能承受高平均功率的x波段极化面转换开关的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，包括功率分配器、高功率快速开关组件、功率合成器和高功率负载；外壳的线极化波进口上固定有功率分配器，水平极化波出口和垂直极化波出口上分别固定有功率合成器，两个负载固定口固定有高功率负载；每个通道层内均匀设置有包括T型波导结、星形铁氧体、氮化硼底座和导线的三个高功率快速开关；中间的T型波导结的波的入口就是通道层的通道进口，其波的两个出口分别与其两侧的T型波导结的波的入口连通，其两侧的T型波导结的波的两个出口分别是通道层的四个通道出口。本发明能承受70KW峰值功率及200W以上平均功率，降低了器件的损耗和噪音，延长了器件的寿命。
【专利说明】 能承受高平均功率的X波段极化面转换开关
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种X波段极化面转换开关；尤其涉及一种能承受高平均功率的X波段极化面转换开关。
【背景技术】
[0002]现有X波段快速开关是为雷达接收支路而研制的，其用途是代替放电管开关而接入接收支路中。该产品结构是由外壳、T型波导结、T型波导结内设有的星形铁氧体组成的。星形铁氧体由支架固定在T型波导结的中心，导线穿过星形铁氧体内部，导线中流过大脉冲电流，瞬时产生强磁场，使T型波导结形成一瞬时环行器，这瞬时环行器的环行方向随脉冲电流的方向改变，若在T型波导结的一个口接一全匹配负载，则在另两个口之间形成了“开”和“断”两种状态。其可以单独使用做快速开关用，进行微波的直接传输通道开关；也可将一 口作为线极化输入口，另两个出口为水平极化波和垂直极化波的出口，作为极化面转换开关使用，其可将接收到的微波进行水平极化波和垂直极化波的分离，以便检测接收到的微波质量，提高雷达的分辨率。
[0003]现有X波段快速开关采用聚四氟乙烯支架固定星形铁氧体，其散热效果差，承受功率小；星形铁氧体所使用的材料只能承受峰值功率20KW，平均功率20W，开关时间1.5μ
S。如果超过20KW的峰值功率，这种快速开关将不能使用。为了解决这种问题，本发明人申请了申请号为200810068290.8的三厘米频段快速开关及其制备工艺的发明专利，其公开了适应高功率的星形铁氧体的材料配方和使用该星形铁氧体制成的能承受70KW峰值功率及100W平均功率的X波段快速开关，由于雷达技术的发展，该X波段快速开关所能承受的平均功率还是很低，不能满足现有技术的需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种能承受70KW峰值功率及200W以上平均功率的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术解决方案是:一种能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，包括功率分配器、包括外壳和偶数层的通道层的高功率快速开关组件、两个功率合成器和两个高功率负载；功率分配器与功率合成器的结构相同，只是微波的走向相反，功率分配器的波进口是功率合成器的波出口，功率分配器的各波出口是功率合成器的各波进口 ；功率分配器分出的波的通道数与功率合成器要合成的波的通道数和偶数层的通道层的层数相同；外壳一端中间有线极化波进口，两侧有两个负载固定口 ；外壳另一端有水平极化波出口和垂直极化波出口 ；外壳的线极化波进口上固定有功率分配器，水平极化波出口和垂直极化波出口上分别固定有功率合成器，两个负载固定口分别固定有高功率负载；偶数层的通道层置于外壳内；每个通道层的通道进口分别正对外壳的线极化波进口，其四个通道出口的其中两个正对外壳的水平极化波出口和垂直极化波出口，另两个正对两个高功率负载；每个通道层内均匀设置有三个高功率快速开关； 每个高功率快速开关分别包括T型波导结、星形铁氧体、陶瓷匹配片、氮化硼底座和导线；中间的T型波导结的波的入口就是通道层的通道进口，其波的两个出口分别与其两侧的T型波导结的波的入口连通，其两侧的T型波导结的波的两个出口分别是通道层的四个通道出口 ；星形铁氧体通过氮化硼底座固定在T型波导结内；导线穿在星形铁氧体上，形成形成广2个圆圈；外壳上开有导线进口和导线出口，外部导线通过外壳上的导线进口和导线出口与各星形铁氧体上的导线连接；在T型波导结的各端口上分别用胶固定有陶瓷匹配片。
[0006]上述所述的功率分配器分出的波的通道数与功率合成器要合成的波的通道数和通道层的层数都是两个，其外壳的水平极化波出口和垂直极化波出口之间的隔离大于42dB。其高功率快速开关中的星形铁氧体采用申请号为200810068290.8的三厘米频段快速开关及其制备工艺的发明专利申请中公开的星形铁氧体的材料配方及制作工艺制成的，其能承受70KW的峰值功率和200W的平均功率。
