一种高功率铁氧体环行器结构设计
毫米波宽带高功率结环行器的研制
铁氧 体 归一 化 磁 矩 一 般 取 ０ ６ 但 目前 铁 氧 体 材 料 饱 ．，
和磁 矩最 高也 只有 ５３ ０ Ｇ， 归一 化 磁 矩 只有 取 ０ ３ ０ 故 ． 左右， 因为 波导 尺寸 限制 ， 了弥 补旋 磁性 又不 能依 靠 为 过多 增 大铁 氧体 尺 寸 ； 时 为 了满 足宽 带 和 高 平 均 功 同
试较麻 烦 。
器件 设计 具 有相 当难 度 ， 因为 ： １ （ ）在 Ｋ ａ波段 这 么 高
频率 且 需要 在 全 Ｋ ａ波 段 满 足 使 用 要 求 ， 求 铁 氧 体 要 材料 饱 和磁 矩和 外偏 磁 场 均 较 高 ， 规 环 行 器 件 设计 常
１ 设 计 方 法
对 低场 环行 器铁 氧体 饱 和磁 矩 可按 ４ ｒ ３ （ ￣ Ｍｓ ｆ 厂
第３பைடு நூலகம்２卷
第 ３期
雷 达 与 对 抗
ＲＡ ＤＡＲ ＆ Ｅ Ｍ Ｃ
Ｖｏ ． Ｎｏ． １３２ ３
２１ ０ ２年 ９月
Ｓｐ．０２ ｅ ｔ２ １
毫米 波 宽 带 高 功 率 结 环 行 器 的研 制
范 宇 ， 雁 翎 周
（ 中国电子科技集团公司第三 十八研究所 ， 合肥 ２０ ８ ） ３ ０ ８
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｂ ｏ ｄ ａ ｄ ｃｒ ｕ ａ ｏ ；ｆ ｌ Ｋａ ｂ ｎ ｙ ｒ ｓ ｒ ａ ｂ ｎ ｉｃ ｌ ｔｒ ｕｌ — ａ ｄ；Ｃ ｅ ｙ ｈ ｖ ｓｅ ｐ ｄ ｉ ｅ ａ ｃ ｒ ｎ ｆｒ ｒ ｈ ｂ ｓ ｅ ｔ ｐ ｅ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｔ ｓｏ ｍｅ ａ
０ 引 言
４ Ｈ ｅｄ ｖｌ ｅ ａ ｓ ｅｄｍａ ｄ ｆ ｒａ ｂ ｎ ａ ｓ ｉｅ ｙｔｍ．Ｗｉ ｅＹ ｊｎｔ ｎ ０Ｇ ｚｂ ｅｅｏ ｄｔ ｓｔｆ ｔ ｅ ｎ ｓ ｂｏｄ ａ ｄｔ ｎｍ ｔ ｒ ｓ ｐ ｏ ｉｙｈ ｏａ ｒ ｔ ｓ ｅ ｔ ｔ － ｃ ｏ ｈｈ ｕ ｉ
微波铁氧体带线环行器设计要点
微波铁氧体带线环行器设计要点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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铁氧体微带结环形器理论介绍及EDA设计
磁 导率 张谜 是磁 感应强 发 ｂ和磁 场强 度 ｈ
关 系的表述 ， 这 关 系意 味 荇 菜 一 向的 磁场 方 会产生 与它 丰垂 Ａ 的方 向． 『 Ｊ Ｌ的磁 感应 和与它 相 平 行方 向上的磁 感应 即所谓旋 磁性 。 如 果恒定 磁场 在 方 向 ， 得磁导 率张奄 为 ： 可
ｌ０ ｌ ０ Ｉ ｊ ０
ｒ ０ ０］
（） １
４ 微 波铁 氧 体 的选 择
４ １ 铁 氧体基 片的介质 损耗和磁 耗必 须很小 ． 前 者 可与微 波 介质 的损 耗 相 比较 ； 者 是 频 后
如 果恒定 磁场在 方 向 ， 可得 磁导 牢张量 为 ：
集 成 电路 通讯
的物 ｛ 琏刚 ２ ３ 无 耗铁 氧体 旋磁性 ．
第 ８第 期 ２卷 ３
而 可 以 肯定 ： 易 的三端 器 件不能成 为环行 器 。 Ⅱ 然
而。 对于 一个无耗 非 对称三端 结 ， 三端 口同 互易 若 时实 现 了匹配 ． 这 个结 一定是 个环行 器 。 则
环行 器 的外 部性能 参数
ｒ
反射损耗 ＝一２ ｌ Ｓ ｌ ０ｏ ｌ Ｉ ｇ １
｛ 传输损耗（ —２ １ ）＝一２ｌ ｓ１ （ ） ０ｏ Ｉ ２ ｌ ３ ｇ
【 传输 损耗 （ — ３ １ ）＝一２ ｌ Ｓ １ ０ｏ Ｉ ３ ｇ Ｉ
ｒ
＝
一
０ ｈ ｊ７ －
行方 向传 输 ， 反 环 行 方 向 传输 ， 有 很 大 的衰 若 则 减 。 氧体结 环行 器 这 种 非 互 易 特性 的根 本 原 因 铁
在于环 行结 中有 恒 定 磁 场 作 用下 的铁 氧 体媒 质 。
到毫 米波段 。 氧体 在 微 波 波段 具 有 许 多特 别 的 铁
环形器原理及规格推荐
概述：环形器和隔离器是一类微波铁氧体器件，通过铁氧体控制微波信号的传输。
隔离器是一个有单向传输特性的二端口器件（如图）。
环形器是一个有单向传输特性的三端口器件（如图）。
隔离器环行器它具有体积小、频带宽、插损小等特点，因而应用十分广泛。
SMA接头环形器 N接头隔离器环行器原理：环形器的存在是因为发射和接收信号共用一个天线，就要用环形器把信号区分来，使得从发射机里发射到天线上去的信号直接上天线，不至于到接收机里面去，从天线上接收的信号到接收机里面，不至于到发射机。
环形器运用的是1/4波长的一个微波原理。
主要生产的环行器有以下几种连接形式：多种封装类型均可制定包含6G频率环行器，欢迎致电咨询。
下面简单介绍几款不同封装形式包含6G频率的环行器：0.7-10.0GHz表贴环形器指标参考：Model Number Freq.Range(MHz)Insertion LossMax(dB)IsolationMin(dB)VSWRMaxForwardPower(W)ReversePower(W)ConnectorTypeTemp.(°C)UIYSC12A703T748 703 ~ 748 0.5 18 1.3 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A758T803 758 ~ 803 0.5 18 1.3 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A791T862 791 ~ 862 0.5 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A824T894 824 ~ 894 0.5 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A880T960 880 ~ 960 0.5 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A1230T1250 1230 ~ 1250 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A1330T1390 1330 ~ 1390 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A1427T1517 1427 ~ 1517 