CN103151590A - 紧凑型波导匹配负载 - Google Patents

Abstract

本发明公布了紧凑型波导匹配负载，包括终端短路波导和位于终端短路波导中的微波吸收材料，还包括设置在终端短路波导上的可调谐螺钉，终端短路波导的两端分别为输入端口和短路端，位于终端短路波导前后向轴线左侧的所有可调谐螺钉伸入到终端短路波导的深度最大值为d1，位于终端短路波导前后向轴线右侧的所有可调谐螺钉伸入到终端短路波导的深度最大值为d2，则d1/d2小于0.5或大于2。微波吸收材料的底面与终端短路波导的底面接触，且微波吸收材料的高度从输入端口到短路端逐渐增加。本发明具有结构简单紧凑、工作频带宽等特点，可以广泛应用在天馈系统的结构更紧凑的功分网络或机载雷达天馈系统中。

Description

紧凑型波导匹配负载

技术领域

本发明涉及一种匹配负载，具体地说，是涉及一种超宽带的紧凑型波导匹配负载。

背景技术

    随着机载雷达发展趋势的要求，特别是在天馈系统的结构更紧凑的功分网络中，相比传统波导负载，具有结构简化，能够大幅减轻重量、减小安装体积的的高性能的紧凑型波导匹配负载在机载雷达天馈系统中得到广泛的应用。已有的波导型匹配负载是选择只有电磁损耗类羟基铁吸收材料或选择介电损耗累碳化硅吸收材料和电磁损耗类羟基铁材料两种材料相结合，前者使用的羟基铁吸收材料的形状呈楔形，且吸收材料的厚度很小，导致吸收材料与终端短路波导的接触面积小，使吸收材料在终端短路波导中难以固定，且该波导匹配负载的纵向长度较长，达不到减小安装体积的目的；后者使用了两种不同的吸收材料相结合的结构，且分布在终端短路波导高度上的中间位置，这无疑增加了加工及装配的难度，且稳定性较差。根据微波进入吸收材料后经金属底板反射回来的微波能量与在吸收材料表面反射的能量叠加产生干涉，发生能量相互抵消的基本原理，就可以制成超宽带的紧凑型波导匹配负载。

发明内容

    本发明研制了一种新型的适合批量生产的波导紧凑型微波吸收负载。由于负载结构的特殊性，在研制过程中，保证负载的吸收性能，提高负载工作可靠性，满足负载的耐功率要求，工作频带宽等特性是本发明的研制重点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：紧凑型波导匹配负载，包括终端短路波导和位于终端短路波导中的微波吸收材料，还包括设置在终端短路波导上的可调谐螺钉，终端短路波导的两端上分别设有输入端口和短路端，可调谐螺钉伸入终端短路波导的深度可以从终端短路波导外加以调节。

所述微波吸收材料的底面与终端短路波导的底面接触，且微波吸收材料的高度从输入端口到短路端逐渐增加。

为了达到波导型匹配负载的最佳性能，所述终端短路波导上的可调谐螺钉分布在终端短路波导的上表面，且可调谐螺钉伸入终端短路波导的深度可以从终端短路波导外加以调节，位于终端短路波导前后向轴线左侧的所有可调谐螺钉伸入到终端短路波导的深度最大值为d1，位于终端短路波导前后向轴线右侧的所有可调谐螺钉伸入到终端短路波导的深度最大值为d2， 则d1/d2小于0.5 或大于2。终端短路波导前后向轴线是指从输入端口指向短路端的终端短路波导轴线。

    所述微波吸收材料靠近短路端的一端宽度为X, 微波吸收材料靠近输入端口的一端宽度为Y，X小于或等于Y。微波吸收材料的宽度是指方向与终端短路波导左右向轴线方向一致的一边长度。终端短路波导左右向轴线是指与终端短路波导前后向轴线垂直的轴线，该轴线与微波吸收材料的侧面垂直。

    以往的波导型匹配负载的纵向长度较长或加工装配难度较高，达不到减小安装体积和方便加工装配的目的。根据微波进入吸收材料后经金属底板反射回来的微波能量与在吸收材料表面反射的能量叠加产生干涉，发生能量相互抵消的基本原理，就可以制成超宽带的紧凑型波导匹配负载，本发明在此基础上通过引入可调谐螺钉，使波导型匹配负载的纵向长度明显减小，大幅度缩小了结构的体积，工作带宽也得到了大幅提高。

    本发明的工作原理可以简述如下：微波信号通过终端短路波导的输入端口输入，进入吸收材料后经金属底板反射回来的微波能量与在吸收材料表面反射的能量叠加产生干涉，发生能量相互抵消，第一次未抵消完的能量主要集中在伸入终端短路波导中可调谐螺钉上，然后再次经过金属壁反射，与在吸收材料表面反射的能量叠加产生干涉，再次发生能量相互抵消，以此类推下去，从而使返回到输入端口处的能量很小，很好地实现了紧凑型波导匹配负载的功能。

本发明的紧凑型波导匹配负载具有结构简单紧凑、工作频带宽、加工调试成本低等特点，可以广泛应用在天馈系统的结构更紧凑的功分网络或机载雷达天馈系统中。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为从终端短路波导的一个侧面看入的图示。

