一种通信器件的制作方法

本发明涉及一种通信器件领域，尤其是一种集成耦合器与环行器的一体化通信器件。

背景技术：

目前，在通信领域，常用到耦合器与环行器的组合器件。环行器是一个多端口器件，其中电磁波的传输只能沿单方向环行，以只有三个端口(①端口、②端口和③端口)的环行器为例，信号只能沿①端口→②端口→③端口→①端口方向传输，反方向是隔离的。在近代雷达和微波多路通信系统中都要用单方向环行特性的器件。例如，在收发设备共享一副天线的雷达系统中常用环行器作双工器。在微波多路通信系统中，用环行器可以把不同频率的信号分隔开。

环行器的原理依然是磁场偏置铁氧体材料各向异性特性。微波结构有微带式、波导式、带状线和同轴式，其中以微带三端环行器用的最多，用铁氧体材料作介质，上置导带结构，加恒定磁场，就具有环行特性。如果改变偏置磁场的方向，环行方向就会改变。

而目前在耦合器与环行器的组合器件上容易发生功率损失，并且因构成用于连接(matching)耦合器与环行器的传送线路而发生不必要的额外损失及费用，例如：全反射损耗和插入损耗。因此，为了去除这种不必要的损失以及费用，要求耦合器与环行器的统合以及集成化。

有鉴于此，发明人提供了一种集成耦合器与环行器的一体化通信器件。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种通信器件，其能够在空间上将耦合器与环行器集成在一起，并且减少了连接状态下的全反射损耗和插入损耗。

根据本发明的一个方面，提供一种通信器件，包括：

带状线环行器，包括：

磁性组件，包括第一磁性组件和第二磁性组件，所述第一磁性组件与所述第二磁性组件相对以产生磁场；

导电联结件，位于所述第一磁性组件与所述第二磁性组件之间，所述导电联结件包括位于磁性组件的外周缘内且在所述磁场范围内的中心导体，和自所述中心导体向外延展的至少三个接线臂；以及

至少一耦合件，每个所述耦合件包括一位于磁性组件的外周缘内且在所述磁场范围内的第一耦合部，所述第一耦合部位于所述第一磁性组件与所述第二磁性组件之间的空间内，所述第一耦合部与一所述接线臂相对置，产生耦合作用。

