阅读说明：本技术 一种双y型贴片式环形器 (double-Y-shaped patch type circulator ) 是由 吴倩楠 范丽娜 李孟委 韩路路 王姗姗 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明属于铁氧体环形器技术领域,具体涉及一种双Y型贴片式环形器,包括双Y型微带匹配线、中心结、上层圆形铁氧体、下层圆形铁氧体、基片和金属接地板,所述双Y型微带匹配线与中心结连接,所述双Y型微带匹配线与中心结设置在上层圆形铁氧体与下层圆形铁氧体之间,所述上层圆形铁氧体与下层圆形铁氧体均镶嵌在基片内,所述金属接地板设置在基片上。本发明的铁氧体为圆形双层铁氧体结构,相较于单层铁氧体结构,双层铁氧体结构的旋磁特性更好,双层铁氧体结构提高了环形器的可靠性。本发明的结构设计简单对称,体积小,重量轻,结构简单,易于工艺加工。本发明用于实现控制微波信号的单向传输。(The invention belongs to the technical field of ferrite circulators, and particularly relates to a double-Y-shaped patch circulator which comprises a double-Y-shaped micro-strip matching line, a center junction, an upper layer circular ferrite, a lower layer circular ferrite, a substrate and a metal grounding plate, wherein the double-Y-shaped micro-strip matching line is connected with the center junction, the double-Y-shaped micro-strip matching line and the center junction are arranged between the upper layer circular ferrite and the lower layer circular ferrite, the upper layer circular ferrite and the lower layer circular ferrite are both embedded in the substrate, and the metal grounding plate is arranged on the substrate. The ferrite is of a circular double-layer ferrite structure, the gyromagnetic characteristic of the double-layer ferrite structure is better compared with that of a single-layer ferrite structure, and the reliability of the circulator is improved due to the double-layer ferrite structure. The invention has simple and symmetrical structural design, small volume, light weight, simple structure and easy process. The invention is used for realizing the unidirectional transmission of control microwave signals.)

一种双Y型贴片式环形器

技术领域

本发明属于铁氧体环形器技术领域，具体涉及一种双Y型贴片式环形器。

背景技术

铁氧体环形器技术是利用旋磁铁氧体材料在直流磁场和微波场的共同作用下的呈现的旋磁特性，使电磁波单向环形传输，从而实现环形器环形特性的技术。通常的微波铁氧体环行器是一种三端口的非互易性器件，其中以微带三端口环形器用的最多，如果偏置磁场的方向发生改变，环形器中电磁波的环形方向也会改变。铁氧体环行器在近代雷达和微波多路通信系统中起着重要作用，可做通信中收发装置与天线的连接装置，具有去耦合的作用，极大的解决了雷达设备级间隔离、阻抗及天线共用等许多技术问题，极大地提高了通信系统的稳定性、可靠性。

微波铁氧体环行器是单方向环行的器件，在微波通信系统中起着重要作用的一个关键器件，通常微波铁氧体环行器体积较大，采用的是硅基磁性材料衬底，硅的介电常数大于玻璃，硅基磁性材料没有钇铁石榴石的旋磁特性好。例如中国电子科技集团公司第十三研究所公开了一种基于硅基磁性材料衬底的环形器（申请号：201620470860.6），通过使用硅基磁性材料衬底制作，获得旋磁特性，实现微波信号的单向环形导通，但是其设计复杂，环形器体积较大。

发明内容

针对上述环形器设计复杂、体积较大的技术问题，本发明提供了一种结构简单对称、体积小、重量轻、易于工艺加工、效率高的双Y型贴片式环形器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种双Y型贴片式环形器，包括双Y型微带匹配线、中心结、上层圆形铁氧体、下层圆形铁氧体、基片和金属接地板，所述双Y型微带匹配线与中心结连接，所述双Y型微带匹配线与中心结设置在上层圆形铁氧体与下层圆形铁氧体之间，所述上层圆形铁氧体与下层圆形铁氧体均镶嵌在基片内，所述金属接地板设置在基片上。

