CN113097676B - 一种波导同轴转换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种波导同轴转换器，包括：器本体，所述器本体内设有激励端和接馈源端；第二脊波导体和第一脊波导体，所述第二脊波导体和第一脊波导体交替位于沿着所述激励端至所述接馈源端方向的所述器本体内，并且所述第二脊波导体和第一脊波导体上均设有匹配结构；短路板，所述短路板位于靠近所述激励端的所述器本体内，并且所述短路板与所述匹配结构之间形成曲折状短路后腔。本发明的技术方案优化双脊波导以及短路板之间结构，实现波导同轴转换器的宽带、双极化设计；解决了现有的产品带宽不足，可实现超过百分之三十的相对带宽。

Description

一种波导同轴转换器

技术领域

本发明涉及转换器技术领域，具体涉及一种波导同轴转换器。

背景技术

波导同轴转换器是各类雷达系统、精密制导系统、电子对抗系统、通信系统以及测试设备中不可缺少的一种无源转换器件。在微波领域，波导同轴转换器已经比较成熟，应用也十分广泛，然而随着天线单元形式、相控阵天线系统的发展，对波导同轴转换的尺寸接口有了新的需求。

但是，现有的大多数波导同轴转换器相对带宽窄；并且目前相关产品相对带宽在百分之十，无法满足新一代通讯系统大容量、宽频带的要求。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种波导同轴转换器，旨在解决了现有的产品带宽不足，进而可实现超过百分之三十的相对带宽。

本发明所要解决的上述问题通过以下技术方案以实现：

一种波导同轴转换器，包括：

器本体，所述器本体内设有激励端和接馈源端；

第二脊波导体和第一脊波导体，所述第二脊波导体和第一脊波导体交替位于沿着所述激励端至所述接馈源端方向的所述器本体内，并且所述第二脊波导体和第一脊波导体上均设有匹配结构；

短路板，所述短路板位于靠近所述激励端的所述器本体内，并且所述短路板与所述匹配结构之间形成曲折状短路后腔。

优选的，所述短路板可朝向所述激励端方向或者远离所述激励端方向可拆卸连接在所述器本体内，以使得所述短路后腔的体积以及所述匹配结构与所述短路板之间的距离调整。

优选的，所述第一脊波导体包括第三分脊波导体和第四分脊波导体，所述第三分脊波导体和第四分脊波导体位于所述器本体内壁的相对面上；

和/或所述第二脊波导体包括第一分脊波导体和第二分脊波导体，所述第一分脊波导体和第二分脊波导体位于所述器本体内壁的相对面上。

优选的，所述第三分脊波导体和第四分脊波导体之间形成第一平面与所述第一分脊波导体和第二分脊波导体之间形成第二平面相互交叉相交。

优选的，所述第三分脊波导体和第四分脊波导体自所述激励端至所述接馈源端方向上依次均设有第二匹配块、第二馈电部和第二波导弧部；

和/或所述第一分脊波导体和第二分脊波导体自所述激励端至所述接馈源端方向上依次均设有第一匹配块、第一馈电部和第一波导弧部。

优选的，所述第二匹配块为自所述短路板至所述第一脊波导体方向的递增型阶梯状的第二匹配块；

和/或所述第一匹配块为自所述短路板至所述第二脊波导体方向的递增型阶梯状的第一匹配块。

优选的，所述第二馈电部为上端向外V型凸出的第二馈电部；

和/或所述第一馈电部为上端向外V型凸出的第一馈电部。

优选的，所述第二波导弧部为自所述激励端至所述接馈源端方向上的切线与所述器本体的中心线夹角逐渐变小的第二波导弧部；

和/或所述第一波导弧部为自所述激励端至所述接馈源端方向上的切线与所述器本体的中心线夹角逐渐变小的第一波导弧部。

优选的，还包括第一连接头和第二连接头，所述第一连接头连接在所述器本体的外壁上并且与所述激励端连通；所述第二连接头连接在所述器本体的外壁上并且与所述激励端连通。

优选的，所述第一连接头包括第一导体和第一连接座，所述第一连接座可拆卸连接在所述器本体的外壁上，所述第一导体依次穿过所述第一连接座、所述器本体、所述第三分脊波导体和第四分脊波导体中的所述第二馈电部及其第二馈电通道并且所述第一导体与所述第三分脊波导体和第四分脊波导体可拆卸连接；

