CN114530679A - 扩频波导同轴转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扩频波导同轴转换器，涉及波导转换装置技术领域。所述转换器包括上腔体和下腔体，所述上腔体与下腔体之间形成有波导腔体，所述波导腔体内形成有若干个凸台。所述波导腔体的一端封闭，另一端具有开口，且所述腔体靠近所述开口一侧的上腔体的下表面与下腔体的上表面之间的距离逐渐增大，使得开口高度逐渐增大。所述同轴转换器具有扩频性能好，工作频带宽等优点。
Description
技术领域
本发明涉及波导转换装置技术领域，尤其涉及一种扩频性能好的扩频波导同轴转换器。
背景技术
波导同轴转换器在微波领域中起着重要的作用，主要实现同轴信号和波导信号间的相互转换。同轴内导体（连接器伸入到波导腔体内）在波导中可以看成一个探针，探针和波导间能量交换的实质是探针在波导内的激励过程。在波导中，探针的插入会引起不连续性，进而产生无穷多的高次模。而波导中只能传输主模，不能传输的高次模会聚集在探针的周围产生电抗效应，造成扩频性能不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种扩频性能好，工作频带宽的扩频波导同轴转换器。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种扩频波导同轴转换器，其特征在于：包括上腔体和下腔体，所述上腔体与下腔体之间形成有波导腔体，所述波导腔体内形成有若干个凸台。
进一步的技术方案在于：所述转换器还包括连接器，所述连接器固定在所述上腔体上，且所述连接器的同轴内导体插入到所述上腔体与下腔体之间形成的波导腔体内。
进一步的技术方案在于：所述转换器还包括调谐螺钉，所述调谐螺钉位于所述下腔体上，且所述调谐螺钉的上侧端部穿过所述下腔体进入到所述波导腔体内，所述调谐螺钉的外侧端部设置有螺母。
进一步的技术方案在于：所述凸台的高低和/或直径不一。
进一步的技术方案在于：所述波导腔体的一端封闭，一端具有开口，且所述腔体靠近所述开口一侧的上腔体的下表面与下腔体的上表面之间的距离逐渐增大。
进一步的技术方案在于：所述上腔体的下表面从中部开始至波导腔体的开口处为止形成有向上倾斜的斜面，所述下腔体的上表面从中部开始至波导腔体的开口处为止形成有向下倾斜的斜面。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述转换器在所述波导腔体内形成有凸台，且凸台的直径和/或高度可以不一致，可有效的调节阻抗匹配，优化扩频性能，从而扩大了工作频带，提高了工作频率；所述转换器的波导腔体在腔体与标准输出波导口之间的过渡段的上下设置有一定斜度的内表面（波导腔体的一端封闭，一端具有开口，且所述腔体靠近所述开口一侧的内径的距离逐渐增大，使得开口高度逐渐增大），进一步的优化扩频性能，从而扩大了工作频带，提高了工作频率，使得所述转换器的工作频带范围可以达到24-50GHz，非常适用于5G毫米波相关测试应用。
此外，矩形波导的主模截止频率（低频频率）主要受矩形波导的长边，也就是a边尺寸的影响，因此缩减b边（矩形波导的短边为b边，窄b边结构通过在腔体内的上下表面设置有斜面来实现）尺寸，对于波导的主模截止频率影响很小；同时窄b边结构，可减小矩形波导的口面尺寸，改变矩形长宽比，可在一定程度上提高高次模的截止频率（高频频率），从而达到扩展带宽的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述转换器的立体结构示意图；
图2是本发明实施例所述转换器的立体结构示意图；
图3是本发明实施例所述转换器的右视结构示意图；
图4是本发明实施例所述转换器的左视结构示意图；
图5是本发明实施例所述转换器的主视结构示意图；
图6是本发明实施例所述转换器的剖视结构示意图；
图7是图6中B处的放大结构示意图；
图8是图6中A-A向的剖视结构示意图；
图9是本发明实施例所述转换器中上腔体的立体结构示意图；
图10是本发明实施例所述转换器中上腔体的剖视结构示意图；
图11是本发明实施例所述转换器中下腔体的立体结构示意图；
图12是本发明实施例所述转换器中下腔体的剖视结构示意图；
图13是本发明实施例所述转换器下腔体与调谐螺钉的配合结构示意图；
图14是本发明与标准波导的驻波曲线对比图；
图15是本发明与标准波导的插损曲线对比图；
其中：1、上腔体；2、下腔体；3、波导腔体；4、凸台；5、连接器；6、同轴内导体；7、调谐螺钉；8、法兰连接部；9、连接孔；10、螺母。
具体实施方式
下面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做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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1-图13所示，本发明实施例公开了一种扩频波导同轴转换器，包括上腔体1和下腔体2，所述上腔体1和下腔体2使用金属材料制备；所述上腔体1与下腔体2之间形成有波导腔体3，所述波导腔体3内形成有若干个凸台4。
