專利名稱：具有可變形的膜片的微波循環(huán)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)器，特別是一種用在微波應(yīng)用中的循環(huán)器。
通常使用一些循環(huán)器來將多個口特別是3個口結(jié)合在一起，使得從一個口進入到該循環(huán)器的信號可以沿一個方向行進，例如從口1向口2(而不向口3)，從口2向口3(而不向口1)，或者從口3向口1(而不向口2)。當(dāng)一個口連接到匹配的負載上時，該裝置用作絕緣裝置；在這里另兩個口之間的信號只能沿一個方向流動。
常用循環(huán)器的實例和通常的循環(huán)器的結(jié)構(gòu)在

圖1(a)，1(b)和2中示出。圖1(a)示出了已知的循環(huán)器的結(jié)構(gòu)，該已知的循環(huán)器包括一個兩個半殼11和12的殼體10，每個半殼具有用于容納永磁體15，16的凹槽13，14，并且還具有鐵素體元件17，18。這些半殼體是由一種半殼工藝形成的，而凹槽13，14和其它的不連續(xù)性(例如變換臺階部分19)是通過銑削形成同時在安裝期間，與鐵素體和磁體配合的兩個半殼被放在一起并且通過合適的裝置連接以便形成一個完整的殼體。沿中間的分型面的這樣的結(jié)構(gòu)的俯視圖在圖2中示出，其中可以看到帶有相應(yīng)的鐵素體18的完整的殼體10的下半部分通過相應(yīng)的變換部分23，34，25與3個微波導(dǎo)向口20，21，22連接。
圖1(a)的替換實施例在圖1(b)中示出。這里，與圖1(a)的對稱結(jié)構(gòu)相反，只有使用一個鐵素體18和永磁體16并且變換級僅僅在該半殼中具有臺階，該半殼容納這兩個零件。
這樣的循環(huán)器的性能主要取決于這樣一些因素主要是在該鐵素體和上半殼(圖1(b))或者在兩個鐵素體(圖1(a))之間的空氣隙26的尺寸和均勻性，在殼體中鐵素體的位置的對中性。很清楚性能主要取決于制造和裝配公差，如圖3所示。對于該空氣隙的尺寸(尺寸A)的不確定性，主要的導(dǎo)致因素是鐵素體的尺寸(尺寸B)和殼體裝配尺寸(尺寸C)的公差以及將鐵素體連接到該殼體上的粘合層的厚度(尺寸D)的公差。至于該鐵素體在該殼體中的位置的不確定性，通常使用一種量具或者模板來定位該鐵素體，也需要考慮這樣的量具或者模板的精度誤差。
根據(jù)本發(fā)明的第一特征，設(shè)有一種循環(huán)器，該循環(huán)器包括第一和第二半殼構(gòu)成的殼體，在該第一半殼的中央部分中并且連接到該第一半殼上的、帶有相應(yīng)的磁體的鐵素體元件，與該鐵素體元件相鄰的、具有可變形的膜片的第二半殼，在該膜片和鐵素體元件之間存在空氣隙，該循環(huán)器還包括一個用于是膜片變形的調(diào)整裝置，從而調(diào)整該空氣隙的大小。
該調(diào)整元件最好容納在一個凹槽中，該凹槽形成在第二半殼中，該調(diào)整元件構(gòu)造成使得其向下靠在膜片上，從而將該膜片向該鐵素體元件移動。
該調(diào)整元件最好是一個螺釘，該螺釘具有與形成在凹槽中的相應(yīng)的螺紋線相配合的螺紋線。
該凹槽最好是在第二半殼上進行銑削操作的結(jié)果，該膜片是該第二半殼在銑削操作之后剩下的部分。
該鐵素體元件最好容納在一個形成在該第一半殼中的空腔。
該空腔最好加工成在該鐵素體元件和空腔之間具有非常小的間隙。該空腔和鐵素體元件最好彼此形成摩擦配合。該空腔和鐵素體元件間形成彼此間的過盈配合。
最好通過一種應(yīng)用粘合劑施加在該鐵素體元件的側(cè)面和該空腔的相應(yīng)的側(cè)面上，使該鐵素體元件連接到該空腔中。該粘合劑最好設(shè)置在作為該空腔的延伸部分的溝槽中，這些溝槽在該第一半殼中圍繞該空腔的外緣間隔。最好存在圍繞該空腔的外緣距離大致相等設(shè)置的溝槽。
最好施加該粘合劑使得例如形成在溝槽處的粘合劑的珠緣，該珠緣通過目測很容易看到。
將鐵素體連接到該第一半殼的中央部分上的粘合劑的使用就其本身的性能來說被認為是有創(chuàng)造性的。因此根據(jù)本發(fā)明的第二特征設(shè)置一種循環(huán)器，該循環(huán)器包括由第一和第二半殼構(gòu)成的殼體，在該第一半殼的中央部分中并且連接到該第一半殼上的、帶有相應(yīng)的磁體的鐵素體元件，其中通過在該鐵素體元件和第一半殼的側(cè)面之間施加粘合劑，該鐵素體元件連接到該第一半殼中。
根據(jù)本發(fā)明的循環(huán)器將通過示例并且參照附圖被描述，附圖包括圖1(a)和圖1(b)是側(cè)面截面示出的已知循環(huán)器的兩個實施例，而圖2是沿兩個實施例的剖面II-II的視圖；圖3是圖1(b)的循環(huán)器，示出了在該循環(huán)器制造中涉及到的公差；圖4是根據(jù)本發(fā)明的部分截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的循環(huán)器的優(yōu)選實施例的部分平面截面圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明將鐵素體粘結(jié)到循環(huán)器的半殼上的優(yōu)選實施例；和圖7示出了圖4中示出的本發(fā)明的實施例的對稱形式。
