CN203521572U

CN203521572U - 同轴变换器

Info

Publication number: CN203521572U
Application number: CN201320656155.1U
Authority: CN
Inventors: 宫川哲也
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-10-23

Abstract

本实用新型提供一种同轴变换器，对在第1波导管中传输的电磁波的电场方向进行变换，并将该电场方向变换后的电磁波向第2波导管传输，具备弯曲部和同轴部。该弯曲部的截面矩形，且该弯曲部具有折弯为规定角度的形状，配置在第1波导管的内部，一端与该第1波导管的内壁连接。该同轴部的至少一部分的截面圆形，一端与所述弯曲部的另一端相接，至少另一端被导入所述第2波导管的内部。根据该同轴变换器，通过截面矩形的弯曲部和至少一部分的截面圆形的同轴部构成同轴变换器，能够在不使用支节调配器的情况下实现满足规格要求的宽频带化。而且，通过首先以拉模铸造加工，然后仅对同轴部进行机械加工，能够以低成本制造该同轴变换器。

Description

同轴变换器

技术领域

本实用新型涉及一种同轴变换器，尤其涉及用于天线的同轴变换器。

背景技术

例如在雷达装置中，由磁控管等微波发生源产生的电磁波经由1个或多个波导管传导至天线，并从天线向外部放射。在从上游侧的波导管向朝向或方向不同的下游侧的波导管传播电磁波的情况下，采用供电构造。

例如，在专利文献1中公开了一种用于雷达装置的波导管变换器，以实现上述供电构造。专利文献1中公开的波导管变换器用于从导入用波导管向与导入用波导管正交的供电用波导管传输电磁波，具有内侧导体作为转换器（probe）。该内侧导体配置为在导入用波导管和供电用波导管中分别露出，而且为具有规定厚度的板状体。

专利文献1：日本特开2011-223362号公报

但是，在专利文献1中由板状体的内侧导体构成转换器，因此能够满足天线性能的频带较窄。而且，无法通过变更转换器的形状来实现满足天线的规格要求的最佳结构。为了满足天线的规格要求，在专利文献1中不得不使用支节调配器（stub）进行调整。

然而，如果为了规格要求而使用支节调配器，则导致供电构造的体积增大，无法实现小型的供电构造，进而导致装置整体的体积增大。在要求装置不断小型化的趋势下，这是难以接受的。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的上述技术问题，其目的在于，提供一种作为波导管变换器的同轴变换器，不使用支节调配器而实现小型的供电电路，而且能够实现满足规格要求的宽频带化。

本实用新型提供一种同轴变换器，对在第1波导管中传输的电磁波的电场方向进行变换，并将该电场方向变换后的电磁波向第2波导管传输，其特征在于，具备：截面矩形的弯曲（loop）部，具有折弯为规定角度的形状，配置在所述第1波导管的内部，该弯曲部的一端与该第1波导管的内壁连接；以及至少一部分为截面圆形的同轴部，该同轴部的一端与所述弯曲部的另一端相接，该同轴部的至少另一端被导入所述第2波导管的内部。

根据本实用新型的同轴变换器，通过截面矩形的弯曲部和至少一部分的截面圆形的的同轴部构成同轴变换器，能够在不使用支节调配器的情况下实现满足规格要求的宽频带化。而且，通过首先以拉模铸造加工，然后仅对同轴部进行机械加工，能够以低成本制造该同轴变换器。

