CN116345105B - 微波耦合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微波耦合装置，属于微波技术领域。上述微波耦合装置用于微波设备，在微波传输过程中，通过微波耦合装置，能够将波导管内的信号耦合出一部分。微波耦合装置包括波导管、耦合管、升降板及耦合件，其中，耦合管的端部连接在波导管的侧板上，并与波导管垂直；升降板和耦合件均设置在耦合管中，通过升降板的升降带动耦合件升降，从而能够调节微波耦合装置的输出功率。当需要调节耦合信号时，将升降板移动到预设位置固定即可，此时，在升降板的带动下，耦合件相对于波导管的距离也随之改变；进而能够调节信号的耦合度。

Description

微波耦合装置

技术领域

本发明涉及微波技术领域，具体而言，涉及一种微波耦合装置。

背景技术

定向耦合器是射频系统中广泛应用的一种射频器件，其本质是将射频信号按照一定的比例进行功率分配，将主传输线中传输的射频信号耦合出一部分，耦合出的射频信号可以用于功率检测。现有的耦合器其耦合出的信号难以进行调节，适用范围较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波耦合装置，其能够根据实际使用情况对耦合信号进行调节。

本发明是这样实现的：

一种微波耦合装置，包括：

波导管，所述波导管的外壁上设置有耦合孔；

耦合管，所述耦合管的一端与所述波导管的外壁连接，所述耦合管的内腔与所述耦合孔连通；

升降板，所述升降板设置在所述耦合管内，与所述耦合管滑动配合，并能够被固定在预设位置；所述升降板上设置有至少一组安装通孔，每组安装通孔包括两个安装通孔；

耦合件，所述耦合件设置在所述升降板与耦合孔之间，包括中间段和两个连接段，所述两个连接段分别连接于所述中间段的两端；所述两个连接段分别安装在所述两个安装通孔中。

进一步，还包括螺纹杆；所述耦合管的另一端设置有盖板，所述盖板的中部设置有螺纹通孔，所述螺纹杆一端与所述升降板连接，另一端穿过所述螺纹通孔，并与所述盖板垂直设置；所述螺纹杆能够绕自身轴线转动，所述螺纹杆转动时，能够带动所述升降板沿所述螺纹杆的轴线方向移动。

进一步，还包括固定板，所述固定板设置有中部通孔，并与所述波导管的外壁连接，所述耦合管的内腔通过所述中部通孔与所述耦合孔连通；所述耦合管的底部设置有转动板，所述转动板与所述固定板可转动连接，使得所述连接段与所述波导管长度方向的夹角能够调节。

进一步，所述耦合管内设置有上波纹管和下波纹管，所述上波纹管一端与盖板的边缘密封连接，另一端与所述升降板连接；所述下波纹管一端与所述升降板密封连接，另一端与耦合管的下端密封连接。

进一步，所述上波纹管与所述盖板、所述升降板及所述耦合管围合形成上冷却腔，所述下波纹管与所述转动板、所述升降板及所述耦合管围合形成下冷却腔；

所述耦合管的一端设置有进水孔，另一端设置有出水孔。

进一步，所述升降板上设置有倒锥形的锥形孔，所述锥形孔将所述上冷却腔和所述下冷却腔连通；

所述微波耦合装置还包括水量调节组件，所述水量调节组件包括锥形塞、拉杆及中间连杆，所述锥形塞上设置有过水孔，所述锥形塞位于所述锥形孔上方，所述拉杆及所述中间连杆位于所述下冷却腔内；

