一种微型中心结及环形器
阅读说明：本技术 一种微型中心结及环形器 (Miniature central knot and circulator ) 是由 王汝青 黄振新 李凯 孙佳佳 詹绪明 于 2021-03-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种微型中心结,其特征在于,包括一体成型的谐振电阻、回路电感和匹配电容；所述谐振电阻包括连接段和弧形外扩段,所述弧形外扩段的外径大于所述连接段且所述弧形外扩段的两侧倾斜设置；所述匹配电容包括：主基体和设置在所述主基体两侧的副基体,所述主基体上开设有通孔,且其中一所述主基体的外端设置有倒角,所述主基体与所述副基体之间通过圆角过渡,且所述副基体的外侧边为弧边。通过本发明中心结的结构和尺寸选择,解决了小尺寸隔离器及环行器的性能指标差和一致性差的问题,优化了插入损耗、互调性能和工作带宽,且成本低,能够更高效满足系统指标要求,稳定性好,批量化可制造性强。(The invention relates to a miniature central junction, which is characterized by comprising a resonance resistor, a loop inductor and a matching capacitor which are integrally formed; the resonance resistor comprises a connecting section and an arc-shaped outward expansion section, the outer diameter of the arc-shaped outward expansion section is larger than that of the connecting section, and two sides of the arc-shaped outward expansion section are obliquely arranged; the matching capacitor includes: the main base body and the auxiliary base bodies arranged on two sides of the main base body are provided with through holes, the outer end of one of the main base bodies is provided with a chamfer, the main base body and the auxiliary base bodies are in transition through round corners, and the outer side edges of the auxiliary base bodies are arc edges. Through the structure and size selection of the core junction, the problems of poor performance index and poor consistency of the small-size isolator and circulator are solved, the insertion loss, intermodulation performance and working bandwidth are optimized, the cost is low, the system index requirements can be met more efficiently, the stability is good, and the mass manufacturability is strong.)
技术领域
本发明涉及微波与射频通讯器件技术领域，特别涉及一种微型中心结及环形器。
背景技术
随着4G、5G技术的飞速发展，环形器和隔离器的小型化和高性能成为当前的发展趋势，由于中心结的设计范围窄、加工工艺复杂，使得以往小尺寸设计较为困难，难以满足当前的使用需求。因此需要提供一种小型化中心结以满足当前对产品性能的要求，以为5G小型化提供新的解决方案。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种微型中心结，。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种微型中心结，包括一体成型的谐振电阻、回路电感和匹配电容，所述谐振电阻、所述回路电感和所述匹配电容均呈环形阵列形式设置有三组，所述回路电感与所述匹配电容相连接，所述谐振电阻设置在相邻所述回路电感之间；所述谐振电阻包括连接段和弧形外扩段，所述弧形外扩段的外径大于所述连接段且所述弧形外扩段的两侧倾斜设置；所述匹配电容包括：主基体和设置在所述主基体两侧的副基体，所述主基体上开设有通孔，且其中一所述主基体的外端设置有倒角,所述主基体与所述副基体之间通过圆角过渡,且所述副基体的外侧边为弧边；