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A1565T1585 1565 ~ 1585 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A1616T1620 1616 ~ 1620 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A1710T1785 1710 ~ 1785 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A1710T2170 1710 ~ 2170 0.5 18 1.3 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A1805T1880 1805 ~ 1880 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A1920T1990 1920 ~ 1990 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A2110T2170 2110 ~ 2170 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85Model Number Freq.Range(MHz)Insertion LossMax(dB)IsolationMin(dB)VSWRMaxForwardPower(W)ReversePower(W)ConnectorTypeTemp.(°C)UIYSC12A2300T2500 2300 ~ 2500 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A2400T2600 2400 ~ 2600 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A2496T2690 2496 ~ 2690 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A2500T2700 2500 ~ 2700 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A2700T3100 2700 ~ 3100 0.5 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A2900T3300 2900 ~ 3300 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A31T36 3100 ~ 3600 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A33T36 3300 ~ 3600 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A37T42 3700 ~ 4000 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A42T44 4200 ~ 4400 0.3 21 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A44T5 4400 ~ 5000 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A48T5 4800 ~ 5000 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A5T55 5000 ~ 5500 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A5T6 5000 ~ 6000 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A55T6 5500 ~ 6000 0.3 23 1.2 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A58T62 5800 ~ 6200 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A62T68 6200 ~ 6800 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A65T7 6500 ~ 7000 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A7T8 7000 ~ 8000 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A79T84 7900 ~ 8400 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A85T95 8500 ~ 9500 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 UIYSC12A9T10 9000 ~ 10000 0.4 20 1.25 30 30 SMT -40 ~ +85 ✧List are specify frequency range and other ranges available.✧Please enter below information when inquiry and mark * is must.* 1. The specific frequency range* 2. Power handling (Forward, Reverse, Peak, etc.).3. Other special request if have (Insertion Loss, Isolation, VSWR, Temperature, Dimension, etc.)0.7-10.0GHz表贴环形器机械图：0.7-10.0GHz带线环行器频率指标参考：Model NumberTemp.