CN110534907A - 一种双波段十字形模式转换天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双波段十字形模式转换天线，包括输入内导体(1)、输入中导体(2)、输入外导体(3)、四个内U型矩形波导、四个外U型矩形波导、输出内导体(6)、输出中导体(7)、输出外导体(8)、圆台(9)、内圆锥喇叭(10)、外圆锥喇叭(11)和介质密封板(12)。本发明提供的双波段十字形模式转换天线，既可以集模式转换和辐射于一体，实现对双波段复合型MILO产生的双路同轴TEM模式微波进行模式转换和辐射，有利于实现整个高功率微波系统的紧凑化，还可以避免两个波段微波的相互绕射。
Description
技术领域
本发明涉及高功率微波技术领域的辐射系统，尤其是一种以双路同轴TEM模式输入、以TE11模式辐射输出的十字形模式转换天线。
背景技术
高功率微波通常指峰值功率大于100MW、频率在1GHz-300GHz之间的电磁波。目前，高功率微波在定向能武器、卫星和空间平台供能、小型深空探测器的发射、轨道飞行器高度改变推进系统、电子高能射频加速器、材料加工与处理等国防和工业领域得到广泛应用。
高功率微波源是产生高功率微波辐射的核心部件，它利用强流电子束与谐振腔的相互作用来产生高功率微波。在众多的高功率微波源中，磁绝缘线振荡器(MagneticallyInsulated Transmission line Oscillator,MILO)因为不需要外加导引磁场，因此体积较小、紧凑化程度较高。但是MILO在工作时，有一部分高能电子用于产生导引磁场，对产生的高功率微波没有直接贡献，导致MILO的整体效率不高。为解决这一问题，文献【Jin-ChuanJu,Yu-Wei Fan,Hui-Huang Zhong and Ting Shu.A Novel Dual-FrequencyMagnetically Insulated Transmission Line Oscillator,IEEE Trans.Plasma Sci,vol.37,Oct.2009】设计了一种双波段复合型MILO，实现了把产生导引磁场的高能电子用于产生另一个波段的高功率微波。
针对上文的双波段复合型MILO，设计一种可实现高效辐射、结构紧凑的模式转换天线，具有广阔的应用前景和重要的科研价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：设计一种双波段十字形模式转换天线，解决双波段复合型MILO的高效辐射问题。该双波段十字形模式转换天线在兼顾高增益、高功率容量、良好的远场辐射方向图的同时，充分利用了径向空间，使得轴向尺寸大幅缩短，可以满足整个高功率微波系统紧凑化的需求。
为便于描述，下文规定双波段十字形模式转换天线输入端为左向，其输出端为右向。
本发明的技术方案是：如图1-6所示，一种双波段十字形模式转换天线，其特征在于：包括输入内导体1、输入中导体2、输入外导体3、四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D，四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D，输出内导体6、输出中导体7、输出外导体8、圆台9、内圆锥喇叭10、外圆锥喇叭11和介质密封板12；
所述输入内导体1、输入中导体2、输入外导体3、输出内导体6、输出中导体7、输出外导体8、圆台9、内圆锥喇叭10、外圆锥喇叭11和介质密封板12均为旋转对称结构且保持中心共轴；
所述输入内导体1包括圆柱1A、外径渐变的圆台1B和圆盘1C，所述圆柱1A、圆台1B和圆盘1C保持中心共轴，所述圆柱1A外径为r1，所述圆台1B的外径左端为r1右端为r2，圆盘1C的外径为r3，且满足r1<r2≤r3；
所述输入中导体2包括圆筒2A、外径渐变的空心圆台2B和圆环2C，所述圆筒2A、空心圆台2B和圆环2C保持中心共轴，且其内径均为r3，所述圆筒2A外径为r4，所述圆台2B的外径左端为r4右端为r5，所述圆环2C外径为r6，且满足r4<r5≤r6；
所述输入外导体3为圆筒，其内径为r6；
所述输出内导体6包括圆柱6A、外径渐变的圆台6B和圆盘6C，所述圆柱6A、圆台6B和圆盘6C保持中心同轴，所述圆柱6A外径为r7，所述圆台6B的外径右端为r7左端为r8，所述圆盘6C的外径为r3，且满足r7<r8≤r3；
