CN105789805A - 一种波导同轴转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种波导同轴转换装置，针对于现有技术的波导同轴转换器件中同轴连接器位于波导宽边时所导致的同轴连接器体积较大、高度较高的技术问题，本发明的波导同轴转换装置包括波导管、同轴连接器和调配组件，所述同轴连接器设置于所述波导管的窄边，通过探针实现同轴线到矩形波导的转换，将同轴接口由传统的矩形波导宽边上旋转90度转移到了波导的窄边，保证了波同转换的高度较低，达到了实现微波信号传输的装置的高度较低、体积较小的技术效果。

Description

一种波导同轴转换装置

技术领域

本发明涉及微波通信技术领域，具体而言，涉及一种波导同轴转换装置。

背景技术

目前，波导-同轴过渡器件在微波及毫米波通信领域中起着至关重要的作用。实现波导-同轴转换主要基于两种理论：一是对于同轴探针在矩形波导中的激励问题；二是对于矩形波导中阶梯波导的研究。

波导-同轴转换器件电器性能的优劣，一方面取决于同轴连接器的性能，另一方面取决于阶梯波导的特征阻抗是否匹配以及探针的激励方式。

当前主要的探针激励方式是在矩形波导的宽边上放置同轴连接器，使得探针与波导宽边成垂直关系，这种结构适用于中低频段的大多数情况。

但随着通信技术的迅速发展，尤其是频谱资源的日益紧张以及第五代通信技术的迅速推进，人们对于高频器件(V波段、E波段等)电气性能要求越来越高的同时对器件的体积也提出了较高的要求，此时由于采用宽边探针激励的波导同轴转换器件中同轴连接器位于波导宽边，导致波导同轴转换器体积较大、高度较高，在很多种应用场景下逐渐不能满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波导同轴转换装置，其能够在实现波导同轴微波信号转换的同时减小波导同轴转换装置的体积，以便在更多的应用场景下满足人们的需求。

本发明的实施例是这样实现的：

一种波导同轴转换装置，其包括：波导管、同轴连接器和调配组件，所述波导管包括矩形腔体，所述同轴连接器设置于所述波导管对应矩形腔体的窄边，所述调配组件设置于所述波导管内，所述调配组件与所述同轴连接器连接，所述调配组件用于调节所述波导同轴转换装置的驻波比。

在本发明较佳的实施例中，还包括探针，所述同轴连接器与所述探针的一端连接，所述探针的另一端与所述调配组件连接，所述探针用于在所述波导管中激励出预设模式的电磁波。

在本发明较佳的实施例中，所述探针平行于所述矩形腔体的所述宽边。

在本发明较佳的实施例中，所述调配组件包括调配柱和调配锤，所述调配柱的一端连接所述探针，所述调配柱的另一端与所述调配锤的一端连接，所述调配锤的另一端与所述波导管的宽边连接。

在本发明较佳的实施例中，所述调配锤为圆台状调配锤，所述圆台状调配锤的大端与所述调配柱连接，所述圆台状调配锤的小端连接所述波导管的内壁。

在本发明较佳的实施例中，所述调配柱与所述调配锤的所述圆端固定连接。

在本发明较佳的实施例中，还包括凸台，所述凸台设置于所述波导管对应矩形腔体的窄边所在的侧端面上，所述同轴连接器通过所述凸台与所述波导管连接。

在本发明较佳的实施例中，所述波导管对应矩形腔体的截面的宽度为22.86mm，高度为10.16mm。

在本发明较佳的实施例中，所述同轴连接器包括N型同轴连接器。

在本发明较佳的实施例中，所述同轴连接器设置于所述矩形腔体的窄边所在侧端面的三等分点处。

本发明提供的一种波导同轴转换装置，针对于现有技术的波导同轴转换器件中同轴连接器位于波导宽边时所导致的同轴连接器体积较大、高度较高的技术问题，本发明的波导同轴转换装置包括波导管、同轴连接器和调配组件，所述同轴连接器设置于所述波导管的窄边，将同轴接口由传统的矩形波导宽边上旋转90度转移到了波导的窄边，保证了波同转换的高度较低，达到了实现微波信号传输的装置的高度较低、体积较小的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种波导同轴转换装置的立体图；

图2为本发明实施例提供的一种波导同轴转换装置的剖面图；

图3为本发明实施例提供的一种波导同轴转换装置的波导管的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种波导同轴转换装置的波导管体的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种波导同轴转换装置的同轴连接器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种波导同轴转换装置的调配组件的结构示意图。

