CN1131826A - 波导同轴变换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有基本呈矩形并传播高频信号的波导的波导同轴变换器，它包括：至少两个调整容纳的装置，该装置在波导宽面的预定位置上设有对波导轴线的预定角并在轴线方向上的波导波长的八分之一间隔分别设置；和至少一对使波导的两个内侧壁之间宽度渐窄的阶梯部分，每个阶梯部分设置在各自的内侧壁上，其特征在于阶梯部分在轴线方向以波导波长的八分之一距离设置。

Description

波导同轴变换器

本发明涉及微波电路的波导同轴变换器，尤其是具有负载阻抗调整装置的波导同轴变换器。

波导同轴变换器通常用于波导与同轴线之间的高频信号传播形式的变换。在波导同轴变换器中，希望能有效地实现波导和同轴线之间的阻抗匹配和向设置同轴线的检测器等提供偏正。

日本实用新型公报行61-27203号公开了一种波导同轴变换器，它在波导的内壁与突起部分之间连接部件上设置了绝缘部分和通过处于波导壁的小孔设置了来自脊部分的连接导体并把连接导体作为偏压接线。

日本专利申请公开号第63-187707公开了一种波导同轴变换器，它的脊波导带截面被精确计算以便截止频率移到工作频率之外以获得大于一个倍频的工作频率，和通过实现阻抗匹配的介质层设置在波导口。

日本实用新型申请公开号第57-36006公开了一种波导匹配电路，该电路在波导的馈电部分以λg/4的间隔设置若干螺杆。(λ：波导波长)

然而，在上述传统波导同轴变换器中，匹配范围不能都覆盖感性区域和容性区域，即它只局限于容性区域。

此外，由于传统的波导同轴变换器与负载阻抗的调整装置分离，因此存在波导同轴变换器与具有负载调整装置的波导连接后尺寸必然变大的缺点。

所以，本发明的目的是提供一种波导同轴变换器，它能使电纳匹配范围扩展到覆盖容性和感性两个区域。

本发明的进一步的目的是提供一种波导匹配电路，它能使电纲匹配范围扩展到覆盖容性和感性两个区域。

根据本发明，波导同轴变换器包括：

呈基本矩形形状的传播高频信号的波导；

至少两个用于调整容纳的装置，它在波导宽面的预定位置上设有对波导轴线的预定角并在轴线方向以波导波长λg的八分之一间隔被分别设置；和

至少一对使两个波导内侧壁之间的宽度渐窄的阶梯部分，每一个阶梯部分被设置在各自的内侧壁上，其特征在于阶梯部分在轴线方向以波导波长的八分之一距离放置。

根据本发明的另一方面，波导管匹配电路包括：

设置调整阻抗装置的传播高频信号的波导；

其特征在于阻抗调整装置包括：

至少两个调整容纳的装置，它在波导宽面的预定位置设有对波导管轴线的预定角并在轴线方向以波导波长λg的八分之一间隔被分别设置；和

至少两个电感材料，它以上述容纳调整装置相同的间隔平行设置在波导内侧壁上。

在本发明的波导同轴变换器中，靠逐渐变窄内侧壁的阶梯部分增加负载端的感纳。然而，由于容纳调整装置的作用，容纳可以被调整。因此，可以在从感性区域到容性区域的宽范围实现阻抗匹配。

此外，由于在波导宽面的预定位置设有与波导轴线成预定角，并且在轴线方向以波导波长λg的八分之一间隔分别设置容纳调整装置，使轴线方向的尺寸可以明显减小，另外，阶状部分造成的截止频率的增加靠近适当形状的脊部分消除。

在本发明波导匹配电路中，负载端的感纳靠电感材料增大。然而，由于容纳调整装置的作用，容纳可以被调整。因此，阻抗匹配可以在从感性区域到容性区域的宽范围实现。

另外，由于在波导宽面的预定位置设置与波导轴线成预定角并在轴线方向以波导波长λg的八分之一间隔分别设置容纳调整装置，可以使轴线方向的尺寸明显减小。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

图1A是传统的波导同轴变换器以及被分离的波导的局部剖面图；

图1B是图1A的局部剖面图；

图2A是显示本发明优选实施例的截面图；

图2B是是沿图2A中的A-A方向剖开的截面图；和

图3是显示本发明优选实施例中的波导匹配电路的截面图。

在说明优选实施例的波导同轴变换器之前，先说明图1A和图1B中的传统波导变换器。

图1A和1B示出了传统波导管同轴变换器，在图中，三个用于调节纵向轴线方向垂直插入量的螺杆32分别以λg/4间隔设置在波导管30的顶部。调整阻抗时，容纳根据螺杆32的各自插λ量被改变。所以，可以在实用范围(虽然不是所有的范围)完成阻抗的匹配。