所述中间连杆的中部与所述耦合管铰接，所述拉杆的上端与所述锥形塞连接，所述拉杆的下端与所述中间连杆铰接；

所述中间连杆或所述拉杆上设置有复位弹簧，所述复位弹簧用于使得所述水量调节组件回到初始状态；

所述升降板上移时，所述锥形塞能够与所述锥形孔内壁配合，下移时，所述锥形塞能够与所述锥形孔分离。

进一步，所述水量调节组件还包括滑动杆、导向筒和抵接筒；所述滑动杆、导向筒和抵接筒均设置在所述下冷却腔内；

所述导向筒与所述耦合管铰接，所述滑动杆可滑动地设置在所述导向筒内；所述滑动杆的上端与所述中间连杆铰接，所述滑动杆及所述拉杆分别位于所述中间连杆两端；

所述抵接筒通过压缩弹簧与所述滑动杆的下端连接；所述固定板上设置有抵接板，沿所述耦合管的转动方向，所述抵接板的厚度逐渐变化；

所述抵接筒与所述抵接板抵接，随着所述耦合件与所述波导管的长度方向的夹角增大时，与所述抵接筒抵接的抵接板处的厚度逐渐增大，使得所述滑动杆被向上推动，进而通过所述中间连杆和拉杆带动所述锥形塞向下移动；使得所述锥形塞的外壁与所述锥形孔的内壁之间的水流量减小。

进一步，所述升降板的边缘可转动地设置有导向轮，所述耦合管的内壁上设置有导向槽，所述导向轮设置在所述导向槽中。

进一步，所述耦合管的端部设置有转动板，所述转动板与所述固定板之间设置有滚动体；所述固定板上设置有压板，所述压板一端与所述固定板可拆卸连接或活动连接，另一端将所述转动板压在所述固定板上。

进一步，所述压板为条形板，所述压板的一端通过转轴与所述固定板可转动连接，所述转轴上设置有弹簧，所述弹簧一端与所述压板连接，另一端与所述转轴连接，所述弹簧使得所述压板能够压紧所述转动板。

本发明的有益效果至少包括以下方面：

本发明通过上述设计得到的微波耦合装置，当需要调节耦合度时，将升降板移动到预设位置固定即可，此时，在升降板的带动下，耦合件相对于耦合孔的距离也随之改变；进而能够调节信号的耦合度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1是实施例1提供的耦合装置的剖视图；

图2是实施例1提供的波导管的剖视图；

图3是实施例1提供的耦合件的剖视图；

图4是实施例2提供的耦合装置的剖视图；

图5是实施例3提供的耦合装置的剖视图；

图6是实施例3提供的图5的局部视图；

图7是实施例3提供的水量调节组件的机构示意图；

图8是抵接板在图5中的俯视图。

图标：1-耦合装置；11-波导管；112-第一侧板；1121-耦合孔；1122-凹槽；1123-压板；1124-转轴；113-固定板；12-耦合管；121-转动板；1211-进水口；1212-出水口；13-盖板；131-让位通孔；132-螺纹通孔；14-升降板；141-安装通孔；142-锥形孔；15-耦合件；151-中间段；152-连接段；16-螺纹杆；17-上波纹管；18-下波纹管；19-连接器；10-水量调节组件；101-锥形塞；1011-过水孔；102-拉杆；103-中间连杆；104-复位弹簧；105-导向筒；106-滑动杆；107-抵接筒；108-压缩弹簧；109-抵接板。

具体实施方式

实施例1：

请参考图1和图2，本实施例提供了一种微波耦合装置1，其用于微波设备，在微波传输过程中，通过微波耦合装置1，能够将波导管11内的信号耦合出一部分。上述微波耦合装置1包括波导管11、耦合管12、升降板14及耦合件15，其中，耦合管12的端部连接在波导管11的外壁上，并与波导管11垂直；升降板14和耦合件15均设置在耦合管12中，通过升降板14的升降带动耦合件15升降，从而能够调节微波耦合装置1的信号耦合度。

本实施例以矩形管状的波导管和矩形管状的耦合管为例，波导管11包括四个侧板，其中两个较宽的为宽边侧板，另外两个较窄的为窄边侧板。为了便于描述，将其中一个宽边侧板称之为第一侧板112，第一侧板112上设置有圆形的耦合孔1121。