所述输出中导体7包括圆筒7A、外径渐变的空心圆台7B和圆环7C，所述圆筒7A、圆台7B和圆环7C保持中心同轴，且其内径均为r3，所述圆筒7A外径为r9，所述圆台7B的外径右端为r9左端为r10，所述圆环7C外径为r6，且满足r9<r10≤r6；
所述输出外导体8为圆筒，内径为r6；
所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D和四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的结构相似，均包括两个基底直波导和一个U型折叠波导，所述基底直波导一端与U型折叠波导无缝焊接连接，另一端为圆弧切口，圆弧长度为1/4圆周；所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D的基底直波导和U型折叠波导的孔径相同，所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的基底直波导和U型折叠波导的孔径相同；所有基底直波导的宽边垂直于系统轴线，窄边平行于系统轴线；所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D的两个基底直波导的圆弧切口半径为r3，其左右基底直波导的圆弧切口侧壁分别依次无缝焊接起来后，组成一个半径为r3的圆柱腔；所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的两个基底直波导的圆弧切口半径为r6，其左右基底直波导的圆弧切口侧壁分别依次无缝焊接起来后，组成一个半径为r6的圆柱腔；所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D的波导外侧距离为L1，所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的波导内侧距离为L2，且满足L1≤L2；所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D的尺寸仅有不同之处在于，其基底直波导的长度L4A、L4B与L4C、L4D满足关系式：L4A＝L4B，L4C＝L4D，且L4A-L4C＝λg/2，其中λg为内U型矩形波导内传输高频微波的导波波长；所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的尺寸仅有不同之处在于，其基底直波导的长度L5A、L5B与L5C、L5D满足关系式L5A＝L5B，L5C＝L5D，且L5A-L5C＝λd/2，其中λd为外U型矩形波导内传输低频微波的导波波长；
所述圆盘1C和圆盘6C的轴向厚度均不小于内U型矩形波导壁厚，所述圆环2C和圆环7C的轴向厚度均不小于外U型矩形波导的壁厚；
所述输入中导体2套装在输入内导体1外，所述输入外导体3套装在输入中导体2外，所述输出中导体7套装在输出内导体6外，所述输出外导体8套装在输出中导体7外；
所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D左侧直波导的圆弧切口分别与圆盘1C的外侧面和圆环2C的右壁无缝焊接连接，其右侧直波导的圆弧切口分别与圆盘6C的外侧面和圆环7C的左壁无缝焊接连接；所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D左侧直波导的圆弧切口分别与圆环2C的侧壁和输入外导体3的右端口无缝焊接连接，其右侧直波导的圆弧切口分别与圆环7C的侧壁和输出外导体8的左端口无缝焊接连接；
所述圆台9为外径渐变的圆台，其外径左端为r7右端为r11，且满足r11<r7；所述圆台9左端与输出内导体6右端固定连接；
所述内圆锥喇叭10，左端内径为r3外径为r9，右端内径r12，且满足r3<r12，其壁厚为r9-r3，其左端与输出中导体7右端固定连接；
所述外圆锥喇叭11，左端内径为r6，右端内径为r13，其轴向长度大于内圆锥喇叭10的轴向长度，其左端与输出外导体8的右端无缝焊接连接；
所述介质密封板12为圆盘，外径为r14，且r14大于外圆锥喇叭11右端的外径，介质密封板12密封压在外圆锥喇叭11的右端；
所述介质密封板12为微波可穿透的介质材料，其余所有部件均为导电性能良好的金属材料。
优选地，所述外圆锥喇叭11右端面上或者所述介质密封板12与外圆锥喇叭11右端接触面上设有密封槽，槽内嵌有密封圈。
优选地，所述部件之间的固定连接采用焊接或者螺纹方式。