在本实用新型的同轴变换器中，也可以是，在所述弯曲部的所述一端形成有螺孔，在该螺孔中安装有用于将该弯曲部的一端与所述第1波导管的内壁连接的螺钉。

由此，能够方便地将同轴变换器固定在第1波导管上。

在上述同轴变换器中，也可以是，所述螺钉从所述弯曲部的所述一端侧插入所述螺孔，并贯通所述弯曲部。

由此，螺钉贯通弯曲部，能够更加方便且稳固地将同轴变换器固定在第1波导管上。

在上述同轴变换器中，也可以是，在所述弯曲部的与所述一端侧的相反侧，所述螺钉从所述弯曲部突出。

由此，能够改善同轴变换器的频带特性，实现满足规格要求的宽频带化。

在上述同轴变换器中，也可以是，所述螺钉从所述弯曲部的突出量能够变更。

由此，能够使用最佳长度的螺钉实现满足规格要求的最佳长度的突出量，从而实现满足规格要求的最佳结构。

在本实用新型的同轴变换器中，也可以是，还具备：支持部件，用于固定所述同轴变换器。

由此，通过支持部件固定同轴变换器，能够实现同轴变换器的定位，保证同轴变换器的稳定性。

在上述同轴变换器中，也可以是，所述支持部件是用于固定所述同轴变换器的树脂制部件。

由此，能够实现绝缘性及加工性优异的支持部件。

在本实用新型的同轴变换器中，也可以是，所述弯曲部的所述折弯为规定角度的形状，是将角部除去而成的形状。

由此，能够方便且低成本地制造同轴变换器。

在本实用新型的同轴变换器中，也可以是，所述弯曲部以圆滑的曲线折弯。

由此，弯曲部以圆滑的曲线折弯，能够实现更好的阻抗匹配，从而实现更好的频带性能，实现满足规格要求的进一步宽频带化。

在本实用新型的同轴变换器中，也可以是，所述同轴变换器配置为相对于所述第1波导管的端部的距离为所述电磁波的波长的四分之一。

由此，能够实现更好的阻抗匹配，使电磁波更加适当地耦合，从而实现更好的性能。

在上述同轴变换器中，也可以是，所述第1波导管为供电用波导管，所述第2波导管为导入用波导管，所述同轴变换器通过所述支持部件固定在所述第1波导管与所述第2波导管之间。

由此，同轴变换器通过支持部件固定在供电用波导管与导入用波导管之间，能够从供电用波导管向导入用波导管传输电磁波。

在上述同轴变换器中，也可以是，所述弯曲部配置为进行磁场耦合。

在上述同轴变换器中，也可以是，所述同轴部配置为进行电场耦合。

由此，由弯曲部进行磁场耦合，由同轴部进行电场耦合，能够从第1波导管向第2波导管传输电磁波。

附图说明

图1是本实用新型的第1实施方式的同轴变换器周边的俯视图。

图2是本实用新型的第1实施方式的同轴变换器周边的沿图1中虚线的向视图。

图3是本实用新型的第1实施方式的同轴变换器的立体图。

图4是本实用新型的第1实施方式的同轴变换器与以往例的回波损耗的比较图。

图5是反映本实用新型的第1实施方式的同轴变换器的螺钉突出量对反射特性的影响的图。

图6是本实用新型的第2实施方式的天线的供电部周边的示意透视图。

图7是本实用新型的第2实施方式的天线的供电部周边的示意向视图。

图8是本实用新型的第2实施方式的天线的回波损失的仿真模拟图。

附图标记说明：

10供电用波导管；20导入用波导管；30同轴变换器；31弯曲部；32同轴部；33支持部件；34螺孔；35螺钉；40放射用波导管；70回波损失曲线。

具体实施方式

以下结合附图具体说明本实用新型的具体实施方式。其中，附图中所示的结构大小、位置等仅为示意说明，可以根据实际情况适当变更，不作为对本实用新型的限定。

（第1实施方式）

首先，结合附图说明本实用新型的第1实施方式所涉及的作为波导管变换器的同轴变换器。图1是本实用新型的第1实施方式的同轴变换器周边的俯视图。图2是本实用新型的第1实施方式的同轴变换器周边的沿图1中虚线的向视图。图3是本实用新型的第1实施方式的同轴变换器的立体图。如图1～3所示，同轴变换器30对在第1波导管10中传输的电磁波的电场方向进行变换，并将该电场方向变换后的电磁波向第2波导管20传输。

