CN110400999A - 一种直线型e面探针微带波导过渡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直线型E面探针微带波导过渡装置，包括波导输入/输出端口、微带输入/输出端口、微带探针结构、微带匹配结构和波导T型结结构；其中波导输入/输出端口的中心轴线和微带输入输出端口的中心轴线在同一条直线上。本发明可实现信号传输模式转换的同时还确保了信号的传输方向在同一条直线上，具有结构简单、易于装配、损耗小的优点，可用于微波、毫米波电路设计中。
Description
技术领域
本发明属于E面探针微带波导过渡领域，特别涉及一种直线型E面探针微带波导过渡装置。
背景技术
波导和微带是电磁场与微波工程中两种重要的传输线。波导传输线具有传输损耗小、功率容量高等优点；微带传输线则具有体积小、重量轻、易于平面集成等优点。在微波系统中有大量的基于这两种传输线的微波器件。由于这两种传输线中电磁场传播模式不同，因此两者并不能通过简单的连接集成在一起。波导微带过渡可以将波导传输线中的TE10模转换成微带传输线中的准TEM模，是连接波导电路和微带电路的桥梁。
目前常用的微带波导过渡结构有波导-鳍线-微带过渡、波导-同轴-微带过渡、波导-脊波导-微带过渡、微带探针波导过渡等。在这些过渡结构中微带探针波导过渡结构具有结构简单、耦合效率高的优点而被广泛使用。在这种探针过渡结构中，微带线和波导往往是垂直的，造成了信号传输不在同一个方向上的问题。为了使信号在同一个方向上传输，往往需要加波导拐弯结构来实现。这无疑增加微带波导过渡的体积，不利于小型化设计。为了规避微带探针的这种缺点，香港城市大学薛权(Quan Xue)团队提出了一种基于扇形探针的直线型微带波导过渡(Lou,L.,Chan,C.H.,Xue,Q.:‘An in-line waveguide-to-microstrip transition using radial-shaped probe’,IEEE Microw.WirelessCompon.Lett.,2008,18,(5),pp.311–313,doi:10.1109/LMWC.2008.922114)。但该结构扇形探针与输出微带线相互垂直，从而导致输出微带线非常贴近波导内壁，因此很难应用于较的高毫米波频段。美国加州大学洛杉矶分校Tatsuo Itoh教授提出了基于准-Yagi天线的直线型微带波导过渡(Kaneda,N.,Qian,Y.,Itoh,T.:‘A broad-band microstrip-to-waveguide transition using quasi-Yagi antenna’,IEEE Trans.Microw.TheoryTech.,1999,47,(12),pp.2562–2567,DOI:10.1109/22.809007)。这种过渡可实现较宽的带宽，但要求介质基片的介电常数较高，大大限制了该种过渡的应用。本专利提出了一种新型的直线型微带波导探针，该种转换具克服了现有技术的不足，具有有结构简单、损耗小的优点，可广泛用于微波、毫米波电路设计中。
发明内容
发明目的：针对上述缺陷，本发明提供一种结构简单，损耗小的直线型E面探针微带波导过渡装置。
技术方案：本发明提出一种直线型E面探针微带波导过渡装置，包括波导E面T型结结构和微带结构，所述波导E面T型结构一端设置有波导输入/输出端口，所述波导E面T型结构底面设置有小窗，所述小窗处设置有微带输入/输出端口，所述微带结构设置在微带输入/输出端口内，所述波导E面T型结构由主波导、第一枝节波导和第二枝节波导构成。
进一步的，所述微带结构由微带探针结构和微带匹配结构构成，所述微带探针结构从波导E面T型结结构底面的小窗伸入到波导E面T型结构中；所述微带匹配结构一端连接微带探针结构另一端连接微带输入/输出端口的微带线。
进一步的，所述第一枝节波导及第二枝节波导在E面方向的高度为主波导E面方向高度的一半。
进一步的，所述第一枝节波导的长度为中心频率工作波长的一半。
进一步的，所述第二枝节波导的长度为中心频率工作波长的四分之一。
进一步的，所述微带匹配结构由两段高阻微带线组成。
进一步的，所述微带输入/输出端口的阻抗为50Ohm。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明一种直线型E面探针微带波导过渡结构，是一种基于波导T型结结构的直线型E面探针微带波导过渡结构，该结构对介质基片的介电常数无任何要求，可实现具有结构简单、易于装配、插入损耗小的直线型E面微带波导转换。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中波导E面T型结构的结构示意图；
图3为图1中微带结构的结构示意图；
图4为具体实施例中Ka波段直线型E面探针微带波导过渡结构图；