耦合管12一端设置有盖板13，另一端罩设在第一侧板112的耦合孔1121上，并与第一侧板112连接。升降板14为矩形板，其与第一侧板112平行设置；升降板14的边缘与耦合管12的内部滑动配合；当升降板14滑动时，升降板14与耦合孔1121的距离随之改变。

请参考图1和图3，耦合件15设置在升降板14与耦合孔1121之间，并与升降板14固定连接。具体地，耦合件15为U型，其包括一体成型的中间段151和两个连接段152，其中，两个连接段152分别垂直连接于中间段151的两端。为了安装耦合件15，升降板14上设置有一组安装通孔，每组包括两个安装通孔141，耦合件15的两个连接端插接在两个安装通孔141中；连接段152的端部还设置有带有螺纹的连接器19，用于与外部线缆连接。如耦合件15的两端移动不同步，其会影响信号的耦合度；而采用了升降板14后，升降板14可以带动耦合件15上下移动，进而保证耦合件15的两个连接段152的端部同步升降。

为了便于外部线缆与上述耦合件15上的连接器19连接，在盖板13上还设置有一组让位通孔，每组包括两个让位通孔131，两个让位通孔131位于两个连接器19的上方；线缆可以穿过让位孔与连接器19连接。并且，当升降板14朝靠近盖板13的方向移动时，让位孔还可以给连接器19让出移动空间。

为了便于驱动升降板14滑动，并使升降板14能够被固定在预设位置，微波耦合装置1还设置了螺纹杆16，对应地，盖板13的中部设置有螺纹通孔132，螺纹杆16一端与升降板14连接，另一端穿过盖板13上的螺纹通孔132，并通过螺纹通孔132与盖板13螺纹连接。而为了能够使得螺纹杆16绕其自身轴线转动，螺纹杆16的内端与升降板14可转动连接；具体地，可以在螺纹杆16的内端设置一个轴承，轴承外圈安装在升降板14的轴承孔中，内圈套设在螺纹杆16上。当转动螺纹杆16时，螺纹杆16能够沿其轴向移动并带动升降板14移动。为了便于转动螺纹杆16，在螺纹杆16的外端设置有转动手柄。

另外，为了减小升降板14与耦合管12内壁之间的摩擦力，升降板14的边缘可转动地设置有导向轮，耦合管12的内壁上设置有导向槽，导向轮设置在导向槽中。上述设计使得升降板14与耦合管12之间由滑动摩擦变成滚动摩擦，从而减小了摩擦力。

进一步地，为了减少微波泄漏，耦合管12内设置有上波纹管17和下波纹管18，上波纹管17一端与盖板13的边缘密封连接，另一端与升降板14的边缘连接；下波纹管18一端与升降板14的边缘密封连接，另一端与第一侧板112密封连接。上波纹管17和下波纹管18均采用弹性可伸缩结构，因此，上述两个波纹管的设置不影响升降板14的移动。

为了便于调节信号的方向性，耦合管12的端部与第一侧板112采用了可转动连接的方式。具体地，耦合管12的端部设置有圆形的转动板121，对应地，第一侧板112上设置有固定板113，固定板113设置有中部通孔，其与耦合孔1121连通。

转动板121和固定板113之间还设置有圆球状的滚动体，从而降低转动板121与固定板113之间的摩擦力；当转动板121转动到预设位置时，需要将转动板121进行固定。本实施例中，第一侧板112上设置有多个压板1123，压板1123的一端与第二侧板可拆卸连接，另一端将转动板121压在固定板113上。具体地，压板1123为条形板，其一端与第一侧板112通过螺钉连接；当需要转动耦合管12时，将螺钉松开，当耦合管12转动到预设位置后，将螺钉拧紧即可。