优选地，所述第一耦合部平行于相对置的所述接线臂。

优选地，所述第一耦合部与所述导电联结件均位于所述第一磁性组件和所述第二磁性组件之间的同一平面。

优选地，所述耦合件还包括一在磁场范围内的增加所述耦合件阻抗的往复折线段，所述往复折线段位于所述第一磁性组件与所述第二磁性组件之间的空间内。

优选地，所述第一耦合部与相对置的所述接线臂的耦合度为10dB至30dB。

优选地，所述带状线环行器还包括：

壳体，所述壳体具有侧壁和底部，以在所述壳体中形成容纳所述磁性组件、导电联结件以及所述耦合件的第一耦合部的容纳空间；以及

壳盖，所述壳盖与所述壳体连接，封闭所述容纳空间。

优选地，所述壳体的侧壁具有若干开口部，所述导电联结件的接线臂各自从一所述开口部中伸出所述侧壁。

优选地，所述耦合件具有第一端和第二端，所述耦合件的第一端和第二端以及相对置的所述接线臂共同从一所述开口部中伸出所述侧壁。

优选地，所述接线臂包括：

电感线，所述电感线自所述中心导体向外延展，所述电感线与所述第一耦合部耦合；以及

接触片，所述接触片具有第一端和第二端，所述接触片的第一端连接所 述电感线，第二端自所述开口部中伸出所述侧壁。

优选地，所述接线臂还包括至少一电容部，所述电容部连接于所述接触片的第一端。

优选地，所述电容部分别卡合于所述开口部的内侧。

优选地，所述耦合件的第一端与相对置的所述接触片垂直，所述耦合件的第二端与相对置的所述接触片平行。

优选地，所述耦合件还包括一第二耦合部，所述第二耦合部位于所述磁性组件的外周缘之外，所述第二耦合部与所述接触片产生耦合作用。

优选地，所述第一磁性组件包括在朝向导电联结件103方向上依次堆叠的第一永磁铁、第一耐热隔层和第一铁氧体介质；以及

所述第二磁性组件包括在背向所述导电联结件的方向上依次堆叠的第二铁氧体介质、第二耐热隔层和第二永磁铁；

其中，所述第一铁氧体介质与所述第二铁氧体介质共同夹持所述耦合件和所述导电联结件。

优选地，所述第一耐热隔层和第二耐热隔层均为铁片。

优选地，所述第一耐热隔层和第二耐热隔层均为软钢片。

优选地，所述第一耐热隔层和第二耐热隔层均为软磁盘。

优选地，至少一所述开口部设有至少一电阻器，所述电阻器连接自所述开口部中伸出的所述耦合件或者接线臂。

优选地，所述耦合件的第一端连接所述电阻器，所述耦合件与相对置的接线臂形成定向耦合器。

优选地，所述带状线环行器是一隔离器，所述导电联结件的一接线臂连接所述电阻器。

优选地，所述带状线环行器还包括一防转定位板，所述防转定位板位于所述壳盖与第二磁性组件之间，所述防转定位板的外周具有若干不同方向的凸起，所述凸起定位卡合于所述侧壁的不同开口部中。

优选地，所述带状线环行器还包括一第三耐热隔层，所述第三耐热隔层位于所述防转定位板与所述磁性组件之间。

优选地，所述导电联结件和所述耦合件均为表面镀银的铜片。

优选地，所述导电联结件具有三个接线臂，任两相邻所述接线臂之间的 夹角均为120°。

由于使用了以上技术，本发明的通信器件能够在空间上将耦合器与环行器集成在一起，并且减少了连接状态下的全反射损耗和插入损耗。

附图说明

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。

图1为本发明第一实施例的通信器件的立体组合图；

图2为本发明第一实施例的通信器件的立体分解图；

图3为本发明第一实施例的通信器件中耦合件与导电联结件的结构示意图；

图4为图3中A区域的放大图；

图5为本发明第二实施例的通信器件的立体分解图；

图6为本发明第二实施例的通信器件中耦合件与导电联结件的结构示意图；

图7为图6中B区域的放大图；

图8为本发明第三实施例的通信器件的立体组合图；

图9为本发明第三实施例的通信器件的立体分解图；

图10为本发明第三实施例的通信器件中耦合件与导电联结件的结构示意图；

图11为本发明第四实施例的通信器件的立体分解图；以及

图12为本发明第四实施例的通信器件中耦合件与导电联结件的结构示意图。

附图标记

1a；1b；1c；1d 通信器件

10 带状线环行器

101 第一磁性组件

1011 第一永磁铁

1012 第一耐热隔层

1013 第一铁氧体介质

102 第二磁性组件

1021 第二铁氧体介质

1022 第二耐热隔层

1023 第二永磁铁

103 导电联结件

1031 中心导体

1032 接线臂

10321 电感线

10322 接触片

10323 电容部

104 壳体

1041 侧壁

1042 底部

1043 容纳空间

1044 开口部

1045；1046 电阻器

105 壳盖

106 防转定位板

1061 凸起

107 第三耐热隔层

11；11’ 耦合件

110 空间

111 第一耦合部

112 第一端

113 第二端

114 往复折线段

115 第二耦合部

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的结构和部件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

现在将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。本发明各示例性实施例也仅以具有三个端口的带状线环形器为例。然而，本发明可以以多种方式实施，且不应解释为限于在此阐明的实施例。更确切地，提供这些实施例来使得此公开内容完全且完整，并向本领域的技术人员充分传达本发明的范围。在附图中，为清楚起见可以夸大形状和尺寸，并且将自始至终使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。

图1为本发明第一实施例的通信器件的立体组合图。图2为本发明第一实施例的通信器件的立体分解图。如图1和图2所示，本发明第一实施例的通信器件1a包括：带状线环行器10和集成于带状线环行器10中的耦合件11。在本实施例中，一个环形器中仅集成一个耦合件，但本发明并不以此为限。

带状线环行器10包括壳体104和壳盖105。壳体104具有圆环形的侧壁1041和矩形的底部1042，以在壳体104中形成圆柱形的容纳空间1043。壳盖105通过螺纹与壳体104可拆卸地螺合在一起，罩盖了容纳空间1043。

壳体104的侧壁1041具有三个开口部1044，但不以此为限。一个开口部1044设有一电阻器1045，电阻器1045的阻值可以是行业标准的50欧姆，但不以此为限。

带状线环行器10还包括容置于容纳空间1043中的磁性组件和导电联结件103。所述磁性组件包括第一磁性组件101和第二磁性组件102，第一磁性组件101与第二磁性组件102彼此相对设置以产生磁场。