和/或所述第二连接头包括第二导体和第二连接座，所述第二连接座连接在所述器本体的外壁上，所述第二导体依次穿过所述第二连接座、所述器本体、所述第一分脊波导体和第二分脊波导体中的所述第一馈电部及其第一馈电通道并且与所述第一分脊波导体和第二分脊波导体可拆卸连接。

有益效果：本发明的技术方案通过采用了双脊波导以及短路板之间结构的优化可以实现波导同轴转换器的宽带、双极化设计；解决了现有的产品带宽不足，可实现超过百分之三十的相对带宽，电压驻波比(VSWR)≤2.0；隔离度(IS)≥30dB，满足了新一代通讯系统要求；除此，该结构可靠性更强，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明所述的一种波导同轴转换器的轴测视结构示意图。

图2是本发明所述的一种波导同轴转换器的部分剖视结构示意图。

图3是本发明所述的一种波导同轴转换器的竖直剖视结构示意图。

图4是本发明所述的一种波导同轴转换器的左视结构示意图。

图5是本发明所述的一种波导同轴转换器的第二脊波导体的结构示意图。

图6是本发明所述的一种波导同轴转换器的第一脊波导体的结构示意图。

附图标号说明：1-器本体；11-第一安装面；12-安装侧板；121-第一安装孔；2-第一连接头；21-第一导体；22-第一连接座；3-第二连接头；31-第二导体；32-第二连接座；4-短路板；40-短路后腔；5-接馈源端；6-激励端；71-第一分脊波导体；72-第二分脊波导体；701-第一匹配块；7011-第二安装孔；702-第一馈电部；7021-第一馈电通道；703-第一波导弧部；7031-第三安装孔；81-第三分脊波导体；82-第四分脊波导体；801-第二匹配块；8011-第四安装孔；802-第二馈电部；8021-第二馈电通道；803-第二波导弧部；8031-第五安装孔；9-转换空腔。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种波导同轴转换器。

如图3所示，在本发明一实施例中，该波导同轴转换器；包括：器本体1，所述器本体1内设有激励端6和接馈源端5；第二脊波导体和第一脊波导体，所述第二脊波导体和第一脊波导体交替位于沿着所述激励端6至所述接馈源端5方向的所述器本体1内，并且所述第二脊波导体和第一脊波导体上均设有匹配结构；短路板4，所述短路板4位于靠近所述激励端6的所述器本体1内，并且所述短路板4与所述匹配结构之间形成曲折状的短路后腔40。

本发明的技术方案通过采用了双脊波导以及短路板之间结构的优化可以实现波导同轴转换器的宽带、双极化设计；解决了现有的产品带宽不足，可实现超过百分之三十的相对带宽，电压驻波比(VSWR)≤2.0；隔离度(IS)≥30dB，满足了新一代通讯系统要求；除此，该结构可靠性更强，成本较低。

其中，所述曲折状的短路后腔40在本实施方式中优选用阶梯状的短路后腔，通过阶梯状的短路后腔可以更好地实现宽带匹配，保障信号的输送。

其中，所述器本体1可选用内部中空的圆柱状器本体，也可以选用内部中空状的柱体器本体；当然还可以选用其他形状且具有相同功能特征结构的器本体，在此就不做具体的限定。

其中，所述激励端也就是输入信号端，主要是减低方波频率以及叠加电压的方式工作。所述接馈源端是与接收器件的接收信号端连接的波导同轴转换器的信号输出端。

具体地，如图1-3所示，所述短路板4可朝向所述激励端6方向或者远离所述激励端6方向可拆卸连接在所述器本体1内，以使得所述短路后腔40的体积以及所述匹配结构与所述短路板4之间的距离调整；通过调节激励端与短路板的距离和短路段的脊高，可以有效地调节展宽变换的带宽；提高操作便捷性。

