CN111509337A - 一种防止电磁波信号泄露的波导接口结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防止电磁波信号泄露的结构，包括标准矩形波导接口及异形波导接口，以及设置在标准矩形波导接口及异形波导接口的相对表面的防泄露贴片，防泄露贴片由表面金属化的薄片构成，表面呈孔洞状，孔洞可以贯穿薄片或设置为盲孔，孔洞的深度针对不同的电磁波频率进行调整，其形状可以是圆形、方形、菱形及不规则形状，防泄露贴片与法兰环的连接采用物理连接，防泄露贴片采用不同的图案形状或相同形状交错对置，标准矩形波导接口及异形波导接口之间的缝隙根据不同的电磁波频率进行调整。采用本发明的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，可以简化法兰环的安装误差，抑制电磁波信号泄露，降低对接距离和旋转度公差要求，降低了安装要求。
Description
技术领域
本发明属于电磁波信号处理领域，更具体的是涉及一种防止电磁波信号泄漏的波导接口结构。
背景技术
在毫米波点对点通信链路的应用中，主机和天线之间通常采用波导口连接，通常的波导口为标准的矩形波导接口，在实际应用中，为了提升天线容量，可以以0°和90°两种方式将波导接口安装在设备端，从而实现正交线性极化复用。
2013年10月由瑞典查尔姆斯大学信号与系统系天线组ELENA教授发表的论文《毫米波和天线的集成应用中的间隙波导技术》，网址为：http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/185520/185520.pdf，该论文提供了PCB的蘑菇型周期结构用于取代波导壁构建波导结构的应用，该应用是针对开发波导壁电磁波侧漏开发的，并不能直接适用于波导口的防泄露模式。
美国专利公开号US20190123411揭示了一种 用于波导结构的互连的布置及用于波导结构互连布置的结构，该结构虽然可以一定程度上防止电磁波泄露，但是对异形波导接口与标准波导接口之间的电磁波泄露不能有效适配。
中国专利申请号2019108946654揭示了一种防止电磁波信号泄露的波导接口结构，该技术方案分别设置第一波导防泄漏板和第二波导防泄漏板，第一波导防泄漏板和第二波导防泄漏板的表面是导电性金属表面，第一波导防泄漏板和第二波导防泄漏板分别用于连接波导管，在第一波导防泄漏板和第二波导防泄漏板的各自中心位置预设了与波导管尺寸匹配的开口，开口周围设置多个缺口，缺口位置相互交错,缺口相互倾斜度范围为0-30度，该技术方案并不能适用于异形波导口和标准波导口之间的适配。
因此，为了解决现有技术中标准波导接口与异形波导接口之间不能适配，信号泄露较为严重的问题，有必要开发一种针对异形波导接口与标准波导接口电磁波信号泄露的技术方案。
发明内容
为了解决上述异形波导接口与标准波导接口电磁波信号泄露的问题，本发明提供了一种防止电磁波信号泄露的波导接口结构，本发明的技术方案是：
一种防止电磁波信号泄露的波导接口结构，包括标准矩形波导接口及异形波导接口，进一步还包括设置在标准矩形波导接口及异形波导接口的相对表面的防泄露贴片，防泄露贴片由表面金属化的薄片构成。
进一步地，所述的防泄露贴片的表面呈孔洞状，孔洞可以贯穿薄片或设置为盲孔。
进一步地，所述的孔洞的深度针对不同的电磁波频率进行调整。
进一步地，所述的孔洞的形状可以是圆形、方形、菱形及不规则形状。
进一步地，所述的防泄露贴片与法兰环的连接采用物理连接。
进一步地，所述的防泄露贴片至少为一个。
进一步地，所述的标准矩形波导接口为WR-10接口。
进一步地，所述的防泄露贴片采用不同的图案形状或相同形状交错对置。
进一步地，所述的标准矩形波导接口及异形波导接口之间的缝隙根据不同的电磁波频率进行调整。
采用本发明的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，可以简化法兰环的安装误差，有效抑制波导信号泄露，降低法兰环的对接距离和旋转度公差要求，降低了安装要求，便于实际操作。
附图说明
图1：本发明防止电磁波信号泄露的波导接口结构安装示意图。
图2：本发明异形波导接口与标准波导波导接口的安装相对位置示意图。
图3：本发明的防止电磁波信号泄露的贴片结构剖视图。
图4：本发明的防止电磁波信号泄露的贴片侧视图。
图5：本发明第一实施例的贴片示意图。
图6：本发明第一实施例的贴片尺寸示意图。
图7：本发明第一实施例的贴片安装剖视图。
图8：本发明第一仿真信号传输波形图。
图9：本发明第二仿真信号传输波形图。
图10：本发明第三仿真信号传输波形图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出，虽然将结合优选实施例描述本发明，但是本领域技术人员应该理解，这些实施例并不是将本发明限制于这些实施例，相反，本发明旨在覆盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的替代、修改和等同物。此外，在本发明的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解，然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。
请参考图1本发明防止电磁波信号泄露的波导接口结构安装示意图，为了适配两种波导接口处在相对旋转位置时的安装，设备端采用异形波导接口，天线端采用标准矩形WR-10接口，其中天线段标准接口可以有两种安装角度α和角度β，其中角度α和角度β分别互相垂直。
