大小和形状，并且如已知的那样，例如为I英寸乘以I. 25英寸和I英寸乘以I英寸。 在示范性实施例中，其中一个安装部分52包括多个对准构件60，其整体形成为外壳32的一部分，并通常垂直于外壳32的底部或下部56的平面延伸。对准构件可以是例如突起，所述突起限定了用于容纳并安装(例如，通过环氧树脂)并在其中保持终结器43 (图2和3所示)例如芯片终结器71 (图7所示)的终结器安装区域62。在示范性实施例中，具有终结器安装区域62的安装部分52通常具有三角形的形状。终结器43终结了铁氧体隔离器31的端口 40 (图2和3所示)。终结器安装区域62提供为通常的平面区域以用来在其中基本上水平地支撑终结器43。此外，还提供了多个对准构件64以在外壳32中对准铁氧体元件36。多个对准构件64整体形成为外壳32的一部分以在其中对准铁氧体元件36。多个对准构件64通常垂直于外壳32的底部或下部56的平面延伸为例如突起，以限定将铁氧体元件36保持在其中的对准区域55。在题为“具有对准构件的铁氧体循环器”同时待决并共同拥有的美国专利申请10/894，812中描述了对准构件64的例子。注意，对准构件60和64的数量和构造可以按要求或需要修改。例如，尽管对准构件60和64示出为具有特定的形状，但是可以提供具有例如正方形、矩形、八角形或其它几何形状截面的对准构件60和64的形状，以分别在其中保持不同的终结器43或铁氧体元件36。此外，可以修改对准构件60和64的高度以容纳(例如，容纳在对准区域55中)并分别在其中保持不同高度的终结器43或以多层结构提供的不止一个的铁氧体元件36。此外，可以修改对准构件60和64的数量与定位以分别容纳终结器43或铁氧体元件36的不同大小与形状。例如，可以排列对准构件60和64以形成正方形、矩形、八角形或其它几何形状的区域以在其中或其间容纳并保持对应形状的终结器43或铁氧体元件36。在各个实施例中，对准构件60和64都整体形成为外壳32的一部分。例如，对准构件60和64可利用机械加工、冲压、铸造和/或模压工艺形成在外壳32中，这些工艺可以是单步骤或多步骤的工艺。例如，在一个示范性实施例中，执行两步骤的工艺来形成对准构件60和64以及其间的对应区域。特别地，在第一步骤中，形成对准构件60或64 (例如，用冲压或从底部或下部分56中拉出柱)，在第二步骤，形成其间的平坦区域。在操作中，该两步骤工艺可以包括，例如，第一机械加工动作以形成对准构件60或64 (例如，柱)，第二机械加工动作以压平平坦区域从而在对准构件60或64之间提供平坦表面。在制造过程中，对准构件60和64可沿外壳32的底部或下部分56的任何位置处形成。另外，注意，可通过任何合适的工艺包括但不限于剪切、挤压、冲孔等提供对准构件60和64作为外壳32的一部分的整体形成，以形成单个整片。在模压或铸造工艺中，对准构件60和64可在模压或铸造时形成在外壳32中，或作为二次步骤的部分。如图6所示，外壳32由单个通常平坦的模板70 (例如，平坦的金属模板)形成。平坦模板70按照要求或需要可以包括不同的几何形状或图案，例如环形、正方形、矩形、六边形等。以包括形成侧面或侧壁50和安装部分52的部分的形状提供模板70。这样，具有安装部分52和开口 48的外壳32由单个模板70形成。例如，模板70可利用机械加工工艺例如放电机械加工工艺构成，用冲压工艺在其中形成安装孔54。对准构 件60和64可通过上述的冲压或其它合适的工艺形成。侧面或侧壁50可以通过弯曲工具形成。从模板70形成外壳32的过程可以在多步骤工艺中完成，其中各步骤的顺序可按要求或需要改变。在示范性实施例中，模板70从大片金属中冲压或机械加工而来，接着在其中切割安装孔54，此后形成对准构件60或64和对准或安装区域。跟随这一过程，通过弯曲模板70形成侧面或侧壁50。然而，用来形成外壳32的工艺可以按要求或需要修改，并且可以使用任何合适的形成或机械加工工艺。