图5为具体实施例中Ka波段直线型E面探针微带波导过渡结构的仿真结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1-4所示为本发明所述的直线型E面探针微带波导过渡装置，包括波导输入/输出端口1、微带输入/输出端口2、微带探针结构3、微带匹配结构4、波导E面T型结结构5。
所述的波导输入/输出端口1和微带输入/输出端口2的轴线在同一条直线上。
所述的波导E面T型结结构5由主波导7和第一枝节波导8及第二枝节波导9组成。
所述的微带探针结构3从波导E面T型结结构底面的小窗6伸入到波导E面T型结结构中。为了不影响T型结内部场分布，小窗6的尺寸应该尽量小，在本例小窗6的截面尺寸中为1.27×2mm2。
所述的微带匹配结构4一端连接微带探针结构3，另一端连接微带输入/输出端口2的微带线。
所述的第一枝节波导及第二枝节波导在E面方向的高度均为1.7mm。所述的第一枝节波导8的长度6.9mm。所述的第二枝节波导9的长度为3.7mm。为了方便机械加工，第一枝节波导和第二枝节波导的短路短都进行了倒角处理，倒角半径为0.8mm。所述的微带探针结构3的长度为2.28mm，宽度为0.66mm。
所述的微带匹配结构4由两段高阻微带线组成。其中阻抗较高的高阻线的长度和宽度均为0.3mm。阻抗较低的高阻线长度为1.78mm，宽度为0.66mm
所述的微带输入/输出端口(2)的阻抗为50Ohm。
所述Ka波段直线型E面探针微带波导过渡结构，输入波导为WR-28(截面尺寸：7.112×3.556mm2)，微带电路部分采用厚度为0.254mm的Rogers Duroid R/T5880板材制作。
Claims (7)
1.一种直线型E面探针微带波导过渡装置，其特征在于：包括波导E面T型结结构和微带结构，所述波导E面T型结构一端设置有波导输入/输出端口，所述波导E面T型结构底面设置有小窗，所述小窗处设置有微带输入/输出端口，所述微带结构设置在微带输入/输出端口内，所述波导E面T型结构由主波导、第一枝节波导和第二枝节波导构成。
2.根据权利要求1所述的一种直线型E面探针微带波导过渡装置，其特征在于：所述微带结构由微带探针结构和微带匹配结构构成，所述微带探针结构从波导E面T型结结构底面的小窗伸入到波导E面T型结构中；所述微带匹配结构一端连接微带探针结构另一端连接微带输入/输出端口的微带线。
3.根据权利要求1所述的一种直线型E面探针微带波导过渡装置，其特征在于：所述第一枝节波导及第二枝节波导在E面方向的高度为主波导E面方向高度的一半。
4.根据权利要求1所述的一种直线型E面探针微带波导过渡装置，其特征在于：所述第一枝节波导的长度为中心频率工作波长的一半。
5.根据权利要求1所述的一种直线型E面探针微带波导过渡装置，其特征在于：所述第二枝节波导的长度为中心频率工作波长的四分之一。
6.根据权利要求2所述的一种直线型E面探针微带波导过渡装置，其特征在于：所述微带匹配结构由两段高阻微带线组成。
7.根据权利要求1所述的一种直线型E面探针微带波导过渡装置，其特征在于：所述微带输入/输出端口的阻抗为50Ohm。
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| CN113690557A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-23 | 电子科技大学 | 一种基于楔形波导膜片的波导到微带同向转换结构 |
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|---|---|---|---|---|
| CN203367459U (zh) * | 2013-07-01 | 2013-12-25 | 华南理工大学 | 一种具有共面臂的e面波导魔t |
| CN105680141A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-15 | 西安电子工程研究所 | 一种毫米波小型化波导合成网络 |
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- 2019-07-01 CN CN201910583436.0A patent/CN110400999B/zh active Active
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| CN113690557B (zh) * | 2021-07-30 | 2022-10-14 | 电子科技大学 | 一种基于楔形波导膜片的波导到微带同向转换结构 |
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