首先，具体说明第1波导管10。第1波导管10例如为供电用波导管，直接或经由其他波导管被导入来自磁控管等的电磁波。被导入第1波导管10的电磁波经由同轴变换器30向下游侧传输。作为第1波导管10的一例，例如具有规定的长方体形状，设定为能够产生例如9.4GHz的电磁波的驻波的尺寸。在第1波导管10的一端部附近，在能够取得匹配的规定位置上，在第1波导管10的侧面形成用于设置同轴变换器30的开口。例如，如图1所示，同轴变换器30配置为相对于第1波导管10的端部的距离D为电磁波的波长的大致四分之一（例如10mm）。由此，能够实现更好的阻抗匹配，使电磁波更加适当地耦合，从而实现更好的性能。

接着，具体说明第2波导管20。第2波导管20例如为导入用波导管，以下以第2波导管20为导入用波导管为例进行说明。第2波导管20相对于第1波导管10例如沿正交方向配置。如图1所示，在导入用波导管的一端，具有用于配置同轴变换器30的空间。从第1波导管10经由同轴变换器30传输的电磁波被导入第2波导管20。

以下，详细说明本实施方式所涉及的同轴变换器30。如图1～3所示，同轴变换器30具备弯曲部31和同轴部32。弯曲部31的截面矩形，该弯曲部31具有折弯为规定角度的形状，配置在第1波导管10的内部，弯曲部31的一端与该第1波导管10的内壁连接。弯曲部31例如为折弯的板状体，例如为导电材料或高导电材料。同轴部32的至少一部分为截面圆形，该同轴部32的一端与弯曲部31的另一端相接，该同轴部32的至少另一端被导入第2波导管20的内部。同轴部32例如至少一部分为圆柱状，可以采用与弯曲部31相同的材料。

在同轴变换器30中，例如由弯曲部31进行磁场耦合，将TE10模式的电磁波变换为TEM模式的电磁波。另外，例如由同轴部32进行电场耦合，将TEM模式的电磁波变换为TE10模式的电磁波。由此，能够将电磁波从第1波导管10向第2波导管20传输。

在现有技术中，通过板状的内侧导体构成波导管变换器。由于板状的内侧导体的折角处阻抗的匹配恶化，因此频带变得狭窄，难以满足规格要求。与此相对，在本实施方式中，通过截面矩形的弯曲部31和至少一部分为截面圆形的同轴部32构成作为波导管变换器的同轴变换器30，能够在不使用支节调配器的情况下实现宽频带化。

而且，在制造本实施方式的同轴变换器30时，可以首先以拉模铸造进行整体加工，然后仅对同轴部32进行机械加工（例如切削加工），从而得到截面矩形的弯曲部31和同轴部32。由于仅在需要的位置加工同轴部32，能够以低成本制造该同轴变换器30。

另外，本实施方式的同轴变换器30由于不需要使用形状可变的柔性材料，因此能够使用具有强度的材料，从而还能够保证同轴变换器30的强度。

作为弯曲部31的具体形状，例如弯曲部31以将板状体的角部除去而成的形状折弯。由此，能够方便且低成本地制造同轴变换器30。另外，弯曲部31例如以圆滑的曲线折弯。在此，圆滑的曲线指的是无角的曲线。由此，能够实现更好的阻抗匹配，从而实现更好的频带性能，实现满足规格要求的进一步宽频带化。

（变形例1）

以下继续结合附图说明本实用新型的第1实施方式的变形例1。在变形例1中，如图1～3所示，弯曲部31具有与第1波导管的内壁10连接的一端（在图1、2中为左侧）以及与同轴部32连接的另一端（在图1、2中为右侧），在弯曲部31的上述一端形成有螺孔34，在该螺孔34中安装有用于将该弯曲部31的上述一端与第1波导管10的内壁连接的螺钉（未图示）。由此，能够方便地将同轴变换器30固定在第1波导管10上。

