CN103066362A - 一种矩形圆波导转接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矩形圆波导转接器,包括输入矩形波导，输出圆波导，以及至少1个位于输入矩形波导和输出圆波导之间的介质过渡段，所述输入矩形波导的轴线与输出圆波导的轴线互相平行或重合，所述介质过渡段的形状为中空圆柱体。本发明具有结构简单、加工方便的特点，可广泛用于微波毫米波、太赫兹频段内的各种电子系统及其测试中。
Description
技术领域
本发明涉及一种转接器,特别是一种高频段毫米波或太赫兹矩形波导-圆波导转接器，即一种矩形圆波导转接器。
背景技术
转接器应用于不同传输线间的连接，是微波毫米波系统的一个基础元件。目前，在微波毫米波传输领域，波导由于其传输损耗小、功率容量大、结构简单、易于制造等优点被广泛应用。现有的波导器件一般是由多部分组装而成。由于各个部分的尺寸、截面形状不一样，在组装过程中就要用到波导转接器。其中矩形圆波导转接器就是一种常用的波导转接器，对于矩形圆波导转接器，目前其典型结构是：由圆波导到矩形波导的渐变的锥形过渡。对于锥形过渡段，其加工方法主要有铣切和电铸两种方法。而当频率到达毫米波亚毫米波频段，甚至太赫兹频段时，由于波导尺寸比较小，若用铣切方法加工，这样就要用很小的铣刀，不仅加工的成本较高，并且对于锥形过渡段，用铣刀铣不能保证其光洁度。用电铸方法加工，需要专门制作模具，加工成本很高，并且加工的过渡段内表面的光洁度不够。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、加工方便的高频段矩形圆波导转接器，解决现有技术在高频段加工困难、加工成本昂贵的问题，降低器件的加工成本的矩形圆波导转接器。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种矩形圆波导转接器,包括输入矩形波导，输出圆波导，以及至少1个位于输入矩形波导和输出圆波导之间的介质过渡段，所述输入矩形波导的轴线与输出圆波导的轴线互相平行或重合，所述介质过渡段的形状为柱状体。
所述所有的介质过渡段的轴线与输入矩形波导的轴线互相平行或重合。
所述所有的介质过渡段的横截面形状为圆形。
所述所有的介质过渡段沿输入矩形波导到输出圆波导方向，其横截面直径尺寸单调增加。
所述至少1个介质过渡段的横截面直径尺寸小于输入矩形波导的宽边尺寸。
所述至少有1个介质过渡段为空气。
所述输入矩形波导宽边尺寸小于或大于与它相连的介质过渡段的横截面直径尺寸。
为了便于采用线切割结合铣切加工，所有的介质过渡段的轴线与输入矩形波导的轴线平行或重合。
为了便于采用尽量大直径的铣刀，所有的介质过渡段的横截面形状为圆形。
所述所有的介质过渡段沿输入矩形波导到输出圆波导方向，其横截面直径尺寸单调增加。其含义为：即靠近输入矩形波导端的介质过渡段的横截面直径尺寸为X1，远离输入矩形波导端的介质过渡段的横截面直径尺寸为X2、X3、…、XN, 靠近输出圆波导端的介质过渡段的横截面直径尺寸为X（N+1），所述X1，X2、X3…XN，X（N+1）的尺寸大小满足单调递增函数的条件，即X1，X2、X3…XN，X（N+1）的值呈单调递增；或者其含义为：所述所有的介质过渡段沿输入矩形波导到输出圆波导方向，其横截面直径尺寸依次增加。
对于比较宽扁的输入矩形波导，与输入矩形波导相连的至少1个介质过渡段的横截面直径尺寸可以小于输入矩形波导的宽边尺寸。
对于一般情况，为了降低成本，所有介质过渡段为空气。
本发明利用四分之一波导波长实现阻抗匹配。按照传输线上多次部分反射叠加的原理表明，选取适当的阶梯介质过渡段的阻抗和长度，可以得到所需的反射系数响应。所述所有的介质过渡段沿输入矩形波导到输出圆波导方向，其横截面直径尺寸单调增加，可以构成一个阶梯式的介质过渡段，本发明具有成本低、结构简单、加工方便的特点，可广泛用于微波毫米波及太赫兹频段内的各种电子系统及其测试中。
附图说明
附图1为本发明输入矩形波导宽边尺寸小于与它相连的介质过渡段的横截面直径尺寸时，输入矩形波导与输出圆波导轴线方向相同的纵向剖面图。
附图2为图1结构的右视图。
