CN203039071U - 矩形波导耦合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及微波传输耦合技术。本实用新型针对现有技术矩形波导耦合装置频带窄的缺点，公开了一种矩形波导与同轴线的耦合装置，提高耦合装置带宽。本实用新型的技术方案是，矩形波导耦合装置，包括波导腔和耦合探针，所述耦合探针由所述波导腔顶面伸入并与所述顶面垂直，所述耦合探针通过其连接的同轴线芯线向所述波导腔传输电磁波，所述耦合探针顶端连接有平板电极，所述平板电极与所述耦合探针垂直。本实用新型耦合探针上的平板电极，改变了耦合探针和波导腔之间的分布电容，增加了耦合电容，使更多的电磁波进入到波导腔，扩展了传输带宽，极大地提高了矩形波导耦合装置的工作频率范围，同时保证了其他性能指标基本不变。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波传输耦合技术，特别涉及同轴线与矩形波导的耦合结构。
背景技术
矩形波导耦合装置是由矩形波导接口转换到同轴接头的一种转换装置，是实现电磁波在波导结构和同轴线间良好传输的装置，这种转换装置十分常见，广泛应用于通信、航空和航天等各领域。现有技术的矩形波导耦合装置结构如图1和图2所示，包括波导腔1和耦合探针11。耦合探针11由波导腔顶面伸入波导腔1并与所述顶面垂直，耦合探针11通过其连接的同轴线芯线向波导腔传输电磁波。耦合探针11通常位于波导腔体中间，波导腔一端开路，一端短路。矩形波导耦合装置工作原理是，电磁波由同轴线输入，同轴线内导体（芯线）与耦合探针11连接，同轴线传输的电磁波通过耦合探针11的耦合进入波导，此时耦合体探针11相当于电感，耦合探针11与波导腔1之间存在分布电容，由于电感和电容串联谐振，把大部分电磁波能量传导到波导中，电磁波在波导的短路端经过反射，最后由波导口（开路端）输出，如图2箭头方向所示。现有技术矩形波导耦合装置的主要缺点是工作频率范围较窄，只能在窄带内实现电磁波的传输，转换效率较低，不能适应现代通信的技术要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术矩形波导耦合装置频带窄的缺点，提供一种矩形波导与同轴线的耦合装置，提高耦合装置带宽。
本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，矩形波导耦合装置，包括波导腔和耦合探针，所述耦合探针由所述波导腔顶面伸入并与所述顶面垂直，所述耦合探针通过其连接的同轴线芯线向所述波导腔传输电磁波，其特征在于，所述耦合探针顶端连接有平板电极，所述平板电极与所述耦合探针垂直。
具体的，所述平板电极由圆形金属片构成。
进一步的，所述金属平板电极位于波导腔顶面和底面的中间位置。
进一步的，所述波导腔开路端成阶梯状扩张。
更进一步的，所述波导腔开路端宽边成阶梯状扩张。
本实用新型的有益效果是，耦合探针上的平板电极，改变了耦合探针和波导腔之间的分布电容，增加了耦合电容，使更多的电磁波进入到波导腔，扩展了传输带宽，极大地提高了矩形波导耦合装置的工作频率范围，同时保证了其他性能指标基本不变，使矩形波导耦合装置的应用范围更加广泛。
附图说明
图1是现有技术矩形波导耦合装置结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是实施例1的结构示意图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是实施例2的结构示意图；
图6是实施例2的平板电极结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。
本实用新型的技术方案，在波导腔的耦合探针端部连接一个平板电极，相当于增加了耦合探针与波导腔的耦合面积，耦合电容相应增加，使更多的电磁波进入到波导腔，扩展了传输带宽，极大地提高了矩形波导耦合装置的工作频率范围。
实施例1
本例矩形波导耦合装置结构如图3和图4所示，包括波导腔1和耦合探针11。耦合探针11由从波导腔1顶面垂直伸入波导腔中间，耦合探针11通过其连接的同轴线芯线（图中未示出）向波导腔1传输电磁波，通过空间耦合将电磁波由同轴线传输到波导腔1中，电磁波在波导腔1的短路端经过反射过后，向图4箭头方向传输。本例耦合探针11顶端连接有圆形金属片构成的平板电极10，平板电极10与耦合探针11垂直，使其平面与波导腔的顶面和底面平行，有利于提高耦合效率。考虑到圆形金属片的厚度对耦合探针10到波导腔的顶面和底面间距有一定影响，一般尽量采用薄的金属片。圆形金属片的大小和高度对工作频率大小和频率范围有影响，通常使圆形金属片位于波导腔顶面和底面的中间位置。
实施例2
本例矩形波导耦合装置结构如图5所示，本例波导腔1开路端成阶梯状向外扩张，即波导腔1的开口成喇叭状，由图5可见，波导腔的底面（矩形波导腔的宽边）成阶梯状向外扩张。这种阶梯状扩张形成阶梯阻抗变换器，改变了输出波导的阻抗，配合圆形金属片平板电极10使波导与信号的输入阻抗实现宽带匹配，从而提高了矩形波导耦合装置工作频率范围。阶梯形状（长度、高度）等对工作频率范围也有影响。由图6可见，本例平板电极10的平面示意图是一个标准的圆形。本例其他结构参见实施例1的描述。
Claims (5)
1.矩形波导耦合装置，包括波导腔和耦合探针，所述耦合探针由所述波导腔顶面伸入并与所述顶面垂直，所述耦合探针通过其连接的同轴线芯线向所述波导腔传输电磁波，其特征在于，所述耦合探针顶端连接有平板电极，所述平板电极与所述耦合探针垂直。
2.根据权利要求1所述的矩形波导耦合装置，其特征在于，所述平板电极由圆形金属片构成。
3.根据权利要求1所述的矩形波导耦合装置，其特征在于，所述平板电极位于波导腔顶面和底面的中间位置。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的矩形波导耦合装置，其特征在于，所述波导腔开路端成阶梯状向外扩张。
5.根据权利要求4所述的矩形波导耦合装置，其特征在于，所述波导腔开路端宽边成阶梯状向外扩张。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107863240A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-30 | 清华大学 | 一种基于波导超材料概念的高q值低损耗平行板电感 |
| CN111921094A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-13 | 西安量极医疗设备有限公司 | 一种矩形腔体微波理疗辐射器 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20130703 Termination date: 20131219 |