进一步地，所述介质密封板12采用聚乙烯、聚四氟乙烯或陶瓷材料，其余所有部件均采用不锈钢或铝材。
进一步地，所述圆台1B、圆台2B、圆台6B和圆台7B的轴向长度均为1cm～10cm，所述圆盘1C、圆环2C、圆盘6C和圆环7C的轴向厚度均为0.2cm～0.5cm，所述输入外导体3和输出外导体8的壁厚均为3mm-5mm。
需要说明的是，本发明为真空器件，本说明书中所有无缝焊接均要求焊缝可承受2个标准大气压不漏气。
本发明的双波段十字形模式转换天线，其工作原理为：
输入中导体与输入外导体的左端部分组成的环形通道称之为同轴输入端口A；输入内导体与输入中导体左端部分组成的环形通道称之为同轴输入端口B。
低频同轴TEM模微波由同轴输入端口A输入，在四个外U型矩形波导内转变为矩形波导TE10模传输；由于四个外U型矩形波导的长度不等，微波通过它们时将产生不同的相移；最后，具有不同相位的4个TE10模微波在输出中导体和输出外导体的右端所组成的同轴段内形成线极化TE11模，而后通过内圆锥喇叭与外圆锥喇叭之间的环形通道传输到外圆锥喇叭的右端，最后通过介质密封板辐射出去。
高频同轴TEM模微波由同轴输入端口B输入，在四个内U型矩形波导内转变为矩形波导TE10模传输；由于四个内U型矩形波导的长度不等，微波通过它们时将产生不同的相移；最后，具有不同相位的4个TE10模微波在输出内导体和输出中导体的右端所组成的同轴段内形成线极化TE11模，而后通过内圆锥喇叭与圆台之间的环形通道传输到内圆锥喇叭的右端，再传输到外圆锥喇叭的右端，最后通过介质密封板辐射出去。
本发明可达到以下技术效果：
(1)本发明的十字型模式转换天线可以对双波段复合型MILO产生的双路同轴TEM模式微波进行模式转换和辐射，集模式转换和辐射于一体，从而缩短了轴向长度，利于实现整个高功率微波系统的紧凑化；
(2)本发明对两个波段的微波进行辐射时，可以避免两个波段的微波相互绕射。
附图说明
图1为本发明双波段十字形模式转换天线的剖视结构示意图；
图2为本发明双波段十字形模式转换天线的半剖面结构示意图；
图3为本发明所述输入内导体结构示意图；
图4为本发明所述输入中导体结构示意图；
图5为本发明所述输出内导体结构示意图；
图6为本发明所述输出中导体结构示意图。
具体实施方式
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1-2所示，一种双波段十字形模式转换天线，其特征在于：包括输入内导体1、输入中导体2、输入外导体3、四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D，四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D，输出内导体6、输出中导体7、输出外导体8、圆台9、内圆锥喇叭10、外圆锥喇叭11和介质密封板12；
所述输入内导体1、输入中导体2、输入外导体3、输出内导体6、输出中导体7、输出外导体8、圆台9、内圆锥喇叭10、外圆锥喇叭11和介质密封板12均为旋转对称结构且保持中心共轴；
所述输入内导体1包括圆柱1A、外径渐变的圆台1B和圆盘1C，所述圆柱1A、圆台1B和圆盘1C保持中心共轴，所述圆柱1A外径为r1，所述圆台1B的外径左端为r1右端为r2，圆盘1C的外径为r3，且满足r1<r2≤r3；
所述输入中导体2包括圆筒2A、外径渐变的空心圆台2B和圆环2C，所述圆筒2A、空心圆台2B和圆环2C保持中心共轴，且其内径均为r3，所述圆筒2A外径为r4，所述圆台2B的外径左端为r4右端为r5，所述圆环2C外径为r6，且满足r4<r5≤r6；
所述输入外导体3为圆筒，其内径为r6；
所述输出内导体6包括圆柱6A、外径渐变的圆台6B和圆盘6C，所述圆柱6A、圆台6B和圆盘6C保持中心同轴，所述圆柱6A外径为r7，所述圆台6B的外径右端为r7左端为r8，所述圆盘6C的外径为r3，且满足r7<r8≤r3；
所述输出中导体7包括圆筒7A、外径渐变的空心圆台7B和圆环7C，所述圆筒7A、圆台7B和圆环7C保持中心同轴，且其内径均为r3，所述圆筒7A外径为r9，所述圆台7B的外径右端为r9左端为r10，所述圆环7C外径为r6，且满足r9<r10≤r6；
所述输出外导体8为圆筒，内径为r6；