其中，螺钉也可以从弯曲部31的上述一端侧插入螺孔34，并贯通弯曲部31。特别是，螺钉也可以在弯曲部31的与上述一端侧的相反侧，从弯曲部31突出。由此，不仅能够更加方便且稳固地将同轴变换器30固定在波导管上，而且通过螺钉在螺孔34的上述一端侧的相反侧从弯曲部31突出，能够改善同轴变换器30的频带特性，实现满足规格要求的宽频带化。

其中，螺钉从弯曲部31的突出量也可以设为能够变更。由此，通过调整螺钉从弯曲部31的突出量，能够使用最佳长度的螺钉实现满足规格要求的最佳长度的突出量，从而实现满足规格要求的最佳结构。

（变形例2）

以下继续结合附图说明本实用新型的第1实施方式的变形例2。在变形例2中，如图1、2所示，同轴变换器30还具备支持部件33，该支持部件33用于固定同轴变换器30，例如为树脂制部件。由此，能够由绝缘性及加工性优异的支持部件33固定同轴变换器30。

如上所述，例如在第1波导管10为供电用波导管，第2波导管20为导入用波导管的情况下，如图1、2所示，同轴变换器30通过支持部件33固定在第1波导管10与第2波导管20之间。由此，能够从供电用波导管向导入用波导管传输电磁波。

（效果）

以下结合附图说明本实用新型的第1实施方式及其变形例的效果。图4是本实用新型的第1实施方式的同轴变换器与以往例的回波损耗的比较图。如图4所示，本实用新型的第1实施方式的同轴变换器30在不使用支节调配器的情况下，也能够得到与以往使用支节调配器同等的性能，在9.38-9.41GHz的频率范围内实现-29dB以下的性能。同时，大大优于以往不使用支节调配器时的性能。

图5是反映本实用新型的第1实施方式的同轴变换器的螺钉突出量对反射特性的影响的图。如图5所示，虽然在螺钉突出量为0mm时已经满足了在9.38-9.41GHz的频率范围内实现-29dB以下的性能，但在螺钉突出量被调整为1mm时，频率性能更加优异。即，通过适当调整螺钉的突出量，能够获得更加优异的性能。

（第2实施方式）

以下，结合附图说明本实用新型的第2实施方式。在本实用新型的第2实施方式中，将第1实施方式的同轴变换器30用于天线的供电部，从而实现比以往更宽频带且无支节调配器的小型天线。

图6是本实用新型的第2实施方式的天线的供电部周边的示意透视图。图7是本实用新型的第2实施方式的天线的供电部周边的示意向视图。在图6中，从纸面外侧供给电磁波，并向纸面内侧放射。在图7中，从左侧供给电磁波，并向右侧放射。其中，图6、7仅为示意图，为了观察方便，省略了天线的部分结构。

如图6、7所示，在天线中，从输入侧（图7的左侧）向放射侧（图7的右侧）依次设置第1波导管（供电用波导管）10、同轴变换器30、第2波导管（导入用波导管）20和放射用波导管40。其中，同轴变换器30包括弯曲部31、同轴部32、支持部件33和螺钉35。由磁控管等电磁波发生装置（未图示）产生并经由旋转接头（未图示）供电的电磁波通过第1波导管（供电用波导管）10向天线侧传输。接着，通过同轴变换器30进行波导管-同轴变换及同轴-波导管变换，从而使第1波导管（供电用波导管）10内的电场的朝向旋转90度，并传输至第2波导管（导入用波导管）20。由此，使得第2波导管（导入用波导管）20与放射用波导管40内的电场的朝向相同。然后，在导入用波导管的共振器内生成驻波，通过与导入用缝隙（未图示）耦合，将TE01模式的电磁波变换为TE04模式的电磁波。最后，从3段的放射用缝隙（未图示）放射电磁波，形成期望的天线放射模式。

