一种互易式微波铁氧体开关的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种互易式微波铁氧体开关，包含一个双联铁氧体移相器及级联于其两端的三分贝电桥A和三分贝电桥B；三分贝电桥A的两个端口标记为端口1和端口4；三分贝电桥B的两个标记为端口2和端口3。双联铁氧体移相器包含两路移相器，这两路移相器对通过其中的微波信号所产生的相移量要么相同(记为0状态)，要么相差180°(记为π状态)；本发明一旦四个端口中的两个选通后，无需转换铁氧体移相器的磁化状态，即可实现微波信号在选通端口间的正向和反向传输，具有互易特性。本应用于微波系统时，开关可以同时传输收/发信号而无须切换开关状态；特别是在雷达中的应用，就不会因此而产生近距离盲区，可改善雷达的性能。
【专利说明】一种互易式微波铁氧体开关
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微波铁氧体开关，尤其涉及一种互易式微波铁氧体开关，属于微波铁氧体器件领域。
【背景技术】
[0002]微波铁氧体器件在微波通讯、雷达、微波能等电子【技术领域】已获得了广泛的应用。为了实现微波信号的极化方式或通道间的快速切换，微波铁氧体开关具有无可替代的优势。目前常用的微波开关有三类:机械开关、半导体有源开关和铁氧体开关。机械开关的弱点是响应时间长，易磨损，可靠性低。半导体有源开关的弱点是功率容量低。而铁氧体开关的响应时间介于两者之间，但更接近半导体有源开关；功率容量也介于两者之间，但更接近机械开关。
[0003]目前微波铁氧体开关分两类:结型开关和差相移开关。由于铁氧体材料的微波性能具有非互易特性，因此这两类开关都是非互易的。非互易意味着，微波信号正反向传输时，开关的通断状态无法共用，即，信号传输方向改变时，开关状态也需要改变；这种特性会导致系统无法同时收发信号；如在雷达中的应用中存在近距离盲区，这在很多情况下是不允许存在的。
【发明内容】
[0004]针对以上问题本发明提供了一种微波信号正向和反向传输时，开关状态无需改变，也可同时收发信号的互易式微波铁氧体开关。
[0005]技术方案:为了解决以上问题，本发明提供了一种互易式微波铁氧体开关，其特征在于，包含一个双联铁氧体移相器及级联于其两端的三分贝电桥A和三分贝电桥B ;三分贝电桥A的两个端口标记为端口 I和端口 4 ;三分贝电桥B的两个标记为端口 2和端口 3。双联铁氧体移相器包含两路移相器，这两路移相器对通过其中的微波信号所产生的相移量要么相同(记为O状态)，要么相差180° (记为状态)，即O和两个状态。
[0006]当双联铁氧体移相器为π状态，即两路移相器的相移量相差180° (实际实现时，可有容差，典型值为±5° )时。若微波信号从三分贝电桥A的端口 I正向输入(端口 4可接匹配负载)，经过三分贝电桥A后，信号被分成幅度相等但相位相差90°的两路，若以上面那一路为参考相位0°，则下面那一路为-90° (实际实现时，可有容差，典型值为±2° )。经过双联铁氧体移相器后，上下两路信号的参考相位分别为O ° +0° =0°和-90° +180°=90° ;这两路信号经过三分贝电桥B后从端口 2输出，端口 3无信号，即端口 I到端口 2选通。当信号从端口 2反向传输时，经过三分贝电桥B后，仍以上面一路的参考相位为0°，则下面那一路为-90° (实际实现时，可有容差，典型值为±2° )。中间的双联铁氧体移相器仍保持η状态，即两路移相器的相移量相差180° (实际实现时，可有容差，典型值为±5° )。经过双联铁氧体移相器后，上下两路信号的参考相位分别为0° +180° =180°和-90° +0° =-90° ;这两路信号经过三分贝电桥A后从端口 I输出，端口 4无信号，同样是端口 I到端口 2的选通。因此，当双联铁氧体移相器为状态时，端口 I到端口 2间的选通具有互易特性。
[0007]同理，当中间的双联铁氧体移相器为O状态，即两路移相器的相移量相差0° (实际实现时，可有容差，典型值为±5° )，无论正向还是反向信号，都是端口 I到端口 3间的选通，具有互易特性。
[0008]所述的双联铁氧体移相器可为波导、带状线或微带等形式。
[0009]所述的三分贝电桥可为波导、带状线或微带等形式。
[0010]有益效果:1.本发明一旦四个端口中的两个选通后，无需转换铁氧体移相器的磁化状态，即可实现微波信号在选通端口间的正向和反向传输，具有互易特性。互易特性意味着:本发明应用于微波系统时，开关可以同时传输收/发信号而无须切换开关状态；特别是在雷达中的应用，就不会因此而产生近距离盲区，可改善雷达的性能。这也是本发明与铁氧体结型开关和差相移开关的本质区别。2.本发明在需要切换开关状态时，其开关速度可达微秒量级，远比机械开关快，而且不会产生机械磨损；应用于微波系统时，可提高系统的开关速度和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明一种互易式微波铁氧体开关原理图。