[0007]上述所述的功率分配器分出的波的通道数与功率合成器要合成的波的通道数和通道层的层数都是四个，其外壳的水平极化波出口和垂直极化波出口之间的隔离大于42dB。其高功率快速开关中的星形铁氧体采用申请号为200810068290.8的三厘米频段快速开关及其制备工艺的发明专利申请中公开的星形铁氧体的材料配方及制作工艺制成的，其能承受70KW的峰值功率和400W的平均功率。
[0008]上述所述的功率分配器分出的波的通道数与功率合成器要合成的波的通道数和通道层的层数都是六个，其外壳的水平极化波出口和垂直极化波出口之间的隔离大于42dB。其高功率快速开关中的星形铁氧体采用申请号为200810068290.8的三厘米频段快速开关及其制备工艺的发明专利申请中公开的星形铁氧体的材料配方及制作工艺制成的，其能承受70KW的峰值功率和600W的平均功率。
[0009]上述所述的各高功率负载上分别装有散热片，便于高功率负载的散热，延长了负载的使用寿命。
[0010]上述所述的星形铁氧体外涂覆有一层三防漆；固定星形铁氧体的T型波导结的上、下壁上涂有一层绝缘层。防止了星形铁氧体的高功率击穿，散热效果好，进一步延长了星形铁氧体的寿命。
[0011]本发明垂直极化波发射时，水平极化波同时接收；相反，水平极化波发射时，垂直极化波同时接收；可将接收到的微波进行水平极化波和垂直极化波的分离，以便检测接收到的微波质量，提高雷达的分辨率。本发明用功率分配器将入射功率一分为二或四或六等偶数；后面连接到两层、四层或六层等偶数通道层，每个通道层内有三个高功率快速开关(各自能承受100W平均功率的快速开关)，其是由6个、12个或18个等多个高功率快速开关组成的组件，通过高功率快速开关的微波能量再由功率合成器合成为一路输出。所以，其所承受的平均功率能达到70KW的峰值功率和200W或400W或600W的平均功率，其承受的平均功率高，能满足雷达技术的发展需要。且其对每个高功率快速开关中的星形铁氧体和氮化硼底座高度要求降低，所以其T型波导结的腔体高度降低，抑制了高次模波的产生，降低了器件的损耗，延长了器件的寿命，并降低了噪音。
【专利附图】
【附图说明】[0012]图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图2的BB剖视图；
图4为图1的AA剖视图；
图5为本发明中单个高功率快速开关的横剖结构示意图；
图6为本发明中单个高功率快速开关的纵剖结构示意图；
图7为本发明中星形铁氧体的结构示意图 图8为本发明中功率分配器和功率合成器的主视图；
图9为本发明中功率分配器的仰视图和功率合成器的俯视图；
图10为本发明中功率分配器的俯视图和功率合成器的仰视图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
[0014]如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，本实施例包括一个
一通道分为四通道的功率分配器7、包括外壳3和四层(也可是两层、六层等偶数层)的通道层16、17、18和19的高功率快速开关组件11、两个四通道合为一通道的功率合成器I和两个高功率负载6。功率分配器8与功率合成器I的结构相同，只是微波的走向相反，功率分配器8的波进口 7是功率合成器I的波出口 13，功率分配器的各波出口 9是功率合成器I的各波进口 12。外壳3—端中间有线极化波进口 14，两侧有两个负载固定口 4、10。外壳3另一端有水平极化波出口 2和垂直极化波出口 15。外壳的线极化波进口 14上固定有功率分配器8，水平极化波出口 2和垂直极化波出口 15上分别固定有功率合成器1，两个负载固定口 4、10分别固定有高功率负载6。四层的通道层16、17、18和19置于外壳3内；每个通道层16、17、18或19的通道进口 20分别正对外壳的线极化波进口 14，其四个通道出口 21、22,23和24的其中两个通道出口 21和22正对外壳的水平极化波出口 2和垂直极化波出口15，另两个通道出口 23和24正对两个高功率负载6。每个通道层16、17、18或19内均匀设置有三个高功率快速开关。每个高功率快速开关分别包括T型波导结25、星形铁氧体26、陶瓷匹配片34、氮化硼底座33和导线27。中间的T型波导结25的波的入口就是通道层的通道进口 20，其波的两个出口 28和29分别与其两侧的T型波导结25的波的入口 30和31连通，其两侧的T型波导结25的波的两个出口分别是通道层的四个通道出口 21、22、23和24。星形铁氧体26通过圆形氮化硼底座33固定在T型波导结25内。导线27穿在星形铁氧体26的穿线孔35内上，形成f 2个圆圈；外壳3上开有导线进口和导线出口，外部导线通过外壳上的导线进口和导线出口与各星形铁氧体上的导线27连接。