小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微波器件领域，涉及一种对毫米波双模互易锁式铁氧体移相器结构与微波传输性能的改进。
【背景技术】
[0002]现有技术中，相控阵实现波束捷变扫描的途径有两种，一种是基于MMIC技术的有源相控阵；另一种是基于铁氧体移相器技术的无源相控阵技术。第一种技术难度大，成本和技术风险高，相对而言，无源相控阵技术实现的难度和成本具有优势。
[0003]相控阵使用的铁氧体移相器的要求，归纳起来主要有几点:损耗小、开关时间短、驱动功耗低、相移误差小、承受功率大、尺寸小、重量轻。要求损耗小，除了对信杂比有好处夕卜，还因为元件损耗小，产生的热量小，可以提高移相器的稳定性；开关时间短可以提高阵面波束的扫描速度；驱动功率低可以减小产生的热量，可以提高移相器的稳定性；相移误差减小可以提高天线增益和扫描角精度，减小副瓣电平；承受功率大可以提高雷达的作用距离；横向尺寸小是因为移相器阵元间距过大，会出现栅瓣；要求重量要轻，可以减轻天线阵的重量。
[0004]铁氧体移相器最适用于S波段到Ku波段，频率越高，移相器的尺寸将受到限制，从而给移相器性能提高、加工和装配都带来很大的困难。由于尺寸及重量限制，对于减小尺寸的铁氧体移相器，造成结构强度冗余度较小，移相器间的相互干扰较大，传输系统的阻抗匹配实现比较困难，很难获得较大的带宽和较小的损耗。
【发明内容】
[0005]发明目的:
[0006]提出一种相对带宽宽、相互间不干扰、微波损耗小、横向尺寸小、重量轻的小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器。
[0007]技术方案:
[0008]—种小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器，包括，一个带有屏蔽盖的盒形骨架和装配在所述骨架盒体中并套装有驱动线圈的铁氧体棒，以及与所述驱动线圈电连接的驱动电路和对称骨架两侧连接所述铁氧体棒的匹配结构组件，在所述铁氧体棒的两端柱面上设置有各由四块恒磁铁组成的对称形非互易圆极化器，恒磁铁上罩有屏蔽非互易圆极化器磁场的屏蔽套，在两非互易圆极化器之间设有绕制在绕线套上，并套在铁氧体棒上的驱动线圈，两块磁轭对称装配在铁氧体棒上，与铁氧体棒形成锁式磁路。
[0009]所述骨架盒体采用扁平状结构，并将匹配结构组件、铁氧体棒、对称形非互易圆极化器采用粘接和导热灌封的形式封闭固定在骨架内。
[0010]匹配结构组件、铁氧体棒、对称形非互易圆极化器均采用回转体结构。
[0011]所述骨架盒体外粘接扁平状的铁镍合金。
[0012]有益效果:
[0013]本发明所述移相器相对带宽宽，相互间不干扰，微波损耗小。在铁氧体棒两端设置由四块恒磁铁组成的对称形非互易圆极化器，在两非互易圆极化器之间设有将驱动线圈置于其中，并形成锁式磁路的磁轭，能获得较宽的相对带宽，减小驻波和损耗，避免了移相器间相互干扰。在采用移相器横向排列时，相互间不会干扰。试验证明，本发明的驻波小于1.6，微波损耗典型值0.9dB,有近10%的相对带宽。
[0014]重量轻，横向尺寸小。本发明采用扁平的矩形体盒形骨架装配移相器的主体，减小了移相器横向尺寸和重量。横向尺寸(Z向)可以做到< 5.9mm ;单只移相器可以做到小于15克；移相器横向排列时，相互间不会干扰。
[0015]本发明微波传输结构创新性的设计薄壁回转体结构，并采用粘接和导热灌封的形式封闭固定在骨架内，减小了器件尺寸，保证了器件的结构强度。试验结果证明，该结构的毫米波双模互易锁式铁氧体移相器完全满足设备高频振动、随机振动、耐加速度和冲击的试验要求。
【附图说明】
[0016]图1是本发明小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器的分解示意图。
[0017]图中:1铁氧体棒，2骨架盒体，3匹配结构组件，4磁轭，5非互易圆极化器，6驱动线圈，7绕线套，8印制板，9屏蔽套，10屏蔽盖。
【具体实施方式】
