專利名稱：微波器件的鐵氧體外殼的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及微波器件，更特別地，涉及鐵氧體外殼。
背景技術：
鐵氧體循環器典型地配置為具有可用來在例如RF 電路或微波電路中控制信號流方向的鐵氧體材料和磁體的多端口(例如，三端口)無源RF或微波器件。例如，鐵氧體循環器可用來控制無線基站或功率放大器應用中的信號流。鐵氧體隔離器典型地通過終結鐵氧體循環器的一個端口構成。終結一個端口導致信號或能量只在一個方向流動，其可以用于，例如，隔離一連串互連組件中的組件。通常，鐵氧體隔離器是多端口器件，例如具有一個端口終結，并且具有由磁偏的鐵氧體盤或片形成的對稱Y—結的三端口器件。通過一個由匹配的終端隔離的端口(例如，端口 3)，隔離器允許，例如微波能量只沿一個方向(例如，從三個端口中的一個到三個端口中的另一個)流動，從而提供一個方向上的高衰減。在操作中，進入鐵氧體隔離器其中一個端口的微波信號遵從基于磁化的鐵氧體與電磁波的相互作用的旋轉方向(rotating sense)。這樣，通過對稱地構成鐵氧體隔離器，可以提供通過鐵氧體隔離器的規定的信號路徑或方向。這樣，鐵氧體隔離器可以通過終結鐵氧體循環器其中一個端口來提供，并用于抗反射保護。此外，已知的鐵氧體循環器和隔離器包括機械加工的外殼，以及更特別地，沖壓的兩片外殼/基板組件，其中兩片(例如，外殼和基板)在二次加工中連接(例如，焊接)起來。其它已知的鐵氧體循環器和隔離器可以包括具有落入式主體、高功率終端(用于隔離器)和安裝孔的金屬注模外殼。這些已知的鐵氧體循環器和隔離器要求硬連接和其他的二次加工以裝配或完成最終的外殼(例如，連接外殼安裝部分的安裝板或螺紋孔或排泄孔)。這增加了這些鐵氧體隔離器的全部制造和裝配的時間、復雜性和費用。
發明內容
解決方案通過提供一種鐵氧體外殼來提供，所述鐵氧體外殼包括用來在其中容納至少一個鐵氧體元件的主體和多個從主體延伸并形成其一部分的安裝部分。
現在將參考下列附圖通過實例描述本發明圖I是鐵氧體隔離器的示范性實施例的圖。圖2是說明經過鐵氧體隔離器的信號流的圖。
圖3是說明隔離在鐵氧體隔離器中的信號流的圖。圖4是按照本發明示范性實施例構造的鐵氧體隔離器外殼的俯視圖。圖5是按照本發明示范性實施例構造的鐵氧體隔離器外殼的俯視透視圖。圖6是按照本發明示范性實施例用來構造鐵氧體隔離器外殼的模板的俯視透視圖。圖7是按照本發明示范性實施例的鐵氧體隔離器的分解透視圖。圖8是按照本發明示范性實施例構造的鐵氧體循環器外殼的俯視圖。
圖9是按照本發明示范性實施例構造的鐵氧體循環器外殼的俯視透視圖。圖10是按照本發明示范性實施例用來構造鐵氧體循環器外殼的模板的俯視透視圖。圖11是按照本發明示范性實施例的鐵氧體循環器的分解透視圖。
具體實施例方式圖I示出了鐵氧體器件30，例如鐵氧體循環器或隔離器，的示范性實施例。鐵氧體器件30通常包括外殼32,該外殼32由具有排列在其中的一個或多個磁體34和一個或多個鐵氧體元件36 (例如，鐵氧體片或盤)的主體限定。外殼32是由金屬例如鋼或鋁構成，并且其在一個實施例中形成為圓柱腔諧振器。 鐵氧體器件30還包括多個帶狀線電路38(在圖I中只顯示了一個帶狀線電路38 )，其限定了鐵氧體器件30的端口 40。例如，Y結鐵氧體循環器可以通過提供定義了三個不同端口 40的三個帶狀線電路38形成，Y結鐵氧體隔離器可以通過終結其中一個端口形成。例如，三個端口 40中的一個可以由已知的50歐姆終結器終結。鐵氧體器件30還可以包括接地平面42以在鐵氧體器件30內建立接地參考。注意，在鐵氧體器件30的外殼32中可以在不同組件之間，例如，在接地平面42和帶狀線電路38之間提供電介質(未示出)。