具体地，如图2和3所示，所述第一脊波导体包括第三分脊波导体81和第四分脊波导体82，所述第三分脊波导体81和第四分脊波导体82位于所述器本体1内壁的相对面上；

所述第二脊波导体包括第一分脊波导体71和第二分脊波导体72，所述第一分脊波导体71和第二分脊波导体72位于所述器本体1内壁的相对面上；

并且所述第三分脊波导体81和第四分脊波导体82之间形成第一平面与所述第一分脊波导体71和第二分脊波导体72之间形成第二平面相互交错交叉；其中，在本实施方式中，如图4所示，所述第一平面与所述第二平面相互垂直，通过相互垂直的安装方式可以保障波导同轴转换器的极化馈点方式保持一致，同时还可以在不同方向相互错开，保障信息输送稳定性和流畅性。

具体地，如图6所示，所述第三分脊波导体81和第四分脊波导体82自所述激励端6至所述接馈源端5方向上依次均设有第二匹配块801、第二馈电部802和第二波导弧部803；所述第二匹配块801为自所述短路板4至所述第一脊波导体方向的递增型阶梯状的第二匹配块；所述第二馈电部802为上端向外V型凸出的第二馈电部；所述第二波导弧部803为自所述激励端6至所述接馈源端5方向上的切线与所述器本体1的中心线夹角逐渐变小的第二波导弧部；

如图5所示，所述第一分脊波导体71和第二分脊波导体72自所述激励端6至所述接馈源端5方向上依次均设有第一匹配块701、第一馈电部702和第一波导弧部703；所述第一匹配块701为自所述短路板4至所述第二脊波导体方向的递增型阶梯状的第一匹配块；所述第一馈电部702为上端向外V型凸出的第一馈电部；所述第一波导弧部703为自所述激励端6至所述接馈源端5方向上的切线与所述器本体1的中心线夹角逐渐变小的第一波导弧部。

通过第二脊波导体和第一脊波导体之间的宽带逐渐增大的波导弧部可以采用指数线实现由四脊波导-圆波导转换，实现与馈源馈电匹配的圆波导。

其中，如图6所示，所述第二匹配块801的侧端设有与所述短路板4螺栓连接的第四安装孔8011；所述第二波导弧部803中设有与所述器本体1螺栓连接的第五安装孔8031；

如图5所示，所述第一匹配块701的侧端设有与所述短路板4螺栓连接的第二安装孔7011；所述第一波导弧部703中设有与所述器本体1螺栓连接的第三安装孔7031；通过各个组合式的第二脊波导体和第一脊波导体可以提高安装的便捷性，避免了传统常规的脊波导加工难度大、成本更高、精度要求高的问题。

具体地，如图1所示，还包括第一连接头2和第二连接头3，所述第一连接头2连接在所述器本体1的外壁上并且与所述激励端6连通；所述第二连接头3连接在所述器本体1的外壁上并且与所述激励端6连通；其中，在本实施方式中，所述第一连接头2和第二连接头3所在所述器本体1上的位置为相互交错的，最优用为两者相互垂直，通过相互垂直的第一二连接头可以使得输入信号相互错开，避免过多地影响。

其中，如图4所示，所述第一连接头2包括第一导体21和第一连接座22，所述第一连接座22可拆卸连接在所述器本体1的外壁上，所述第一导体21依次穿过所述第一连接座2、所述器本体1、所述第三分脊波导体81和第四分脊波导体82中的所述第二馈电部802及其第二馈电通道8021并且与所述第三分脊波导体81和第四分脊波导体82可拆卸连接；

所述第二连接头3包括第二导体31和第二连接座32，所述第二连接座32连接在所述器本体1的外壁上，所述第二导体31依次穿过所述第二连接座32、所述器本体1、所述第一分脊波导体71和第二分脊波导体72中的所述第一馈电部702及其第一馈电通道7021并且与所述第一分脊波导体71和第二分脊波导体72可拆卸连接；

通过两个方向轴线贯穿其一所述分脊波导体延伸至相对面的另一所述分脊波导体，可以使得相互垂直的极化馈点方式相同，在波导的纵向位置错开，实现了双极化的同时还可以满足了更高的隔离度要求。

具体地，如图1所示，所述器本体1的外表面设有第一安装面11，所述第一安装面11靠近所述接馈源端5；其中所述第一安装面11优选用螺纹面或者其他具有拼接安装作用的安装面或者安装部件，在此就不做具体的限定；保障了波导同轴转换器的与外界部件安装的便捷性，降低了加工成本。