需要特别说明，上述的标准矩形WR-10接口还可以采用其他的标准矩形波导接口，例如WR-12接口等，本专利对此不做限制。
请参考图2异形波导接口与标准波导波导接口的安装相对位置示意图，为了适配两种天线旋转位置的安装，设备端采用异形波导接口，天线端采用标准矩形接口，矩形标准波导接口相对于异形波导接口有一定的旋转角度α和角度β。
当天线端柱状结构插入设备端套筒内时，仅由若干个螺丝固定在天线端和设备端进行无缝组装时可以保证信号质量。当各个螺丝的扭矩不匹配，安装面有灰尘等安装不当情况下，电磁波信号在天线端和设备端接口处存在泄露，影响电磁波链路的传输性能，需要采用一定的结构优化抑制电磁波泄露，降低安装难度，保证波导产品质量。
请参考图3本发明的防止电磁波信号泄露的贴片结构剖视图，
该贴片结构分为上下两个贴片结构，第一波导301和第二波导302相对设置，防泄露贴片303分别设置在第一波导301和第二波导302相对表面，且防泄露贴片303可以有不同的图案形状，异形波导口304布设于第二波导302的中心位置，防泄露贴片303与法兰环（图中未示出）的连接可以采用双面胶、磁吸、卡接等物理连接方式，保证天线端在常规对接和旋转90°的两个安装组态下均可以达到同样的电磁连接性能。
请参考图4，本发明的贴片由表面金属化的薄片构成，贴片的一面呈孔洞状，孔洞401可以贯穿薄片或设置为盲孔，孔洞的深度针对不同的电磁波频率可以调整，孔洞可以是圆形、方形、菱形或不规则形状，固定部402的连接可以采用双面胶、磁吸、卡接等物理连接方式。
请参考图5本发明第一实施例的贴片及安装示意图，进一步参考图6本发明第一实施例的贴片尺寸示意图及图7本发明第一实施例的贴片安装剖视图，图5的左侧贴片的中间矩形为标准波导开口，外周可以有一圈或多圈打孔，图5中间为另一种贴片的形状设计，图5右侧为两个不同设计的贴片的安装透视图，需要说明的是，防泄露贴片可以采用不同的图案形状或相同形状交错对置。
图6为本发明的贴片尺寸示意图，以电磁波频率71-76GHz的异形波导接口为例，标准波导开口的尺寸为3.1mm x 1.55mm. 设计贴片孔洞深度H1=0.5mm、H2=0.2mm，孔洞宽度C1=0.4mm、C2=0.8mm，孔洞长度L1=1.8mm、L2=0.8mm，图7中的缝隙305可以根据不同的电磁波频率进行调整，以便适应不同的应用场景。
图8为本发明第一仿真信号传输波形图，在标准矩形波导与异形波导之间的旋转角度高达±3°失配的时候，本发明的防泄露贴片303可以保证电磁波的良好传输和匹配，仿真S21传输参数和S11反射参数保持良好传输，电磁波泄露量在可控范围，此时缝隙305为25um。
图9为本发明第二仿真信号传输波形图，在标准矩形波导和异形波导的X方向移动距离±0.15mm失配时，本发明的防泄露贴片303可以保证电磁波的良好传输和匹配，仿真为S21传输参数和S11反射参数保持良好传输，电磁波泄露量在可控范围，此时缝隙305为25um。
图10为本发明第三仿真信号传输波形图，在标准矩形波导和异形波导的Y方向移动±0.15mm失配时，本发明的防泄露贴片303保持电磁波的良好传输和匹配，仿真为S21传输参数和S11反射参数保持良好传输，电磁波泄露量在可控范围，此时标准矩形波导和异形波导之间的缝隙305的垂直距离为25 um。
采用本发明的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，可以简化法兰环的安装误差，有效抑制电磁波信号泄露，降低对接距离和旋转度公差要求，降低了安装要求，便于实际操作。
Claims (9)
1.一种防止电磁波信号泄露的波导接口结构，其特征在于，包括标准矩形波导接口及异形波导接口，进一步还包括设置在标准矩形波导接口及异形波导接口的相对表面的防泄露贴片，防泄露贴片由表面金属化的薄片构成。
2.如权利要求1所述的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，其特征在于，所述的防泄露贴片的表面呈孔洞状，孔洞可以贯穿薄片或设置为盲孔。
3.如权利要求2所述的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，其特征在于，所述的孔洞的深度针对不同的电磁波频率进行调整。
4.如权利要求2所述的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，其特征在于，所述的孔洞的形状可以是圆形、方形、菱形及不规则形状。
5.如权利要求1所述的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，其特征在于，所述的防泄露贴片与法兰环的连接采用物理连接。
6.如权利要求1所述的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，其特征在于，所述的防泄露贴片至少为一个。
7.如权利要求1所述的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，其特征在于，所述的标准矩形波导接口为WR-10接口。
8.如权利要求1所述的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，其特征在于，所述的防泄露贴片采用不同的图案形状或相同形状交错对置。
9.如权利要求1所述的防止电磁波信号泄露的波导接口结构，其特征在于，所述的标准矩形波导接口及异形波导接口之间的缝隙垂直距离根据不同的电磁波频率进行调整。
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