[0018]在图1描述的小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器中，铁氧体移相器主体部分主要包括，圆柱体铁氧体棒1，对称于铁氧体棒I两侧的两组非互易圆极化器5，形成锁式磁路的磁轭4，驱动线圈6和骨架盒体2两侧的两组匹配结构组件3。且上述各组件是通过粘接或者螺钉连接固定在骨架盒体2上的。带有屏蔽盖10的骨架盒体2是一个扁平的盒形矩形体。骨架盒体2两端端面上制有通过上述匹配结构组件3的通孔。装配在骨架盒体2盒体中并套装有驱动线圈6的铁氧体棒1，是一个具有圆形截面的旋转体。铁氧体棒I的圆柱表面上镀有形成介质波导的金属镀层。与所述驱动线圈6电连接的驱动电路的印制板8固定在骨架盒体2纵向侧面中部的凹面上。印制板8通过环氧树脂粘接和螺钉固定。驱动线圈6绕制在绕线套7上，并通过绕线套7套在铁氧体棒I的中部。驱动线圈6通过骨架盒体2和印制板8上的缺口引出，并焊接在印制板上。在所述铁氧体棒I的两端柱面上设置有各由四块恒磁铁组成的对称形非互易圆极化器5，四块恒磁铁围绕铁氧体棒I的圆柱面等分均布。屏蔽套9为回转体结构，由纯铁DT-4制成，安装在对称铁氧体棒I两侧连接的匹配结构组件3上。屏蔽套9可以罩住通过匹配结构组件3定位凹槽固定的恒磁铁来屏蔽非互易圆极化器的磁场。
[0019]在两非互易圆极化器5之间设有将驱动线圈6置于其中，并形成锁式磁路的磁轭
4。两块磁轭4纵向对称于铁氧体棒I的前后两侧，沿Y方向相对于铁氧体棒I对称装配于绕线套7两边。匹配结构组件3 —端靠近非互易圆极化器5的柱面上，制有定位和固定恒磁铁的缺口凹槽。相邻磁轭4两侧的非互易圆极化器5，其上分布的恒磁铁通过匹配结构组件3上定位缺口凹槽，装配在铁氧体棒I上。匹配结构组件3通过骨架盒体2矩形体盒形两端端面上的通孔连接铁氧体棒I。
[0020]骨架盒体2两宽面由环氧树脂粘接铁镍合金1J79制成的屏蔽盖10屏蔽。移相器内的各组件采用环氧树脂粘接固定，并用导热环氧灌封料灌封。
【主权项】
1.一种小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器，包括，一个带有屏蔽盖的盒形骨架和装配在所述骨架盒体中并套装有驱动线圈的铁氧体棒，以及与所述驱动线圈电连接的驱动电路和对称骨架两侧连接所述铁氧体棒的匹配结构组件，其特征在于，在所述铁氧体棒的两端柱面上设置有各由四块恒磁铁组成的对称形非互易圆极化器，恒磁铁上罩有屏蔽非互易圆极化器磁场的屏蔽套，在两非互易圆极化器之间设有绕制在绕线套上，并套在铁氧体棒上的驱动线圈，两块磁轭对称装配在铁氧体棒上，与铁氧体棒形成锁式磁路。2.如权利要求1所述的一种小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器，其特征在于， 所述骨架盒体采用扁平状结构，并将匹配结构组件、铁氧体棒、对称形非互易圆极化器采用粘接和导热灌封的形式封闭固定在骨架内。3.如权利要求2所述的一种小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器，其特征在于， 匹配结构组件、铁氧体棒、对称形非互易圆极化器均采用回转体结构。4.如权利要求1所述的一种小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器，其特征在于， 所述骨架盒体外粘接扁平状的铁镍合金。
【专利摘要】本发明属于微波器件领域，提出一种相对带宽宽、相互间不干扰、微波损耗小、横向尺寸小、重量轻的小型化宽带毫米波双模互易锁式铁氧体移相器。包括，一个带有屏蔽盖的盒形骨架和装配在所述骨架盒体中并套装有驱动线圈的铁氧体棒，以及与所述驱动线圈电连接的驱动电路和对称骨架两侧连接所述铁氧体棒的匹配结构组件，在所述铁氧体棒的两端柱面上设置有各由四块恒磁铁组成的对称形非互易圆极化器，恒磁铁上罩有屏蔽非互易圆极化器磁场的屏蔽套，在两非互易圆极化器之间设有绕制在绕线套上，并套在铁氧体棒上的驱动线圈，两块磁轭对称装配在铁氧体棒上，与铁氧体棒形成锁式磁路。
【IPC分类】H01P1/19
【公开号】CN105633517
【申请号】CN201410687681
【发明人】刘华, 胡德斌, 王正庆
【申请人】中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月24日