(°C)(MHz) Max(dB) Min(dB)Max Power(W) Power(W)TypeUIYDC1212B703T748 703 ~ 748 0.5 18 1.3 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B758T803 758 ~ 803 0.5 18 1.3 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B791T862 791 ~ 862 0.5 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B824T894 824 ~ 894 0.5 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B880T960 880 ~ 960 0.5 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B1230T1250 1230 ~ 1250 0.4 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B1330T1390 1330 ~ 1390 0.4 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B1427T1517 1427 ~ 1517 0.4 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B1565T1585 1565 ~ 1585 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B1616T1620 1616 ~ 1620 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B1710T1785 1710 ~ 1785 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B1710T2170 1710 ~ 2170 0.5 18 1.3 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B1805T1880 1805 ~ 1880 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B1920T1990 1920 ~ 1990 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B2110T2170 2110 ~ 2170 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B2300T2500 2300 ~ 2500 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B2400T2600 2400 ~ 2600 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B2496T2690 2496 ~ 2690 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B2500T2700 2500 ~ 2700 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B2700T3100 2700 ~ 3100 0.5 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B2900T3300 2900 ~ 3300 0.4 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B3100T3600 3100 ~ 3600 0.4 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B3300T3600 3300 ~ 3600 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B3700T4200 3700 ~ 4000 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B4200T4400 4200 ~ 4400 0.3 21 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B4400T5000 4400 ~ 5000 0.4 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B4800T5000 4800 ~ 5000 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B5000T5500 5000 ~ 5500 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B5000T6000 5000 ~ 6000 0.4 20 1.25 60 60 TAB -40 ~ +85 UIYDC1212B5500T6000 5500 ~ 6000 0.3 23 1.2 60 60 TAB -40 ~ +850.7-10.0GHz带线环行器机械图：5.8-10.0GHz带线环行器频率指标参考：Model NumberTemp.(°C) (GHz) Max(dB) Min(dB)Max Power(W) Power(W)TypeUIYDC815A58T62 5.8 ~ 6.2 0.5 20 1.25 30 30 TAB -40 ~ +85 UIYDC815A6T8 6.0 ~ 8.0 0.6 17 1.35 30 30 TAB -40 ~ +85 UIYDC815A71T95 7.1 ~ 9.5 0.6 15 1.45 30 30 TAB -40 ~ +85 UIYDC815A77T88 7.7 ~ 8.8 0.4 20 1.25 30 30 TAB -40 ~ +85 UIYDC815A79T84 7.9 ~ 8.4 0.3 23 1.2 30 30 TAB -40 ~ +85 UIYDC815A8T85 8.0 ~ 8.5 0.3 23 1.2 30 30 TAB -40 ~ +85 UIYDC815A85T95 8.5 ~ 9.5 0.35 23 1.2 30 30 TAB -40 ~ +85 UIYDC815A9T10 9.0 ~ 10.0 0.35 23 1.2 30 30 TAB -40 ~ +85 UIYDC815A93T10 9.3 ~ 10.0 0.35 23 1.2 30 30 TAB -40 ~ +85✧List are specify frequency range and other ranges available.