[發(fā)明專利]設(shè)有耦合孔的脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710304723.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN107134619A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王清源;何熙;趙鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都賽納為特科技有限公司
• 主分類號(hào): H01P3/123
• 分類號(hào): H01P3/123
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 馬碧娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及設(shè)有耦合孔的脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)。具體地說，是涉及在底部和脊結(jié)構(gòu)上開有耦合孔的單脊、雙脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)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(shù)

波導(dǎo)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(yuǎn)程雷達(dá)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著民用通信和軍事電子系統(tǒng)的工作頻率提高到毫米波和太赫茲頻段，波導(dǎo)可能成為傳輸線的首選。脊波導(dǎo)具有更寬的工作帶寬和相對(duì)較小的尺寸，常常替代普通矩形波導(dǎo)應(yīng)用在寬帶或小型化系統(tǒng)中。最近文獻(xiàn)上報(bào)道的所謂脊縫波導(dǎo)，保持了普通脊波導(dǎo)寬帶的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)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(yù)示著很好的應(yīng)用前景。但是，脊波導(dǎo)和脊縫波導(dǎo)由于其電場(chǎng)集中在金屬脊與蓋板之間，與外界的耦合比較弱。脊波導(dǎo)和脊縫波導(dǎo)的寬帶耦合仍然是微波技術(shù)領(lǐng)域的急待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種寬帶脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

設(shè)有耦合孔的脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)，包括空管和至少一根只在一側(cè)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(jié)構(gòu)，其橫截面的形狀沿其軸線不變；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)還包括副結(jié)構(gòu)和連通所述空管和所述副結(jié)構(gòu)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。為了進(jìn)一步增強(qiáng)副結(jié)構(gòu)與空管之間的耦合，在至少一個(gè)所述脊孔與金屬脊的朝向副結(jié)構(gòu)的相反方向的邊沿之間還設(shè)置有至少一個(gè)耦合縫，該耦合縫7和耦合孔將所述金屬脊割斷。或者，在至少一個(gè)所述脊孔A與金屬脊A的朝向空管的相反方向的邊沿之間還設(shè)置有至少一個(gè)耦合縫A，該耦合縫A和耦合孔A將所述金屬脊A割斷。

進(jìn)一步地，為了不嚴(yán)重地改變所述脊傳輸線的傳播特性，脊孔的開設(shè)不能破壞金屬脊的指向空管內(nèi)部方向的邊沿；所述脊孔與金屬脊的朝向副結(jié)構(gòu)的相反方向的邊沿有一定安全間距。

所述脊傳輸線可以是單脊波導(dǎo)，副結(jié)構(gòu)也可以是單脊波導(dǎo)：所述副結(jié)構(gòu)也包括一根空管A和至少一根只在一側(cè)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(jìn)一步地，所述脊孔、脊孔A和耦合孔沿其軸線至少設(shè)置兩個(gè)；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成單脊波導(dǎo)定向耦合器、電橋或功分器。

進(jìn)一步地，所述脊傳輸線可以是雙脊波導(dǎo)，副結(jié)構(gòu)也可以是雙脊脊波導(dǎo)：在空管中還設(shè)置有另一根只在一側(cè)與所述空管相連的金屬脊；該金屬脊為柱狀結(jié)構(gòu)，其橫截面的形狀沿其軸線不變；所述副結(jié)構(gòu)3包括空管A和兩根只在一側(cè)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(jìn)一步地，所述脊孔、脊孔A和耦合孔沿其軸線至少設(shè)置兩個(gè)；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成雙脊波導(dǎo)定向耦合器、電橋或功分器。

進(jìn)一步地，所述脊傳輸線可以為脊縫波導(dǎo)：空管中還設(shè)置有許多金屬凸臺(tái)；所述金屬凸臺(tái)只在一個(gè)方向上與所述空管相連。

進(jìn)一步地，所述副結(jié)構(gòu)為開敞結(jié)構(gòu)。所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成電磁波輻射器。

進(jìn)一步地，所述脊孔、耦合孔沿其軸線至少設(shè)置兩個(gè)；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成天線陣。

進(jìn)一步地，所述副結(jié)構(gòu)為封閉空間，構(gòu)成電磁波諧振腔。所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)與所述諧振腔耦合。

進(jìn)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(jié)構(gòu)構(gòu)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(jié)構(gòu)可以分別用于構(gòu)成強(qiáng)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(fā)明提供了一種較強(qiáng)耦合的脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)。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(shí)現(xiàn)該脊傳輸線與外界的較強(qiáng)耦合。由于在工作頻段，脊傳輸線的電場(chǎng)和表面電流集中在脊結(jié)構(gòu)頂端。脊結(jié)構(gòu)的頂端保持連續(xù)保證了脊傳輸線的傳播特性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明和實(shí)施實(shí)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(shí)施實(shí)例二的縱向示意圖；

圖4為圖3的AA向剖視示意圖；