【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波传输，尤其涉及一种小型化纳米条带自偏置环行器。
技术介绍
1、环行器常用于5g信号基站，而5g信号基站是最常见也是最被广泛应用的微波收发系统之一。环行器主要应用于基站天线输出信号与输入信号的隔离，通过其磁性材料带来的旋磁性，确保微波信号的单向传输，有效避免了信号之间的相互干扰。随着5g基站建设的大规模推进，环行器的需求量也在不断增加。特别是在5g massive mimo技术的推动下，单个基站所需的环行器数量将大幅增加。这就对环行器信号隔离的需求也越来越高，设计出隔离度高、插入损耗低、体积小的环行器是进一步发展微波信号高效传输的关键。
2、为了解决这一问题，许多学者提出自偏置环行器的设计理念。比如在多孔钛酸钡锶(bsto)上生长yig纳米线的方法制作自偏置环行器，该自偏置环行器是利用纳米线的形状各向异性场用作自偏置场。基于这种设计的环形器尺寸小了，但其自偏置场较小，导致其工作频率只能处在1ghz左右，带宽仅在0.04ghz。申请号为cn202010630259.x的中国专利公开了自偏置环行器用低铁磁共振线宽六角铁氧体材料及其制备方法，设计的低铁磁共振线宽六角铁氧体材料环行器使用了ba-m型六角铁氧体薄膜作为自偏置环行器的磁性材料，虽然尺寸变小了，但是其参数仍然不太理想。现有技术中的六角锶铁氧体/pdms(聚二甲硅氧烷)复合材料制成的自偏置环行器虽然性能上比较好，但是需要的磁性材料厚度为2mm，体积仍然偏大，难以用于小型化电子器件中。
3、以上方法制成的自偏置环行器要么自偏置场小，要么体积
技术实现思路
1、为了解决现有自偏置环行器自偏置场小、体积大、重量大的问题，本专利技术提出一种小型化纳米条带自偏置环行器，解决上述问题。
2、本申请公开了一种小型化纳米条带自偏置环行器，包括底部导体层，所述底部导体层上方设置有介质层，所述介质层上端中心位置开设有凹槽，所述凹槽中设置有纳米条带阵列层，纳米条带阵列层上表面与介质层上表面齐平，纳米条带阵列层上方设置有中心结导体，所述中心结导体上方设置有微带y结匹配线，所述微带y结匹配线连接有馈线。
3、优选的，所述底部导体层和介质层均为六棱柱形状。
4、优选的，所述纳米条带阵列层由具有交换偏置的单周期或多周期的纳米条带组成。
5、优选的，所述纳米条带由yig/irmnn或者irmn/yig/irmnn组成，其中n为大于等于的整数。
6、优选的，所述多周期纳米条带之间设置有间隔层。
7、优选的，所述中心结导体为圆形贴片，由敷金刻蚀制得。
8、优选的，所述微带y结匹配线数量为三条，且每两条微带y结匹配线之间的夹角为°，微带y结匹配线与馈线构成三个输出端口。
9、优选的，所述微带y结匹配线采用两段式结构，其中第一段用于中心结导体与输出端口之间的过度，第二段为四分之一波长阻抗变换器。
10、优选的，所述馈线为微带线。
11、本专利技术的有益效果：
12、(1)本专利技术提供了一种基于交换偏置结构的(yig/irmn)n或者(irmn/yig/irmn)n纳米条带阵列的自偏置环行器，利用irmn层提供的交换偏置场和yig条带的形状各向异性等效场来提供自偏置场，使环行器工作在s波段，避免了外加永磁体带来大体积的缺点，且具有隔离度高、插入损耗低的优点。
13、(2)本专利技术在工作频率范围，当薄膜包含多个周期时，磁性层总厚度增加，理想情况下，其隔离度大于46db，插入损耗小于1.5db。
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1.一种小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，包括底部导体层(1)，所述底部导体层(1)上方设置有介质层(2)，所述介质层(2)上端中心位置开设有凹槽，所述凹槽中设置有纳米条带阵列层(3)，纳米条带阵列层(3)上表面与介质层(2)上表面齐平，纳米条带阵列层(3)上方设置有中心结导体(4)，所述中心结导体(4)上方设置有微带Y结匹配线(5)，所述微带Y结匹配线(5)连接有馈线(6)。
2.根据权利要求1所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述底部导体层(1)和介质层(2)均为六棱柱形状。
3.根据权利要求2所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述纳米条带阵列层(3)由具有交换偏置的单周期或多周期的纳米条带组成。
4.根据权利要求3所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述纳米条带由(YIG/IrMn)n或者(IrMn/YIG/IrMn)n组成，其中n为大于等于1的整数。
5.根据权利要求4所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述多周期纳米条带之间设置有间隔层。
6.根据权利要求5所述
7.根据权利要求6所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述微带Y结匹配线(5)数量为三条，且每两条微带Y结匹配线(5)之间的夹角为120°，微带Y结匹配线(5)与馈线(6)构成三个输出端口。
8.根据权利要求7所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述微带Y结匹配线(5)采用两段式结构，其中第一段用于中心结导体(4)与输出端口之间的过度，第二段为四分之一波长阻抗变换器。
9.根据权利要求8所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述馈线(6)为50Ω微带线。
...【技术特征摘要】
1.一种小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，包括底部导体层(1)，所述底部导体层(1)上方设置有介质层(2)，所述介质层(2)上端中心位置开设有凹槽，所述凹槽中设置有纳米条带阵列层(3)，纳米条带阵列层(3)上表面与介质层(2)上表面齐平，纳米条带阵列层(3)上方设置有中心结导体(4)，所述中心结导体(4)上方设置有微带y结匹配线(5)，所述微带y结匹配线(5)连接有馈线(6)。
2.根据权利要求1所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述底部导体层(1)和介质层(2)均为六棱柱形状。
3.根据权利要求2所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述纳米条带阵列层(3)由具有交换偏置的单周期或多周期的纳米条带组成。
4.根据权利要求3所述的小型化纳米条带自偏置环行器，其特征在于，所述纳米条带由(yig/irmn)n或者(irmn/yig/ir...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓宇，黄文，任勇，许方，刘家麟，杨泓玮，
申请(专利权)人：西南应用磁学研究所中国电子科技集团公司第九研究所，
类型：发明
国别省市：
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