[發明專利]一種SIW單脊波導環行器

在審

• 申請號: 201910052211.2
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109638399A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 汪曉光;陳鳳婷;謝海巖;田松杰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/39
• 分類號: H01P1/39
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

本發明涉及微波通信領域，涉及傳輸線技術，具體涉及到一種SIW單脊波導環行器。本發明的SIW單脊波導環行器包括鐵氧體圓盤、介質環、腔體填充介質和SIW腔體；SIW腔體采用三個相同且互成120度的SIW單脊波導。本發明首先通過將SIW與常用作寬頻帶微波管的輸出波導、微波元件中匹配段的單脊波導結合運用，實現了體積小型化以及較寬的工作帶寬；并進一步把切比雪夫階梯阻抗變換原理應用到該單脊波導上，再次展寬工作帶寬。該SIW單脊波導環行器峰值功率達3kW，具有較高的功率容量，可在保證小型化、高功率容量的同時，實現寬頻帶。

技術領域

本發明涉及微波通信領域，涉及傳輸線技術，具體涉及到一種SIW單脊波導環行器。

背景技術

隨著科學的發展以及技術的進步，工作頻帶擴展到幾個倍頻程的鐵氧體環行器由于具有非選擇特性的微波性能而受到廣泛重視。因此，寬頻帶環行器愈加成為現代化非互易器件的流行趨勢，是寬帶微波傳輸系統的重要組成部分。

但是，傳統金屬波導部件體積大，結構笨重，加工和調試過程復雜，并且受到截止頻率限制，工作帶寬較窄。而微帶機構的半開放式特征，使能量的泄露和輻射非常明顯，品質因數較低，功率容量低。

波導環行器帶寬窄，尺寸大，而微帶環行器功率容量低；因此環行器在功率容量、小型化和帶寬寬之間存在不可調和的矛盾。采用SIW設計環行器可以保證功率的同時實現小型化，而如今，SIW環行器大多采用結內匹配展寬帶寬，即針對鐵氧體進行阻抗匹配。在鐵氧體附近打入金屬銷釘來展寬帶寬，但是由于受SIW尺寸影響，調節銷釘會比較困難，因此帶寬并不能很好展寬。而且SIW環行器結外匹配大都采用微帶線匹配方法，但是由于微帶線從SIW末端開始匹配，會增大匹配長度，在一定程度上增大器件體積，這與實現小型化的目的有一定的沖突性。

因此如何保證小型化、高功率容量的同時，實現寬頻帶成為現有環行器急于解決的問題。

發明內容

針對上述存在問題或不足，為了解決現有環行器工作帶寬較窄、小型化以及功率容量低不可兼具的問題，本發明提供了一種SIW單脊波導環行器。

該SIW單脊波導環行器包括鐵氧體圓盤、介質環、腔體填充介質和SIW腔體。

所述鐵氧體圓盤半徑為20-22mm，厚度為4mm。

所述介質環外半徑為30-32mm，厚度為4mm，內半徑與鐵氧體圓盤半徑相適應；且介質環以同心的方式相適應設置于鐵氧體圓盤外圍，作為環行器結內匹配，展寬帶寬。

所述SIW腔體由三個相同且互成120度的SIW單脊波導構成。單脊波導置于SIW單脊波導的腔體內，緊貼于SIW的下壁。鐵氧體圓盤位于三個互成120度的單脊波導中心結位置，且緊貼著各單脊波導一端的上壁，單脊波導的另一端，為環行器的端口；鐵氧體圓盤與SIW腔體上壁之間留有1mm間隙。

進一步的，所述單脊波導，運用切比雪夫階梯阻抗變換方法，調整單脊波導的厚度，實現工作帶寬的進一步展寬。所述腔體填充介質為空氣。

本發明的SIW單脊波導環行器首先通過將SIW與常用作寬頻帶微波管的輸出波導、微波元件中匹配段的單脊波導結合運用，實現了體積小型化以及較寬的工作帶寬；并進一步把切比雪夫階梯阻抗變換原理應用到該單脊波導上，再次展寬工作帶寬。該SIW單脊波導環行器峰值功率達3kW，具有較高的功率容量，可在保證小型化、高功率容量的同時，實現寬頻帶。

附圖說明

圖1為未進行切比雪夫階梯阻抗變換前的SIW單脊波導環行器俯視圖；

圖2為未進行切比雪夫階梯阻抗變換前的SIW單脊波導環行器立體示意圖；

圖3為已進行切比雪夫階梯阻抗變換的SIW單脊波導環行器立體示意圖；