在T型波导结25的各端口上分别用胶固定有陶瓷匹配片34。外壳的水平极化波出口 2和垂直极化波出口 15之间的隔离大于42dB。其高功率快速开关中的星形铁氧体25采用申请号为2008100682908的三厘米频段快速开关及其制备工艺的发明专利申请中公开的星形铁氧体的材料配方及制作工艺制成的，其能承受70KW的峰值功率和200W的平均功率。星形铁氧体外涂覆有一层三防漆；固定星形铁氧体25的T型波导结的上、下壁上涂有一层绝缘层32。各高功率负载6上分别装有散热片5。这样，装有星形铁氧体的波导部分的高度相对降低，进行了适当的压缩，抑制了高次模波的产生，降低了器件的损耗，延长了器件的寿命，并降低了噪音。[0015]上述实施例仅是优选的和示例性的，本领域技术人员可以根据本专利的描述进行等同技术的改进，其都在本专利的保护范围内。
【权利要求】
1.一种能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:包括功率分配器、包括外壳和偶数层的通道层的高功率快速开关组件、两个功率合成器和两个高功率负载；功率分配器与功率合成器的结构相同，只是微波的走向相反，功率分配器的波进口是功率合成器的波出口，功率分配器的各波出口是功率合成器的各波进口 ；功率分配器分出的波的通道数与功率合成器要合成的波的通道数和偶数层的通道层的层数相同；外壳一端中间有线极化波进口，两侧有两个负载固定口 ；外壳另一端有水平极化波出口和垂直极化波出口 ；外壳的线极化波进口上固定有功率分配器，水平极化波出口和垂直极化波出口上分别固定有功率合成器，两个负载固定口分别固定有高功率负载；偶数层的通道层置于外壳内；每个通道层的通道进口分别正对外壳的线极化波进口，其四个通道出口的其中两个正对外壳的水平极化波出口和垂直极化波出口，另两个正对两个高功率负载；每个通道层内均匀设置有三个高功率快速开关； 每个高功率快速开关分别包括T型波导结、星形铁氧体、陶瓷匹配片、氮化硼底座和导线；中间的T型波导结的波的入口就是通道层的通道进口，其波的两个出口分别与其两侧的T型波导结的波的入口连通，其两侧的T型波导结的波的两个出口分别是通道层的四个通道出口 ；星形铁氧体通过氮化硼底座固定在T型波导结内；导线穿在星形铁氧体上，形成广2个圆圈；外壳上开有导线进口和导线出口，外部导线通过外壳上的导线进口和导线出口与各星形铁氧体上的导线连接；在T型波导结的各端口上分别固定有陶瓷匹配片。
2.根据权利要求1所述的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:所述的功率分配器分出的波的通道数与功率合成器要合成的波的通道数和通道层的层数都是两个，其外壳的水平极化波出口和垂直极化波出口之间的隔离大于42dB。
3.根据权利要求1所述的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:所述的功率分配器分出的波的通道数与功率合成器要合成的波的通道数和通道层的层数都是四个，其外壳的水平极化波出口和垂直极化波出口之间的隔离大于42dB。
4.根据权利要求1所述的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:所述的功率分配器分出的波的通道数与功率合成器要合成的波的通道数和通道层的层数都是六个，其外壳的水平极化波出口和垂直极化波出口之间的隔离大于42dB。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:所述的各高功率负载上分别装有散热片。
6.根据权利要求5所述的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:所述的星形铁氧体外涂覆有一层三防漆。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:所述的星形铁氧体外涂覆有一层三防漆。
8.根据权利要求6所述的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:所述的固定星形铁氧体的T型波导结的上、下壁上涂有一层绝缘层。
9.根据权利要求7所述的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:所述的固定星形铁氧体的T型波导结的上、下壁上涂有一层绝缘层。
10.根据权利要求5所述的能承受高平均功率的X波段极化面转换开关，其特征在于:所述的固定星形铁氧体的T型波导结的上、下壁上涂有一层绝缘层。
【文档编号】H01P1/11GK103956536SQ201410125940
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】佟义贞, 李红芳, 石苗苗 申请人:涞水县涞磁凯立特磁业有限公司