CN102377003A - 一种超短波导负载 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超短波导负载，包括法兰盘和负载吸收片，所述法兰盘中部设有凹槽，所述负载吸收片位于凹槽的底部，负载吸收片的厚度小于凹槽的深度，所述负载吸收片与法兰盘的外端面之间的空腔构成波导腔。发明将负载吸收片和波导腔集成在金属法兰盘中，法兰盘包裹在整个负载的外部，使负载吸收片端面和法兰盘端面构成一个圆形的波导腔，极大地改善了吸收片的吸收能力，可以达到良好的电气性能，经过试验其驻波比可以达到1.3以下；并且整体尺寸即为金属法兰盘的外形尺寸，整体尺寸很小，使本发明在厚度极薄波导负载尺寸的条件下即可达到电气性能优良。

Description

一种超短波导负载

技术领域

本发明涉及通讯设备元件，具体来说是一种超短波导负载。

背景技术

波导匹配负载是波导系统的终端装置，它在没有反射，也没有向周围空间辐射的情况下，全波吸收沿波导传输的微波功率。

应用匹配负载的必要性是很明显的，当调整仪器和雷达时，用它做假天线，可以避免空间辐射电磁波，以免暴露目标，有利于保密，也可以免除对其他设备的干扰；在工程应用中，可以把负载接在不用的端口上以保护发射机，同时避免信号泄露干扰其他设备，用在接收部件上可以避免无用信号对系统的影响。

目前波导负载一般采用两种方案：一种是劈形或者锥形，其一端端面的面积较大，另一端端面的面积较小，微波信号在传输的同时也容易被吸收。这种负载电气指标较好，驻波比可以达到1.03或以下，但尺寸通常比较大。

另一种波导负载是采用一个薄的吸收片堵在凸起的波导负载法兰盘端面上。这种负载虽然较前面两种波导负载的尺寸小，但电气指标非常差，驻波比一般大于1.5。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种尺寸很小且电气性能良好的超短波导负载。

为实现上述目的，本发明设计的一种超短波导负载，包括法兰盘和负载吸收片，所述法兰盘中部设有凹槽，所述负载吸收片位于凹槽的底部，负载吸收片的厚度小于凹槽的深度，所述负载吸收片与法兰盘的外端面之间的空腔构成波导腔。

所述负载吸收片的底部与所述凹槽的底部粘合在一起。

在上述技术方案中，所述法兰盘为方形金属块。

在上述技术方案中，所述凹槽和负载吸收片为圆形，方便加工。

在上述技术方案中，所述法兰盘端面的凹槽的外侧设有防水槽，防水槽中设有防水密封圈，方便在室外实用环境中用于防水。

本发明采用上述方案，将负载吸收片和波导腔集成在金属法兰盘中，法兰盘包裹在整个负载的外部，使负载吸收片端面和法兰盘外端面构成一个圆形的波导腔，极大地改善了吸收片的吸收能力，可以达到良好的电气性能，经过试验其驻波比可以达到1.3以下；并且整体尺寸即为金属法兰盘的外形尺寸，整体尺寸很小，使本发明在厚度极薄波导负载尺寸的条件下即可达到电气性能优良。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的横向截面示意图；

图3是本发明试验测试出在主模工作的全频段内的驻波比的变化曲线。

图中：31、法兰盘，32、防水圈，33、负载吸收片，34、空波导腔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1和图2所示，本发明超短波导负载，包括法兰盘31和负载吸收片33，在法兰盘31的中部开设有凹槽，负载吸收片33位于凹槽的底部，负载吸收片33与法兰盘31上端面(参阅图1所示即凹槽的槽壁)之间的空腔构成波导腔34，负载吸收片33和空波导腔34的厚度相加等于凹槽的深度(参阅图2所示)。凹槽和负载吸收片33均为圆形，极大地改善了负载吸收片33的吸收能力，且易于加工制造，波导腔较佳的形成方式为，负载吸收片33的周缘与凹槽的底部粘合紧密，法兰盘31按照国家的通信技术相关标准制成方形金属块。为了方便在室外使用，凹槽的周缘设有防水槽，防水槽中设有防水密封圈32，可较好地防水。