图3为从终端短路波导的输入端看入的图示。

图4为从终端短路波导的短路端看入的图示。

图5为实施实例1的计算结果曲线。

图6为实施实例2的俯视图。

附图中标号对应名称：1-输入端口，2-短路端，3-微波吸收材料，4-可调谐螺钉，5-终端短路波导。

具体实施方式

实施实例1

如图1-4所示，紧凑型波导匹配负载，包括终端短路波导5和位于终端短路波导中的微波吸收材料3，还包括设置在终端短路波导5上的可调谐螺钉4，终端短路波导的两端上分别设有输入端口1和短路端2，可调谐螺钉4伸入终端短路波导5的深度可以从终端短路波导5外加以调节。

所述微波吸收材料3的底面与终端短路波导5的底面接触，且微波吸收材料3的高度从输入端口1到短路端2逐渐增加。

为了达到波导型匹配负载的最佳性能，所述终端短路波导上的可调谐螺钉4分布在终端短路波导5的上表面，且可调谐螺钉4伸入终端短路波导5的深度可以从终端短路波导5外加以调节，位于终端短路波导5前后向轴线左侧的所有可调谐螺钉4伸入到终端短路波导5的深度最大值为d1，位于终端短路波导5前后向轴线右侧的所有可调谐螺钉4中伸入到终端短路波导5的深度最大值为d2， 则d1/d2小于0.5 或大于2。

所述微波吸收材料3靠近短路端2的一端宽度为X, 微波吸收材料3靠近输入端口1的一端宽度为Y，X小于或等于Y。

在本实施例中，在前后向方向上存在三排可调谐螺钉4，其中一排位于位于终端短路波导5前后向轴线右侧，另一排位于终端短路波导5前后向轴线左侧，剩余一排位于位于终端短路波导5前后向轴线上，且位于终端短路波导5前后向轴线右侧和位于终端短路波导5前后向轴线左侧的可调谐螺钉4与终端短路波导5的底面之间不存在任何东西，即位于终端短路波导5前后向轴线右侧和位于终端短路波导5前后向轴线左侧的可调谐螺钉4未设置在微波吸收材料3的正上方。而位于终端短路波导5前后向轴线上的可调谐螺钉4设置在微波吸收材料3的正上方。

    微波信号通过终端短路波导5的输入端口1输入，进入微波吸收材料3后经金属底板反射回来的微波能量与在微波吸收材料3表面反射的能量叠加产生干涉，发生能量相互抵消，第一次未抵消完的能量主要集中在伸入终端短路波导5中可调谐螺钉4上，然后再次经过金属壁反射，与在微波吸收材料3表面反射的能量叠加产生干涉，再次发生能量相互抵消，以此类推下去，从而使返回到输入端口1处的能量很小，很好地实现了紧凑型波导匹配负载的功能。

根据实施实例1,选终端短路波导5的输入端口1的尺寸为国际R84（国家BJ84）标准矩形波导的尺寸（宽度a=28.499mm,高度b=12.624mm),纵向长度为30mm,计算得到的该紧凑型波导匹配负载的S参数如图5所示。从图中可以看出，在6.5到10GHz的工作带宽内，终端短路波导5的输入端口1的反射都低于-20dB，即在该标准波导基模工作的全带宽内，很好地实现了紧凑型波导匹配负载的功能。

实施实例2

如图6，与实施实例1的区别仅在于，终端短路波导5上的可调谐螺钉4在前后向方向上少了一排。

上述仅为举例。实际生产中，终端短路波导5上的可调谐螺钉4的分布位置及排列可以不同，通过调节可调谐螺钉4深入终端短路波导5中的深度来调谐输入端口1处的反射值。

如上所述，即可较好的实现本发明。

Claims (5)

1.紧凑型波导匹配负载，其特征在于，包括终端短路波导（5）和位于终端短路波导（5）中的微波吸收材料（3），还包括设置在终端短路波导（5）上的可调谐螺钉（4），终端短路波导（5）的两端上分别设有输入端口（1）和短路端（2），可调谐螺钉（4）伸入终端短路波导（5）的深度可以从终端短路波导（5）外加以调节。

2.根据权利要求1所述的紧凑型波导匹配负载，其特征在于，所述微波吸收材料（3）的底面与终端短路波导（5）的底面接触。

3.根据权利要求1所述的紧凑型波导匹配负载，其特征在于，所述微波吸收材料（3）的高度从输入端口（1）到短路端（2）逐渐增加。

4.根据权利要求1所述的紧凑型波导匹配负载，其特征在于，所述终端短路波导（5）上的可调谐螺钉（4）分布在终端短路波导（5）的上表面，位于终端短路波导（5）前后向轴线左侧的所有可调谐螺钉（4）伸入到终端短路波导（5）的深度最大值为d1，位于终端短路波导（5）前后向轴线右侧的所有可调谐螺钉（4）伸入到终端短路波导（5）的深度最大值为d2， 则d1/d2小于0.5 或大于2。

5.根据权利要求1所述的紧凑型波导匹配负载，所述微波吸收材料（3）靠近短路端（2）的一端宽度为X, 微波吸收材料（3）靠近输入端口（1）的一端宽度为Y，X小于或等于Y。

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