阅读说明：本技术 一种旋磁嵌入式微带环行器 (Gyromagnetic embedded micro-strip circulator ) 是由 张楠 刘振祥 余杰 于 2021-08-18 设计创作，主要内容包括：本发明的一个实施例公开了一种旋磁嵌入式微带环行器,包括：合金底板、旋磁基片、第一介质基板、第二介质基板、陶瓷垫片和永磁体；所述第二介质基板上设置有贯穿其上下表面的通孔,所述旋磁基片内嵌于第二介质基板的通孔中；所述旋磁基片的下表面和第二介质基板的下表面都固定于合金底板的上表面；第二介质基板的上表面与第一介质基板的下表面粘接；第一介质基板的上表面设置有微带电路图案；第二介质基板及旋磁基片的下表面设置有连续的金属膜。本发明通过将介质基片分层,把微带电路置于上层介质基片表面,不需要通过复杂的异质材料集成工艺即可有效的解决旋磁基片与介质基片分离后过渡处微带电路不连续的问题,实现了微波信号的连续传输。(One embodiment of the present invention discloses a gyromagnetic embedded microstrip circulator, which comprises: the device comprises an alloy bottom plate, a gyromagnetic substrate, a first medium substrate, a second medium substrate, a ceramic gasket and a permanent magnet; the second medium substrate is provided with a through hole penetrating through the upper surface and the lower surface of the second medium substrate, and the gyromagnetic substrate is embedded in the through hole of the second medium substrate; the lower surface of the gyromagnetic substrate and the lower surface of the second medium substrate are both fixed on the upper surface of the alloy bottom plate; the upper surface of the second dielectric substrate is bonded with the lower surface of the first dielectric substrate; the upper surface of the first dielectric substrate is provided with a microstrip circuit pattern; the lower surfaces of the second medium substrate and the gyromagnetic substrate are provided with continuous metal films. The invention can effectively solve the problem that the micro-strip circuit at the transition position is discontinuous after the gyromagnetic substrate and the medium substrate are separated by layering the medium substrate and arranging the micro-strip circuit on the surface of the upper medium substrate without a complex heterogeneous material integration process, thereby realizing the continuous transmission of microwave signals.)

一种旋磁嵌入式微带环行器

技术领域

本发明涉及微波器件技术领域。更具体地，涉及一种旋磁嵌入式微带环行器。

背景技术

环行器在微波收发系统中能够实现微波信号发射和接收的同时，对反向传输的微波信号进行隔离，起到稳定和保护微波发射电路的作用。随着微波系统向高集成度方向发展，微带环行器因其平面化、小型化的结构特点，成为环行器的一个重要分支，广泛应用于雷达、微波通信和微波测量等领域。

目前，绝大多数的微带环行器都是将单一的旋磁材料作为基片，基片的下表面沉积有连续的金属薄膜，基片的上表面制备有微带电路图形。其中，旋磁材料既参与微波信号的环行，又充当匹配微带线中的匹配介质。为了实现环行器的小型化，提高基片的介电常数是一个重要手段。然而，在保证基片旋磁性能的前提下，旋磁材料基片的介电常数通常不超过20。这种情况下，旋磁材料的介电参数会限制微带环行器中匹配电路尺寸的压缩，不利于微带环行器的小型化。

此外，高性能微波集成电路对环行器的宽带化、高功率、低损耗等性能都提出了更高的要求，而将旋磁材料与匹配微带线底部的材料分离是实现上述高性能指标的一个重要技术手段。但是，由此带来的问题即是两种异质材料在制作器件时，面临过渡处微带线不连续的问题，导致微波信号无法传输，因此有必要寻求有效的方法来解决此问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋磁嵌入式微带环行器。以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明提供一种旋磁嵌入式微带环行器，包括：