进一步，因为步骤的顺序可以修改，所以弯曲可以在例如冲压之前进行。另外，模板70可以根据具体的应用或用途而构造为不同的形状和大小。模板70也可以如此修改以代替具有一个外壳32的单结铁氧体隔离器31 (图4和5所示)，提供具有两个带有安装部分的外壳的双结铁氧体隔离器(未示出)。此外，可以机械加工模板70以包括附加的部分。例如，可沿侧面或侧壁50的顶端外部74形成凹槽72以在其中容纳盖的互补构件从而将铁氧体元件36包围在外壳32中。这样，如图7所示，提供了具有由单个模板70形成的外壳32的铁氧体隔离器31。例如，可以提供具有安装部分52和在其上形成的对准构件的外壳32。如图所示，一个或多个铁氧体元件36 (例如，铁氧体盘)插入到由多个对准构件64限定的对准区域55中。在铁氧体元件36的顶部提供了包括多个带状线电路38的电路元件76。从开口 48延伸并形成端口 40的其中一个带状线电路38可以通过(例如，连接到)安装在终结器安装区域62内的终结器71终结。接着在电路元件76和接地平面81之间提供电介质79。可以在接地平面81和磁体34 (当只包括一个铁氧体元件36时)之间提供垫片78。在磁体34上提供磁极片80，在磁极片80上提供覆盖回路82。接着在覆盖回路82上提供盖84，并且盖可利用凹槽72固定到外壳32上。注意，在电路元件76和磁体34之间提供垫片78以最小化如果磁体34接触到电路元件76时可能发生的电路元件76的“损耗”。此外，提供了磁极片80和回路覆盖82并用来如已知的那样在外壳32内聚积磁场并引导穿过其中的能量流。同样，在各种实施例中，盖84是弹簧支撑的，以向外壳32内的元件施加向下的力，以维持其中的元件的位置和对准。如文中所描述的那样，盖84和外壳32可以具有互补部分以将盖84固定到外壳32上(例如，咬合配合)。这样，可以提供具有由单个模板70形成的带有安装部分52的整体结构的外壳32的铁氧体隔离器31。多个安装部分52主要从主体33延伸并形成其一部分。外壳32也可以包括多个对准构件。包括落入式隔离器主体、安装部分、终端对准器、铁氧体对准器和盖保持凹槽的外壳32能够全部在例如冲压工艺中通过一个渐进的冲压模具逐步形成为一个零件。注意，各种实施例不限于具有整体结构的铁氧体隔离器31，而是可以结合任何类型的铁氧体器件实施。例如，可以提供具有整体结构的单片外壳132的铁氧体循环器130，在示范性实施例中，其是单片的落入式铁氧体外壳，其中不需要进行二次加工来制造或构造外壳132。特别地，对于图8和9中所示的铁氧体循环器130，外壳132包括主体133(例如，落入式循环器主体)，该主体具有多个开口 148，例如形成在主体133的侧面或侧壁150之间的槽。开口允许从其伸出带状线电路38 (如图I和7所示)以形成铁氧体循环器130的端口 40(如图I 一 3所示)。另外，外壳132包括多个形成为外壳132—部分的安装部分152用来将外壳132安装到例如微波器件内。更特别地，示范性实施例中的外壳132是单片设计，其具有由单片形成的安装部分152和主体133。每个安装部分152通常对应于其中一个开口 148，并且包括一个或多个 可利用例如螺钉或螺栓来安装外壳132的安装孔154。例如，基于铁氧体循环器130的应用，安装孔154可以是光滑的或有螺纹的。每个安装部分152通常从外壳32的底部或下部156侧向延伸，并且通常垂直于侧面或侧壁150。注意，每个安装部分152可以按要求或需要决定大小和形状。在示范性实施例中，安装部分152按照安装铁氧体循环器的标准覆盖面积确定大小和形状，并且如已知的那样，例如为I英寸乘以I. 25英寸和I英寸乘以I英寸。此外，还可以提供多个对准构件164以在外壳132中对准铁氧体元件136 (未示出)。多个对准构件164整体形成为外壳132的一部分以在其中对准铁氧体元件136。多个对准构件164通常垂直于外壳132的底部或下部156的平面延伸为例如突起，以形成将铁氧体元件136保持在其中的对准区域155。