此外，盡管只示出了一個磁體34和一個鐵氧體元件36，但是在外殼32內可以多層結構提供另外的磁體34和鐵氧體元件36。同樣，可以提供定義了另外端口 40的另外帶狀線電路38 (例如，定義了四端口鐵氧體器件30的四個帶狀線電路)。在操作中，如圖2所示，電力可以供應給由外殼32外部延伸的帶狀線電路38形成的端口 40定義的多個傳輸線44中的任何一個。當電力供應給多個傳輸線44中的一個時，形成了駐波圖(未示出)。該電磁場圖由外殼32中產生的反旋波引起。注意，鐵氧體器件30中的耦合與隔離是由端口 40和駐波圖的相對位置決定的。穿過鐵氧體元件36的感生軸向磁場的存在改變了基于旋轉方向的旋轉波的有效導磁率。這導致了駐波圖的旋轉。例如，可如此配置鐵氧體器件30以致提供的電力傳輸和隔離能力使得駐波圖旋轉30度。對于鐵氧體隔離器，如圖2和3中所示，端口 40中的一個(例如，端口 3)使用終結器43 (例如，50歐姆終結器)內部終結以提供兩端口隔離器。在本實施例中，當輸入信號施加到端口 I時，正向功率通量以順時針循環方向從端口 I到端口 2提供。當輸入信號施加到端口 2時，從端口 2到端口 3提供反向功率通量。然而，由于端口 3被終結，如已知的那樣，多數從端口 2流到端口 3的信號被終結器43吸收。注意，從端口 2到端口 I的流的隔離取決于終結器43和端口 3的電壓駐波率(VSWR)。也要注意，一些信號流可能從端口 3反射并循環回端口 I。注意，對于鐵氧體循環器，從外部提供終結。本發明的各種實施例提供了具有整體結構的單片外殼32，在一個示范性實施例中，其是單片落入式鐵氧體外殼，其中不需要二次加工來生產或構造外殼32。特別地，對于如圖4和5所示的鐵氧體隔離器31，外殼32包括主體33 (例如，落入式隔離器主體)，該主體具有多個開口 48，例如形成在主體33的側面或側壁50之間的槽。開口允許帶狀線電路38 (圖I和7所示)從此延展以形成鐵氧體隔離器31的端口 40 (圖I 一 3所示)。另外，夕卜殼32包括多個形成為外殼32 —部分的安裝部分52，用來將外殼32安裝在例如微波器件內。更特別地，示范性實施例中的外殼32是單片設計，具有安裝部分52和由單片形成的主體33。每個安裝部分52通常對應于其中一個開口 48，并且包括一個或多個安裝孔54，所述安裝孔可利用例如螺釘或螺栓來安裝外殼32。例如，基于鐵氧體隔離器31的應用，安裝孔54可以是光滑的或有螺紋的。每個安裝部分52通常從外殼32的底部或下部56側向伸出，并且通常垂直于側面或側壁50。注意，每個安裝部分52可以按要求或需要確定大小和形狀。在示范性實施例中，安裝部分52按照安裝鐵氧體隔離器的標準覆蓋面積(footprint)確定大小和形狀，并且如已知的那樣，例如為I英寸乘以I. 25英寸和I英寸乘以I英寸。 在示范性實施例中，其中一個安裝部分52包括多個對準構件60，其整體形成為外殼32的一部分，并通常垂直于外殼32的底部或下部56的平面延伸。對準構件可以是例如突起，所述突起限定了用于容納并安裝(例如，通過環氧樹脂)并在其中保持終結器43 (圖2和3所示)例如芯片終結器71 (圖7所示)的終結器安裝區域62。在示范性實施例中，具有終結器安裝區域62的安裝部分52通常具有三角形的形狀。終結器43終結了鐵氧體隔離器31的端口 40 (圖2和3所示)。終結器安裝區域62提供為通常的平面區域以用來在其中基本上水平地支撐終結器43。此外，還提供了多個對準構件64以在外殼32中對準鐵氧體元件36。多個對準構件64整體形成為外殼32的一部分以在其中對準鐵氧體元件36。