附图3为本发明输入矩形波导宽边尺寸大于与它相连的介质过渡段的横截面直径尺寸时，输入矩形波导与输出圆波导轴线方向相同的纵向剖面图。
附图4为图3结构的右视图。
附图5为本发明输入矩形波导的轴线与输出圆波导的轴线互相平行的纵向剖面图。
附图6为图5结构的右视图。
附图中标号对应名称：1-输入矩形波导，2-介质过渡段，3-输出圆波导。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例一
如图1、图2所示，一种矩形圆波导转接器，包括输入矩形波导1，输出圆波导3和至少1个位于输入矩形波导1和输出圆波导3之间的介质过渡段2，所有介质过渡段2的形状为轴向垂直于输入矩形波导1横截面的柱状体。所述的输入矩形波导1的轴线，输出圆波导3的轴线与所有介质过渡段2的轴线互相平行或重合。介质过渡段2的横截面形状为圆形。所有的介质过渡段2沿输入矩形波导1到输出圆波导3方向，其横截面直径尺寸单调增加。在通常情况下，所述的介质过渡段2为空气。如图1、2所示，我们可以看出输入矩形波导1宽边尺寸小于与它相连的介质过渡段2的横截面直径尺寸。我们还可以看出输出圆波导3的轴线、介质过渡段2的轴线与输入矩形波导1的轴线重合。
实施例二
如图3、图4所示，一种矩形圆波导转接器，包括输入矩形波导1，输出圆波导3和至少1个位于输入矩形波导1和输出圆波导3之间的介质过渡段2，所有介质过渡段2的形状为轴向垂直于输入矩形波导1横截面的柱状体。所述的输入矩形波导1的轴线，输出圆波导3的轴线与所有介质过渡段2的轴线互相平行或重合。介质过渡段2的横截面形状为圆形。所有的介质过渡段2沿输入矩形波导1到输出圆波导3方向，其横截面直径尺寸单调增加。在通常情况下，所述的介质过渡段2为空气。如图3、4所示，我们可以看出输入矩形波导宽边尺寸大于与它相连的介质过渡段的横截面直径尺寸。我们还可以看出输出圆波导3的轴线、介质过渡段2的轴线与输入矩形波导1的轴线重合。
实施例三
如图5、图6所示，一种矩形圆波导转接器，包括输入矩形波导1，输出圆波导3和至少1个位于输入矩形波导1和输出圆波导3之间的介质过渡段2，所有介质过渡段2的形状为轴向垂直于输入矩形波导1横截面的柱状体。所述的输入矩形波导1的轴线，输出圆波导3的轴线与所有介质过渡段2的轴线互相平行或重合。介质过渡段2的横截面形状为圆形。所有的介质过渡段2沿输入矩形波导1到输出圆波导3方向，其横截面直径尺寸单调增加。在通常情况下，所述的介质过渡段2为空气。如图5、6所示，我们可以看出输出圆波导3的轴线、介质过渡段2的轴线位于输入矩形波导1的轴线同一侧。
Claims (7)
1.一种矩形圆波导转接器, 其特征在于，包括输入矩形波导（1），输出圆波导（3），以及至少1个位于输入矩形波导（1）和输出圆波导（3）之间的介质过渡段（2），所述输入矩形波导（1）的轴线与输出圆波导（3）的轴线互相平行或重合，所述介质过渡段（2）的形状为柱状体。
2.根据权利要求1所述的一种矩形圆波导转接器，其特征在于，所述所有的介质过渡段（2）的轴线与输入矩形波导（1）的轴线互相平行或重合。
3.根据权利要求1所述的一种矩形圆波导转接器，其特征在于，所述所有的介质过渡段（2）的横截面形状为圆形。
4.根据权利要求3所述的一种矩形圆波导转接器，其特征在于，所述所有的介质过渡段（2）沿输入矩形波导（1）到输出圆波导（3）方向，其横截面直径尺寸单调增加。
5.根据权利要求3所述的一种矩形圆波导转接器，其特征在于，所述至少1个介质过渡段（2）的横截面直径尺寸小于输入矩形波导（1）的宽边尺寸。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种矩形圆波导转接器，其特征在于，所述至少有1个介质过渡段（2）为空气。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种矩形圆波导转接器，其特征在于，所述输入矩形波导（1）宽边尺寸小于或大于与它相连的介质过渡段（2）的横截面直径尺寸。
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