附图标记汇总：

波导管100；矩形腔体110；

窄边112；宽边114；前端116；后端118；

凸台120；法兰盘140；端盖160；

同轴连接器200；连接端202；转换端204；探针220；

调配组件300；调配柱320；

调配锤340；调配锤的大端342；调配锤的小端344。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

波导-同轴过渡器件在微波及毫米波通信领域中起着至关重要的作用。实现波导-同轴转换主要基于两种理论：一是对于同轴探针在矩形波导中的激励问题；二是对于矩形波导中阶梯波导的研究。波导-同轴转换器件电器性能的优劣，一方面取决于同轴连接器的性能，另一方面取决于阶梯波导的特征阻抗是否匹配以及探针的激励方式。

请参照图1，本实施例提供的一种波导同轴转换装置，其中，主要包括：波导管100和连接于波导管100对应矩形腔体110窄边112的同轴连接器200和调配组件300。

参见图3和图4，为本实施例提供的同轴转换装置的波导管100的结构示意图。所述波导管100包括矩形腔体110，所述矩形腔体110是截面为矩形的筒状结构，所述波导管100可以优选为标准矩形波导管或者非标准矩形腔体，所述矩形腔体包括宽边114和窄边112。所述波导管可以选择标准BJ100矩形波导管，即波导管的宽度选择w为22.86mm,高度为10.16mm.本所述波导管包括两个开口端，设为前端116和后端118，波导管的前端116用于连接电缆线，所述矩形腔体110的后端118用于连接同轴转换器。

所述矩形腔体110的前端116连接有法兰盘140，通过法兰盘140连接到电缆线，将波导信号输出。

所述矩形腔体110的后端118连接有端盖160，所述矩形腔体110的窄边112外连接有同轴连接器200，用于接入同轴信号，将接入的同轴信号进行波导转换，同轴连接器200的另一端连接调配组件300，所述调配组件300用于调节所述波导同轴转换装置的驻波比。

同轴连接器200用于接入同轴微波信号，同轴连接器200与波导管的窄边112连接，通过窄边112激励将同轴微波信号转换成波导微波信号。同轴连接器200优选使用N型同轴连接器200，当然也可以包括N型、SMA、TNC、BNC、K2.92、V2.4、L16、L29、H63等孔型或针形同轴连接器200，所述同轴连接器200的型号可以优选为TNC-50KFD15，已到达更好的同轴连接转换效果。

请参见图2，为本实施例提供的波导同轴转换装置的截面图。在所述矩形腔体110的长度方向上设置所述同轴连接器200，可以优选将所述同轴连接器200设置在矩形腔体110的窄边112所在的侧端面长度方向的三等分点处，可以将其设置在所述波导管的长度方向上离所述后端118距离为整个波导管长度的三分之一处，可以适用于较多用户的电缆设备的连接需求，当然，也可以根据用户使用的电缆设备的具体需要设定所述同轴连接器200相对于所述波导管的位置。

请参阅图2和图5，其中，图5为本实施例提供的波导同轴转换装置的同轴连接器的结构示意图。在所述波导管100连接所述同轴连接器200的侧端开口，开口上设置凸台120，所述凸台120开设有容纳所述同轴连接器200的通孔。同轴连接器200包括连接端202和转换端204，所述同轴连接器200的连接端202设置在波导管的外面，所述转换端204在所述窄边112深入所述通孔达到所述波导管内后，与所述调配组件300连接，用过调配组件300进行驻波比等的参数调节。

在所述同轴转换器的转换端204连接有探针220，探针220的方向平行于所述波导管的宽边114所在的方向，探针220的另一端与所述调配组件300连接。

请参阅图6，为本实施例提供的一种波导同轴转换装置的调配组件的结构示意图。调配组件300可以包括调配柱320和调配锤340，所述调配柱320的一端与所述探针220连接，所述调配柱320的另一端与所述调配锤340连接。调配柱320的形状可以为圆柱形，调配锤340的形状为圆台状，圆台状的调配锤340可以设置调配锤的大端342和调配锤的小端344，将圆台状的所述调配锤的大端342与所述调配柱320连接，将圆台状的所述调配锤的小端344连接到所述波导管的内壁上。

所述调配组件300所包含的调配柱320和调配锤340的连接方式优选为固定连接，可以包括焊接、螺纹连接等其他连接方式。通过调节调配锤340的尺寸(高度、直径等)，得到较低的驻波比。调配锤的尺寸及其对应的驻波比在安装时调试确定，通常，改变调配锤340的高度、调配锤340到短路面的距离，驻波即会有较为明显的变化，找到满足指标的位置即可。