在本实施例中，第一磁性组件101包括沿朝向导电联结件103方向依次 堆叠的第一永磁铁1011、第一耐热隔层1012和第一铁氧体介质1013。避免上下的描述方式第二磁性组件102包括沿背向导向联结件103方向依次堆叠的第二铁氧体介质1021、第二耐热隔层1022和第二永磁铁1023。第一铁氧体介质1013与第二铁氧体介质1021共同夹持耦合件11和导电联结件103。由于带状线环行器10工作时的温度很高，其内部的第一磁性组件101和第二磁性组件102都必须是耐高温材料。其中，第一耐热隔层1012和第二耐热隔层1022可以为耐高温的导电金属材料，例如：铁片、软钢片或者软磁盘等等，但不以此为限。第一磁性组件101与第二磁性组件102共同在容纳空间1043中形成磁场。可以通过更换不同厚度的第一耐热隔层1012和第二耐热隔层1022，来具体改变磁场的强度。第一耐热隔层1012和/或第二耐热隔层1022的厚度越厚，则磁场的强度越弱；第一耐热隔层1012和/或第二耐热隔层1022的厚度越薄，则磁场的强度越强。

此外，作为可选实施方式之一，为了避免在壳体104上旋转壳盖105时候，转动的壳盖105带动容纳空间1043中的部件(第一磁性组件101、第二磁性组件102、导电联结件103以及耦合件11)偏移，在壳盖105与第二磁性组件102之间设置一防转定位板106。防转定位板106的外周具有三个不同方向的凸起1061，凸起1061的方向与侧壁1041的三个开口部1044的方向相匹配，使得凸起1061能够定位卡合于侧壁1041的三个开口部1044中。在壳盖105旋转时，无法旋转的防转定位板106隔断了壳盖105的旋转力向下传递。保证容纳空间1043中的部件不会发生偏移。并且，还可以在防转定位板106与磁性组件102之间设置第三耐热隔层107，更进一步地隔断壳盖105的旋转力向下传递。

导电联结件103位于第一磁性组件101和第二磁性组件102之间。图3为本发明第一实施例的通信器件中耦合件与导电联结件的结构示意图。如图3所示，导电联结件103包括位于磁性组件的外周缘内且在磁场范围内的中心导体1031，和自中心导体1031向外延展的三个接线臂1032。

在本实施例中，三个接线臂1032在圆周方向上均匀分布，即：两相邻接线臂1032之间的夹角均为120°。导电联结件103的三个接线臂1032各自从开口部1044中伸出侧壁1041。导电联结件103的接线臂1032的数量与侧壁1041上开口部1044的数量与匹配。

每根接线臂1032包括：一电感线10321、一接触片10322和至少一电容部10323。电感线10321自中心导体1031向外延展，电感线10321与第一耦合部111耦合。接触片10322具有第一端和第二端，接触片10322的第一端连接电感线10321，第二端自开口部1044中伸出侧壁1041。例如：每根接线臂1032可以有一个或者两个电容部10323连接于接触片10322的第一端。每根接线臂1032上的电容部10323与接触片10322相配合，分别卡合于开口部1044的内侧，以便更精确地定位导电联结件103，防止导电联结件103位移。导电联结件103和耦合件11均为表面镀银的铜片，但不以此为限。

图4为图3中A区域的放大图。与现有技术不同的是，如图4所示，耦合件11包括在磁场范围内且位于磁性组件101、102的外周缘之内的第一耦合部111。本发明中的第一耦合部111位于第一磁性组件101与第二磁性组件102之间的空间110内，第一耦合部111与一接线臂1032的电感线10321相对置，在第一磁性组件101与第二磁性组件102之间的磁场作用下，第一耦合部111与电感线10321产生耦合作用。以此，通过在带状线环行器10中磁场范围内增设耦合件11，不仅能够在带状线环行器10中形成一个耦合器，而且，得益于这种高度集成一体化的结构，本发明的带状线环行器10与耦合器之间的线路大大简化、由线路连接引起的损耗大大降低，也减少了连接状态下的全反射损耗和插入损耗。

第一耦合部111可以靠近并且平行于相对置的电感线10321，以便获得最好的耦合效果，但不以此为限。第一耦合部111也可以以近似平行的方向设置于电感线10321的附近。

从空间角度来说，第一耦合部111与导电联结件103均位于第一磁性组件101与第二磁性组件102之间的同一平面(如图3所示)。在本发明的基础上，调整磁场中耦合件11的第一耦合部111与导电联结件103的位置关系的技术方案，也落在本发明的保护范围之内。

本发明中，第一耦合部111与相对置的接线臂1032的耦合度为10dB至30dB(分贝，decibel)，可以根据实际需要来改变两者的耦合度，不以此为限。第一耦合部111与电感线10321的耦合效果会受到多方面因素的影响，例如：第一耦合部111与电感线10321之间的直线距离D的大小， 直线距离D越近，则耦合效果越大；直线距离D越远，则耦合效果越小。或者，电感线10321的线体的宽度W，电感线10321的宽度W越大，则耦合效果越大；电感线10321的宽度W越小，则耦合效果越小。在本发明的基础上通过改变上述参数来强化耦合效果的技术方案，也落在本发明的保护范围之内。