多個對準構件64通常垂直于外殼32的底部或下部56的平面延伸為例如突起，以限定將鐵氧體元件36保持在其中的對準區域55。在題為“具有對準構件的鐵氧體循環器”同時待決并共同擁有的美國專利申請10/894，812中描述了對準構件64的例子。注意，對準構件60和64的數量和構造可以按要求或需要修改。例如，盡管對準構件60和64示出為具有特定的形狀，但是可以提供具有例如正方形、矩形、八角形或其它幾何形狀截面的對準構件60和64的形狀，以分別在其中保持不同的終結器43或鐵氧體元件36。此外，可以修改對準構件60和64的高度以容納(例如，容納在對準區域55中)并分別在其中保持不同高度的終結器43或以多層結構提供的不止一個的鐵氧體元件36。此外，可以修改對準構件60和64的數量與定位以分別容納終結器43或鐵氧體元件36的不同大小與形狀。例如，可以排列對準構件60和64以形成正方形、矩形、八角形或其它幾何形狀的區域以在其中或其間容納并保持對應形狀的終結器43或鐵氧體元件36。在各個實施例中，對準構件60和64都整體形成為外殼32的一部分。例如，對準構件60和64可利用機械加工、沖壓、鑄造和/或模壓工藝形成在外殼32中，這些工藝可以是單步驟或多步驟的工藝。例如，在一個示范性實施例中，執行兩步驟的工藝來形成對準構件60和64以及其間的對應區域。特別地，在第一步驟中，形成對準構件60或64 (例如，用沖壓或從底部或下部分56中拉出柱)，在第二步驟，形成其間的平坦區域。在操作中，該兩步驟工藝可以包括，例如，第一機械加工動作以形成對準構件60或64 (例如，柱)，第二機械加工動作以壓平平坦區域從而在對準構件60或64之間提供平坦表面。在制造過程中，對準構件60和64可沿外殼32的底部或下部分56的任何位置處形成。另外，注意，可通過任何合適的工藝包括但不限于剪切、擠壓、沖孔等提供對準構件60和64作為外殼32的一部分的整體形成，以形成單個整片。在模壓或鑄造工藝中，對準構件60和64可在模壓或鑄造時形成在外殼32中，或作為二次步驟的部分。如圖6所示，外殼32由單個通常平坦的模板70 (例如，平坦的金屬模板)形成。平坦模板70按照要求或需要可以包括不同的幾何形狀或圖案，例如環形、正方形、矩形、六邊形等。以包括形成側面或側壁50和安裝部分52的部分的形狀提供模板70。這樣，具有安裝部分52和開口 48的外殼32由單個模板70形成。例如，模板70可利用機械加工工藝例如放電機械加工工藝構成，用沖壓工藝在其中形成安裝孔54。對準構 件60和64可通過上述的沖壓或其它合適的工藝形成。側面或側壁50可以通過彎曲工具形成。從模板70形成外殼32的過程可以在多步驟工藝中完成，其中各步驟的順序可按要求或需要改變。在示范性實施例中，模板70從大片金屬中沖壓或機械加工而來，接著在其中切割安裝孔54，此后形成對準構件60或64和對準或安裝區域。跟隨這一過程，通過彎曲模板70形成側面或側壁50。然而，用來形成外殼32的工藝可以按要求或需要修改，并且可以使用任何合適的形成或機械加工工藝。進一步，因為步驟的順序可以修改，所以彎曲可以在例如沖壓之前進行。另外，模板70可以根據具體的應用或用途而構造為不同的形狀和大小。模板70也可以如此修改以代替具有一個外殼32的單結鐵氧體隔離器31 (圖4和5所示)，提供具有兩個帶有安裝部分的外殼的雙結鐵氧體隔離器(未示出)。此外，可以機械加工模板70以包括附加的部分。例如，可沿側面或側壁50的頂端外部74形成凹槽72以在其中容納蓋的互補構件從而將鐵氧體元件36包圍在外殼32中。這樣，如圖7所示，提供了具有由單個模板70形成的外殼32的鐵氧體隔離器31。例如，可以提供具有安裝部分52和在其上形成的對準構件的外殼32。