所述双Y型微带匹配线包括大Y匹配线和小Y匹配线，所述大Y匹配线与小Y匹配线通过中心结粘贴在上层圆形铁氧体与下层圆形铁氧体之间。

所述大Y匹配线、小Y匹配线三条边的夹角均为120°，所述大Y匹配线与小Y匹配线相邻边的夹角为60°。

所述基片与金属接地板均采用六边体结构。

所述上层圆形铁氧体与下层圆形铁氧体均采用钇铁石榴石YIG材料。

所述基片的材料采用高阻硅或玻璃。

所述中心结采用圆形结构。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

本发明的铁氧体为圆形双层铁氧体结构，相较于单层铁氧体结构，双层铁氧体结构的旋磁特性更好，双层铁氧体结构提高了环形器的可靠性。本发明的结构设计简单对称，体积小，重量轻，结构简单，易于工艺加工。相较于其他结构的环形器，本发明的插入损耗比较小，隔离度大，具有良好的环行性能，具有较高的实用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明双Y型微带匹配线和圆形中心结的结构图；

图3为本发明的插入损耗示意图；

图4为本发明的隔离度示意图；

图5为本发明的回波损耗示意图；

图6为本发明的驻波比示意图；

其中：1为双Y型微带匹配线，2为中心结，3为上层圆形铁氧体，4为下层圆形铁氧体，5为基片，6为金属接地板，11为大Y匹配线，12为小Y匹配线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种双Y型贴片式环形器，如图1所示，包括双Y型微带匹配线1、中心结2、上层圆形铁氧体3、下层圆形铁氧体4、基片5和金属接地板6，双Y型微带匹配线1与中心结2连接，双Y型微带匹配线1与中心结2设置在上层圆形铁氧体3与下层圆形铁氧体4之间，双层铁氧体的旋磁特性更有利于实现环形器的环形特性。上层圆形铁氧体3与下层圆形铁氧体4均镶嵌在基片5内，金属接地板6设置在基片5上。

进一步，如图2所示，双Y型微带匹配线1包括大Y匹配线11和小Y匹配线12，大Y匹配线11与小Y匹配线12通过中心结2粘贴在上层圆形铁氧体3与下层圆形铁氧体4之间，双Y型结构改善了环形器的阻抗匹配。

进一步，优选的，大Y匹配线11、小Y匹配线12三条边的夹角均为120°，大Y匹配线11与小Y匹配线12相邻边的夹角为60°。

进一步，优选的，基片5与金属接地板6均采用六边体结构。

进一步，优选的，上层圆形铁氧体3与下层圆形铁氧体4均采用钇铁石榴石YIG材料。

进一步，优选的，基片5的材料采用高阻硅或玻璃，选取介电损耗较低的高阻硅或玻璃，降低了射频信号在传输过程中的损耗，保证了射频信号在传输过程中良好的低损耗特性。

进一步，优选的，中心结2采用圆形结构，提高了环形器的环形特性，更有利于实现信号的单向导通。

本发明的工作原理为：本发明采用上层圆形铁氧体与下层圆形铁氧体，双层铁氧体的旋磁特性更有利于实现环形器的环形特性，本发明采用双Y型微带匹配线改善了环形器的阻抗匹配。

实施例

如图3所示为本发明的插入损耗示意图，在 3.5～8.5GHz 频率范围内，插入损耗在0.3dB以下。

如图4所示为本发明的隔离度示意图，在 3.5～8.5GHz 频率范围内，隔离度在20dB之上。

如图5所示为本发明的回波损耗示意图，在 3.5～8.5GHz 频率范围内，回波损耗大于20dB。

如图6所示为本发明的驻波比示意图，在 3.5～8.5GHz 频率范围内，驻波比小于1.2。

由此可以看出，本发明在实际应用过程中的插入损耗较小、隔离度较大、回波损耗较大、驻波比较小。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。