一种铁氧体锁式变极化器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变极化器，特别是一种用于极化捷变雷达技术的铁氧体锁式变极化器。
【背景技术】
[0002]现代相控阵雷达技术除了要同时测量多个目标的位置、速度外，获取目标极化信息变得越来越重要。如果天线能在较短转换时间内收发多种极化，一方面可以达到抗干扰的目的，另一方面还能获取更多的目标极化信息，对目标加以有效的识别，这就是极化捷变功能。在八十年代初美国西屋电气公司就为空军主力战斗轰炸机研制成极化捷变雷达(EAR)，装备于B-1B和B52战斗轰炸机，可完成自动地形跟踪和低飞行障碍回避等功能。EAR天线阵使用了上千个移相单元，采用的是铁氧体变极化移相器，能获得水平、垂直、圆极化三种极化。我国目前尚无此类移相器投入使用，随着国防科技的发展，极化捷变雷达的应用势在必行。
[0003]铁氧体可变极化移相器在入射左(右)圆极化波以后，可根据要求输出圆极化波或垂直、水平线极化波，并能控制输出极化波的相移;反之，在接收端输入已知圆极化波或垂直、水平线极化波时，可从入射端输出左(右)圆极化波，并产生需要的相移。通过增加一个固定圆极化器还可实现对线极化波的变极化移相。
[0004]这种铁氧体可变极化移相器的移相机理是常规的纵向磁化对圆极化波的法拉第旋转效应，而其实现极化捷变的关键是变极化技术。以往变极化技术通常是采用对磁路上的线圈持续加电控制的方法，一旦关断电流，变极化性能就会消失，这种变极化技术是非锁式的。而大型相控阵雷达若要对每只移相器持续加电势必带来极大的系统功耗，同时这种持续加电的变极化方式会导致器件的截面尺寸偏大，造成阵面上的栅瓣的出现而影响整机性能。
【实用新型内容】
[0005]为了解决以上问题本实用新型提供了一种节能、稳定性强，体积小的种铁氧体锁式变极化器。
[0006]用铁氧体材料的矩磁特性，设计合理的闭锁式外磁路，采取专用的变极化励磁方式，以脉冲电流驱动磁路上的线圈，脉冲电流关断，变极化性能继续保持，完成铁氧体锁式变极化控制，即实现锁式变极化器。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种铁氧体锁式变极化器，其特征在于:包括外磁路、镀膜铁氧体圆棒、线圈，在高矩形比的镀膜铁氧体圆棒上紧密配合压制有外磁路，在外磁路四个圆弧上分别绕有两组相同圈数相同电阻的线圈，线圈按照首尾相连的方法连线形成四磁极场型。激励方式为采用正负磁化态调脉宽控制极化状态，以负饱和态为复位态，通过置位不同的脉宽选取最佳的水平线极化、圆极化、垂直线极化的状态，根据铁氧体的非互易特性可知这种变极化效应是收发互易的。
[0008]所述的外磁路内外圆公差小于2丝。
[0009]本实用新型实现锁式变极化器的方法，是对镀膜的铁氧体波导外加上配套加工的软磁或矩磁性铁氧体材料(优选为高磁矩的锂铁氧体材料)形成闭锁式磁路，通过在磁路上绕制线圈，并对线圈采用类似圆极化移相器的控制方式，改变铁氧体波导内的四磁极场强的大小进而改变铁氧体波导变极化效应的强弱，对器件输出的极化状态进行锁式控制来实现锁式变极化器的方法。
[0010]—般地说对线圈采用分割幅度、分割脉宽、通量反馈的电路驱动方法进行控制。
[0011]本器件外磁路上绕线圈数较少，线圈也短，而线圈与样品的间隙又较大，因此对其控制相对于圆极化移相器而言复位电流应更大，置位电流无需对脉宽进行等间距分割，而应该提供几个较精确的脉宽使之能实现较纯的圆极化和线极化。
[0012]本实用新型与现有技术相比，其显著优点是:本实用新型采用矩磁性材料，利用闭锁式外磁路，，实现了锁式变极化器的设计。其截面尺寸比持续加电的非锁式变极化器有了明显改观，不会超过移相器的磁路宽度，因此在阵面上使用不会产生栅瓣，而锁式控制也大大降低了系统的功耗。
[0013]外磁路与铁氧体较紧密的配合，通过对置位脉宽的合理分割本锁式变极化器产生的变极化效应可使输入圆极化波转变为椭圆度小于1.0dB的圆极化波，或正交隔离度大于25dB的线极化波。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的铁氧体锁式变极化器截面图。
[0015]图2是本实用新型的铁氧体锁式变极化器磁路线圈的接线形式。
[0016]图3是本实用新型的铁氧体锁式变极化器应用之一示意图。
[0017]图4是本实用新型的铁氧体锁式变极化器应用之二示意图。
