[發(fā)明專利]新型同軸?矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710830923.3
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107834133A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 詹銘周;何望棟;龔燕林
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01P1/16
• 分類號: H01P1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波/毫米波能量傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型同軸-矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代衛(wèi)星通訊、干擾與抗干擾等高科技領(lǐng)域，高頻率、寬頻帶電子系統(tǒng)的發(fā)展日新月異。在這些電子系統(tǒng)的研制過程中，基于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的天饋系統(tǒng)的實現(xiàn)至關(guān)重要，它們一般都以波導(dǎo)作為輸入/輸出端口，而實際工程中的饋電電纜或常用測量儀器如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀、功率放大器等，則大多以50Ω/75Ω同軸線作為輸入/輸出端口，因此高性能的寬帶同軸－波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器成為保證電子系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵部件之一。

此外，在功率合成技術(shù)領(lǐng)域中，由于同軸線具有抗干擾，損耗低，并且傳輸?shù)哪Ｊ絋EM 模相較于圓波導(dǎo)具而言，模式純凈度更好，工作頻帶更寬等優(yōu)點，基于同軸線的徑向波導(dǎo)功率分配器得到了廣泛的應(yīng)用。而同軸－波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器則使得該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍大大增加，因而研究具有寬頻帶、低損耗、適用頻段范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單，易于加工和裝配等優(yōu)點的同軸－波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器已是大勢所趨。

本發(fā)明基于以上需求，提出了一個新型的基于同軸-矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。該同軸 -矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器將同軸探針從矩形波導(dǎo)的寬壁的一側(cè)饋入波導(dǎo)，并與矩形波導(dǎo)的另一側(cè)直接相連；而匹配結(jié)構(gòu)則在同軸與矩形波導(dǎo)相連接的一側(cè)，并在其中間開一個圓孔，便于同軸探針可以穿過匹配結(jié)構(gòu)到達矩形波導(dǎo)的另一側(cè)，便于模式轉(zhuǎn)換器的加工和裝配，降低了制作成本，增加了成品率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠適用于微波/毫米波頻段的一種矩形波導(dǎo)到同軸線的新型寬帶模式轉(zhuǎn)換器，能夠使矩形波導(dǎo)中的TE₁₀模式高效穩(wěn)定有序地轉(zhuǎn)換為同軸線中的TEM模式。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該矩形波導(dǎo)到同軸線的新型模式轉(zhuǎn)換器包括：一個標準矩形波導(dǎo)輸入端口、一段標準矩形波導(dǎo)到非標準波導(dǎo)的漸變結(jié)構(gòu)、一個矩形波導(dǎo)到同軸線的匹配結(jié)構(gòu)以及一個同軸線輸出端口。TE₁₀模經(jīng)過標準矩形波導(dǎo)輸入，經(jīng)過漸變結(jié)構(gòu)到非標準矩形波導(dǎo)，再進入矩形波導(dǎo)到同軸線的匹配結(jié)構(gòu)，將矩形波導(dǎo)中TE₁₀模轉(zhuǎn)換為同軸線中的TEM模，在同軸線中進行主模傳輸，最后在同軸線輸出端口輸出穩(wěn)定純凈的 TEM波。

進一步的是，所述矩形波導(dǎo)到同軸線的模式轉(zhuǎn)換器中，與同軸線相連進行匹配的矩形波導(dǎo)未采用標準矩形波導(dǎo)，所使用的窄邊矩形波導(dǎo)能在毫米波頻段更好地與同軸線進行匹配，可以簡化同軸到矩形波導(dǎo)的匹配結(jié)構(gòu)。

進一步的是，所述矩形波導(dǎo)到同軸線的模式轉(zhuǎn)換器中，標準矩形波導(dǎo)到窄邊矩形波導(dǎo)間添加了一段起漸變作用的矩形波導(dǎo)，能夠減少標準矩形波導(dǎo)到窄邊矩形波導(dǎo)之間的插入損耗，提高整個系統(tǒng)的傳輸效率。

進一步的是，所述矩形波導(dǎo)到同軸線的模式轉(zhuǎn)換器中，該同軸-矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器將同軸探針從矩形波導(dǎo)的寬壁的一側(cè)饋入波導(dǎo)，并與矩形波導(dǎo)的另一側(cè)直接相連；而匹配結(jié)構(gòu)則設(shè)計在同軸與矩形波導(dǎo)相連接的一側(cè)，同軸探針直接穿過匹配結(jié)構(gòu)到達矩形波導(dǎo)的另一側(cè)，便于模式轉(zhuǎn)換器的加工和裝配，降低了制作成本，增加了成品率。

進一步的是，所述矩形波導(dǎo)到同軸線的新型寬帶模式轉(zhuǎn)換器中，窄邊矩形波導(dǎo)到同軸線的匹配結(jié)構(gòu)由一個薄圓盤和一個矩形塊從一邊切去半個圓盤的部分組成，易于加工與裝配，減小了整個結(jié)構(gòu)受到的加工裝配誤差的影響，增加了系統(tǒng)的可靠性與傳輸效率。

本發(fā)明的有益效果：一、采用非標準的矩形波導(dǎo)與同軸線進行匹配，可以簡化匹配結(jié)構(gòu)，便于同軸到矩形波導(dǎo)的過度；二、標準矩形波導(dǎo)與窄邊矩形波導(dǎo)之間添加一段漸變波導(dǎo)，使得結(jié)構(gòu)過度平滑，減少了輸入端口的回波損耗；三、窄邊矩形波導(dǎo)到同軸線的匹配結(jié)構(gòu)制作在矩形波導(dǎo)與同軸線相連接的正面而非背面，同軸探針直接穿孔而過到達矩形波導(dǎo)的另一側(cè)，易于加工與裝配；四、窄邊矩形波導(dǎo)到同軸線的匹配結(jié)構(gòu)經(jīng)過精密設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工裝配，減小了整個結(jié)構(gòu)受到的加工裝配誤差的影響，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于矩形波導(dǎo)到同軸線的模式轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明基于矩形波導(dǎo)到同軸線的模式轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)左視圖；

圖3是本發(fā)明基于矩形波導(dǎo)到同軸線的模式轉(zhuǎn)換器的匹配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明基于矩形波導(dǎo)到同軸線的模式轉(zhuǎn)換器的回波損耗曲線圖；

圖5是本發(fā)明基于矩形波導(dǎo)到同軸線的模式轉(zhuǎn)換器的插入損耗曲線圖；