合金底板、旋磁基片、第一介质基板、第二介质基板、陶瓷垫片和永磁体；

所述第二介质基板上设置有贯穿其上下表面的通孔，所述旋磁基片内嵌于第二介质基板的通孔中；

所述旋磁基片的下表面和第二介质基板的下表面都固定于合金底板的上表面；

所述第二介质基板的上表面与第一介质基板的下表面粘接；所述第一介质基板的上表面设置有微带电路图案；所述第二介质基板及旋磁基片的下表面设置有连续的金属膜。

在一个具体实施例中，

所述旋磁基片的下表面和第二介质基板的下表面通过胶接或焊接的方式固定于合金底板的上表面。

在一个具体实施例中，

所述陶瓷垫片的下表面通过胶接固定于第一介质基板上表面。

在一个具体实施例中，

所述永磁体的下表面通过胶接固定于陶瓷垫片的上表面

在一个具体实施例中，

所述第一介质基板和第二介质基板由微波陶瓷材料或半导体材料制成。

在一个具体实施例中，

所述第二介质基板上的通孔采用干/湿法刻蚀加工、激光加工或机械钻孔加工的方式实现。

在一个具体实施例中，

所述旋磁基片的上下表面通过抛光技术打磨处理。

在一个具体实施例中，

所述连续金属膜通过真空镀膜和电镀的工艺方式制备在所述第二介质基板及旋磁基片的下表面。

在一个具体实施例中，

所述微带电路图案通过真空镀膜、电镀、光刻和腐蚀的工艺方式制备在所述第一介质基板的上表面。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种旋磁嵌入式微带环行器，相比于现有技术有如下优点：一、通过将介质基片分层，把微带电路置于上层介质基片表面，不需要通过复杂的异质材料集成工艺即可有效的解决旋磁基片与介质基片分离后过渡处微带电路不连续的问题，实现了微波信号的连续传输；二、旋磁基片周围的介质基板中不存在磁损耗，能够降低器件的损耗；三、通过旋磁基片与介质基片的分离能够有效的提升器件的工作带宽和承受功率；四、通过选用高介电常数的介质基板材料可以极大的压缩器件的体积，实现器件的小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出根据本发明一个实施例的一种旋磁嵌入式微带环行器的结构图。

图2示出根据本发明一个实施例的一种旋磁嵌入式微带环行器的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施的限制。

如图1和图2所示，本发明的一个实施例公开了一种旋磁嵌入式微带环行器，包括：

合金底板4、旋磁基片1、第一介质基板2、第二介质基板3、陶瓷垫片5和永磁体6；

所述第二介质基板上具有贯穿其上下表面的通孔，所述旋磁基片内嵌于第二介质基板的通孔中；

所述旋磁基片的下表面和第二介质基板的下表面都固定于合金底板的上表面；具体的，所述旋磁基片的下表面和第二介质基板的下表面通过胶接或焊接的方式固定于合金底板的上表面。

所述第二介质基板的上表面与第一介质基板的下表面粘接；所述第一介质基板的上表面设置有微带电路图案。所述第二介质基板的下表面及旋磁基片的下表面设置有连续的金属膜，其中，所述第二介质基板的开孔位置除外。

所述连续金属膜通过真空镀膜、电镀的工艺方式制备在所述第二介质基板及旋磁基片的下表面。

本发明通过将介质基片分层，把微带电路置于上层介质基片表面，不需要通过复杂的异质材料集成工艺即可有效的解决旋磁基片与介质基片分离后过渡处微带电路不连续的问题，实现了微波信号的连续传输。

在一个具体实施例中，所述陶瓷垫片的下表面通过胶接固定于第一介质基板上表面。

在一个具体实施例中，所述永磁体的下表面通过胶接固定于陶瓷垫片的上表面。

在一个具体实施例中，所述第一介质基板和第二介质基板由微波陶瓷材料或半导体材料制成。所述微波陶瓷材料为氧化铝、钛酸镁或钛酸钡等。所述半导体材料为硅、锗或碳化硅等，本发明对此并不进行限制。

在本实施例中，所述第二介质基板上的通孔可以采用干/湿法刻蚀加工、激光加工或机械钻孔加工的方式实现。如此，可以采用多种方式将通孔加工成型，提高了加工方式的选择性。

在一个具体实施例中，所述旋磁基片的上下表面通过抛光技术打磨处理。

在一个具体实施例中，所述微带电路图案通过真空镀膜、电镀、光刻、腐蚀的工艺方式制备在所述第一介质基板的上表面。

在一个具体实施例中，如图1、2所示，一种旋磁嵌入式微带环行器，其上下介质基板材料为介电常数30的陶瓷材料，下层介质基板的厚度为0.5mm，上层介质基板的厚度为0.7mm，圆形通孔的直径为5mm，圆形旋磁基片的直径为4.95mm，厚度为0.5mm，介电常数13.5，饱和磁化强度2000Gs。

在器件装配时，上层介质基板与下层介质基板粘接到一起后，将旋磁基片嵌入圆形通孔中，并焊接到合金底板上，再将陶瓷垫片与永磁体粘接到介质基板的上表面。

本发明提供的环行器工作在C-X波段，可实现5GHz-10GHz的宽带工作，相对带宽66.7％，插入损耗小于0.8dB。

本发明提供了一种旋磁嵌入式微带环行器，通过将介质基片分层，把微带电路置于上层介质基片表面，不需要通过复杂的异质材料集成工艺即可有效的解决旋磁基片与介质基片分离后过渡处微带电路不连续的问题，实现了微波信号的连续传输；并且旋磁基片周围的介质基板中不存在磁损耗，能够降低器件的损耗，此外通过选用高介电常数的介质基板材料，能够极大的压缩器件的尺寸，实现器件的小型化，该器件还具有超宽带和高功率的优势。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。