进一步的，所述凸台4的高低和/或直径不一，因此，所述凸台4的具体结构可以有多种形式，比如所述凸台4的直径都相同，或者所述凸台的直径都不同，或者所述凸台的直径部分相同部分不同，或者所述凸台的高度都相同，或者所述凸台的高度都不同，或者所述凸台的高度部分相同部分不同等等。
进一步的，如图1-图6所示，所述转换器还包括连接器5，所述连接器使用金属材料制备， 所述连接器5固定在所述上腔体1上，用于与其它部件连接，且所述连接器5的同轴内导体6插入到所述上腔体1与下腔体2之间形成的波导腔体3内。
进一步的，如图6所示，所述转换器还包括调谐螺钉7，所述调谐螺钉7位于所述下腔体2的外侧，且所述调谐螺钉7的上侧端部穿过所述下腔体2进入到所述波导腔体3内，所述调谐螺钉7的外侧端部设置有螺母10，所述调谐螺钉7进入到所述波导腔体3内的高度可以根据需要通过调节螺母10进行调整。
进一步的，如图6、图8、图13所示，所述调谐螺钉7的上侧端部位于所述凸台4之间；所述凸台4在所述下腔体2的上表面的位置可以呈现规则设置也可以呈现不规则的设置。
此外，如图7所示，所述凸台4位于所述下腔体2的上表面上，且所述凸台4与插入到所述波导腔体3内的同轴内导体6之间具有一定的间隙，使得所述同轴内导体6不与凸台4接触。
进一步的，如图6所示，所述波导腔体3的一端封闭，另一端具有开口，且所述波导腔体3靠近所述开口一侧的内径逐渐增大，使得开口高度逐渐增大。
优选的，所述上腔体1的下表面从中部开始至波导腔体3的开口处为止形成有向上延伸的斜面，所述下腔体2的上表面从中部开始至波导腔体3的开口处为止形成有向下延伸的斜面，此外，所述斜面可以为连续的斜面也可以为断续的斜面。
进一步的，为了方便所述转换器与其它部件连接，如图9-图13所示，所述上腔体1和下腔体2的右侧形成有法兰连接部8，所述法兰连接部8上形成有连接孔9，通过法兰连接部将所述转换器连接到标准输出波导上。
此外如图1-图2以及9和图11所示，所述上腔体1与下腔体2之间通过相互配合的螺钉和螺钉孔固定连接到一起。
图14是本发明与标准波导的驻波曲线对比图；图15是本发明与标准波导的插损曲线对比图；从图中可以看出本申请的驻波和插损更低且更稳定。
本申请所述转换器在所述波导腔体内形成有凸台，且凸台的直径和/或高度可以不一致，可有效的调节阻抗匹配，优化扩频性能，从而扩大了工作频带，提高了工作频率；所述转换器的波导腔体在腔体与标准输出波导口之间的过渡段的上下设置有一定斜度的内表面（波导腔体的一端封闭，一端具有开口，且所述腔体靠近所述开口一侧的内径的距离逐渐增大，使得开口高度逐渐增大），进一步的优化扩频性能，从而扩大了工作频带，提高了工作频率，使得所述转换器的工作频带范围可以达到24-50GHz，非常适用于5G毫米波相关测试应用。
此外，矩形波导的主模截止频率（低频频率）主要受矩形波导的长边，也就是a边尺寸的影响，因此缩减b边（矩形波导的短边为b边，窄b边结构通过在腔体内的上下表面设置有斜面来实现）尺寸，对于波导的主模截止频率影响很小；同时窄b边结构，可减小矩形波导的口面尺寸，改变矩形长宽比，可在一定程度上提高高次模的截止频率（高频频率），从而达到扩展带宽的目的。
Claims (10)
1.一种扩频波导同轴转换器，其特征在于：包括上腔体（1）和下腔体（2），所述上腔体（1）与下腔体（2）之间形成有波导腔体（3），所述波导腔体（3）内形成有若干个凸台（4）。
2.如权利要求1所述的扩频波导同轴转换器，其特征在于：所述转换器还包括连接器（5），所述连接器（5）固定在所述上腔体（1）上，且所述连接器（5）的同轴内导体（6）插入到所述上腔体（1）与下腔体（2）之间形成的波导腔体（3）内。
3.如权利要求1所述的扩频波导同轴转换器，其特征在于：所述转换器还包括调谐螺钉（7），所述调谐螺钉（7）位于所述下腔体（2）的外侧，且所述调谐螺钉（7）的上侧端部穿过所述下腔体（2）进入到所述波导腔体（3）内，所述调谐螺钉（7）的外侧端部设置有螺母（10）。
4.如权利要求3所述的扩频波导同轴转换器，其特征在于：所述调谐螺钉（7）的上侧端部位于所述凸台（4）之间。
5.如权利要求1所述的扩频波导同轴转换器，其特征在于：所述凸台（4）的高低和/或直径不一。
6.如权利要求1所述的扩频波导同轴转换器，其特征在于：所述凸台（4）位于所述下腔体（2）的上表面上，且所述凸台（4）与插入到所述波导腔体（3）内的同轴内导体（6）之间具有一定的间隙。
7.如权利要求1所述的扩频波导同轴转换器，其特征在于：所述波导腔体（3）的一端封闭，另一端具有开口，且所述腔体靠近所述开口一侧的上腔体的下表面与下腔体的上表面之间的距离逐渐增大。
8.如权利要求7所述的扩频波导同轴转换器，其特征在于：所述上腔体（1）的下表面从中部开始至波导腔体（3）的开口处为止形成有向上延伸的斜面，所述下腔体（2）的上表面从中部开始至波导腔体（3）的开口处为止形成有向下延伸的斜面。
9.如权利要求1所述的扩频波导同轴转换器，其特征在于：所述上腔体（1）和下腔体（2）的右侧形成有法兰连接部（8），所述法兰连接部（8）上形成有连接孔（9）。
10.如权利要求1所述的扩频波导同轴转换器，其特征在于：所述上腔体（1）与下腔体（2）之间通过相互配合的螺钉和螺钉孔固定连接到一起。
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