[发明专利]用于铁电体移相器的耐高压微波移相组合件

说明书

技术领域

本发明属于微波器件技术领域，具体涉及一种铁电体移相器耐高压微波移相组合件。

背景技术

在铁电体移相器中，利用铁电体材料（(BaSr)TiO3（简写为BST））介电常数随外加电场变化的特性，实现微波系统中通过电压控制传输相位的功能。铁电体移相器的应用频率高，有较高的扫描速度，具有体积小，重量轻，成本低等特点，在低成本相控阵雷达中具有很大的应用优势。上世纪90年代至本世纪初，国外开展了铁电体移相器的相关技术研究，但是由于研制的铁电体移相器工作偏置电压高、电磁兼容性差等众多问题，无法达到工程应用的要求。

铁电体移相器为了实现360°相移，通常需要直流偏压加到7000V-12000V左右。而空气击穿场强理论值为3000V/mm，铁电体移相器中正负电极之间距离约0.8mm，所以理论上电压加到2400V就会发生空气击穿，导致移相器无法施加需要的直流电压，同时，由于铁电体材料薄板处于微波传输系统中，引入其他的材料将可能导致器件失配、插损增加，并且铁电体材料形状为薄板形，长、宽和厚度比很大，厚度尺寸很小，传统的绝缘材料裹封、灌封等耐高压处理方法并不适用。

发明内容

为了解决上述铁电体移相器存在的问题，本发明提供一种用于铁电体移相器的耐高压微波移相组合件。

用于铁电体移相器的耐高压微波移相组合件包括矩形的上薄板、矩形的金属箔和矩形的下薄板，所述上薄板和下薄板的材料均为铁电体材料，三者粘贴在一起形成耐高压微波移相组合件；所述金属箔的一侧设有向外延伸的高压引线；与金属箔对应的上薄板的内侧面上设有上金属膜层，与金属箔对应的下薄板的内侧面上设有下金属膜层，上金属膜层、金属箔和下金属膜层构成中央金属电极；耐高压微波移相组合件的宽度方向两侧面分别设有绝缘薄膜，耐高压微波移相组合件的长度方向两侧面分别设有绝缘胶体；在垂直于微波传输方向的上薄板和下薄板两侧之间的缝隙处填充有硫化硅橡胶。

 所述上薄板和下薄板的厚度均为0.8～1.0㎜；所述金属箔的四个角均为圆弧角，金属箔的四周边缘与上薄板的四周边缘之间的距离或下薄板的四周边缘之间的距离均为1.0～2.0㎜；在垂直于微波传输方向的上薄板和下薄板两侧之间的缝隙小于0.15mm；所述硫化硅橡胶为单组份DG404室温硫化硅橡胶，所述绝缘薄膜的材料为704硅橡胶，厚度小于0.2mm；所述绝缘胶体的材料为704硅橡胶。

 所述金属箔的高压引线与耐高压微波移相组合件的长度方向平行。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1、在铁电体材料薄板上溅射金属膜层，并设计合适的金属膜层图形，使金属膜层和铁电体材料薄板边缘有一定间距，以延长铁电体移相器正负电极间的距离，改变直流高压扒电路径并增大扒电距离，设计的耐高压微波移相组合件能够将铁电体移相器工作偏置电压从 2000V提升到12000V，达到铁电体移相器的应用要求，有效地防止铁电体移相器出现偏置高压打火现象；

2、在两块铁电体材料薄板垂直于微波传输方向的两侧之间的缝隙中选用合适的单组份硅橡胶以合适的厚度填充，并在两侧表面加绝缘薄膜，将电极与空气隔离，两块铁电体材料薄板平行于微波传输方向的两端由于处于微波场强分布最弱的位置，可以使用硅橡胶大量填充。耐高压微波移相组合件在提高铁电体移相器耐高压值的同时对移相器微波性能的影响最小，选用的DG404和704硅橡胶介电常数适中，介电损耗角正切值为6×10^-3量级，高频介电损耗小，且本发明中其在移相器微波场强较强之处使用量很小，因此对微波传输系统的扰动较小，对铁电体移相器性能影响小，采用本发明所述设计后移相器的驻波比几乎没有变化；

3、耐高压微波移相组合件抗老化性能强，可靠性高。选用单组份室温硫化硅橡胶DG404和704硅橡胶固化的绝缘层具有优良的电气绝缘性能和化学稳定性；同时其耐热性和耐热循环性好，并具有良好的抗老化性能；绝缘层固化后收缩率小，不会变硬、收缩或破裂，耐高压微波移相组合件的可靠性高；保证了铁电体移相器的工作稳定性。 

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1的爆炸图。

图3为图1俯视图。

图4为图1的A-A剖视图。

图5为图1的B-B剖视图。

图6为图5的局部放大图。

图7为上薄板、金属箔和下薄板的展开图。