当波导同轴变换器包含具有这种阻抗调整机构时，作为与同轴线连接的波导同轴变换器33(如图1A或图1B所示)按在波导30的开口端。

下面参照图2A和2B说明优选实施例中的波导同轴变换器。

波导同轴变换器10包括阶梯部分11a、11b，调整容纳的螺杆12，连接变换器10与同轴线的连接器13，连接器13内部中心导体14和脊部分15。

如图2A所示，波导同轴变换器10中的内侧壁和内宽面形成从开口端到底部逐渐变窄的锥形。在两个内壁上形成的阶梯部分11a和11b以λg/8的间隔设置，形成阶梯部分11a和11b的(各自)面平行于波导同轴变换器10开口面。可随意调整内宽面方向插入量的一对螺杆(调整容纳装置)在分别对应阶梯部分11a、11b的预定位置上设置。

此外，为了制止阶梯部分11a，11b引起的截止频率的增加，脊部分15在内宽面附近形成。脊部分15(如图28所示)设置了其厚度向底部逐渐增加的斜面和从斜面向底部延伸的平面。中心导体14接脊部分15的平面。

在具有这种结构的波导同轴转变器10中，高频信号衰减量的变化根据螺杆12插入量的变化而变化，换句话说就是通过改变螺杆12插入量来改变负载阻抗。当螺杆12的插入量调至最小时，即实质上未使用螺杆12时，由于内杆壁上形成的阶梯部分11a，11b的作用，感纳整体上占据主导地位。所以通过螺杆12插入量来调整容纳使得在从感性区域到容性区域的范围整个地完成阻抗的调整成为可能。因此，可以实现阻抗匹配的频率范围被明显扩大。

另一方面，由于原本降低截止频率的脊部分15像图2B那样形成，  因此它还可以用于波导与同轴线之间的阻抗变换以提供同轴线的界面。因此可以减小总体尺寸。

而且，在本实施例中的用于波导与同轴线之间阻抗变换的这种结构适合铸造并且不需要中心导体14的支撑材料，例如聚四氟乙稀，所以高功率的波导同轴变换器可以易容制造以降低制造成本。

图3示出了本发明的优选实施例中的波导匹配电路。波导匹配电路20包括电感杆21a，21b和调整容纳的螺杆22。

如图3所示，波导匹配电路20具有在内侧壁上以λg/8间隔设置的电感杆21a和21b，以代替上述波导同轴变换器10中的阶梯部分11a，11b。而且，一对螺杆设置在与各自的电感杆21a，21b相同的平面上。螺杆22具有上述波导同轴变换器中的螺杆12相同的功能。

在操作中，当螺杆22的插入量调至最小时，即实质上未使用螺杆22时，由于电感杆21a，21b的作用，从整体上说感纳占据主导地位。所以通过螺杆22的插入量来调整容纳能够在从感性区域至容性区域的范围完成整个阻抗的调整。因此，可实现阻抗匹配的频率范围被明显扩大。

此外，阶梯部分11a，11b或电感杆21a，21b不局限于2个。

尽管本发明就特殊的实施例进行了清楚、完整地说明，但权利要求不受它的限制，而是被解释为清楚地落入基本教导内本领域的普通技术人员可以做成的所有变形和改进结构的具体。

Claims (5)

1.一种波导同轴变换器，包括：

基本为矩形并传播高频信号的波导；

至少两个用于调整容纳的装置，该装置在波导宽面预定位置上设有波导轴线成预定角并在轴线方向以波导波长λg的八分之一间距被分别设置；和

至少一对逐渐使波导的两个内侧壁宽度渐窄的阶梯部分，每一个阶梯部分设置在各自的内侧壁上，其特征在于阶梯部分在轴线方向以波导波长的八分之一距离放置。

2.根据权利要求1所述波导同轴变换器，其特征在于波导设置了脊部分，该脊部分包括在从波导的开口到底部的方向逐渐增加脊部分厚度的斜面和从斜面到底部延伸的平面，脊部分的平面与同轴线的中心导体联结。

3.根据权利要求2所述的波导同轴变换器，其特征在于脊部分具有抑制阶梯部分造成的截止频率增加的形状。

4.一种波导匹配电路，包括：

在其内设置了调整阻抗装置的用于传播高频信号的波导；

其特征在于阻抗调整装置包括：

至少两个用于调整容纳的装置，它在波导宽面的预定位置上设有与波导轴线成预定角并在轴线方向从波导波长的八分之一间隔设置该装置；和

至少两个电感材料，它以上述容纳调整装置相同的间隔平行设置在波导内侧壁上。

5.根据权利要求4所述的波导匹配电路，其特征在于容纳调整装置和电感材料以平行于波导开口面的面放置。

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