✧Please enter below information when inquiry and mark * is must.* 1. The specific frequency range* 2. Power handling (Forward, Reverse, Peak, etc.). 3. Other special request if have (Insertion Loss, Isolation, VSWR, Temperature, Dimension, etc.)5.8-10.0GHz带线环行器机械图：4.0-7.2GHz同轴环行器指标参考：Model NumberTemp.(°C)(GHz) Max(dB) Min(dB)Max Power(W) Power(W)Type UIYCC1522A40T42SF 4.0 ~ 4.2 0.3 23 1.2 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A4T5NF 4.0 ~ 5.0 0.5 18 1.3 60 60 N-F -40 ~ +85 UIYCC1522A42T47SF 4.2 ~ 4.7 0.35 23 1.2 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A44T5SF 4.4 ~ 5.0 0.4 18 1.3 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A45T55NF 4.5 ~ 5.5 0.5 18 1.3 60 60 N-F -40 ~ +85 UIYCC1522A44T51SF 4.4 ~ 5.1 0.4 18 1.3 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A47T52SF 4.7 ~ 5.2 0.35 23 1.2 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A5T55SF 5.0 ~ 5.5 0.3 23 1.2 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A5T6SF 5.0 ~ 6.0 0.4 20 1.25 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A5T6NF 5.0 ~ 6.0 0.5 18 1.3 60 60 N-F -40 ~ +85 UIYCC1522A5T7SF 5.0 ~ 7.0 0.5 18 1.3 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A51T585SF 5.1 ~ 5.85 0.35 23 1.2 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A55T6SF 5.5 ~ 6.0 0.3 23 1.2 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A565T715SF 5.65 ~ 7.15 0.5 18 1.35 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A57T59SF 5.7 ~ 5.9 0.3 23 1.2 60 60 SMA-F -40 ~ +85 UIYCC1522A58T72SF 5.8 ~ 7.2 0.4 20 1.25 60 60 SMA-F -40 ~ +85 ✧List are specify frequency range and other ranges available.✧Please enter below information when inquiry and mark * is must.* 1. The specific frequency range* 2. Power handling (Forward, Reverse, Peak, etc.)* 3. Connect type (SMA Male/ Female, N Male/ Female, etc.). 4. Other special request if have (Insertion Loss, Isolation, VSWR, Temperature, Dimension, etc.)4.0-7.2GHz同轴环行器机械图：更多微波通讯产品：同轴隔离器、嵌入式（带线）隔离器、宽带隔离器、双节隔离器、表面封装（SMT）隔离器、微带（基片）隔离器、波导隔离器、高功率隔离器、同轴衰减器、同轴终端（负载）、滤波器、放大器、功分器、电桥、定向耦合器、波导同轴转换、双工器/三工器等可参考优译官网。
宽频带X波段Y结铁氧体环形器的设计与仿真
宽频带X波段Y结铁氧体环形器的设计与仿真摘要：基于铁氧体（YIG）基板，设计宽频带X波段的环形器，通过电磁仿真软件对设计结果进行仿真验证。
仿真出在X波段的8GHz-11.4GHz宽频内，回波损耗大于25dB，隔离度大于25dB，插损小于0.3 dB，电压驻波比（VSWR）小于1.10dB。
所设计的环形器的性能完全符合微波通讯设备的发展方向宽频带化，高性能的要求。
关键词：铁氧体；宽带环形器；X波段；插损中图分类号：TN99 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920053－020 引言环形器在移动通讯系统中具有特别重要的地位，是通讯设施的重要组成部分。
环形器的主要应用是在射频收发系统中，主要是利用其端口的传输的非互易性，可以作为收发双工应用，连接天线与收发链路，即通过环形器的功能使得接与发只由一副天线就能实现。
而通过将环形器的第三端接上匹配负载，可以将其制成隔离器，用来防止因发射天线的开路或者短路引起的天线系统失配的情况下，由于反射波造成发射机后级功率放大器的损坏。
而随着微波通讯技术的迅速发展，大量射频电路向着小型化﹑宽带的方向发展。
带线结环形器作为微波射频电路重要组成部分，对其小型化以及宽带化，一直是微波射频工程师所研究的主要方向。
基于微波器件的发展方向，本文设计了宽频带X波段Y结铁氧体环形器。
1 设计方法宽带单Y结微带环形器的设计，其一种设计方法是控制微带线与环形结交汇处形成的耦合角以及环形结的直径的方法完成的。