所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D和四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的结构相似，均包括两个基底直波导和一个U型折叠波导，所述基底直波导一端与U型折叠波导无缝焊接连接，另一端为圆弧切口，圆弧长度为1/4圆周；所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D的基底直波导和U型折叠波导的孔径相同，所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的基底直波导和U型折叠波导的孔径相同；所有基底直波导的宽边垂直于系统轴线，窄边平行于系统轴线；所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D的两个基底直波导的圆弧切口半径为r3，其左右基底直波导的圆弧切口侧壁分别依次无缝焊接起来后，组成一个半径为r3的圆柱腔；所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的两个基底直波导的圆弧切口半径为r6，其左右基底直波导的圆弧切口侧壁分别依次无缝焊接起来后，组成一个半径为r6的圆柱腔；所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D的波导外侧距离为L1，所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的波导内侧距离为L2，且满足L1≤L2；所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D的尺寸仅有不同之处在于，其基底直波导的长度L4A、L4B与L4C、L4D满足关系式：L4A＝L4B，L4C＝L4D，且L4A-L4C＝λg/2，其中λg为内U型矩形波导内传输高频微波的导波波长；所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的尺寸仅有不同之处在于，其基底直波导的长度L5A、L5B与L5C、L5D满足关系式L5A＝L5B，L5C＝L5D，且L5A-L5C＝λd/2，其中λd为外U型矩形波导内传输低频微波的导波波长；
所述圆盘1C和圆盘6C的轴向厚度均不小于内U型矩形波导壁厚，所述圆环2C和圆环7C的轴向厚度均不小于外U型矩形波导的壁厚；
所述输入中导体2套装在输入内导体1外，所述输入外导体3套装在输入中导体2外，所述输出中导体7套装在输出内导体6外，所述输出外导体8套装在输出中导体7外；
所述四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D左侧直波导的圆弧切口分别与圆盘1C的外侧面和圆环2C的右壁无缝焊接连接，其右侧直波导的圆弧切口分别与圆盘6C的外侧面和圆环7C的左壁无缝焊接连接；所述四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D左侧直波导的圆弧切口分别与圆环2C的侧壁和输入外导体3的右端口无缝焊接连接，其右侧直波导的圆弧切口分别与圆环7C的侧壁和输出外导体8的左端口无缝焊接连接；
所述圆台9为外径渐变的圆台，其外径左端为r7右端为r11，且满足r11<r7；所述圆台9左端与输出内导体6右端固定连接；
所述内圆锥喇叭10，左端内径为r3外径为r9，右端内径r12，且满足r3<r12，其壁厚为r9-r3，其左端与输出中导体7右端固定连接；
所述外圆锥喇叭11，左端内径为r6，右端内径为r13，其轴向长度大于内圆锥喇叭10的轴向长度，其左端与输出外导体8的右端无缝焊接连接；
所述介质密封板12为圆盘，外径为r14，且r14大于外圆锥喇叭11右端的外径，介质密封板12密封压在外圆锥喇叭11的右端；
所述介质密封板12为微波可穿透的介质材料，其余所有部件均为导电性能良好的金属材料。
优选地，所述外圆锥喇叭11右端面上或者所述介质密封板12与外圆锥喇叭11右端接触面上设有密封槽，槽内嵌有密封圈。
优选地，所述部件之间的焊接连接采用焊接方式，所述部件之间的固定连接采用焊接或者螺纹方式。
优选地，所述介质密封板12采用聚乙烯、聚四氟乙烯或陶瓷材料，其余所有部件均采用不锈钢或铝材。
优选地，所述圆台1B、圆台2B、圆台6B和圆台7B的轴向长度均为1cm～10cm，所述圆盘1C、圆环2C、圆盘6C和圆环7C的轴向厚度均为0.2cm～0.5cm，所述输入外导体3和输出外导体8的壁厚均为3mm-5mm。
需要说明的是，本发明为真空器件，本说明书中所有无缝焊接均要求焊缝可承受2个标准大气压不漏气。