[0012]图2为本发明一种互易式微波铁氧体开关，在X波段用波导形式实现的一个实例。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。
[0014]如图1、2所示，本发明提供了一种互易式微波铁氧体开关，包括一个双联铁氧体移相器及级联于其两端的三分贝电桥A和三分贝电桥B ;三分贝电桥A的两个端口标记为端口 I和端口 4;三分贝电桥B的两个标记为端口 2和端口 3。双联铁氧体移相器包含两路移相器，这两路移相器对通过其中的微波信号所产生的相移量要么相同(记为O状态)，要么相差180° (记为π状态)，即O和两个状态。
[0015]当双联铁氧体移相器为π状态，即两路移相器的相移量相差180° (实际实现时，可有容差，典型值为±5° )时。若微波信号从三分贝电桥A的端口 I正向输入(端口 4可接匹配负载)，经过三分贝电桥A后，信号被分成幅度相等但相位相差90°的两路，若以上面那一路为参考相位0°，则下面那一路为-90° (实际实现时，可有容差，典型值为±2° )。经过双联铁氧体移相器后，上下两路信号的参考相位分别为0° +0° =0°和-90° +180°=90° ;这两路信号经过三分贝电桥B后从端口 2输出，端口 3无信号，即端口 I到端口 2选通。当信号从端口 2反向传输时，经过三分贝电桥B后，仍以上面一路的参考相位为0°，则下面那一路为-90° (实际实现时，可有容差，典型值为±2° )。中间的双联铁氧体移相器仍保持η状态，即两路移相器的相移量相差180° (实际实现时，可有容差，典型值为±5° )。经过双联铁氧体移相器后，上下两路信号的参考相位分别为0° +180° =180°和-90° +0° =-90° ;这两路信号经过三分贝电桥A后从端口 I输出，端口 4无信号，同样是端口 I到端口 2的选通。因此，当双联铁氧体移相器为π状态时，端口 I到端口 2间的选通具有互易特性。
[0016]同理，当中间的双联铁氧体移相器为O状态，即两路移相器的相移量相差0° (实际实现时，可有容差，典型值为±5° )，无论正向还是反向信号，都是端口 I到端口 3间的选通，具有互易特性。
[0017]所述的双联铁氧体移相器为波导、带线或微带形式。
[0018]所述的三分贝电桥为波导、带线或微带形式。
[0019]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种互易式微波铁氧体开关，其特征在于，包含一个双联铁氧体移相器及级联于其两端的三分贝电桥A和三分贝电桥B ;三分贝电桥A的两个端口标记为端口 I和端口 4 ;三分贝电桥B的两个标记为端口 2和端口 3 ;双联铁氧体移相器包含两路移相器，这两路移相器对通过其中的微波信号所产生的相移量要么相同“记为O状态”，要么相差180° “记为π状态”，即O和31两个状态； 当双联铁氧体移相器为H状态，即两路移相器的相移量相差180°时；若微波信号从三分贝电桥A的端口 I正向输入“端口 4可接匹配负载”，经过三分贝电桥A后，信号被分成幅度相等但相位相差90°的两路，若以上面那一路为参考相位0°，则下面那一路为-90° ；经过双联铁氧体移相器后，上下两路信号的参考相位分别为O ° +0° =0°和-90° +180°=90° ;这两路信号经过三分贝电桥B后从端口 2输出，端口 3无信号，即端口 I到端口 2选通；当信号从端口 2反向传输时，经过三分贝电桥B后，仍以上面一路的参考相位为0°，则下面那一路为-90° ;中间的双联铁氧体移相器仍保持π状态，即两路移相器的相移量相差180° ;经过双联铁氧体移相器后，上下两路信号的参考相位分别为0° +180° =180°和-90° +0° =-90° ;这两路信号经过三分贝电桥A后从端口 I输出，端口 4无信号，同样是端口 I到端口 2的选通；因此，当双联铁氧体移相器为π状态时，端口 I到端口 2间的选通； 同理，当中间的双联铁氧体移相器为O状态，即两路移相器的相移量相差0°，无论正向还是反向信号，都是端口 I到端口 3间的选通。
2.根据权利要求1所述的一种互易式微波铁氧体开关，其特征在于，所述的双联铁氧体移相器为波导、带线或微带形式。
3.根据权利要求1所述的一种互易式微波铁氧体开关，其特征在于，所述的三分贝电桥为波导、带线或微带形式。
【文档编号】H01P1/11GK104393374SQ201410688220
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】朱兆麒, 罗会安, 韩宜冉 申请人:南京国睿微波器件有限公司