这种方法考虑了磁化铁氧体环形结中存在的高次模（直到三次），且经过比较复杂的理论分析（理论分析略）之后，得出了要获得理想环形器作用所必须满足的两个条件。
这两个条件对与环形结的尺寸和磁性参数都有一定的约束关系，并且是快速设计宽频带微带环形器的前题。
这两个环形条件有图1的曲线族表示。
（）第一环行条件（b）第二环形条件图1不同耦合角下的环形条件图中s=（w/vo）（ueffεf）1/2为环形结的径向的传播常数，Zf=（uoueff/ε0εf）1/2为铁氧体的本征波阻抗，Zd=120п（εd）1/2为绕磁化铁氧体环形结的媒介的本征波阻抗，εd 为该媒介的相对介电常数。
X波段叠层片式微带铁氧体环行器的设计
２ ０ １ ３年 １ ０月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ ＧＨ Ｐ０Ｗ ＥＲ ＬＡＳＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩ ＣＬＥ ＢＥＡＭ Ｓ
ＶＯ １ ． ２ ５，Ｎｏ ． １ ０
ｏｃ ｔ ．。 ２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ３ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ２ ７ １ ７ — ０ ６
结构 。研 究 结 果 表 明 ， 叠 片数 目及 其 饱 和 磁 化 强 度 的搭 配 对 环 形 器 的 回波 损 耗 和 隔离 度 特 性 影 响显 著 ， 这 与 叠 层 结 构 引 入 的 界 面 及 叠 片 变 化 的饱 和磁 化 强 度影 响 了 环 形 器 的 等 效 输 入 电 路 参 数 有 关 。通 过 优 化 设 计 ， 可以
获得具有 高回波损耗 、 高 隔离 度及 低 插 入 损 耗 等 优 良性 能 的器 件 ， 但 带 宽 受 叠 片 数 目及 其 饱 和 磁 化 强 度 的 搭 配
影 响较小 ， 难 以通 过 优 化 进行 拓 展 。 关 键 词 ： 微 波 无 源 器件 ； 铁 氧 体 环 形 器 ； 叠层片式结构 ； 低 温共 烧 陶 瓷
携设 备 和飞行 器 ＿ ２ ］ 。对 于 Ｘ波段 微 带铁 氧体 环行 器 ， 在设计 上通 常采 用双 Ｙ 结 电路 实 现阻抗 内补 偿 以拓展 器
件带 宽 ， 同时 采用 多节 传输 线 匹配 以减 小 匹 配 电路 尺 寸 ， 实 现 小 型化 ｌ ３ ］ 。近年 来 ， 低 温 共 烧 陶瓷 （ Ｌ ＴＣ Ｃ ） 技 术 的迅 速发 展 为开发 新 型微波 无 源器件 提供 了强大 动力 ＿ ４ ］ 。Ｌ Ｔ Ｃ Ｃ是一 种先 进 的多层 陶瓷技 术 ， 能 够实 现 高密 度 多层布 线 和无 源元 件 的基 片 集成 ， 在设 计上 具有 很 大的灵 活性 。采 用 Ｌ ＴＣ Ｃ技 术 有望 突破 现有 微带 铁 氧体 环 行 器 的结构 缺点 和设 计缺 点 ， 获得 具 有 三 维结 构 的 叠层 式 微 带铁 氧 体 环行 器 ， 实 现 环行 器 与 Ｌ ＴＣ Ｃ技术 和 组 件 的兼 容 ， 为基 于 Ｌ ＴＣ Ｃ技 术 的高频 化 系统 级封装 （ Ｓ Ｉ Ｐ ） 提 供 良好基 础［ ７ ＿ ９ ｌ 。 本 文 以铁 氧体 环行 器设计 理 论 为 基 础 ， 采 用 三 维 电磁 仿 真 软 件 ＨＦ Ｓ Ｓ设 计 一 种 ｘ 波段 微 带 铁 氧 体 环 行 器， 基 片采 用具 有不 同饱 和磁 化 强度 的旋 磁材 料构 成叠 层 片式 结 构 ， 形 成 饱 和磁 化强 度 搭 配 ， 研究 叠 片 数 目及 其 饱 和磁化 强 度 的变化 对器 件频 率特 性 的影 响规律 。
M钡铁氧体单晶环形器简介
M钡铁氧体单晶环形器简介M型钡铁氧体（BaFe12O19，BaM）属于磁铅石型六角铁氧体，具有较大的矫顽力和磁积能、单轴各向异性、优良的旋磁特性等特点，在毫米波段（26.5-110GHz）性能优异。
BaM主要用于毫米波环行器、隔离器等器件，典型应用频率如26.5-40GHz、65-110GHz等。
M钡铁氧体是微波环形器的主要材料，微波环形器是相控阵T/R单元的重要器件之一，一部有源相控阵雷达需要用到数以百计的环行器。
根据国博电子招股书，其2021年T/R出货11.4万套，单价1.48万元。
根据中信证券的研究报告，2019年我国军用雷达市场规模达到304亿元，预计到2025年我国雷达需求达到565亿元，超过30%为相控阵雷达，相控阵雷达市场规模达到169.5亿元，T/R组件价值占比为50%，即对应T/R组件的市场规模为84.75亿元，对应57.26万套的T/R组件需求。
按照每套T/R组件使用1个环形器，目前军品环形器含税价格约为：ku波段以下：100元/个；18—26G：200元/个；26—40G：300元/个；40—110G：2000元/个。
按平均每个250元价格计算，军用相控阵雷达用环形器市场空间为1.43亿元。
相控阵卫星通信是新的市场增长点，根据赛迪研究、兴业证券和SIA的研究资料，未来5年国内相控阵卫星通信终端需求将超过40亿（对应20万台终端），对应T/R需求数量达到1000万组（按每台终端64个T/R）以上；受制于频率资源，相控阵卫星通信主要是Ka波段，按照每个环形器单价100元（卫星通信终端普及的前提是终端价格大幅降低至万元水平，环形器等非核心器件单价较低）计算市场空间将超过1亿元。
目前雷达和卫星通信终端采用的环形器为采用烧结法制备的多晶BaM陶瓷，产量大、供应链成熟，成本低，能满足大部分商业化场景的需求。
在高频段的军用市场，因追求极高性能要求，对价格不敏感，单晶BaM环形器性能更出众，因而有一定市场需求。
大功率环行器驱动电路的设计
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ｃｒ ｕａ ｏ ，ｄ ｉｅ ，ｓ ｔｈｎ ｉ ｙ ｒｓ ｉｃ ｌｔｒ ｒ ｒ ｗｉｃ ｉｇ ｔ ｖ ｍｅ
大功 率开关 环形 器 用于 雷达 中实 现微 波通 道 的 切换 ， 需要 外 加控制 电路 来 改 变 铁 氧 体 磁 芯 的 磁 化 状态 ， 才能 实现 开关 的作 用 ， 种 外加 的控 制 电路称 这
驱动器 的设计 除 了要考 虑双 向大 电流 的实现 ， 还 有就 是减小 转换时 间的设计 。为 ＿ 小开关 时 间 ， 『 减 采 用线 圈并联 的方式 。铁氧体线圈 是感 性负载 ， 流过 它 的电流不能 突 变 。电感 电流 瞬变 过 程 可用 式 （ ） 。 １表
