微波铁氧体隔离器环行器的应用与发展

微波铁氧体隔离器环⾏器的应⽤与发展
摘要:
简述了微波铁氧体环⾏器/隔离器在现代微波通讯及军事上所发挥的重要作⽤着重介绍了
它在微波通讯系统中的应⽤和发展前景
关健字:微波铁级体隔离器环⾏器微波通讯应⽤发展。
⼀、引⾔
上世纪中叶,微波技术中的⼀⼤突破是铁氧体的发现,它是⼀种⾦属氧化物构成的陶瓷性磁性材料。利⽤这种材料在直流磁场和微波场共同作⽤下呈现出的旋磁效应制成的微波铁氧体器件如隔离器,环⾏器,移相器等,在⼆次世界⼤战中解决了雷达的级间隔离,阻抗以
及天线共⽤等⼀系列实际问极⼤地提⾼了题,雷达系统的战术性能,成为其中的关键部件之⼀。随着微波铁氧体技术的不断发展, 0以 8上⽤于军事,包括精密制导雷达。舰载雷达,%机载远程带戒预等雷达。导航,炮瞄雷达等都采⽤了相控阵天线,⽀持了如A GS A R T E IPT O,
等⼤型相控阵雷达的发展。冷战结束后,美俄等发达国家也实⾏了“军转民”战略,微波铁氧体器件的应⽤逐渐⼤量向民⽤⽅⾯转移,并逐渐在卫星通信,微波通信,微波能应⽤,医疗,微波测量技术等多种电⼦设备中起着特殊的作⽤。其中微波铁氧体隔离器/环⾏器在这⼀时期得到了也迅猛的发展,美国的C g研制出个法拉第⾃ H e L on第⼀旋转环⾏器以⼰来,研制出如结环⾏器,波导四端⼝差相移式环⾏器,场移式隔离器,同轴线谐振吸收式隔离器等多种类型和功能各异铁氧体环⾏器和隔离器。在现代通讯,雷达系统中的市场⽇益扩⼤。
⼆、应⽤
在电⼦系统中级间隔离,⽌串阻防扰,抗匹配,天线共⽤,去祸等都是由⼩型,轻量,集成化的微波铁氧体隔离器/环⾏器来完成,从⽽达到保护系统提⾼其稳定性,可靠性的⽬的,下⾯就简要介绍⼀下它在各种电⼦系统中的具体应⽤
2.1 环⾏器提供隔离
当作为隔离器应⽤时,环⾏器⼀端接上匹配负载,有四种真空管是⽤来产⽣或放⼤微波信号,它们是速调管,⾏波管返波振荡器以及⼆级管或晶体管组成的固态器件也可作振荡器或放⼤器,由于负载阻抗的变化 (载频率负牵引),所有型号的微波振荡管都会受到频率漂移的⽀配,如果在振荡器和负载之间装上⼀个隔离器,振荡器仍发射功率给负但是从载,负载反射回的信号在到达振荡器之前被r离器衰
减掉了。因此振荡管看上去是不变的阻 m抗,在许多应⽤中隔离器就代替缓冲放⼤器。
2.2 通讯系统双⼯器 (⽆线收发转换开关)
双⼯器在通讯系统中既是发射机也是接收机的⼀种天线开关,因此,⼀个器件具有双重作⽤,铁氧体双⼯器是其中的⼀种开关形式,其结构如图(1)所⽰
连接发射机的信号祸合到天线上,于阻抗失配,由从天线中反射的信号辐合到接收端,⼊射到天线上的信号祸合到接收机。铁氧体双⼯器的这种框图结构电路简单,不需要机械或电⼦开关,具有⾼可靠性,发射机和接收机能同时⼯作,互不⼲扰。
2.3 在移动通讯中的应⽤,如图(2)所⽰:
2.4 在雷达技术上的新应⽤
环⾏器配合雷达接收机参量放⼤器等⼀级放⼤,由于嗓声电平很低,可使雷达的作⽤距
离⼤为增加。最近快速发展的相控阵雷达天线需要成千上万只铁氧体移相器,特别是在 S波段以下,需要成千上万只环⾏器和P I N⼆等组成的数字移相器,以满⾜现代相控阵雷达
电扫描天线新应⽤,其组成如图(3)所⽰:
2.5 微波中继站中的分频电路
如图 (4)所⽰:
总之,微波铁氧体隔离器/⾏器独特的特性应⽤与国防以及民⽤通讯的各个领域,现代通讯以及雷达系统的迅猛发展也促进了微波铁氧体器件的发展,并逐渐发挥着它越来越重
要的作⽤。
三、发展前景