其中，所述弧形外扩段的半径为2.77-2.93mm，所述连接段的末端与中心结的中心点之间的间距为1.53-1.70mm；
所述回路电感的宽度为0.27-0.45mm；
所述主基体的宽度为0.87-1.43mm，所述通孔的半径为0.222-0.228mm,所述副基体外侧边的半径为2.84-2.93mm,所述主基体外端倒角的宽度为0.22-0.33mm。
作为本发明的一种优选方案，所述弧形外扩段两侧的夹角为66.49°、半径为2.80mm，所述连接段的末端与中心结的中心点之间的间距为1.55mm。
作为本发明的一种优选方案，所述连接段的两侧边倾斜设置,且所述连接段的两侧边形成的夹角为15.65°。
作为本发明的一种优选方案，三个所述回路电感的宽度均为0.30mm。
作为本发明的一种优选方案，设置倒角的所述副基体的内侧凹口与中心结的中心点之间的间距为2.55mm，其他所述副基体的内侧凹口与中心结的中心点之间的间距为2.60mm,所述副基体的外侧边的半径为2.87mm,所述主基体与所述副基体之间圆角的半径为0.3mm,所述副基体内侧边之间的间距为0.8mm,所述主基体的宽度为0.9mm,所述副基体的内侧半径为1.5mm,所述通孔的半径为0.225mm,所述主基体外端倒角的宽度为0.30mm,所述副基体外侧边之间形成的夹角为52.20°。
作为本发明的一种优选方案，所述弧形外扩段两侧的夹角为105.6°、半径为2.90mm，所述连接段的末端与中心结的中心点之间的间距为1.67mm。
作为本发明的一种优选方案，所述连接段与所述弧形外扩段之间设有外凸块，所述外凸块内侧边之间形成的夹角为120°，所述外凸块的外端与中心结的中心点之间的间距为1.96mm。
作为本发明的一种优选方案，三个所述回路电感的宽度分别为0.40mm、0.40mm和0.42mm。
作为本发明的一种优选方案，所述副基体的内侧边设有连接斜边，所述副基体的内侧凹口呈弧形，所述连接斜边之间形成的夹角为32.70°，所述副基体的外侧边的半径为2.90mm,所述副基体的内侧凹口的半径为2.85mm，所述副基体外侧边之间形成的夹角为14.4°，所述副基体的内侧端之间形成夹角为120°，所述副基体内侧边之间的间距为1.12mm,所述主基体与所述副基体之间圆角的半径为0.2mm,所述通孔的半径为0.225mm,所述主基体外端倒角的宽度为0.25mm,所述主基体的宽度为1.40mm。
另一方面，本发明还提供一种环形器，包括：下腔体、如权利要求1-9中任一项所述的中心结、以及上盖，所述中心结嵌设于所述下腔体，所述上盖螺纹连接于所述下腔体、并将所述中心结压紧。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
本发明实施例通过提供一种微型中心结及环形器，由谐振电阻为环形器确定工作的主谐振频率和主截止频率，并产生谐振，在线性系统中降低非线性的影响，回路电感用于储存信号，并与匹配电容形成LC匹配回路，提供容性匹配，起到优化主谐振频率和主截止频率作用，同时也为谐振频率提供不同的阻抗和带宽；通过本发明中心结的结构和尺寸选择，解决了小尺寸隔离器及环行器的性能指标差和一致性差的问题，优化了插入损耗、互调性能和工作带宽，且成本低，能够更高效满足系统指标要求，稳定性好，批量化可制造性强，为环行器的最终性能提供适合的欧姆匹配值，从而使其在通信系统的S波段和C波段的信号得到稳定表现，满足5G小型化的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例一的结构示意图。
图2为本发明实施例一中谐振电阻的尺寸位置示意图。
图3为本发明实施例一中回路电容的尺寸位置示意图。
图4为本发明实施例一中匹配电容的尺寸位置示意图。
图5为本发明实施例一中心结性能的仿真曲线图。
图6为本发明实施例一中心结性能实测曲线图。
图7为本发明实施例二的结构示意图。
图8为本发明实施例二中谐振电阻的尺寸位置示意图。
图9为本发明实施例二中回路电容的尺寸位置示意图。
图10为本发明实施例二中匹配电容的尺寸位置示意图。
图11为本发明实施例二中心结性能的仿真曲线图。
图12为本发明实施例二中心结性能实测曲线图。
图13为本发明实施例三的结构示意图。
图14为本发明实施例四的结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1、下腔体；2、中心结；3、上盖；4、谐振电阻；41、连接段；42、弧形外扩段；43、外凸块；5、回路电感；6、匹配电容；61、主基体；62、副基体；63、通孔；64、倒角；65、连接斜边。
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作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。
实施例