了这 种条 件 ， 开 关 获 得 最 佳 的微 波工 作 点 。环行 使 开关 对驱 动器 的 另一 个 要 求 是微 波 通 道 切换 时 间 ，
ｐ ｉｃｐ ｅ ｔ ｏ ｆｓ ｅ ｉ ｇ ｔ ｈ ｒ ｅ ｗｉｃ ｉｇ ｐ ｒｏ ｆ ｉｒ ｗａ ｅｃ ａ ｎ ｌ ｓｆ ｕ ｄ ｗｉｈ ｇ ｏ ｆ ｃ ．Ｔｈ ｒｎ ｉ ｌ ，ａｍｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｋ ｎ ｏ ｓ ｏ ｔ ｎ ｓ ｔ ｈ ｎ ｅ ｉｄ ｏ ｃ ｏ ｖ ｈ ｎ ｅ ｏ ｎ ｔ ｏ ｄ ｅ ｆ ｔ ｍ ｉ ｅ ｅ
为驱 动器 。微 波通道 的切换 功能 是借 助 于驱动 器 控 制来 实现 的 ， 以驱 动 器 成 为 开 关 环 形 器 不 可 缺 少 所
输 出端 分别 接 到控 制 线 圈 的 两 端 ， 输 入 信 号 高低 用
电平 控制输 出电流 的换 向 ， 电流 ｉ， ｉ， 和 大小 相等 ， 方 向相 反 。控 制 电流 换 向的 输 出级 采用 桥 式 接 法 ，
维普资讯
大 功 率 环 行 器 驱 动 电 路 的 设 计
Y型环形器
专利名称：Y型环形器
专利类型：实用新型专利
发明人：刘姬,杨婷婷,王欣丰,顾春健,王兵申请号：CN202121795092.9
申请日：20210803
公开号：CN215644937U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型实施例涉及环形器，公开了一种Y型环形器。
本实用新型中，Y型环形器，包括：具有腔室的主波导、设置在腔室中心的一个铁氧体，主波导具有三个凸出部，各凸出部均具有一个端口；其中，腔室为“Y”型形状，腔室具有三个分支腔，各分支腔分别延伸至不同的凸出部中；腔室具有三个轴向环绕铁氧体的腔壁，腔室的各腔壁均由多个壁面顺次相连形成，且任意相邻的两个壁面弯折成预设夹角，各壁面中至少部分壁面的长度为环形器工作频率下的四分之一个波长。
与现有技术相比，使得小型化，结构简单，降低器件的设计成本，且操作方便，提高装配效率；另外，可以工作在更低的频段，具有更好的正向传输系数和反向隔离度，且回波小。
申请人：上海阖煦微波技术有限公司
地址：200000 上海市嘉定区陈翔路88号5幢2楼A区
国籍：CN
代理机构：上海精晟知识产权代理有限公司
代理人：肖爱华
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X波段LTCC铁氧体环形器优化设计
X波段LTCC铁氧体环形器优化设计张帅【摘要】以HFSS软件作平台对X波段LTCC铁氧体环形器进行加盖保护层的仿真实验,得出其特性的一般规律,确定了选取的基板材料和厚度.针对现行工艺水平导致的缺陷进行模拟仿真和分析,找到了解决方案,为环形器的制备和使用提供了理论依据,提高了环形器在微波收发系统中的应用效率.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2018(018)012【总页数】4页(P41-44)【关键词】HFSS软件;LTCC铁氧体环形器;环形器的制备;微波收发系统【作者】张帅【作者单位】中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏无锡214035【正文语种】中文【中图分类】TN3051 概述环形器的单向传输特性决定其被广泛应用在微波射频收发系统内，为适用小型化和轻型化要求，文献[2]中阐述了LTCC铁氧体环形器的一种可行的设计方法，选取饱和磁化强度为0.3 T、介电常数为8.0的旋磁材料和叠层材料，采用1/4波长耦合的全铁氧体基片微带单Y结型环形器双层叠层片式结构，标准50 Ω微带线匹配，通孔金属圆柱为银材质，构建出理论模型，仿真实现了在X波段内具有良好环形功能的微波器件，与普通环形器相比其体积缩小很多，可以达到10.8 mm×9.5 mm×0.95 mm[2-3]。
此模型主要是在介质基板上烧结以金属材料或者淀积成金属薄膜的三维立体结构[4]，若直接将环形器顶部暴露于空气中，特别是在军用领域，器件的使用环境更加恶劣，微带传输线和介质基板会受到氧化、腐蚀等[5]，长期使用会影响器件性能甚至导致损坏。
针对上述问题，可以尝试在环形器顶部加盖一层基板作为保护层[6-7]。
通过分析可知，基板的介电常数和高度是影响环形器性能的两个主要因素，可以用这两个参数来表征器件的一般规律[8]。
2 保护层对环形器性能的影响图1为未加盖保护层铁氧体环形器最优化仿真结果，图2为加盖保护层后环形器仿真结果。
环形器的构造与原理
环形器的构造与原理环行器是将进入其任一端口的入射波，按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口器件。
环行器是有数个端的非可逆器件。
其显著特点为能够单向传输高频信号能量，分为微光学光纤、电子环形器，在隔离器、双工器、反射放大器中有良好的应用。
环形器结构图：定义：环形器将进入其任一端口的入射波，按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口器件。
环行器是有数个端的非可逆器件。
比如：从1端口输入信号，信号只能从2端口输出，同样，从2端口输入的信号只能从3端口输出，以此类推，故称作环行器。
特点及应用：环行器又叫隔离器的突出特点是单向传输高频信号能量。
它控制电磁波沿某一环行方向传输。
这种单向传输高频信号能量的特性，多用于高频功率放大器的输出端与负载之间,起到各自独立,互相“隔离”的作用。
负载阻抗在变化甚至开路或短路的情况下都不影响功放的工作状态,从而保护了功率放大器。
原理环行器单向传输的原理，是由于采用了铁氧体旋磁材料。
这种材料在外加高频波场与恒定直流磁场共同作用下，产生旋磁特性（又称张量磁导率特性）。
正是这种旋磁特性，使在铁氧体中传播的电磁波发生极化的旋转（法拉第效应），以及电磁波能量强烈吸收（铁磁共振），正是利用这个旋磁现象，制做出结型隔离器、环行器。
它具有体积小、频带宽、插损小等特点，因而应用十分广泛。
结构采用结型带线结构，双Y形中心导体置于两片旋磁铁氧体样品之间，组成样品结，在样品结周围各置三片磁石，使整个样品结产生一均匀恒定的磁场。
隔离器、环行器端口由带线转为同轴线，通过正确的设计它，可使样品结和同轴线有良好的匹配，满足隔离器、环行器各种性能的要求，当在负载失配的情况下，反射能量将沿着蓝线所标的方向流到外接的吸收电阻上，能量被电阻所吸收。