參照附圖4，根據(jù)本發(fā)明的循環(huán)器的特征在于3個措施，每個措施帶來了對由于制造公差導(dǎo)致的性能不確定性的降低，這些措施一起提供了增強的性能確定性。
在圖4中，該上半殼11已經(jīng)在局部區(qū)域30中被銑削從而提供了在該半殼的大部分深度上的凹槽31。在這個銑削操作之后留下的殼體部分用作膜片32，該膜片32足夠薄以便沿雙箭頭示出的方向彈性變形。該空氣隙26是在該鐵素體18和膜片32的下側(cè)之間的空間。為了允許這個空氣隙26可以被調(diào)整，在凹槽中插入調(diào)整元件33，該凹槽制成受到對該膜片32的上面的可變力。因為在自然狀態(tài)中該膜片將不變形并且平行于該殼體表面34，在該結(jié)構(gòu)中僅僅變形的力將是向下的方向的力，使得該膜片被迫靠近該鐵素體18，從而降低該空氣隙26。因為該調(diào)整裝置的單一方向特性，未調(diào)整的空氣隙應(yīng)該大于實際使用中所需要的空氣隙。
在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，如圖4所示，該調(diào)整元件最好采取具有螺紋的螺釘，該螺紋與相應(yīng)的在凹槽31中加工的螺紋配合。該螺釘是由磁性材料(最好是鋼)制成并且用作磁軛。
剩下的所采用的兩個措施增強了性能的確定性，該兩個措施在于將該鐵素體元件連接到殼體上的區(qū)域。首先不用將鐵素體直接連接到該下半殼12的上表面35上(圖3)，首先在該下半殼中加工出空腔36并且然后將鐵素體插入到該空腔中。該空腔的與該鐵素體的側(cè)面尺寸(直徑)相關(guān)的側(cè)向尺寸(直徑)應(yīng)該是這樣的允許該鐵素體在該空腔中盡可能小的運動。實踐中，該鐵素體和空腔36的相對尺寸應(yīng)該確保至少摩擦配合，最好是過盈配合。第二為了將該鐵素體固定到位，代替如圖3的通常的方案所示那樣將粘合劑施加到該鐵素體下側(cè)，在該鐵素體的側(cè)面37和一些進一步的小凹槽(徑向溝槽)38之間施加粘合劑，該進一步的小凹槽構(gòu)成了主要空腔36的小的局部延伸部分。因此這些凹槽充有粘合劑，這樣將該鐵素體固定到位。
這個方案的優(yōu)點在于(a)由于空腔36的限定作用導(dǎo)致了該鐵素體不能側(cè)向游動。
(b)該鐵素體在該下半殼的表面35上的平均高度是可以預(yù)測的(忽視了該鐵素體本身可能存在的高度誤差)，因為該鐵素體沒有坐落在任何粘合劑上。在常用的結(jié)構(gòu)中，坐落有鐵素體的該粘合劑底座將受到一定的擠壓力；這些力的大小和該粘合劑層的初始深度和稠度都導(dǎo)致了在該下半殼上的該鐵素體的上表面的高度的不可預(yù)測。
(c)該空氣隙26的的大小在該鐵素體的上表面41(見圖4)的一定程度上是均勻的。這是因為不能在鐵素體狹面的任何位置處設(shè)置粘合劑。
根據(jù)允許該粘合劑的粘合品質(zhì)可以目測到(見圖6)，最好施加足夠的粘合劑，使得該粘合劑在該溝槽38上移動并且構(gòu)成局部珠緣40，這可以在查看所示的方向中的一個或者多個口時被看到。
通過光學(xué)或者機械裝置可以代替空氣隙的測量裝置，或者可替換地，該循環(huán)器的HF性能可以在操作調(diào)整元件時被監(jiān)測。最好在本發(fā)明下需要被監(jiān)測的性能是該循環(huán)器的傳輸參數(shù)或者反射參數(shù)。
盡管圖4中示出的本發(fā)明的實施例涉及了一種類似于圖1(b)的非對稱循環(huán)器結(jié)構(gòu)，但是還可以使用本發(fā)明的圖1(a)中的對稱結(jié)構(gòu)。這個情況中(見圖7)，通過使用剛剛描述過的粘合方法在該第二鐵素體17類似地連接到帶有相應(yīng)的溝槽(徑向凹槽)51的第二空腔50中，該相應(yīng)的溝槽51制成在該第二半殼11中。
在本發(fā)明的進一步的變形中，該膜片不是用殼體本身形成的，而是一個與該殼體分隔的元件。在這個結(jié)構(gòu)中，該上半殼完全被銑削以便形成一個孔而不是僅僅一個凹槽31，彈性可變形的薄膜片緊緊安裝到該孔的內(nèi)部開口中。在這個實施例中，當(dāng)然必須將這個分隔的膜片緊固成，使得該調(diào)整元件33的向下的作用力使該膜片完全不會放松。因為實踐中可能難于確保這樣，所以最好使如圖4示出的整體結(jié)構(gòu)。