具体地，如图1和2所示，所述器本体1的外表面固定有环状的安装侧板12；其中，所述安装侧板12优选用圆环状或者方形环状的侧板，保障器本体与置放安装基面的安装稳定性，同时还可以避免波导同轴转换器的运行过程中遭受安装基面或者安装环境的其他因素的影响运行稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种波导同轴转换器，其特征在于，包括：

器本体，所述器本体内设有激励端和接馈源端；

第二脊波导体和第一脊波导体，所述第二脊波导体和第一脊波导体交替位于沿着所述激励端至所述接馈源端方向的所述器本体内，并且所述第二脊波导体和第一脊波导体上均设有匹配结构；所述第一脊波导体包括第三分脊波导体和第四分脊波导体，所述第二脊波导体包括第一分脊波导体和第二分脊波导体，所述第三分脊波导体和第四分脊波导体之间形成第一平面与所述第一分脊波导体和第二分脊波导体之间形成第二平面相互交叉相交；

短路板，所述短路板位于靠近所述激励端的所述器本体内，并且所述短路板与所述匹配结构之间形成曲折状短路后腔。

2.根据权利要求1所述的一种波导同轴转换器，其特征在于，所述短路板可朝向所述激励端方向或者远离所述激励端方向可拆卸连接在所述器本体内，以使得所述短路后腔的体积以及所述匹配结构与所述短路板之间的距离调整。

3.根据权利要求1所述的一种波导同轴转换器，其特征在于，所述第三分脊波导体和第四分脊波导体位于所述器本体内壁的相对面上；

和/或所述第一分脊波导体和第二分脊波导体位于所述器本体内壁的相对面上。

4.根据权利要求1所述的一种波导同轴转换器，其特征在于，所述第三分脊波导体和第四分脊波导体自所述激励端至所述接馈源端方向上依次均设有第二匹配块、第二馈电部和第二波导弧部；

和/或所述第一分脊波导体和第二分脊波导体自所述激励端至所述接馈源端方向上依次均设有第一匹配块、第一馈电部和第一波导弧部。

5.根据权利要求4所述的一种波导同轴转换器，其特征在于，所述第二匹配块为自所述短路板至所述第一脊波导体方向的递增型阶梯状的第二匹配块；

和/或所述第一匹配块为自所述短路板至所述第二脊波导体方向的递增型阶梯状的第一匹配块。

6.根据权利要求4所述的一种波导同轴转换器，其特征在于，所述第二馈电部为上端向外V型凸出的第二馈电部；

和/或所述第一馈电部为上端向外V型凸出的第一馈电部。

7.根据权利要求4所述的一种波导同轴转换器，其特征在于，所述第二波导弧部为自所述激励端至所述接馈源端方向上的切线与所述器本体的中心线夹角逐渐变小的第二波导弧部；

和/或所述第一波导弧部为自所述激励端至所述接馈源端方向上的切线与所述器本体的中心线夹角逐渐变小的第一波导弧部。

8.根据权利要求4所述的一种波导同轴转换器，其特征在于，还包括第一连接头和第二连接头，所述第一连接头连接在所述器本体的外壁上并且与所述激励端连通；所述第二连接头连接在所述器本体的外壁上并且与所述激励端连通。

9.根据权利要求8所述的一种波导同轴转换器，其特征在于，所述第一连接头包括第一导体和第一连接座，所述第一连接座可拆卸连接在所述器本体的外壁上，所述第一导体依次穿过所述第一连接座、所述器本体、所述第三分脊波导体和第四分脊波导体中的所述第二馈电部及其第二馈电通道并且所述第一导体与所述第三分脊波导体和第四分脊波导体可拆卸连接；

和/或所述第二连接头包括第二导体和第二连接座，所述第二连接座连接在所述器本体的外壁上，所述第二导体依次穿过所述第二连接座、所述器本体、所述第一分脊波导体和第二分脊波导体中的所述第一馈电部及其第一馈电通道并且与所述第一分脊波导体和第二分脊波导体可拆卸连接。

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