法兰盘31由金属良导体制作而成，通常选用的材料为铝或铜，表面处理方式可以选择镀金，银或者铜，也可以选择氧化或者清洗。可改善产品的外观和防腐蚀能力，负载吸收片33由高损耗材料制作，如泡沫平板负载，橡胶薄层平板负载。这些均为行业常用物料，在生产暗室吸波材料或者EMC吸波材料的公司很容易找到。在方形的法兰盘31的四个角端分别安装有固定螺栓，便于安装使用。

本发明的负载属于小功率负载，主要用在小功率发射和接收场合。主要应用场景有数字微波点对点的1+1保护备用、双极化接收备用保护等。

在需要保护的端口上也设有法兰盘，采用通孔的安装方式，将整个超短波负载通过螺栓和螺帽固定在端口的法兰盘上；或者采用丝孔的安装方式，则直接用螺钉固定在端口的法兰盘上。本超短波负载提供了防水装置和两套固定装置(螺栓和螺帽，螺钉)，可以方便地在工地上使用。

在1+1保护/扩容场景下，合路器/OMT有一个端口暂时不用，就需要用一个负载把这个端口保护起来，避免对天线口的回波有影响，同时也保护合路器/OMT该端口不会进水。

在使用双极化天线的场合，有时候只使用一种极化，另一种极化端口暂时不用，也需要用一个负载把这个端口保护起来，避免对天线口的回波有影响，防止这个端口接收到干扰信号，影响接收机工作，同时也保护天线该端口不会进水。

其工作原理为：

由于波导负载尺寸较短，无法实现电磁信号在传输的同时被完全吸收，因此分析和设计方式和普通的长负载有所不同。我们把空波导腔和负载吸收片看作一个一端短路的双端口器件，其网络参数可以表示为：

$\left[\begin{array}{cc}s11& s12\\ s21& s22\end{array}\right];$

考虑到第二端口短路，反射系数为-1，负载输入口看进去的反射系数为：

${\mathrm{\Γ}}_{\mathrm{in}}=S_{11}-\frac{s_{12}{s}_{21}}{1+s_{22}};$

通过选择合适的尺寸参数，可以使反射系数等于零，即：

${\mathrm{\Γ}}_{\mathrm{in}}=S_{11}-\frac{s_{12}{s}_{21}}{1+s_{22}}=0,$

即此时的驻波比＝1，实现良好匹配。

图3示出了本发明在通信的全频段内的驻波比的变化曲线。

按照如图1和图2所示的结构加工法兰盘和凹槽，并将负载吸收片加工成所需的圆柱形并满足尺寸要求。这里法兰盘采用铝材加工，电镀工艺选择导电氧化。负载吸收片选用成都佳驰电子的JCXB系列胶板负载，经过冲压制成圆柱状，粘贴在凹槽底部并压紧粘牢。

网络分析仪的同轴电缆接波导同轴变换器，然后采用波导口校准，直接校准到R220波导端口。

负载通过螺栓和螺母固定在波同变换器的R220波导口上就可以得到图3所示的曲线。

其中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为驻波比，无单位，a点的横坐标为17.70GHz，纵坐标为1.25，b点的横坐标为26.50GHz，纵坐标为1.25，由此可看出在通信的全频段内，驻波比在1.04-1.26之间，达到了优良的电气性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型，如将负载更改为方形，矮圆锥形，或者其他形状；将空波导腔更改为方形或其他形状，而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种超短波导负载，包括法兰盘和负载吸收片，其特征在于：所述法兰盘中部设有凹槽，所述负载吸收片位于凹槽的底部，负载吸收片的厚度小于凹槽的深度，所述负载吸收片与法兰盘的外端面之间的空腔构成波导腔。

2.根据权利要求1所述的超短波导负载，其特征在于：所述负载吸收片的底部与所述凹槽的底部粘合在一起。

3.根据权利要求1或2所述的超短波导负载，其特征在于：所述法兰盘为方形金属块。

4.根据权利要求3述的超短波导负载，其特征在于：所述凹槽和负载吸收片为圆形。

5.根据权利要求3述的超短波导负载，其特征在于：所述法兰盘端面的凹槽的外侧设有防水槽，防水槽中设有防水密封圈。

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