端口构件环行器为三端口器件，当端口1为输入，端口2为输出，则3端口为隔离端口，能量几乎不能穿过，以此类推，一般UHF读写器上用环行器为顺时针方向流通，当端口1为TX输出时，RF信号会从端口2而流过，而端口3即RX端口为隔离端，具体隔离度需参考器件参数和LAYOUT效果，相反，当端口2作为收发复用端接收信号时，信号会按顺时针进入端口3，此时泄露到TX端口的能量非常小，可以忽略，而TX泄露到RX 端口的能量很大程度上影响着接收机灵敏度即实际识别效果，因此需根据接收端LNA参数，在RX端加衰减器对TX泄露信号进行有效隔离，但由此产生一个问题，因为RX接收的有用信号本身已经很少，在进行TX端泄露信号衰减的同时，RX端有用信号也被进一步削弱，因此也会影响到LNA的接收，因此，用环行器做收发隔离只能在一定程度上产生效果，对于TX输出功率给定且ERP不超过相关规定的情况下，要提高接收机灵敏度，必须考虑增大收发两路的隔离度，方法有很多，视具体需求而定。
X波段LTCC铁氧体环形器的设计
X波段LTCC铁氧体环形器的设计
张帅;彭龙;徐洋
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2016(029)004
【摘要】针对微波铁氧体材料与低温金属浆料及LTCC陶瓷材料在工艺上的匹配共烧的技术难题,文中采用本征模设计方法,运用阻抗匹配技术,借助微波仿真HFSS 和AutoCAD软件设计了一种X波段单Y结LTCC铁氧体环形器.器件模型在10.9～12 GHz的频率范围内出现环形功能,其带宽为1.1 GHz,插入损耗≤0.5 dB,回波损耗≥10 dB,隔离度≥13 dB,驻波比≤1.5 dB.此设计有望实现微波环形器与低温共烧陶瓷(LTCC)技术的有效结合.
【总页数】3页(P130-132)
【作者】张帅;彭龙;徐洋
【作者单位】成都信息工程大学光电技术学院,四川成都610225;成都信息工程大学光电技术学院,四川成都610225;成都信息工程大学光电技术学院,四川成都610225
【正文语种】中文
【中图分类】TN385
【相关文献】
1.X波段铁氧体微带环行器阵列封装设计与仿真 [J], 陈永星;蒋晓娜;余忠;孙科;郭荣迪;兰中文
2.X波段LTCC铁氧体环形器优化设计 [J], 张帅
3.高功率X波段铁氧体微带环行器设计与验证 [J], 杨雷; 罗会安
4.基于PCB工艺的X波段嵌入式铁氧体微带环行器设计 [J], 高原; 林杰; 锁爱林
5.采用LTCC技术的X波段滤波器设计 [J], 高勇;高宁
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成。工作时， 这种铁氧体环行器需要承受高峰功率和高 平均功率 ， 其插入损耗绝大部分来 自移相段铁氧体片产
生的微波损耗， 而这些损耗全部转化为热量。如果这种
热 量不能很好地传 出， 氧体 片的温度 就会升高 ， 铁 超过 一
求得
Ｐｏ／ Ｐｉ＝ ｏ． ３ ５ ９ ３２
定值时， 生 其ｆ能就会逐渐变差 ， 最终导致器件隔离度等重
ｎ
＝ ＝
３ 热设计
系统设计要求为铁氧体最大损耗功率 ９０ｗ； ０ 铁氧 体表 面温度 Ｔ≤７ ０℃ ； 冷却水为 乙二醇水溶液 （ 重度 比 ５％）随设备配置的外部冷却设备能将循环冷却出水从 ６ ； ５ 降低至 ５ 。 ８ｏ Ｃ ｏ℃ 冷却水的流量可由下列方体片所在波导宽边 能够均分给每个水道的最大尺寸 ， 来确定水道的宽度， 再 根据经验预设一个高度， 得到相应的水道截面积， 然后通
图 １ 采用 ８条铁氧体移相段横切面
铁氧体片在 工作 中因微 波损耗 产生 的热 量 ， 通过 波
过理沦计 算求得冷却后铁氧体片的表面温度。若计算得 到 的铁氧体片表 面温度 明显低 于规定 的温度上 限 ， 明 说
２１ 年 １ 月 ０１ ０
性， 损耗功率可按 ９０ 计。 ０ Ｗ
２ 基本 结构设计
根据环行器的工作频率和构造原理， 设计时为移相 段选定 了适用的双联波导 。为 了有效散热和缩短 移相段 长度 ， 采用了 ８ 条铁氧体片方案， 其移相段横切面示意图
如图 １ 所示 。
铁氧体 波导
进出 口温差 ， ℃。
： ０ ０３ｍ ．１
（０ １）
式中， 为流道湿周。则 Ｒ ５８由计算可知流动的冷 ｅ＝ ０
却水为层流。取准则方程为＿ ４ ］
： Ｏ ４ Ｒｅ￣ Ｐ ． ６ ｆ＂ ５
，
根据冷却设备提供的条件，ｔ ５ —０ ８ｏ ； Ａ ＝ ８ ５ ＝ 冷却水 Ｃ
平均温度 ｒ－ ８５ ： ４ｏ 查 ５ ， — ０ ５ ５＋ ｃ； ４℃乙二醇水溶液（ 重量
预设 的水道高度和数量满足 要求 ； 否则 ， 就要增 加水道数
导壁向外传导。为了将铁氧体片内部产生的热量及时有
效地传出， 采取了水冷却方案， 即在每条铁氧体片所在的
波导壁上设置水道 ， 上下对应 的水 道设法 相连成 一个 分
量（ 即散热片数量） 或高度， 直到符合要求为止。 考虑该器件的材料选择、 加工后变形量、 焊接的难易 等综合因素后 ， 确定环行器移相段水道宽度为 ３ ｍ 水 ７ｍ ， 道预设高度为 ８ ， 咖 据此得到的水道截面积：
ｅ ｑ
（３ ｌ） １ ｊ
Ｑ ｄ ： １６ ＝ ＇ ｆ ．６×１ ｍ３ｓ ０ ／
（） ５
式中，， Ａ 为铁氧体的导热系数 ， （ ・ 。移相段上 ， ｗ／ ｍ ℃） 每条铁氧体片对应的水道需要导出的热量为
‘ ０ ： １２５ｗ ｎ： １． ’ … ＼’ （４ ‘， １）
ｓ ｕ ｃ ，ｈ ａ ｏ ｄ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ａ ｅ ｍｉｓｏ ｏ ｒ ｅ ｅ ｔｌ ａ ｎ ｒ ｃｉ ｌ ｒ ｓ ｉｎ，ａ ｐ ｒ ｐ ａｅ ｃ ｏ ｉ ｇ ｗ ｙ ｉ ａ ｏ ｔ ｄ Ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｔｒ ｄ ａｉｎ ｉ ｃ ｐ ｎ ａ ｐ ｏ ｒ ｔ ｏ ｌ ａ ｓ ｄ ｐ ｅ ． ｎ ｈ ｎ ｈ ａ ａ ｉｔ ｓ ｉ ｎ ｏ ｃ ｎ ｒ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｈ ｉｅ ｆｄ ｃ ｒ ｓ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｆ ｉ ａ ａ ｔ ｒ ．Ｓ ｌ ｔ ｇ ｓ ａ ｅ ｉ ｉ ｅ ｐ ｏ ｉ ｅ ｏｆ ｉ ｍ ｄ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｔ ｅ ｓｚ ｓ ｏ ｕ ｔｃ ｏ ｓ ｓ ｃ ｉ ｎ ｕ ｄ ｐ ｍｅｅ ｓ ｐ ｉ ｉ ｈ ｐ ｎ Ｅ ｓ ｒ ｖｄ ｓ ｏ ｏ ｌ ｒ ｔｎ ｄ ｇ ｅ ｔｃ ｎ ｅ ｉｎ ｅ ｆｒｆ ｉ ｇ ａ ｄ ｗ ｌ ｉ ｇ ｏ ｒｉ ｓ ｈ ｃ ｎ ｕ ｅ ｃ ｉｖ ｍｅ ｔ ｆｔ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ．Ｔ ｅ ｄ ｖｃ ｒ ａ ｏ ｖ ｎ ｅ ｃ ｏ ｘ ｎ ｎ ｅｄ ｎ ｆｆ ｒ ｅ ，ｗ ｉｈ ｅ ｓ ｒ ｓａ ｈ ｅ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｈ ｅ ｉｅ ｉ ｅ ｔ ｏ ｈ ｈ ｓｂ ｅ ｅ ｔ ｄ ｕ ｄ ｒ ｌｗ ｐ ｗ ｒ ｉｈ ｐ ｗｅ ｎ ｘｒ ｍｅ ｃｒ ｕ ｔ ｎ ｅ ｏ ｅ ａ ｉｎ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｗｏ ｋ ｌ ｉ ａ ｅ ｎ ｔｓｅ ｎ ｅ ｏ ｏ ｅ ，ｈ ｇ ｏ ｒ ａ ｄ ｅ ｔ ｅ ｉｃ ｍｓ ｃ ｐ ｒ ｔ ｄ ｎ ｒ ｓ ｗｅｌ ｎ ａ ｏ
Ａ＝ ３ ７×８＝ ２９ ０ ｍ ＿６ Ｘ１ ２ （） ６
水道 ， 形成的４个分水道头尾分别汇聚到冷却水进出总 管。通过循环的冷却水带走热量， 使铁氧体片在既定温 度范围内达到热平衡。由于铁氧体片是热的不 良导体， 因此 ， 为了便于其内部导热， 采用了薄型铁氧体片。
水道 内冷却水 的平均流速 ：
５６Ｘ１ 也ｍＺ ． ０ ｓ
（） ７
Ａ
冷却水 的雷诺数 ：
Ｒｅ ：
‘
（） ８
式中： 为当量直径 ；为液体的运动粘度。 液体的运动 粘度 ： ＝ １４ ．８×１ ｒ ／ ０ ｎ ｓ ２ （） ９
当量直径 ：
Ｄｅ ４ ｑ： Ａ
Ｑ ｒ
（） ３
式中： Ｐ为铁氧体片总损耗功率， ｃ 为冷却水 的比热 ｗ； 。 容，／ ｋ ｏ ； Ｊ（ｇ・ Ｃ） Ｐ为冷却水的密度，ｇｍ ； 为冷却水 ｋ／
ｎ 叫 躬 ｆ
、 ／
（） １ １
式中：ｕ Ⅳｆ 为努谢尔特数； ｒ Ｐ 为普 朗特数； 为管道长度。 ｚ 比５％） ６ 的比热容 ｃ＝ ６５Ｊ（ｇ・ ， ｐ ｌ ７ ３ ０． ／ ｋ ℃）密度 ＝ ２ ２ ０ ｋ／ 铁氧体损耗总功率 Ｐ ９０ ｇｍ ； ＝０ Ｗ。将上述条件代入式
ＸＵ ｅ Ｉ ｎ Ｙｕ － ｉ ｇ ｌ
（ ｈ ８ｈＲ ｓ ｒ ｓｔｔ ｏ Ｅ Ｃ Ｈｆｉ ３０ ８ Ｃ ｉａ Ｔｅ ｔ ｅ ａｃ Ｉ ｔｕｅｆＣ Ｔ ， ｅ ０ ８ ，ｈｎ ） ３ ｅ ｈ ｎｉ ｅ２
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｅ ｔｉ ｉ ｈ ｐ ｗｅ ｅ ｒ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｉｌｐ ａ ｅ ｓ ｉ ｉ ｕ ａｏ ｓｃ ａ ａ ｔ ｒ ｅ ｉ ｉｈ ｈ ａ ｏ － ｓ ｒ ｃ ：Ａ ｃ ｒ ｎ ｈ ｇ ｏ ｒｆｒｉ ｉ ｅ ｅ ｔ ｈ ｓ ｈ ｆ ｃｒ ｌ ｔｒ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｚ ｄ ｗ ｔ ｈ ｇ ｅ ｔｃ ｎ ａ ｔ ｆ ａ ｔ ｃ ｉ ｈ
个方面： 一是确定冷却方式； 二是根据冷却方式设计最佳 结构。—个合理的结构能增加器件散热效率， 提高器件 承受高功率的能力， 同时还能降低器件的加工成本。 环行器平均功率为 １ Ｗ， ２ｋ 高功率情况下要求插入 损耗不大于 ０３ｄ 。若 Ｐ 为输人功率 ，０ ． Ｂ ｉ Ｐ 为输出功率， 则有 １ Ｐ ／ ｉ Ｏｌ ｏ Ｐ ）＝ ０３ ｇ（ ． （） １
ｐ ａ ｔ ｅ ｒ ｃｉ ． ｃ
Ｋｅ ｒ ｓ ｈｇ ｏ ｅ ；ｆ ｒ ｔ ；ｐ ａ ｅ ｓ ｉ ｅ ；ｓ ｕ ｔ ｒ ｅ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉｈ ｐ ｗ ｒ ｅ ｒ ｅ ｈ ｓ ｈ ｆ ｒ ｔ ｃｕ ｅ ｄ ｓ ｉ ｔ ｒ ｇ
引 言
某微波设备传输线上使用的一种 ４端口高功率铁氧 体差相式环行器 ， ３ｄ 由 Ｂ电桥、 Ｔ和移相段 ３ 魔 部分组
件下， 只要冷却水总流量达到 ６６ｘ０ ｓ 或 ４ ． １ ｍ ／ ， ６ 个分 水道中冷却水流量分别达到 １６ｘ０ Ｔ ｓ ． １ Ｔ ／ ， ６ ｌ 就能带走铁 ３ 氧体片产生的全部热量， 维持器件正常工作。
４ 冷却水道设计
根据计算得到 的冷却水 流量 ， 就可 以对波 导壁宽边 上的冷却水道进行设计。设计的目的是确定水道矩形横 截面宽 和高 的尺寸 。为了方便 ， 程上 常采用 尝试 法 在工
根据这个结果 ， 在冷却水进水 ５ ０℃ ， 出水 ５ 的条 ８℃
・
２ ・ ０
第 ２ 卷第 ５ ７ 期
许越宁 ： 一种高功率铁氧体环行器结构设计
・ 产品设计 ・
每个水道的换热面积为
Ｓ＝ ０ ０１ ． ７ ｍ２
（５ １）
在铁氧体片锡焊过程 中， 要特别注意： 锡层要尽量 薄； 在铁氧体片边缘禁止出现焊锡残余 ， 若出现则应完全
第２ ７卷第 ５期
２１年 ｌ ０１ ０月
电 子 机 械 工 程
Ｅｌｃ ｒ — ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｅ ｔ ｏ Ｍ ｃ ａ ｉａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ５ １２ ． ． ０ｃ ． ０ １ ｔ２ １
一
种高功率铁氧体环行器结构设计
许越 宁
（ 国电子科 技集 团公 司第 三 十八研 究所 ， 安 徽 合肥 ２０８ ） 中 ３０ ８
（） ３ 得
＝ ６６ ０ ｍ ／ ．６Ｘ １ ３ｓ （） ４
解得
Ⅳ ｆ ２ ｕ＝ １ （２ １）
对流换热系数Ｈ为
：
工，
移相段上 ， 上下波导壁 各有 ４个冷却水通道 ， 则每个 通道 的平均 流量为
，ｌ
： ６３（ｌ ．【） ９ ｒ 。乙 ， ｉ ｏ ｊ ｚ ＝
＝
０８ １ｋ ＝ ８ １ ／ ．０ Ｗ ０ ｓ Ｊ
（） ２
假定损耗仅由铁氧体片产生， 并且全部转化为热量 ， 则单位时间产生的总热量为８１ ０ ｏ Ｊ为提高热设计的可靠
＋
收稿 日期 ：０ １ ０ — １ ２ １— ４ １
・
ｌ ・ ９
・
产品设计 ・
电 子 机 械 工 程
除去 ， 以免打火。
验 ， 实 际使 用 中表 现优 良。 在
关键 词 ：高功 率 ； 氧 体 ； 相段 ； 铁 移 结构设 计 中图分类 号 ：Ｎ ２ Ｔ ６１ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ８ ５０ （０ １０ — ０ ９ ０ １０ — ３０ ２ １ ）５ ０ １ — ３