继续参考附图2和图4所示，耦合件11具有第一端112和第二端113，耦合件11的第一端112和第二端113以及相对置的接线臂1032共同从一开口部1044中伸出侧壁1041。并且，耦合件11的第一端112与相对置的接触片10322垂直，耦合件11的第二端113与相对置的接触片10322平行。自开口部1044中伸出的耦合件11的第一端112连接电阻器1045，以便耦合件11与相对置的接线臂1032(见图3)形成嵌入式的定向耦合器。并且，在安装过程中，随着壳盖105与壳体104旋紧，耦合件11的第一端112会直接接触电阻器1045，保证电连接。

耦合件11还可以具有主要位于磁场范围外的第二耦合部115，第二耦合部115可以形成在耦合件11的第二端113与第一耦合部111之间。第二耦合部115位于磁性组件101、102的外周缘之外，第二耦合部115平行且靠近接触片10322，在磁场外与接触片10322产生耦合作用，以进一步增强耦合件11的整体耦合效果。当然，第一耦合部111在磁场内形成的耦合作用要大大强于第二耦合部115所能形成的耦合作用。

图5为本发明第二实施例的通信器件的立体分解图。图6为本发明第二实施例的通信器件中耦合件与导电联结件的结构示意图。图7为图6中B区域的放大图。如图5至7所示，与第一实施例不同的是，本发明第二实施例的通信器件1b中，耦合件11’还可以包括一在磁场范围内的增加耦合件11’阻抗的往复折线段114，往复折线段114位于第一磁性组件101与第二磁性组件102之间的空间110内。通过改变往复折线段114的长度、往复间距等等可以进一步改变耦合件11’的阻抗，以达到增强耦合件11’与电感线10321的耦合效果的目的。其他技术特征均与图1至图4中内容相同，此处不再赘述。

图8为本发明第三实施例的通信器件的立体组合图。图9为本发明第三实施例的通信器件的立体分解图。图10为本发明第三实施例的通信器件中耦合件与导电联结件的结构示意图。如图8至图10所示，与第一和第二实施例不同的是，本发明的第三实施例的通信器件1c中，带状线环行器10都是一个隔离器。第三实施例的通信器件1c中耦合件11与第一实施例的通信器件1a中的耦合件11相同。耦合件11与带状线环行器10形成定向耦合器，两个开口部1044分别设有电阻器，除了耦合件11的第一端112连接其中一个电阻器1045之外，导电联结件103的一接线臂1032也可以连接另一个电阻器1046，使得带状线环行器10形成一隔离器。其他技术特征均与图1至图4中内容相同，此处不再赘述。

图11为本发明第四实施例的通信器件的立体分解图。图12为本发明第四实施例的通信器件中耦合件与导电联结件的结构示意图。如图8至图12所示，与第一和第二实施例不同的是，本发明的第四实施例的通信器件1d中，带状线环行器10都是一个隔离器。第四实施例的通信器件1d中耦合件11’与第二实施例的通信器件1b中的耦合件11’相同。耦合件11’与带状线环行器10形成定向耦合器，两个开口部1044分别设有电阻器，除了耦合件11’的第一端112连接其中一个电阻器1045之外，导电联结件103的一接线臂1032也可以连接另一个电阻器1046，使得带状线环行器10形成一隔离器。其他技术特征均与图5至图7中内容相同，此处不再赘述。

继续参考图10，为了表述本发明的通信器件的工作原理，设导电联结件103中的三端分别为E端、F端和G端。耦合件11的第一端112为H端，第二端113为I端。以耦合件11与电联结件103的耦合度为30dB为例，

当带有100瓦功率的电流正向流过隔离器时，即从导电联结件103的E端流过F端时，耦合件11的第一耦合部111通过与导电联结件103的电感线10321耦合，耦合件11的H端获得大约0.1瓦功率，当隔离度为30dB时，I端也获得大约0.1瓦功率。电流通过E端到达F端时，被导电联结件103的材料吸收一部分功率后，基本仍然能保持90多瓦功率。

当电流反向流过隔离器时，即从导电联结件103的F端流过E端时， 收到隔离器的偏转作用，一部分的功率电流会流向导电联结件103的G端，被G端的电阻1046吸收，其余小部分的功率电流会流向E端，并且又被耦合件11的第一耦合部111耦合，如果耦合件11的H端和I端分别得到耦合后的电流，I端的电阻1045进一步继续吸收反向电流的功率。

综上可知，本发明的通信器件能够在空间上将耦合器与环行器集成在一起，并且减少了连接状态下的全反射损耗和插入损耗。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。