一种微型中心结2，如图1至图4所示，包括一体成型的谐振电阻4、回路电感5和匹配电容6，谐振电阻4、回路电感5和匹配电容6均呈环形阵列形式设置有三组，回路电感5与匹配电容6相连接，谐振电阻4设置在相邻回路电感5之间；谐振电阻4包括连接段41和弧形外扩段42，弧形外扩段42的外径大于连接段41且弧形外扩段42的两侧倾斜设置；匹配电容6包括：主基体61和设置在主基体61两侧的副基体62，主基体61上开设有通孔63，且其中一主基体61的外端设置有倒角64,主基体61与副基体62之间通过圆角过渡,且副基体62的外侧边为弧边。
其中，弧形外扩段42的半径为2.77-2.93mm，连接段41的末端与中心结2的中心点之间的间距为1.53-1.70mm；回路电感5的宽度为0.27-0.45mm；主基体61的宽度为0.87-1.43mm，通孔63的半径为0.222-0.228mm,副基体62外侧边的半径为2.84-2.93mm,主基体61外端倒角64的宽度为0.22-0.33mm。
具体的，本实施例中，弧形外扩段42两侧的夹角4-1为66.49°、半径4-2为2.80mm，连接段41的末端与中心结2的中心点之间的间距4-3为1.55mm，连接段41的两侧边倾斜设置,且连接段41的两侧边形成的夹角4-4为15.65°。
三个回路电感5的宽度(5-1、5-2、5-3)均为0.30mm。
设置倒角64的副基体62的内侧凹口与中心结2的中心点之间的间距6-1为2.55mm，其他副基体62的内侧凹口与中心结2的中心点之间的间距(6-2、6-3)为2.60mm,副基体62的外侧边的半径6-4为2.87mm,主基体61与副基体62之间圆角的半径6-5为0.3mm,副基体62内侧边之间的间距6-6为0.8mm,主基体61的宽度6-7为0.9mm,副基体62的内侧半径6-8为1.5mm,通孔63的半径6-9为0.225mm,主基体61外端倒角64的宽度6-10为0.30mm,副基体62外侧边之间形成的夹角6-11为52.20°。
中心结2由铜或铜合金制成，本实施例中，中心结2由铍铜材料制成，且在中心结2的表面设有镀银层。
本实施例中，由谐振电阻4为环形器确定工作的主谐振频率和主截止频率，并产生谐振，在线性系统中降低非线性的影响，回路电感5用于储存信号，并与匹配电容6形成LC匹配回路，提供容性匹配，起到优化主谐振频率和主截止频率作用，同时也为谐振频率提供不同的阻抗和带宽；通过本发明中心结2的结构和尺寸选择，解决了小尺寸隔离器及环行器的性能指标差和一致性差的问题，优化了插入损耗、互调性能和工作带宽，且成本低，能够更高效满足系统指标要求，稳定性好，批量化可制造性强，为环行器的最终性能提供适合的欧姆匹配值，从而使其在通信系统的S波段和C波段的信号得到稳定表现，满足5G小型化的需求；本实施例的中心结2适用的频率范围为3400MHz-3600MHz,产品的尺寸可以缩小至7mm*7mm。
如图5和图6示出了产品的性能测试曲线图，其中，图5中隔离参数为21dB，回损参数为21dB，插损参数为0.3B，图6中Tr1和Tr2区域为回损参数，回损参数为23dB，Tr3区域为隔离参数，隔离参数为23dB，Tr4区域为插损参数，插损参数为0.27dB。
实施例二
本实施例与其他实施例的区别在于：在本实施例中，如图5-图8所示，弧形外扩段42两侧的夹角4-1为105.6°、半径4-2为2.90mm，连接段41的末端与中心结2的中心点之间的间距4-3为1.67mm，连接段41与弧形外扩段42之间设有外凸块43，外凸块43内侧边之间形成的夹角4-5为120°，外凸块43的外端与中心结2的中心点之间的间距4-6为1.96mm。
三个回路电感5的宽度(5-1、5-2、5-3)分别为0.40mm、0.40mm和0.42mm。
副基体62的内侧边设有连接斜边65，副基体62的内侧凹口呈弧形，连接斜边65之间形成的夹角6-12为32.70°，副基体62的外侧边的半径6-4为2.90mm,副基体62的内侧凹口的半径6-13为2.85mm，副基体62外侧边之间形成的夹角6-11为14.4°，副基体62的内侧端之间形成夹角6-14为120°，副基体62内侧边之间的间距6-6为1.12mm,主基体61与副基体62之间圆角的半径6-5为0.2mm,通孔63的半径6-9为0.225mm,主基体61外端倒角64的宽度6-10为0.25mm,主基体61的宽度6-7为1.40mm。
本实施例的中心结2适用的频率范围为2515MHz-2675MHz,产品的尺寸可以缩小至7mm*7mm。
如图11和图12示出了产品的性能测试曲线图，其中，图11中隔离参数为20dB，回损参数为20dB，插损参数为0.3dB，图12中Tr1和Tr2区域为回损参数，回损参数为22dB，Tr3区域为隔离参数，隔离参数为22dB，Tr4区域为插损参数，插损参数为0.28dB。
实施例三
一种环形器，如图13所示,包括：下腔体1、如实施例一中所述的中心结2、以及上盖3，中心结2嵌设于下腔体1，上盖3螺纹连接于下腔体1、并将中心结2压紧。
实施例四
一种环形器，如图14所示,包括：下腔体1、如实施例二中所述的中心结2、以及上盖3，中心结2嵌设于下腔体1，上盖3螺纹连接于下腔体1、并将中心结2压紧。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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