[發明專利]一種緊湊型圓波導TM01模式激勵裝置

在審

• 申請號: 201910168397.8
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109768354A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 金磊;衛明
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十六研究所
• 主分類號: H01P1/16
• 分類號: H01P1/16
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 李明里;龔頤雯

本發明涉及一種緊湊型圓波導TM₀₁模式激勵裝置，屬于微波毫米波技術領域，解決緊湊矩形TE₁₀模式?圓波導TM₀₁模式的轉換問題，裝置包括相互連接的矩形波導、同軸波導、漸變型同軸波導以及漸變型圓波導。本裝置以矩形TE₁₀波作為輸入信號，選用同軸波導作為中間轉換結構，將TE₁₀波先轉換為同軸TEM波然后在圓波導中激勵起TM₀₁波進行輸出。本發明采用階梯型矩形?同軸轉換結構和切比雪夫曲線形同軸?圓波導轉換結構，有效提升器件帶寬和輸出純度；粗同軸的設計，大幅度的提升了器件的穩定性，減小安裝誤差。

技術領域

本發明涉及微波毫米波技術領域，尤其是一種緊湊型圓波導TM₀₁模式激勵裝置。

背景技術

現有的大多數的高功率微波源，如相對論切倫克夫器件、回旋脈塞器件、虛陰極振蕩器等等，其工作模式一般為圓波導對稱體模(TE_0n、TM_0n)或高階邊廊模式(TE_mn，m>>1，n～1,2)。這些模式有的不適宜長距離傳輸，有的不便于天線輻射，因此必須進行適當的模式變換。

模式激勵器屬于一種特殊的模式轉換器，主要應用于模式轉換器的輸入特定模式激勵，從而測試其性能。因此，要求激勵器轉換模式純度高、器件插損小、工作頻帶寬；此外，模式激勵器的加工成本、結構穩定性也須予以考慮。常規設計的TM₀₁模式變換器工作頻帶較窄，相對帶寬只有10％左右且整體結構復雜，需要介質支撐設計，器件尺寸較大，而且輸出純度很低。已經過改進的結構比如階梯型匹配結構，雖然能夠大幅度地改善帶寬等特性，但另一方面，為了減小器件不連續性對期間反射以及轉換效率方面的影響，器件的同軸內導體尺寸選取都非常小，通常只有1mm，實際上無法承擔起該器件的內部導體重要，盡管仿真結果優秀，實際應用十分受限。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種緊湊型圓波導TM₀₁模式激勵裝置，實現緊湊矩形TE₁₀模式-圓波導TM₀₁模式的轉換。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種緊湊型圓波導TM₀₁模式激勵裝置，包括矩形波導(101)、同軸波導(102)、漸變型同軸波導(103)以及漸變型圓波導(104)；

所述矩形波導(101)的一端為信號輸入端，與信號源連接；另一端為短路面；在所述短路面一側的矩形波導寬面上設有圓形開孔；

所述同軸波導(102)的一端通過所述圓形開孔與所述矩形波導(101)垂直連接，另一端與所述漸變型同軸波導(103)的細端連接；

所述漸變型同軸波導(103)的粗端連接所述漸變型圓波導(104)的細端，所述漸變型圓波導(104)的粗端作為信號的輸出端；

所述矩形波導(101)內部設置有與所述同軸波導(102)連接的階梯型阻抗匹配塊(105)，用于對傳輸信號進行阻抗匹配。

進一步地，所述階梯型阻抗匹配塊(105)一端與所述矩形波導(101)的短路面連接；在所述階梯型阻抗匹配塊(105)的寬面上設有與所述矩形波導寬面上的圓形開孔同軸并且位置相對的圓柱形凹槽(107)，用于與所述同軸波導(102)的內導體連接。

進一步地，所述階梯型阻抗匹配塊(105)為4階長度遞增的金屬階梯阻抗匹配塊。

進一步地，還包括金屬圓環(106)，所述金屬圓環(106)設置于所述同軸波導(102)內導體與階梯型阻抗匹配塊(105)的連接處，與所述同軸波導(102)內導體同軸。