（效果）

以下结合附图说明本实用新型的第2实施方式的效果。图8是本实用新型的第2实施方式的天线的回波损失的仿真模拟图。如图8的回波损失曲线70所示，本实用新型的第2实施方式的天线在不设置支节调配器的条件下，能够在9.38-9.41GHz的频率范围内实现-29dB以下的性能。由此，能够实现比以往更宽频带且无支节调配器的小型天线。

其中，上述具体实施方式中说明的同轴变换器及天线都只是举例说明，本实用新型不限定于上述具体实施方式。可以对上述各具体例进行组合、置换或删除。

例如，在上述具体实施方式中，说明了本实用新型的同轴变换器可以用于天线，该天线可以用于雷达装置等。但本实用新型不限定于此，可以适用于各种微波装置。

例如，在上述具体实施方式中，说明了第1波导管10和第2波导管20分别为供电用波导管和导入用波导管的例子。但本实用新型不限定于此，可以适用于对上游侧的波导管与下游侧的波导管进行耦合的所有情况。

例如，在上述具体实施方式中，说明了同轴变换器30的同轴部32例如至少一部分为圆柱状。其中同轴部32的具体形状能够根据规格要求适当决定，在此不作特别限定。

例如，在上述具体实施方式中，说明了第1波导管10与第2波导管20正交的情况。但本实用新型不限定于此，第1波导管10与第2波导管20可呈任意角度。

Claims

1.一种同轴变换器，对在第1波导管中传输的电磁波的电场方向进行变换，并将该电场方向变换后的电磁波向第2波导管传输，其特征在于，具备：

截面矩形的弯曲部，具有折弯为规定角度的形状，配置在所述第1波导管的内部，该弯曲部的一端与该第1波导管的内壁连接；以及

至少一部分为截面圆形的同轴部，该同轴部的一端与所述弯曲部的另一端相接，该同轴部的至少另一端被导入所述第2波导管的内部。

2.如权利要求1所述的同轴变换器，其特征在于，

在所述弯曲部的所述一端形成有螺孔，在该螺孔中安装有用于将该弯曲部的所述一端与所述第1波导管的内壁连接的螺钉。

3.如权利要求2所述的同轴变换器，其特征在于，

所述螺钉从所述弯曲部的所述一端侧插入所述螺孔，并贯通所述弯曲部。

4.如权利要求3所述的同轴变换器，其特征在于，

在所述弯曲部的与所述一端侧的相反侧，所述螺钉从所述弯曲部突出。

5.如权利要求4所述的同轴变换器，其特征在于，

所述螺钉从所述弯曲部的突出量能够变更。

6.如权利要求1所述的同轴变换器，其特征在于，还具备：

支持部件，用于固定所述同轴变换器。

7.如权利要求6所述的同轴变换器，其特征在于，

所述支持部件是用于固定所述同轴变换器的树脂制部件。

8.如权利要求1所述的同轴变换器，其特征在于，

所述弯曲部的所述折弯为规定角度的形状，是将角部除去而成的形状。

9.如权利要求1所述的同轴变换器，其特征在于，

所述弯曲部以圆滑的曲线折弯。

10.如权利要求1所述的同轴变换器，其特征在于，

所述同轴变换器配置为相对于所述第1波导管的端部的距离为所述电磁波的波长的四分之一。

11.如权利要求6所述的同轴变换器，其特征在于，

所述第1波导管为供电用波导管，

所述第2波导管为导入用波导管，

所述同轴变换器通过所述支持部件固定在所述第1波导管与所述第2波导管之间。

12.如权利要求1～11中任一项所述的同轴变换器，其特征在于，

所述弯曲部配置为进行磁场耦合。

13.如权利要求1～11中任一项所述的同轴变换器，其特征在于，

所述同轴部配置为进行电场耦合。