如圖所示，一個或多個鐵氧體元件36 (例如，鐵氧體盤)插入到由多個對準構件64限定的對準區域55中。在鐵氧體元件36的頂部提供了包括多個帶狀線電路38的電路元件76。從開口 48延伸并形成端口 40的其中一個帶狀線電路38可以通過(例如，連接到)安裝在終結器安裝區域62內的終結器71終結。接著在電路元件76和接地平面81之間提供電介質79。可以在接地平面81和磁體34 (當只包括一個鐵氧體元件36時)之間提供墊片78。在磁體34上提供磁極片80，在磁極片80上提供覆蓋回路82。接著在覆蓋回路82上提供蓋84，并且蓋可利用凹槽72固定到外殼32上。注意，在電路元件76和磁體34之間提供墊片78以最小化如果磁體34接觸到電路元件76時可能發生的電路元件76的“損耗”。此外，提供了磁極片80和回路覆蓋82并用來如已知的那樣在外殼32內聚積磁場并引導穿過其中的能量流。同樣，在各種實施例中，蓋84是彈簧支撐的，以向外殼32內的元件施加向下的力，以維持其中的元件的位置和對準。如文中所描述的那樣，蓋84和外殼32可以具有互補部分以將蓋84固定到外殼32上(例如，咬合配合)。這樣，可以提供具有由單個模板70形成的帶有安裝部分52的整體結構的外殼32的鐵氧體隔離器31。多個安裝部分52主要從主體33延伸并形成其一部分。外殼32也可以包括多個對準構件。包括落入式隔離器主體、安裝部分、終端對準器、鐵氧體對準器和蓋保持凹槽的外殼32能夠全部在例如沖壓工藝中通過一個漸進的沖壓模具逐步形成為一個零件。注意，各種實施例不限于具有整體結構的鐵氧體隔離器31，而是可以結合任何類型的鐵氧體器件實施。例如，可以提供具有整體結構的單片外殼132的鐵氧體循環器130，在示范性實施例中，其是單片的落入式鐵氧體外殼，其中不需要進行二次加工來制造或構造外殼132。特別地，對于圖8和9中所示的鐵氧體循環器130，外殼132包括主體133(例如，落入式循環器主體)，該主體具有多個開口 148，例如形成在主體133的側面或側壁150之間的槽。開口允許從其伸出帶狀線電路38 (如圖I和7所示)以形成鐵氧體循環器130的端口 40(如圖I 一 3所示)。另外，外殼132包括多個形成為外殼132—部分的安裝部分152用來將外殼132安裝到例如微波器件內。更特別地，示范性實施例中的外殼132是單片設計，其具有由單片形成的安裝部分152和主體133。每個安裝部分152通常對應于其中一個開口 148，并且包括一個或多個 可利用例如螺釘或螺栓來安裝外殼132的安裝孔154。例如，基于鐵氧體循環器130的應用，安裝孔154可以是光滑的或有螺紋的。每個安裝部分152通常從外殼32的底部或下部156側向延伸，并且通常垂直于側面或側壁150。注意，每個安裝部分152可以按要求或需要決定大小和形狀。在示范性實施例中，安裝部分152按照安裝鐵氧體循環器的標準覆蓋面積確定大小和形狀，并且如已知的那樣，例如為I英寸乘以I. 25英寸和I英寸乘以I英寸。此外，還可以提供多個對準構件164以在外殼132中對準鐵氧體元件136 (未示出)。多個對準構件164整體形成為外殼132的一部分以在其中對準鐵氧體元件136。多個對準構件164通常垂直于外殼132的底部或下部156的平面延伸為例如突起，以形成將鐵氧體元件136保持在其中的對準區域155。在題為“具有對準構件的鐵氧體循環器”的同時待決并共同擁有的美國專利申請10/894，812中描述了對準構件164的例子。注意，對準構件164的數量和構造可以按要求或需要修改。例如，盡管對準構件164示出為具有特定的形狀，但是可以提供具有例如正方形、矩形、八角形或其它幾何形狀截面的對準構件164的形狀，以在其中保持不同的鐵氧體元件136。