[發明專利]一種基于寬帶脊傳輸線耦合結構的微波輻射器

在審

• 申請號: 201710304482.3
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107146936A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 王清源;李蕃;趙鵬
• 申請（專利權）人: 成都賽納為特科技有限公司
• 主分類號: H01P3/123
• 分類號: H01P3/123
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 馬碧娜

技術領域

本發明涉及一種基于寬帶脊傳輸線耦合結構的微波輻射器。具體地說，是涉及在底部和脊結構上開有耦合孔的單脊、雙脊波導結構，可以構成超寬帶的微波器件，包括定向耦合器、功分器、天線陣、濾波器，等等。

背景技術

波導傳輸線由于其功率容量高和插損小，在大功率微波通信和遠程雷達等領域應用廣泛。隨著民用通信和軍事電子系統的工作頻率提高到毫米波和太赫茲頻段，波導可能成為傳輸線的首選。脊波導具有更寬的工作帶寬和相對較小的尺寸，常常替代普通矩形波導應用在寬帶或小型化系統中。最近文獻上報道的所謂脊縫波導，保持了普通脊波導寬帶的優點，同時不需要蓋板與底座之間的良好接觸，在毫米波和太赫茲頻段預示著很好的應用前景。但是，脊波導和脊縫波導由于其電場集中在金屬脊與蓋板之間，與外界的耦合比較弱。脊波導和脊縫波導的寬帶耦合仍然是微波技術領域的急待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種寬帶脊傳輸線耦合結構。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于寬帶脊傳輸線耦合結構的微波輻射器，包括空管和至少一根只在一側與所述空管相連的金屬脊；所述空管與所述金屬脊均為柱狀結構，其橫截面的形狀沿其軸線不變；所述脊傳輸線耦合結構還包括副結構和連通所述空管和所述副結構的耦合孔；所述金屬脊上靠近該金屬脊與所述空管的連接處開有橫向穿過該金屬脊的脊孔；所述脊孔為所述金屬脊挖去一部分金屬而形成；所述脊孔與所述耦合孔連通，所述脊孔、耦合孔沿其軸線至少設置兩個；所述脊傳輸線耦合結構構成天線陣。

進一步地，為了不嚴重地改變所述脊傳輸線的傳播特性，脊孔的開設不能破壞金屬脊的指向空管內部方向的邊沿；所述脊孔與金屬脊的朝向副結構的相反方向的邊沿有一定安全間距。

為了獲得較強的耦合，脊孔的開設應該盡量靠近金屬脊的指向空管內部方向的邊沿：所述脊孔的最大高度大于所在處的金屬脊的最大高度的2/3。

所述脊傳輸線可以是單脊波導，副結構也可以是單脊波導：所述副結構3也包括一根空管A和至少一根只在一側與該空管A相連的金屬脊A；所述金屬脊A上靠近該金屬脊A與所述空管A的連接處開有脊孔A，所述脊孔A為所述金屬脊A挖去一部分金屬而形成；所述脊孔A與所述耦合孔連通；所述脊孔A與金屬脊A的朝向空管的相反方向的邊沿有一定安全間距。

進一步地，所述脊孔、脊孔A和耦合孔沿其軸線至少設置兩個；所述脊傳輸線耦合結構構成單脊波導定向耦合器、電橋或功分器。

進一步地，所述脊傳輸線可以是雙脊波導，副結構也可以是雙脊脊波導：在空管中還設置有另一根只在一側與所述空管相連的金屬脊；該金屬脊為柱狀結構，其橫截面的形狀沿其軸線不變；所述副結構3包括空管A和兩根只在一側與所述空管A相連的金屬脊A；在鄰近的金屬脊和金屬脊A上靠近該金屬脊與所述空管的連接處開有脊孔，靠近該金屬脊A與所述空管A的連接處開有脊孔A；所述脊孔和脊孔A為所述金屬脊和金屬脊A挖去一部分金屬而形成；所述脊孔和脊孔A與所述耦合孔連通；所述脊孔A與金屬脊A的朝向空管的相反方向的邊沿有一定安全間距。

進一步地，所述脊孔、脊孔A和耦合孔沿其軸線至少設置兩個；所述脊傳輸線耦合結構構成雙脊波導定向耦合器、電橋或功分器。

進一步地，所述脊傳輸線可以為脊縫波導：空管中還設置有許多金屬凸臺；所述金屬凸臺只在一個方向上與所述空管相連。

進一步地，所述副結構為開敞結構。所述脊傳輸線耦合結構構成電磁波輻射器。

進一步地，所述副結構為封閉空間，構成電磁波諧振腔。所述脊傳輸線耦合結構與所述諧振腔耦合。

進一步地，沿其軸線安排有至少兩組所述脊孔和耦合孔和耦合腔；所述脊傳輸線耦合結構構成濾波器，特別是帶阻濾波器。

開有耦合縫和耦合縫A的脊傳輸線耦合結構可以分別用于構成強耦合的定向耦合器、電橋和功分器等，寬帶耦合天線和天線陣，寬帶帶阻濾波器等。

本發明提供了一種較強耦合的脊傳輸線耦合結構。通過在傳輸線的底部開孔和在所述金屬脊上開孔，并將二者連通，實現該脊傳輸線與外界的較強耦合。由于在工作頻段，脊傳輸線的電場和表面電流集中在脊結構頂端。脊結構的頂端保持連續保證了脊傳輸線的傳播特性。

附圖說明

圖1為本發明和實施實例一的縱向示意圖；

圖2為圖1的AA向剖視示意圖；

圖3為實施實例二的縱向示意圖；

圖4為圖3的AA向剖視示意圖；

圖5為實施實例三的縱向示意圖；

圖6為圖5的AA向剖視示意圖；

圖7為實施實例四的縱向示意圖；