[0018]图5是本实用新型的铁氧体锁式变极化器应用之三示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0020]如图1、2所示，本实用新型提供了一种铁氧体锁式变极化器，包括外磁路1、镀膜铁氧体圆棒2、线圈3，在高矩形比的镀膜铁氧体圆棒2上紧密配合压制有外磁路1，在外磁路1四个圆弧上分别绕有两组相同圈数相同电阻的线圈3，线圈按照首尾相连的方法连线形成四磁极场型。
[0021]首先选择合适的铁氧体波导尺寸在3cm频段典型尺寸为直径7mm，为具备良好的锁式特性，应选择矩磁性能好的锂铁氧体材料;根据波导直径的大小为其外磁路配制合适的模具，采用高磁矩的锂铁氧体材料烧制外磁路;外磁路烧结成型后，采用内外圆磨的工艺磨加工出符合公差要求的内圆尺寸，如+0.01?+0.02mm;磨圆外磁路所有棱角后进行绕线;绕线方法为在每个圆弧上用双股线绕10圈左右，线径0.3mm左右，采用首尾相连的绕线方式，形成反向串联回路(如图2)。
[0022]激励方式同铁氧体圆极化移相器的激励方式类似，在图(2)中4-5方向加电至饱和后形成复位状态，再对6-5方向加一个可调宽度的脉冲，使变极化器固定在一个置位状态。调节置位脉冲的宽度可获得不同的置位状态，与之对应的是不同的输出极化特性。这样在微波性能上给定极化特性输入时，对不同置位状态分别测试锁式变极化器的输出特性，即可确定几个固定的置位脉冲获得需要的变极化输出，实现锁式变极化器的规定性能。
[0023]应用之一(如图3所示):圆极化波输入的互易可变极化移相器，输入圆极化波，对其移相后可变极化输出。其中匹配器7实现输入空波导与镀膜铁氧体移相段的匹配;圆极化移相段9实现该器件的相移功能;本实用新型的锁式变极化器10可实现该器件的极化控制功能;对圆/方波导的匹配器11实现镀膜铁氧体移相段与输出空波导的匹配。
[0024]应用之二(如图4所示):互易锁式变极化器，可对入射线极化波进行可变极化输出。其中匹配器7实现输入空波导与镀膜铁氧体移相段的匹配;本实用新型的锁式变极化器10对圆/方波导的匹配器11实现镀膜铁氧体移相段与输出空波导的匹配；
[0025]应用之三(如图5所示):线极化输入的互易可变极化移相器，输入线极化波，先将其转换为圆极化波，再移相并可变极化输出。其中匹配器7实现输入空波导与镀膜铁氧体移相段的匹配；圆极化器8将入射的线极化波转换为圆极化波；圆极化移相段9实现该器件的相移功能;本实用新型的锁式变极化器10对圆波导的匹配器11实现镀膜铁氧体移相段与输出空波导的匹配。
[0026]图3?图5几个应用实例都是装配在一个镀膜的铁氧体棒上，根据需求的不同再装配圆极化移相段、圆极化器等装置。
[0027]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不限制于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【主权项】
1.一种铁氧体锁式变极化器，其特征在于:包括外磁路(1)、镀膜铁氧体圆棒(2)、线圈(3)，在高矩形比的镀膜铁氧体圆棒(2)上紧密配合压制有外磁路(1)，在外磁路(1)四个圆弧上分别绕有两组相同圈数相同电阻的线圈(3)，线圈按照首尾相连的方法连线形成四磁极场型。2.根据权利要求1所述的一种铁氧体锁式变极化器，其特征在于:所述的外磁路(1)内外圆公差小于2丝。3.根据权利要求1或2所述的一种铁氧体锁式变极化器，其特征在于:所述的外磁路(1)采用软磁或矩磁性铁氧体材料。4.根据权利要求3所述的一种铁氧体锁式变极化器，其特征在于:所述的矩磁性铁氧体材料为高磁矩的锂铁氧体材料。5.根据权利要求1或2所述的一种铁氧体锁式变极化器，其特征在于:所述的外磁路(1)内圆尺寸为+0.01?+0.02mm。6.根据权利要求1所述的一种铁氧体锁式变极化器，其特征在于:所述的每个圆弧上绕有10圈线圈(3)，线圈(3)的线径为0.3mm。
【专利摘要】本实用新型涉及一种铁氧体锁式变极化器，包括外磁路(1)、镀膜铁氧体圆棒(2)、线圈(3)，在高矩形比的镀膜铁氧体圆棒(2)上紧密配合压制有外磁路(1)，在外磁路(1)四个圆弧上分别绕有两组相同圈数相同电阻的线圈(3)，线圈按照首尾相连的方法连线形成四磁极场型。所述的外磁路(1)内外圆公差小于2丝。用铁氧体材料的矩磁特性，设计合理的闭锁式外磁路，采取专用的变极化励磁方式，以脉冲电流驱动磁路上的线圈，脉冲电流关断，变极化性能继续保持大大降低了系统的功耗。
【IPC分类】H01Q15/24
【公开号】CN205122781
【申请号】CN201520941273
【发明人】蔡群峰, 胡岚, 徐筱玲
【申请人】南京国睿微波器件有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月23日