[實用新型]一種后饋式毫米波波導同軸轉換器

有效

• 申請號: 202320146643.1
• 申請日: 2023-01-28
• 公開（公告）號: CN219180752U
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 孫博雅;康甜甜
• 申請（專利權）人: 陜西華達科技股份有限公司
• 主分類號: H01P5/103
• 分類號: H01P5/103
• 代理公司: 西安吉順和知識產權代理有限公司 61238
• 代理人: 薛濤

本實用新型公開了一種后饋式毫米波波導同軸轉換器，屬于波導同軸轉換設備技術領域，該同軸轉換器包括波導體和同軸接頭，其中：波導體的中部開設有波導上腔和波導下腔，波導下腔的內表面設置有脊波導阻抗匹配段，脊波導阻抗匹配段為階梯式阻抗匹配段，同軸接頭包括外導體、內導體、襯套和絕緣支撐套。與現有結構相比，該結構采用標準口徑波導腔內的多級階梯阻抗變換結構、并與同軸探針后饋式耦合結構相結合，設計的脊波導阻抗匹配段能夠提高駐波性能，實現微波信號從波導系統到同軸系統或從同軸系統到波導系統的低損耗過渡，整個設計及制造過程中無需焊接步驟以及額外的調諧步驟，降低了產品的工藝復雜度和生產成本，同時提高了產品的一致性。

技術領域

本實用新型屬于波導同軸轉換設備技術領域，尤其涉及一種后饋式毫米波波導同軸轉換器。

背景技術

波導同軸轉換器是現代微波毫米波系統中廣泛使用的無源轉換器件，在各種雷達系統、精密制導系統以及測試領域中都扮演著不可或缺的角色，尤其在有源相控陣天線系統中，常用于收發模塊與陣列天線之間的信號互連，通常完成矩形波導到同軸線的轉換功能，波導-同軸轉換器具有工作頻段寬、插入損耗小、功率容量大等特點。

目前，同軸波導轉換器通常采用側饋式結構，原理是將同軸線的內導體垂直延伸插入矩形波導腔內，插入腔體內的探針等效于一根天線，將同軸線傳輸的能量經探針頭部輻射出去，在波導中激勵起電磁場，以完成探針和波導之間的能量交換。結構體分為同軸端、波導上腔和波導下腔三部分，其中同軸線的內導體垂直延伸插入矩形波導腔內，通過調節探針的插入深度及探針的半徑尺寸，也可通過將插入波導內的探針頭部采用漸變的方法來實現展寬頻帶的目的。

現有同軸波導轉換器在實際應用中，存在如下技術缺點：

1)同軸探針的插入，會在波導中引起不連續型，進而產生無窮多的高次模，而波導中只能傳輸主模，不能傳輸的高次模會聚集在探針周圍產生電抗效應。

2)由于波導口的一端為短路板，電磁能量只能朝著波導的另一端口進行傳輸，所以傳輸方向性比較強，側饋式的分析方法主要是模式匹配思想，為了使轉換接頭在一個較寬的頻段范圍內實現良好匹配，可通過調節探針的插入深度及探針的半徑尺寸，也可通過將插入波導內的探針頭部采用漸變的方法來實現展寬頻帶的目的，但不規則的探針形狀會使其表面電流分布計算變得復雜。

3)在大功率時，探針頂部容易發生擊穿，由于其同軸接頭與波導成90°夾角，這種側饋式的結構輸入端口與輸出端口不在一條水平線上，不利于系統間的級聯，結構不夠緊湊。

4)在毫米波頻段應用范圍內，由于波導端口口徑尺寸較小，側饋式同軸探針的相關關鍵尺寸的變化對于波導同軸轉換器的轉換性能的影響非常敏感，對加工制造工藝帶來了很大的挑戰。

實用新型內容

針對上述技術問題，本實用新型提供了一種后饋式毫米波波導同軸轉換器，該結構采用標準口徑波導腔內的多級階梯阻抗變換結構、并與同軸探針后饋式耦合結構相結合，設計的脊波導阻抗匹配段能夠提高駐波性能，實現微波信號從波導系統到同軸系統或從同軸系統到波導系統的低損耗過渡，整個設計及制造過程中無需焊接步驟以及額外的調諧步驟，降低了產品的工藝復雜度和生產成本，同時提高了產品的一致性。

本實用新型通過以下技術手段解決上述問題：

一種后饋式毫米波波導同軸轉換器，其特征在于，包括波導體和同軸接頭，其中：所述波導體的中部開設有波導上腔和波導下腔，所述波導下腔的內表面設置有脊波導阻抗匹配段，脊波導阻抗匹配段為階梯式阻抗匹配段，波導體的連接端面處設置有連接沉頭孔；所述同軸接頭包括外導體、內導體、襯套和絕緣支撐套，外導體的中心設置有中心孔，中心孔的末端設置有臺階孔，所述襯套安裝在臺階孔內，所述絕緣支撐套同軸設置在襯套的內，所述內導體安裝在絕緣支撐套的中孔內，內導體外端與連接沉頭孔配合連接。