进一步地，第一侧板112上还设置有凹槽1122，固定板113设置在凹槽1122中，并通过螺钉与凹槽1122底部连接。第一侧板112设置凹槽1122，其不仅便于对固定板113进行定位，还能够防止固定板113与第一侧板112配合面之间的微波泄漏。

需要说明的是，在其它实施例中，波导管也可以是圆形管，而不限于本实施例中的矩形管状；或者，耦合管也可以是圆形管，此时，升降板可以采用圆形板。

实施例2：

请参考图4，本实施例提供了另外一种耦合装置，其与实施例1的结构基本相同，区别在于，第一侧板112上压板1123的结构不同。

具体地，第一侧板112上设置有多个压板1123，多个压板1123沿转动板121的圆周均匀分布。上述压板1123采用了条形板结构，其一端设置有圆形通孔，圆形通孔中设置有转轴1124，转轴1124固定连接于第一侧板112上，并与第一侧板112垂直连接。转轴1124远离第一侧板112的一端（对应附图4中的上端）设置有限位板；转轴1124上套设有弹簧，弹簧一端与限位板抵接，另一端与压板1123抵接。弹簧的弹力使得压板1123的自由端压紧转动板121，使得转动板121能够相对于第一侧板112固定在预设位置。

实施例3：

请参考图5和图6，本实施例提供的耦合装置1与实施例1的区别在于，其通过冷却水给耦合装置1降温，并增加了水量调节组件10。

对于尺寸较大、功率较大的耦合装置1，其在工作时发热量也较大，因此，有必要对其进行冷却降温。本实施例中，上波纹管17与盖板13、升降板14及耦合管12围合形成上冷却腔，下波纹管18与转动板121、升降板14及耦合管12围合形成下冷却腔；耦合管12的上部设置有出水口1212，耦合管12的下部设置有进水口1211。进水口1211与进水管（图中未示出）连接，出水口1212与出水管（图中未示出）连接。

由于不同的状态下，耦合装置1发热量不同，因此，本实施例中的耦合装置1还设置了水量调节组件10。当发热量大时，将通水量调大，从而有效降温；当发热量小时，将通水量调小，从而避免持续的大流量导致水资源的浪费。上述耦合装置1的发热量主要与耦合件15相对于波导管11的距离D及耦合件15相对于波导管11长度方向的夹角a有关，具体地，D越小，耦合越强，发热量也越大；耦合件15相对于波导管11长度方向的夹角a越大，方向性越差，其发热量越小。

请参考图6-图7，具体地，升降板14上设置有倒锥形的锥形孔142，锥形孔142将上冷却腔及下冷却腔连通。水量调节组件10包括锥形塞101、拉杆102及中间连杆103，锥形塞101上设置有过水孔1011，锥形塞101倒置，并位于锥形孔142上方，拉杆102及中间连杆103位于下冷却腔内。耦合管12的内壁上固定设置有安装架，中间连杆103与上述安装架铰接。拉杆102的上端与锥形塞101铰接，下端与中间连接连杆铰接。

中间连杆103上设置有复位弹簧104，复位弹簧104用于使得水量调节组件10回到初始状态，初始状态下，复位弹簧104变形量为0，锥形塞101与锥形孔142内部之间留有一定的间隙。具体地，本实施例的复位弹簧104为推力弹簧，其一端与中间连杆103连接，另一端与耦合管12的内壁连接，复位弹簧104的推力使得中间连杆103能够逆时针转动（以图6为参考）。在其它实施例中，复位弹簧104也可以为拉力弹簧，其一端与拉杆102连接，另一端与耦合管12的内壁连接。