此外，可以修改對準構件164的高度以容納(例如，容納在對準區域155中)并在其中保持以多層結構提供的不止一個鐵氧體元件136。此外，可以修改對準構件164的數量與定位以容納終結器鐵氧體元件136的不同大小與形狀。例如，可以排列對準構件164以形成正方形、矩形、八角形或其它幾何形狀的區域以在其中或其間容納并保持對應形狀的鐵氧體元件136。在各個實施例中，對準構件164整體形成為外殼132的一部分。例如，對準構件164可利用機械加工、沖壓、鑄造和/或模壓工藝形成在外殼132中，這些工藝可以是單步驟或多步驟的工藝。例如，在一個示范性實施例中，執行兩步驟的工藝來形成對準構件164以及其間的對應區域。特別地，在第一步驟中，形成對準構件164(例如，用沖壓或從底部或下部分156中拉出柱)，在第二步驟，形成其間的平坦區域。在操作中，該兩步驟工藝可以包括，例如，第一機械加工動作以形成對準構件164 (例如，柱)，第二機械加工動作以壓平平坦區域從而在對準構件164之間提供平坦表面。在制造過程中，對準構件164可沿外殼132的底部或下部分156的任何位置處形成。另外，注意，可通過任何合適的工藝包括但不限于剪切、擠壓、沖孔等提供對準構件164作為外殼132的一部分的整體形成，以形成單個整片。在模壓或鑄造工藝中，對準構件164可在模壓或鑄造時形成在外殼132中，或作為二次步驟的部分。如圖10所示，外殼132由單個通常平坦的模板170 (例如，平坦的金屬模板)形成。平坦模板170按照要求或需要可以包括不同的幾何形狀或圖案，例如環形、正方形、矩形、六邊形等。以包括形成側面或側壁150和安裝部分152的部分的形狀提供模板170。這樣，具有安裝部分152和開口 148的外殼132由單個模板170形成。例如，模板170可利用機械加工工藝例如放電機械加工工藝構成，用沖壓工藝在其中形成安裝孔154。對準構件164可通過上述的沖壓或其它合適的工藝形成。側面或側壁150可以通過彎曲工具形成。從模板170形成外殼132的過程可以在多步驟工藝中完成，其中各步驟的順序可按要求或需要改變。在示范性實施例中，模板170從大片金屬中沖壓或機械加工而來，接著 在其中切割安裝孔154，此后形成對準構件164和對準或安裝區域。跟隨這一過程，通過彎曲模板170形成側面或側壁150。然而，用來形成外殼132的工藝可以按要求或需要修改，并且可以使用任何合適的形成或機械加工工藝。進一步，因為步驟的順序可以修改，所以彎曲可以在例如沖壓之前進行。另外，模板170可以根據具體的應用或用途而構造為不同的形狀和大小。模板170也可以如此修改以代替具有一個外殼32的單結鐵氧體循環器130(圖8和9所示)，提供具有兩個帶有安裝部分的外殼的雙結鐵氧體循環器(未示出)。此外，可以機械加工模板170以包括附加的部分。例如，可沿側面或側壁150的頂端外部174形成凹槽172以在其中容納蓋的互補構件從而將鐵氧體元件136包圍在外殼132 中。這樣，如圖11所示，提供了具有由單個模板170形成的外殼132的鐵氧體循環器130。例如，可以提供具有安裝部分152和在其上形成的對準構件的外殼132。如圖所示，一個或多個鐵氧體元件136 (例如，鐵氧體盤)插入到由多個對準構件164限定的對準區域155中。在鐵氧體元件136的頂部提供了包括多個帶狀線電路38的電路元件176。接著在電路元件176和接地平面181之間提供電介質179。可以在接地平面181和磁體134 (當只包括一個鐵氧體元件136時)之間提供墊片178。在磁體134上提供磁極片180，在磁極片180上提供覆蓋回路182。接著在覆蓋回路182上提供蓋184，并且蓋可利用凹槽172固定到外殼132上。