原則上可以構(gòu)思設(shè)置膜片，該膜片是預(yù)張緊的使得該膜片占據(jù)靠近鐵素體而不是圖4示出的鐵素體的位置。在這個情況中，該空氣隙的調(diào)整將沿向外的方向，即通過移動該膜片進一步遠離該鐵素體來增加該空氣隙。這樣將導(dǎo)致提供一種調(diào)整元件，該調(diào)整元件被機械地連接到該膜片上，使得通過旋轉(zhuǎn)例如圖4中的螺釘33該膜片被迫向上。僅管這種實施是可能的，但是比圖4示出的方案更難于投入實用，從而最好還是圖示中的方案。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)器，該循環(huán)器包括由第一和第二半殼(12，11)構(gòu)成的殼體(10)，在該第一半殼(12)的中央部分中并且連接到該第一半殼(12)的、具有相應(yīng)的磁體(16)的鐵素體元件(18)，與該鐵素體元件相鄰的具有可變形膜片(32)的第二殼體，在該膜片和該鐵素體元件之間存在空氣隙(26)，該循環(huán)器還包括用于使膜片變形的調(diào)整裝置，從而調(diào)整空氣隙的尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)器，其中，該調(diào)整元件(33)容納在一個凹槽(31)中，該凹槽形成在該第二半殼中，該調(diào)整元件構(gòu)造成可以向下壓膜片(32)從而將膜片向鐵素體元件(18)移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)器，其中該調(diào)整元件是螺釘(33)，該螺釘(33)具有與在該凹槽(31)的側(cè)面中形成的相應(yīng)的螺紋相配合的螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的循環(huán)器，其中該凹槽(31)是在該第二半殼(11)上進行銑削操作的結(jié)構(gòu)，該膜片(32)是該第二半殼的完成銑削操作之后留下的部分。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的循環(huán)器，其中該鐵素體元件(18)容納在凹槽(36)中，該凹槽(36)形成在該第一半殼(12)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的循環(huán)器，其中該空腔(36)加工成使得在該鐵素體元件(18)和空腔之間存在非常小的間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的循環(huán)器，其中該空腔(36)和鐵素體元件(18)彼此構(gòu)成摩擦配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的循環(huán)器，其中該空腔(36)和鐵素體元件(18)彼此構(gòu)成過盈配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項所述的循環(huán)器，其中通過粘合劑該鐵素體元件(18)緊固到空腔(36)中，該粘合施加到該鐵素體元件和該空腔的相應(yīng)的側(cè)面之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的循環(huán)器，其中該粘合劑設(shè)置在作為該空腔(36)的延伸部分形成的溝槽(38)中，該溝槽在第一殼體(12)中圍繞該空腔的外緣間隔形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的循環(huán)器，其中存在圍繞該空腔(36)大致等距設(shè)置的3個溝槽(38)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的循環(huán)器，其中該粘合劑被施加成使得在該溝槽(38)處形成粘合劑珠緣，該珠緣通過目測可以容易地看到。
13.一種包括由第一和第二半殼(12，11)構(gòu)成的殼體(10)的循環(huán)器，在該第一半殼(12)的中央部分中并且連接到該第一半殼(12)的、具有相應(yīng)的磁體(16)的鐵素體元件(18)，其中通過粘合劑該鐵素體元件連接到該第一半殼上，該粘合劑施加在該鐵素體和第一半殼的側(cè)面(37)之間。
全文摘要
一種循環(huán)器，包括兩個半殼(12，11)的殼體(10)，在第一半殼(12)的中央部分中具有鐵素體(18)和相應(yīng)的磁體(16)，在該鐵素體上面的第二半殼(11)具有膜片(32)，該膜片(32)通過在膜片上操作調(diào)整裝置(33)可以變形，使得調(diào)整在膜片和鐵素體之間的氣隙尺寸。該膜片最好是該第二半殼在銑削操作之后的剩余部分以便提供凹槽(31)，該凹槽容納例如螺釘形式的調(diào)整裝置。為了進一步增強該循環(huán)器性能特征的可預(yù)測性，該鐵素體座落在空腔(36)中，該空腔(36)形成在第一半殼中，通過在該鐵素體的側(cè)面(37)和該空腔的對應(yīng)的側(cè)面之間施加粘合劑將鐵素體固定到該第一半殼上。
文檔編號H01P11/00GK1568559SQ02819989
公開日2005年1月19日 申請日期2002年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月10日
發(fā)明者S·馬丁, J·埃賓格爾, K·貝茨 申請人:馬科尼通訊股份有限公司