当升降板14上移时，其带动耦合件15上移，耦合件15与耦合孔1121的距离逐渐增大，耦合装置1的发热量逐渐减小；锥形塞101与锥形孔142之间的距离也逐渐减小，直至锥形塞101与锥形孔142内壁贴合；此时，冷却水主要通过锥形孔142上的过水孔1011流动，水流量最小。当升降板14下移时，耦合件15与耦合孔1121的距离逐渐减小，耦合装置的发热量逐渐增大；在复位弹簧104的弹力作用下，中间连杆103逆时针转动，从而带动拉杆102下移，进而使得锥形塞101和升降板14一起下移，当回到初始位置时，复位弹簧104的变形量为0，锥形塞101不再移动；当升降板14继续下移时，耦合装置1的发热量继续增大，锥形塞101与锥形孔142之间的距离逐渐增大，直至锥形塞101完全从锥形孔142中脱出，此时，冷却水直接通过锥形孔142流动，水流量最大。

另外，由于耦合管12转动时，耦合件15相对于波导管11长度的夹角a随之改变，导致耦合装置1的发热量越也随之改变；因此，为了更加有效地进行冷却降温，本实施例中的水量调节组件10还能够根据上述夹角a的改变而适应性的调节水流量的大小。

具体地，水量调节组件10还包括滑动杆106、导向筒105和抵接筒107；滑动杆106、导向筒105和抵接筒107均设置在下冷却腔内。导向筒105与耦合管12铰接，本实施例中，为了方便安装导向筒105，耦合管12的内壁设置一个水平的固定杆，导向筒105铰接在固定杆的端部。滑动杆106可滑动地设置在导向筒105内；滑动杆106的上端与中间连杆103铰接，滑动杆106及拉杆102分别位于中间连杆103两端。抵接筒107套设在滑动杆106的下端，抵接筒107内设置有压缩弹簧108，抵接筒107通过压缩弹簧108与滑动杆106的下端连接。

请参考图6-图8，固定板113上设置有抵接板109，抵接板109大致为1/4环形板，抵接板109的厚度沿其圆周方向逐渐增大，抵接筒107与抵接板109抵接。当耦合件15与波导管11的长度方向的夹角a增大时，此时耦合装置1发热量减小；与抵接筒107抵接的抵接板109处的厚度越大，从而使得滑动杆106被向上推动，进而通过中间连杆103和拉杆102带动锥形塞101向下移动；使得锥形塞101的外壁与锥形孔142的内壁之间的水流量减小，进而避免持续的大流量导致水资源的浪费。

由于抵接筒107通过压缩弹簧108与抵接杆连接，因此，当锥形塞101与锥形孔142配合时，如升降板14继续上移，则滑动杆106的下端会将压缩弹簧108压缩，从而使得升降板14具有进一步上移的空间。另外，本实施例中，压缩弹簧108弹性系数大于复位弹簧104的弹性系数，并且，压缩弹簧108一直保持压缩状态。上述设计能够使得抵接筒107始终与抵接板109抵接，并且当耦合管12转动时，其能够直接克服复位弹簧104的弹力，使得锥形塞101适应性地移动，最终提高了水流量调节的灵敏性。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微波耦合装置，其特征在于，包括：

波导管，所述波导管的外壁上设置有耦合孔；

耦合管，所述耦合管的一端与所述波导管的外壁连接，所述耦合管的内腔与所述耦合孔连通；

升降板，所述升降板设置在所述耦合管内，与所述耦合管滑动配合，并能够被固定在预设位置；所述升降板上设置有至少一组安装通孔，每组安装通孔包括两个安装通孔；

耦合件，所述耦合件设置在所述升降板与耦合孔之间，包括中间段和两个连接段，所述两个连接段分别连接于所述中间段的两端；所述两个连接段分别安装在所述两个安装通孔中。

2.根据权利要求1所述的微波耦合装置，其特征在于：

还包括螺纹杆；所述耦合管的另一端设置有盖板，所述盖板的中部设置有螺纹通孔，所述螺纹杆一端与所述升降板连接，另一端穿过所述螺纹通孔，并与所述盖板垂直设置；所述螺纹杆能够绕自身轴线转动，所述螺纹杆转动时，能够带动所述升降板沿所述螺纹杆的轴线方向移动。