在题为“具有对准构件的铁氧体循环器”的同时待决并共同拥有的美国专利申请10/894，812中描述了对准构件164的例子。注意，对准构件164的数量和构造可以按要求或需要修改。例如，尽管对准构件164示出为具有特定的形状，但是可以提供具有例如正方形、矩形、八角形或其它几何形状截面的对准构件164的形状，以在其中保持不同的铁氧体元件136。此外，可以修改对准构件164的高度以容纳(例如，容纳在对准区域155中)并在其中保持以多层结构提供的不止一个铁氧体元件136。此外，可以修改对准构件164的数量与定位以容纳终结器铁氧体元件136的不同大小与形状。例如，可以排列对准构件164以形成正方形、矩形、八角形或其它几何形状的区域以在其中或其间容纳并保持对应形状的铁氧体元件136。在各个实施例中，对准构件164整体形成为外壳132的一部分。例如，对准构件164可利用机械加工、冲压、铸造和/或模压工艺形成在外壳132中，这些工艺可以是单步骤或多步骤的工艺。例如，在一个示范性实施例中，执行两步骤的工艺来形成对准构件164以及其间的对应区域。特别地，在第一步骤中，形成对准构件164(例如，用冲压或从底部或下部分156中拉出柱)，在第二步骤，形成其间的平坦区域。在操作中，该两步骤工艺可以包括，例如，第一机械加工动作以形成对准构件164 (例如，柱)，第二机械加工动作以压平平坦区域从而在对准构件164之间提供平坦表面。在制造过程中，对准构件164可沿外壳132的底部或下部分156的任何位置处形成。另外，注意，可通过任何合适的工艺包括但不限于剪切、挤压、冲孔等提供对准构件164作为外壳132的一部分的整体形成，以形成单个整片。在模压或铸造工艺中，对准构件164可在模压或铸造时形成在外壳132中，或作为二次步骤的部分。如图10所示，外壳132由单个通常平坦的模板170 (例如，平坦的金属模板)形成。平坦模板170按照要求或需要可以包括不同的几何形状或图案，例如环形、正方形、矩形、六边形等。以包括形成侧面或侧壁150和安装部分152的部分的形状提供模板170。这样，具有安装部分152和开口 148的外壳132由单个模板170形成。例如，模板170可利用机械加工工艺例如放电机械加工工艺构成，用冲压工艺在其中形成安装孔154。对准构件164可通过上述的冲压或其它合适的工艺形成。侧面或侧壁150可以通过弯曲工具形成。从模板170形成外壳132的过程可以在多步骤工艺中完成，其中各步骤的顺序可按要求或需要改变。在示范性实施例中，模板170从大片金属中冲压或机械加工而来，接着 在其中切割安装孔154，此后形成对准构件164和对准或安装区域。跟随这一过程，通过弯曲模板170形成侧面或侧壁150。然而，用来形成外壳132的工艺可以按要求或需要修改，并且可以使用任何合适的形成或机械加工工艺。进一步，因为步骤的顺序可以修改，所以弯曲可以在例如冲压之前进行。另外，模板170可以根据具体的应用或用途而构造为不同的形状和大小。模板170也可以如此修改以代替具有一个外壳32的单结铁氧体循环器130(图8和9所示)，提供具有两个带有安装部分的外壳的双结铁氧体循环器(未示出)。此外，可以机械加工模板170以包括附加的部分。例如，可沿侧面或侧壁150的顶端外部174形成凹槽172以在其中容纳盖的互补构件从而将铁氧体元件136包围在外壳132 中。这样，如图11所示，提供了具有由单个模板170形成的外壳132的铁氧体循环器130。例如，可以提供具有安装部分152和在其上形成的对准构件的外壳132。如图所示，一个或多个铁氧体元件136 (例如，铁氧体盘)插入到由多个对准构件164限定的对准区域155中。在铁氧体元件136的顶部提供了包括多个带状线电路38的电路元件176。接着在电路元件176和接地平面181之间提供电介质179。可以在接地平面181和磁体134 (当只包括一个铁氧体元件136时)之间提供垫片178。