微波通讯是现代⽆线电通讯的主⼒军,凡是⽆线电通讯都要以微波为传输平台,如果在卫星通信,微波接⼒通信,移动通信,⽆线电系统。有线微波传输散射通讯等微波通讯中都使⽤上环⾏器隔离器,⽤量之⼤可想⽽知。下⾯就从器件结构,性能的发展趋势和市场前景⽅⾯加以简单预测,分析:
在体积,性能⽅⾯,近五⼗年来,微波铁氧体器件 (包括微波铁氧体环⾏器/ a离器),向着⼤功率,⼩型化〔微带化,⽚式化,薄膜化),宽带化,⾼可靠性⽅向发展。例如,超远距远程雷达和微波医⽤仪⽤的⼤功率波导差相移隔离器长约⼀⽶,重达100KG,⽽⼩的微型化隔离器仅0.3g,外形尺⼨为5*5*2mm,美俄⽇等国在微波铁氧体环⾏器隔离器的⼩型化研制⽅⾯⼀直处于世界领先⽔平,如美国的M/A-COM, MICA, TRAK, 俄罗斯的ISTOK, DOMAIN公司,⽇本的村⽥,TDK,都在环⾏器隔离器研究,⽣产领域取得显著成绩。在性能⽅⾯如插⼊损耗由过去的0.6db,发展到现在的0.2db,甚⾄更⼩,带宽也从过去的窄带发展到现在的倍频,甚⾄双倍频。
在市场⽅⾯,据资料显⽰,未来五年内全球通讯产品市场看好。到2005年其销售总额将扩⼤到6兆7364亿⽇元,年增长率预计为8%。我国通讯产业发展也⼗分迅速,但与国外相⽐差距较⼤,截⽌到2001年底,全国移动⼿机⽤户由96年的685万户增⾄1.45亿户,2001年新增6000万户,已超过美国,成为全球较⼤的⼿机市场,但普及率仅为11.2% ,仅为发达国家的1/5。根据信息产业部“⼗五”规划,
到2005年通讯产品业务收 1万亿元,移动⼿机 1亿部,移动电话⽤户2.6-2.9亿户,如以1亿部⼿机⽤户计,则需建⽴10万个,需环⾏器/隔离器上千万只,配套⼿机⽤量若以1/ 3计算,亦需34万只。在国防建设中,相控阵雷达技术迅速发也需要⼤量的微波铁氧体器件(如隔离器,环⾏器,移相器等)。可见。环⾏器/隔在国内外的
市场前景⼴阔随着通讯技术向⽶波,分⽶波毫⽶波⽅向发展,通讯市场将更⼤。
所以,微波铁氧体器件的发展应从两个⽅⾯⼊⼿,两个循环过程,循环过程:即内理论⼀研制⼀⽣产。外循环过程:科研⽣产⼀应⽤⼀市场,各个环节相互匹配,进⼊⼀个良性循环,开创⼀个微波铁氧体发展的新纪元。
参考⽂献:
1) 魏克珠、微波铁氧体器件的发展和应⽤⼴顺电⼦内部培训资料
2) 余声明、环⾏器/隔离器在微波通讯中的应⽤磁性材料以及器件 2003年第34卷第1期
3) 蒋仁培、微波铁氧体还有发展空间吗第11届全国微波磁学会议论⽂集
4) ⼴顺电⼦技术研究所微波铁氧体的开发和进展第11届全国微波磁学会议论⽂集
⽂章出处:/doc/56438c4eae45b307e87101f69e3143323968f5ca.html /p-393245868810.html
作者:⾦国庆唐正龙(南京⼴顺电⼦技术研究所⼤光路 28号5楼 210001)
射频隔离器环⾏器实物图——优译(UIY)
同轴隔离器带线隔离器表贴隔离器
同轴环⾏器带线环⾏器表贴环⾏器
优译有限公司创⽴于中国深圳市,注册资⾦2亿元⼈民币,是集军民⽤微波通信器件开发、设计与⽣产的⼀体化企业,产品远销海内外。公司成⽴于2003年,依托产业优势,凭借过硬的专业技术,以国内、国际运营的经验模式,在微波通信⾏业赢得信誉和⼝碑,⽣产的产品频率范围从300KHz ⾄110GHz, 功率可⾼达20KW,⼴泛使⽤于民⽤、军事、航天、空间技术等领域。优译公司始终秉承“诚信为先、顾客⾄上、科技引领、敢于创新”的经营理念,坚持以“技术优势为根本,以市场需求为导向”。公司成⽴以来与国内外企业、院校、科研机构进⾏相互交流并深度合作,为产品开发研究奠定了技术基础。
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