使用时，双波段十字形模式转换天线的左端与复合型MILO的右端通过焊接或法兰相连。复合型MILO连接抽真空系统，使整个系统处于真空状态。在大气压力作用下，介质密封板12压紧外圆锥喇叭11的右端，实现右端密封。
本发明的双波段十字形模式转换天线，如图1-2所示，其工作原理为：
输入中导体2与输入外导体3的左端部分组成的环形通道称之为同轴输入端口A；输入内导体1与输入中导体2左端部分组成的环形通道称之为同轴输入端口B。
低频同轴TEM模微波由同轴输入端口A输入，在四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D内转变为矩形波导TE10模传输；由于四个外U型矩形波导5A、5B、5C、5D的长度不等，微波通过它们时将产生不同的相移；最后，具有不同相位的4个TE10模微波在输出中导体7和输出外导体8的右端所组成的同轴段内形成线极化TE11模，而后通过内圆锥喇叭10与外圆锥喇叭11之间的环形的通道传输到外圆锥喇叭11的右端，最后通过介质密封板12辐射出去。
高频同轴TEM模微波由同轴输入端口B输入，在四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D内转变为矩形波导TE10模传输；由于四个内U型矩形波导4A、4B、4C、4D的长度不等，微波通过它们时将产生不同的相移；最后，具有不同相位的4个TE10模微波在输出内导体6和输出中导体7的右端所组成的同轴段内形成线极化TE11模，而后通过内圆锥喇叭10与圆台9之间的环形的通道传输到内圆锥喇叭10的右端，再传输到外圆锥喇叭11的右端，最后通过介质密封板12辐射出去。
按照本发明设计，可以对双波段复合型MILO产生的双路同轴TEM模式微波进行模式转换和辐射，集模式转换和辐射于一体，从而缩短了轴向长度，有利于实现整个高功率微波系统的紧凑化。进一步通过结构尺寸的优化，可使低频段微波在高频道微波的模式转换通道中截止，使其不能绕射到同轴输入端口B；同理可使高频段微波在低频道微波的模式转换通道中截止，使其不能绕射到同轴输入端口A。因此，本发明还可以避免两个波段微波的相互绕射问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。
通过对附图，说明书和权利要求书的研究，在实施本发明时本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他步骤或元素。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何参考标记不构成对本发明的范围的限制。
Claims (5)
1.一种双波段十字形模式转换天线，其特征在于：包括输入内导体(1)、输入中导体(2)、输入外导体(3)、四个内U型矩形波导(4A、4B、4C、4D)，四个外U型矩形波导(5A、5B、5C、5D)，输出内导体(6)、输出中导体(7)、输出外导体(8)、圆台(9)、内圆锥喇叭(10)、外圆锥喇叭(11)和介质密封板(12)；
所述输入内导体(1)、输入中导体(2)、输入外导体(3)、输出内导体(6)、输出中导体(7)、输出外导体(8)、圆台(9)、内圆锥喇叭(10)、外圆锥喇叭(11)和介质密封板(12)均为旋转对称结构且保持中心共轴；
所述输入内导体(1)包括圆柱(1A)、外径渐变的圆台(1B)和圆盘(1C)，所述圆柱(1A)、圆台(1B)和圆盘(1C)保持中心共轴，所述圆柱(1A)外径为r1，所述圆台(1B)的外径左端为r1右端为r2，圆盘(1C)的外径为r3，且满足r1<r2≤r3；
所述输入中导体(2)包括圆筒(2A)、外径渐变的空心圆台(2B)和圆环(2C)，所述圆筒(2A)、空心圆台(2B)和圆环(2C)保持中心共轴，且其内径均为r3，所述圆筒(2A)外径为r4，所述圆台(2B)的外径左端为r4右端为r5，所述圆环(2C)外径为r6，且满足r4<r5≤r6；
所述输入外导体(3)为圆筒，其内径为r6；
所述输出内导体(6)包括圆柱(6A)、外径渐变的圆台(6B)和圆盘(6C)，所述圆柱(6A)、圆台(6B)和圆盘(6C)保持中心同轴，所述圆柱(6A)外径为r7，所述圆台(6B)的外径右端为r7左端为r8，所述圆盘(6C)的外径为r3，且满足r7<r8≤r3；
所述输出中导体(7)包括圆筒(7A)、外径渐变的空心圆台(7B)和圆环(7C)，所述圆筒(7A)、圆台(7B)和圆环(7C)保持中心同轴，且其内径均为r3，所述圆筒(7A)外径为r9，所述圆台(7B)的外径右端为r9左端为r10，所述圆环(7C)外径为r6，且满足r9<r10≤r6；