3.根据权利要求1或2所述的微波耦合装置，其特征在于：

还包括固定板，所述固定板设置有中部通孔，并与所述波导管的外壁连接，所述耦合管的内腔通过所述中部通孔与所述耦合孔连通；所述耦合管的底部设置有转动板，所述转动板与所述固定板可转动连接，使得所述连接段与所述波导管长度方向的夹角能够调节。

4.根据权利要求3所述的微波耦合装置，其特征在于：

所述耦合管内设置有上波纹管和下波纹管，所述上波纹管一端与盖板的边缘密封连接，另一端与所述升降板连接；所述下波纹管一端与所述升降板密封连接，另一端与所述耦合管的下端密封连接。

5.根据权利要求4所述的微波耦合装置，其特征在于：

所述上波纹管与所述盖板、所述升降板及所述耦合管围合形成上冷却腔，所述下波纹管与所述转动板、所述升降板及所述耦合管围合形成下冷却腔；

所述耦合管的一端设置有进水孔，另一端设置有出水孔。

6.根据权利要求5所述的微波耦合装置，其特征在于：

所述升降板上设置有倒锥形的锥形孔，所述锥形孔将所述上冷却腔和所述下冷却腔连通；

所述微波耦合装置还包括水量调节组件，所述水量调节组件包括锥形塞、拉杆及中间连杆，所述锥形塞上设置有过水孔，所述锥形塞位于所述锥形孔上方，所述拉杆及所述中间连杆位于所述下冷却腔内；

所述中间连杆的中部与所述耦合管铰接，所述拉杆的上端与所述锥形塞连接，所述拉杆的下端与所述中间连杆铰接；

所述中间连杆或所述拉杆上设置有复位弹簧，所述复位弹簧用于使得所述水量调节组件回到初始状态；

所述升降板上移时，所述锥形塞能够与所述锥形孔内壁配合，下移时，所述锥形塞能够与所述锥形孔分离。

7.根据权利要求6所述的微波耦合装置，其特征在于：

所述水量调节组件还包括滑动杆、导向筒和抵接筒；所述滑动杆、导向筒和抵接筒均设置在所述下冷却腔内；

所述导向筒与所述耦合管铰接，所述滑动杆可滑动地设置在所述导向筒内；所述滑动杆的上端与所述中间连杆铰接，所述滑动杆及所述拉杆分别位于所述中间连杆两端；

所述抵接筒通过压缩弹簧与所述滑动杆的下端连接；所述固定板上设置有抵接板，沿所述耦合管的转动方向，所述抵接板的厚度逐渐变化；

所述抵接筒与所述抵接板抵接，随着所述耦合件与所述波导管的长度方向的夹角增大时，与所述抵接筒抵接的抵接板处的厚度逐渐增大，使得所述滑动杆被向上推动，进而通过所述中间连杆和拉杆带动所述锥形塞向下移动；使得所述锥形塞的外壁与所述锥形孔的内壁之间的水流量减小。

8.根据权利要求1所述的微波耦合装置，其特征在于：

所述升降板的边缘可转动地设置有导向轮，所述耦合管的内壁上设置有导向槽，所述导向轮设置在所述导向槽中。

9.根据权利要求5所述的微波耦合装置，其特征在于：

所述耦合管的端部设置有转动板，所述转动板与所述固定板之间设置有滚动体；所述固定板上设置有压板，所述压板一端与所述固定板可拆卸连接或活动连接，另一端将所述转动板压在所述固定板上。

10.根据权利要求9所述的微波耦合装置，其特征在于：

所述压板为条形板，所述压板的一端通过转轴与所述固定板可转动连接，所述转轴上设置有弹簧，所述弹簧一端与所述压板连接，另一端与所述转轴连接，所述弹簧使得所述压板能够压紧所述转动板。