[實用新型]一種介質加載梯形階梯脊波導與同軸線轉換輸能裝置

有效

• 申請號: 202222350376.8
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN217983628U
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 楊陽
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: H01P5/10
• 分類號: H01P5/10
• 代理公司: 成都行之智信知識產權代理有限公司 51256
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種介質加載梯形階梯脊波導與同軸線轉換輸能裝置，矩形波導、第一級階梯脊、第二級階梯脊、第三級階梯脊、第四級階梯脊、介質條、同軸內導體、同軸波端口；當TE₁₀模式的電磁波從矩形波導饋入，沿著四級階梯脊傳播，其電場分布將從逐漸聚焦于矩形波導的上下壁之間過渡到矩形波導頂部與階梯脊的頂面，隨后電磁波繼續順著同軸內導體傳播從同軸波端口輸出，這樣將顯著縮短過渡段尺寸，且可以減少電磁波的回波反射，另外頂部的介質條也改善結構的帶寬特性。

技術領域

本實用新型屬于電磁波輸能技術領域，更為具體地講，涉及一種介質加載梯形階梯脊波導與同軸線轉換輸能裝置

背景技術

在微波領域，往往需要運用波導來傳輸高功率微波，這是因為波導有更大的功率承載能力。但為了使用矢量網絡分析儀檢測具體的信號，此時又需要用到同軸電纜，因此這就需要使用波導-同軸輸能轉換裝置。此外，在電真空器件如行波管中，往往也需要用到螺旋金屬線與波導匹配耦合過渡裝置。以方便大功率電磁波能量可以順利輸送到標注矩形波導。

波導和同軸相互轉換結構的研究是一類較為成熟的領域，傳統的結構多采用非接觸式同軸探針式耦合，此類結構中的探針容易彎曲變形，且懸置式的擺列布局，在加工或使用時容易發生金屬接觸，導致結構反射信號變大，影響器件的正常使用。且這種過渡結構尺寸較大、工作帶寬有限，不利于小型化應用場景的需求。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種介質加載梯形階梯脊波導與同軸線轉換輸能裝置，通過使用四級階梯脊把電磁波信號逐漸變換到同軸接口，從而完成模式轉換和電磁能量傳輸。

為實現上述發明目的，本發明一種介質加載梯形階梯脊波導與同軸線轉換輸能裝置，其特征在于，包括：矩形波導、第一級階梯脊、第二級階梯脊、第三級階梯脊、第四級階梯脊、介質條、同軸內導體、同軸波端口；

所述矩形波導內的中線上按照先后順序依次排列第一級階梯脊至第四級階梯脊，四級階梯脊的高度逐級提升；其中，第一級階梯脊距離矩形波導左側波端口一定距離，第二級階梯脊緊挨第一級階梯脊，第一級階梯脊的底面與第二級階梯脊的頂面貼合，后面兩級階梯脊以此類推；

所述第四級階梯脊的頂面設置同軸內導體，外接標準的同軸波端口，第四級階梯脊的底面與矩形波導的右端面接觸，最終將四級階梯脊與矩形波導形成一體的結構；

所述矩形波導的頂面內側設置五根等間距分布的介質條，且位于頂面中線上，每個介質條的形態為條狀長方體，介質條的正下方為四級階梯脊，但與四級階梯存在一定距離；

裝置運行時，TE₁₀模式的電磁波從矩形波導饋入，沿著四級階梯脊傳播，其電場分布將從逐漸聚焦于矩形波導的上下壁之間過渡到矩形波導頂部與階梯脊的頂面，隨后電磁波繼續順著同軸內導體傳播，由此轉換為TEM模式，最后從同軸波端口輸出，完成模式轉換和電磁能量傳輸。

本實用新型的發明目的是這樣實現的：

本發明一種介質加載梯形階梯脊波導與同軸線轉換輸能裝置，矩形波導、第一級階梯脊、第二級階梯脊、第三級階梯脊、第四級階梯脊、介質條、同軸內導體、同軸波端口；當TE₁₀模式的電磁波從矩形波導饋入，沿著四級階梯脊傳播，其電場分布將從逐漸聚焦于矩形波導的上下壁之間過渡到矩形波導頂部與階梯脊的頂面，隨后電磁波繼續順著同軸內導體傳播從同軸波端口輸出，這樣將顯著縮短過渡段尺寸，且可以減少電磁波的回波反射，另外頂部的介質條也改善結構的帶寬特性。

附圖說明

圖1是一種介質加載梯形階梯脊波導與同軸線轉換輸能裝置示意圖；

圖2是一種介質加載梯形階梯脊波導與同軸線轉換輸能裝置的部分俯視圖；

圖3是一種介質加載梯形階梯脊波導與同軸線轉換輸能裝置前視截面圖。

具體實施方式