所述输出外导体(8)为圆筒，内径为r6；
所述四个内U型矩形波导(4A、4B、4C、4D)和四个外U型矩形波导(5A、5B、5C、5D)的结构相似，均包括两个基底直波导和一个U型折叠波导，所述基底直波导一端与U型折叠波导无缝焊接连接，另一端为圆弧切口，圆弧长度为1/4圆周；所述四个内U型矩形波导(4A、4B、4C、4D)的基底直波导和U型折叠波导的孔径相同，所述四个外U型矩形波导(5A、5B、5C、5D)的基底直波导和U型折叠波导的孔径相同；所有基底直波导的宽边垂直于系统轴线，窄边平行于系统轴线；所述四个内U型矩形波导(4A、4B、4C、4D)的两个基底直波导的圆弧切口半径为r3，其左右基底直波导的圆弧切口侧壁分别依次无缝焊接起来后，组成一个半径为r3的圆柱腔；所述四个外U型矩形波导(5A、5B、5C、5D)的两个基底直波导的圆弧切口半径为r6，其左右基底直波导的圆弧切口侧壁分别依次无缝焊接起来后，组成一个半径为r6的圆柱腔；所述四个内U型矩形波导(4A、4B、4C、4D)的波导外侧距离为L1，所述四个外U型矩形波导(5A、5B、5C、5D)的波导内侧距离为L2，且满足L1≤L2；所述四个内U型矩形波导(4A、4B、4C、4D)的尺寸仅有不同之处在于，其基底直波导的长度L4A、L4B与L4C、L4D满足关系式：L4A＝L4B，L4C＝L4D，且L4A-L4C＝λg/2，其中λg为内U型矩形波导内传输高频微波的导波波长；所述四个外U型矩形波导(5A、5B、5C、5D)的尺寸仅有不同之处在于，其基底直波导的长度L5A、L5B与L5C、L5D满足关系式L5A＝L5B，L5C＝L5D，且L5A-L5C＝λd/2，其中λd为外U型矩形波导内传输低频微波的导波波长；
所述圆盘(1C)和圆盘(6C)的轴向厚度均不小于内U型矩形波导壁厚，所述圆环(2C)和圆环(7C)的轴向厚度均不小于外U型矩形波导的壁厚；
所述输入中导体(2)套装在输入内导体(1)外，所述输入外导体(3)套装在输入中导体(2)外，所述输出中导体(7)套装在输出内导体(6)外，所述输出外导体(8)套装在输出中导体(7)外；
所述四个内U型矩形波导(4A、4B、4C、4D)左侧直波导的圆弧切口分别与圆盘(1C)的外侧面和圆环(2C)的右壁无缝焊接连接，其右侧直波导的圆弧切口分别与圆盘(6C)的侧壁和圆环(7C)的左壁无缝焊接连接；所述四个外U型矩形波导(5A、5B、5C、5D)左侧直波导的圆弧切口分别与圆环(2C)的侧壁和输入外导体(3)的右端口无缝焊接连接，其右侧直波导的圆弧切口分别与圆环(7C)的侧壁和输出外导体(8)的左端口无缝焊接连接；
所述圆台(9)为外径渐变的圆台，其外径左端为r7右端为r11，且满足r11<r7；所述圆台(9)左端与输出内导体(6)右端固定连接；
所述内圆锥喇叭(10)，左端内径为r3外径为r9，右端内径r12，且满足r3<r12，其壁厚为r9-r3，其左端与输出中导体(7)右端固定连接；
所述外圆锥喇叭(11)，左端内径为r6，右端内径为r13，其轴向长度大于内圆锥喇叭(10)的轴向长度，其左端与输出外导体(8)的右端无缝焊接连接；
所述介质密封板(12)为圆盘，外径为r14，且r14大于外圆锥喇叭(11)右端的外径，介质密封板(12)密封压在外圆锥喇叭(11)的右端；
所述介质密封板(12)为微波可穿透的介质材料，其余所有部件均为导电性能良好的金属材料。
2.根据权利要求1所述的双波段十字形模式转换天线，其特征在于：所述外圆锥喇叭(11)右端面上或者所述介质密封板(12)与外圆锥喇叭(11)右端接触面上设有密封槽，槽内嵌有密封圈。
3.根据权利要求1所述的双波段十字形模式转换天线，其特征在于：所述部件之间的固定连接采用焊接或者螺纹方式。
4.根据权利要求1-3所述的双波段十字形模式转换天线，其特征在于：所述介质密封板(12)采用聚乙烯、聚四氟乙烯或陶瓷材料，其余所有部件均采用不锈钢或铝材。
5.根据权利要求4所述的双波段十字形模式转换天线，其特征在于：所述圆台(1B)、圆台(2B)、圆台(6B)和圆台(7B)的轴向长度均为1cm～10cm，所述圆盘(1C)、圆环(2C)、圆盘(6C)和圆环(7C)的轴向厚度均为0.2cm～0.5cm，所述输入外导体(3)和输出外导体(8)的壁厚均为3mm-5mm。
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