在磁体134上提供磁极片180，在磁极片180上提供覆盖回路182。接着在覆盖回路182上提供盖184，并且盖可利用凹槽172固定到外壳132上。注意，在电路元件176和磁体134之间提供垫片178以最小化如果磁体134接触到电路元件176时可能发生的电路元件176的“损耗”。此外，提供了磁极片180和回路覆盖182并用来如已知的那样在外壳132内聚积磁场并引导穿过其中的能量流。同样，在各种实施例中，盖184是弹簧支撑的，以向外壳132内的元件施加向下的力，以维持其中的元件的位置和对准。如文中所描述的那样，盖184和外壳132可以具有互补部分以将盖184固定到外壳132上(例如，咬合配合)。这样，可以提供具有由单个模板170形成的带有安装部分152的整体结构的外壳132的铁氧体循环器130。多个安装部分152主要从主体133延伸并形成其一部分。外壳132也可以包括多个对准构件。包括落入式循环器主体、安装部分、铁氧体对准器和盖保持凹槽的外壳132能够全部在例如冲压工艺中通过一个渐进的冲压模具逐步形成为一个零件。虽然已经以各种特定实施例的形式描述了本发明， 然而本领域技术人员应该认识至IJ，本发明能够在权利要求的实质和范围内修改实施。
权利要求
1.一种铁氧体外壳,包括 用来在其中容纳至少ー个铁氧体元件的主体，所述主体包括多个开ロ并且具有底部和侧面； 位于所述主体内的多个带状线电路，所述多个带状线电路限定端ロ，所述多个开ロ每ー个配置成允许所述多个带状线电路从其延伸，和 从主体的底部侧向向外伸出且垂直于所述主体的侧面并形成为其一部分的多个安装部分，其中所述多个安装部分具有安装孔，所述安装孔配置成接收螺钉或螺栓，从而通过螺钉或螺栓对所述主体进行安装，所述多个带状线电路通过所述多个开ロ中的相应ー个沿着不与对应安装部分重叠的方向从所述主体以直线的方式延伸。
2.按照权利要求I的铁氧体外売，进ー步包括多个对准构件，所述对准构件从其中一个安装部分延伸并形成终结器安装区域以用来保持容纳在其中的终结器的位置。
3.按照权利要求2的铁氧体外壳，其中多个对准构件整体形成为安装部分的一部分。
4.按照权利要求I的铁氧体外壳，其中用来在其上容纳终结器的安装部分被配置为ー般的三角形形状。
5.按照权利要求I的铁氧体外壳，其中多个安装部分中的每ー个包括至少ー个安装孔以将主体安装到物体上。
6.按照权利要求I的铁氧体外壳，其中多个安装部分通常从主体的下部侧向延伸。
7.按照权利要求I的铁氧体外壳，其中多个安装部分的每ー个对应于主体的多个开ロ中的不同开ロ。
8.按照权利要求I的铁氧体外壳,其中主体包括沿主体的顶端外部形成的凹槽以用来保持盖与主体的连接。
9.按照权利要求I的铁氧体外壳，其中多个安装部分和主体具有整体结构。
10.按照权利要求I的铁氧体外壳，其中主体和多个安装部分由单片金属模板构成。
11.按照权利要求10的铁氧体外壳，其中主体和多个安装部分被配置得由单片金属模板形成并且无需二次加工。
12.按照权利要求10的铁氧体外壳，其中主体和多个安装部分利用多步骤エ艺由单片金属模板形成。
13.按照权利要求I的铁氧体外壳，其中多个安装部分利用主体的底部形成通常平坦的表面。
14.按照权利要求I的铁氧体外壳，其中安装部分被配置得具有对应于标准铁氧体隔离器覆盖面积的形状。
15.按照权利要求I的铁氧体外壳，其中主体被配置为铁氧体循环器主体和铁氧体隔离器主体中的其中ー个。
全文摘要
本发明提供了一种铁氧体外壳(32)，其包括用来在其中容纳至少一个铁氧体元件(36)的主体(30)和从主体(30)伸出并形成为其一部分的多个安装部分(40)。
文档编号H01P1/36GK102856616SQ20121031576
公开日2013年1月2日 申请日期2006年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者詹姆斯.P.金斯顿, 斯坦利.V.帕克特 申请人:天工爱尔兰有限公司