注意，在電路元件176和磁體134之間提供墊片178以最小化如果磁體134接觸到電路元件176時可能發生的電路元件176的“損耗”。此外，提供了磁極片180和回路覆蓋182并用來如已知的那樣在外殼132內聚積磁場并引導穿過其中的能量流。同樣，在各種實施例中，蓋184是彈簧支撐的，以向外殼132內的元件施加向下的力，以維持其中的元件的位置和對準。如文中所描述的那樣，蓋184和外殼132可以具有互補部分以將蓋184固定到外殼132上(例如，咬合配合)。這樣，可以提供具有由單個模板170形成的帶有安裝部分152的整體結構的外殼132的鐵氧體循環器130。多個安裝部分152主要從主體133延伸并形成其一部分。外殼132也可以包括多個對準構件。包括落入式循環器主體、安裝部分、鐵氧體對準器和蓋保持凹槽的外殼132能夠全部在例如沖壓工藝中通過一個漸進的沖壓模具逐步形成為一個零件。雖然已經以各種特定實施例的形式描述了本發明， 然而本領域技術人員應該認識至IJ，本發明能夠在權利要求的實質和范圍內修改實施。
權利要求
1.一種鐵氧體外殼,包括 用來在其中容納至少ー個鐵氧體元件的主體，所述主體包括多個開ロ并且具有底部和側面； 位于所述主體內的多個帶狀線電路，所述多個帶狀線電路限定端ロ，所述多個開ロ每ー個配置成允許所述多個帶狀線電路從其延伸，和 從主體的底部側向向外伸出且垂直于所述主體的側面并形成為其一部分的多個安裝部分，其中所述多個安裝部分具有安裝孔，所述安裝孔配置成接收螺釘或螺栓，從而通過螺釘或螺栓對所述主體進行安裝，所述多個帶狀線電路通過所述多個開ロ中的相應ー個沿著不與對應安裝部分重疊的方向從所述主體以直線的方式延伸。
2.按照權利要求I的鐵氧體外売，進ー步包括多個對準構件，所述對準構件從其中一個安裝部分延伸并形成終結器安裝區域以用來保持容納在其中的終結器的位置。
3.按照權利要求2的鐵氧體外殼，其中多個對準構件整體形成為安裝部分的一部分。
4.按照權利要求I的鐵氧體外殼，其中用來在其上容納終結器的安裝部分被配置為ー般的三角形形狀。
5.按照權利要求I的鐵氧體外殼，其中多個安裝部分中的每ー個包括至少ー個安裝孔以將主體安裝到物體上。
6.按照權利要求I的鐵氧體外殼，其中多個安裝部分通常從主體的下部側向延伸。
7.按照權利要求I的鐵氧體外殼，其中多個安裝部分的每ー個對應于主體的多個開ロ中的不同開ロ。
8.按照權利要求I的鐵氧體外殼,其中主體包括沿主體的頂端外部形成的凹槽以用來保持蓋與主體的連接。
9.按照權利要求I的鐵氧體外殼，其中多個安裝部分和主體具有整體結構。
10.按照權利要求I的鐵氧體外殼，其中主體和多個安裝部分由單片金屬模板構成。
11.按照權利要求10的鐵氧體外殼，其中主體和多個安裝部分被配置得由單片金屬模板形成并且無需二次加工。
12.按照權利要求10的鐵氧體外殼，其中主體和多個安裝部分利用多步驟エ藝由單片金屬模板形成。
13.按照權利要求I的鐵氧體外殼，其中多個安裝部分利用主體的底部形成通常平坦的表面。
14.按照權利要求I的鐵氧體外殼，其中安裝部分被配置得具有對應于標準鐵氧體隔離器覆蓋面積的形狀。
15.按照權利要求I的鐵氧體外殼，其中主體被配置為鐵氧體循環器主體和鐵氧體隔離器主體中的其中ー個。
全文摘要
本發明提供了一種鐵氧體外殼(32)，其包括用來在其中容納至少一個鐵氧體元件(36)的主體(30)和從主體(30)伸出并形成為其一部分的多個安裝部分(40)。
文檔編號H01P1/36GK102856616SQ20121031576
公開日2013年1月2日 申請日期2006年5月23日 優先權日2005年5月23日
發明者詹姆斯.P.金斯頓, 斯坦利.V.帕克特 申請人:天工愛爾蘭有限公司