当然，在上述的本实施例提供的波导同轴转换装置中，还包括部件连接用的螺钉、垫圈等连接件，以实现波导同轴转换装置的固定连接。

所述波导同轴转换装置的工作原理具体包括：

波同转换工作时，同轴连接器截图同轴信号，通过探针220将同轴线(TEM模)转换到矩形波导(预设模式，例如TE10模)，从而实现微波信号在不同的传输线中进行转换。

随着通信技术的迅速发展，尤其是频谱资源的日益紧张以及第五代通信技术的迅速推进，人们对于高频器件(例如频段在V波段、E波段等)的电气性能要求越来越高的同时对器件的体积也提高了要求。

现有技术的宽边114激励的正交波同转换，结构上同轴端必然垂直于波导宽边114，这样在接上电缆后，会导致波同转换高度变高、体积变高。宽边114激励和窄边112激励两种波同转换结构在做好阻抗匹配后都可以实现微波信号的传输，而本发明提供的波导同轴转换装置，所述同轴连接器200设置于所述波导管的窄边112，形成在波导管窄边112上激励的波同转换，同时将同轴接口由传统的矩形波导宽边114上旋转90度转移到了波导管的窄边112，保证了波同转换的高度较低、体积变小。该波导同轴转换器可在保持较短窄边112长度的情况下，实现在不同频段(0.3-110GHz)下使信号在同轴连接器200与矩形波导之间进行转换的功能，满足了通信技术对器件小型化的要求。

上述本发明实施例提供的波导同轴转换装置，针对于现有技术的波导同轴转换器件中同轴连接器200位于波导宽边114时所导致的同轴连接器200体积较大、高度较高的技术问题，本发明的波导同轴转换装置包括波导管、同轴连接器200和调配组件300，所述波导管为矩形波导管，矩形波导管包括宽边114和窄边112，所述同轴连接器200还包括探针220，所述调配组件300包括调配柱320和调配锤340，所述同轴连接器200设置于所述波导管的窄边112，同轴连接器200的转换端204连接有探针220，探针220的另一端连接调配柱320，调配柱320连接所述调配锤340。宽边114激励和窄边112激励两种波同转换结构在做好阻抗匹配后都可以实现微波信号的传输，而本发明提供的波导同轴转换装置，所述同轴连接器200设置于所述波导管的窄边112，形成在波导管窄边112上激励的波同转换，同时将同轴接口由传统的矩形波导宽边114上旋转90度转移到了波导管的窄边112，保证了波同转换的高度较低、体积变小。该波导同轴转换器可在保持较短窄边112长度的情况下，实现在不同频段(0.3-110GHz)下使信号在同轴连接器200与矩形波导之间进行转换的功能，满足了通信技术对器件小型化的要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波导同轴转换装置，其特征在于，包括：波导管、同轴连接器和调配组件，所述同轴连接器设置于所述波导管对应矩形腔体的窄边，所述调配组件设置于所述波导管内，所述调配组件与所述同轴连接器连接，所述调配组件用于调节所述波导同轴转换装置的驻波比。

2.根据权利要求1所述的波导同轴转换装置，其特征在于，还包括探针，所述同轴连接器与所述探针的一端连接，所述探针的另一端与所述调配组件连接，所述探针用于在所述波导管中激励出预设模式的电磁波。

3.根据权利要求2所述的波导同轴转换装置，其特征在于，所述探针竖直安装于所述波导管对应矩形腔体的窄边。

4.根据权利要求3所述的波导同轴转换装置，其特征在于，所述调配组件包括调配柱和调配锤，所述调配柱的一端连接所述探针，所述调配柱的另一端与所述调配锤的一端连接，所述调配锤的另一端与所述波导管的内壁连接。

5.根据权利要求4所述的波导同轴转换装置，其特征在于，所述调配锤为圆台状调配锤，所述圆台状调配锤的大端与所述调配柱连接，所述圆台状调配锤的小端连接所述波导管的内壁。

6.根据权利要求5所述的波导同轴转换装置，其特征在于，所述调配柱与所述调配锤固定连接。

7.根据权利要求1所述的波导同轴转换装置，其特征在于，还包括凸台，所述凸台设置于所述波导管对应矩形腔体的窄边所在的侧端面上，所述同轴连接器通过所述凸台与所述波导管连接。

8.根据权利要求1所述的波导同轴转换装置，其特征在于，所述波导管对应矩形腔体的截面的宽度为22.86mm，高度为10.16mm。

9.根据权利要求1所述的波导同轴转换装置，其特征在于，所述同轴连接器包括N型同轴连接器。

10.根据权利要求1所述的波导同轴转换装置，其特征在于，所述同轴连接器设置于所述波导管对应矩形腔体的窄边所在侧端面的三等分点处。