CN206134903U - 一种e‑h转换波导装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及E‑H转换波导装置，包括凹型的上空波导和下空波导，上空波导和下空波导的半开口腔体构成E面波导通道，下空波导内开设有与E面波导通道连通的H面波导通道，在下空波导内部、及H面波导通道和E面波导通道转弯连接处设有E面矩形台阶，在上空波导内部、及H面波导通道和E面波导通道交错处设有H面矩形台阶单元，所述H面矩形台阶单元上边缘连接E面波导通道顶面，所述H面矩形台阶单元下边缘连接E面波导通道顶面。通过本实用新型装置，摒弃了传统E面波导到H面波导的过渡结构，通过E面和H面交叠部分凸出三个矩形台阶，电磁波转向同时满足带宽、电磁兼容性、信号泄露等要求，本实用新型具有结构简单体积小、加工方便等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于滤波器技术领域，具体涉及E-H转换波导装置。
背景技术
波导结构是目前微波毫米波电路中最常用的电路结构之一，波导结构的最大特点是插损小、封闭性高，电磁能量完全被束缚在波导通道内，从而降低了微波信号泄露，避免干扰其他通信系统，提高了整个系统的电磁兼容性。
实际运用中，经常会用到E面波导和H面波导，其中，E-H转换是模块或者系统设计的重要组成本分。目前最常用的E面波导到H面波导的过渡结构为扭波导。扭波导又称波导扭转接头，其两端的宽边和窄边的方向互换90度，当电磁波通过扭波导时，极化方向改变90度，而传播方向不变。显而易见，扭波导的最大缺点是长度比较长、不灵活，对紧凑的波导结构就不适用了。也有一些文献采用了矩形波导和圆波导的交替级联的过渡结构，相对带宽也能达到40％左右，然而仍不能满足紧凑型波导结构的要求。
如文献“Ka波段E-H波导转换器设计《全国微波毫米波会议》，孙东全等，2015”公开了在E面和H面中间采用了一段方波导连接的技术，该方波导的一组对角挖去一个方形台阶，中间的方波导高出H波导和E波导，体积会比较大。该技术虽然解决了采用过渡方波导的问题，直接在E面做矩形台阶和H面做矩形台阶，可以缩小体积，但由于其过渡结构的本质，不能满足紧凑型波导结构需求。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型波导通道，使其更具有产业上的利用价值。
实用新型内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种体积更小、加工简单且成本更低的新型E-H转换波导装置，解决波导过渡装置长度比较长、不灵活，不紧凑等问题。为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：
一种E-H转换波导装置，包括凹型的上空波导和下空波导，所述上空波导和下空波导的半开口腔体构成E面波导通道，所述下空波导内开设有与E面波导通道连通的H面波导通道，在下空波导内部、及H面波导通道和E面波导通道转弯连接处设有E面矩形台阶，在上空波导内部、及H面波导通道和E面波导通道交错处设有H面矩形台阶单元，所述H面矩形台阶单元上边缘连接E面波导通道顶面，所述H面矩形台阶单元下边缘连接E面波导通道顶面。
本实用新型进一步地，所述H面矩形台阶单元包括第一H面矩形台阶和第二H面矩形台阶。
本实用新型进一步地，所述H面波导通道和E面波导通道均为矩形通道，设置所述E面波导通道的高度为A、宽度为B，设置所述H面波导通道的高度为A1、宽度为B1。
本实用新型进一步地，所述E面矩形台阶高度为F、长度为F1，所述F1取值范围是0.95A1～1.05A1，所述F取值范围是0.4B1～0.65B1。
本实用新型进一步地，所述第一H面矩形台阶高度为D、宽度为D1，所述D取值范围是0.47B～0.75B，所述D1取值范围是0.33A～0.6A。
本实用新型进一步地，第二H面矩形台阶高度为C、宽度为C1，所述C取值范围是0.05B～0.8B，所述C1取值范围是0.47A～0.75A。
借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：
①通过本实用新型装置，摒弃了传统E面波导到H面波导的过渡结构，如E-H转换的过渡圆波导、过渡方波导或者扭波导等复杂结构，通过E面和H面交叠部分凸出三个矩形台阶，以实现E面波导到H面波导极化方向90度的转化；
②本实用新型结构简单体积小、加工方便，有利于提升产品一次通过率及降低成本，其中台阶尺寸可变范围大，确保不同结构尺寸的装置都符合标准波导的取值范围。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型E-H转换波导装置的外部结构示意图；
图2是本实用新型E-H转换波导装置的内部结构示意图；
图3是本实用新型E-H转换波导装置的结构示意图。
图中各附图标记的含义如下。
1 上空波导 2 下空波导
3 E面波导通道 4 H面波导通道
5 E面矩形台阶 6 H面矩形台阶单元
7 第一H面矩形台阶 8 第二H面矩形台阶
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，不用来限制本实用新型的范围。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图3，本实用新型E-H转换波导装置，包括凹型的上空波导1和下空波导2，所述上空波导1和下空波导2的半开口腔体构成E面波导通道3，所述下空波导2内开设有与E面波导通道3连通的H面波导通道4，在下空波导2内部、及H面波导通道4和E面波导通道3转弯连接处设有E面矩形台阶5，在上空波导1内部、及H面波导通道4和E面波导通道3交错处设有H面矩形台阶单元6，所述H面矩形台阶单元6上边缘连接E面波导通道3顶面，所述H面矩形台阶单元6下边缘连接E面波导通道3顶面。
由此，本实用新型摒弃了传统E面波导到H面波导的过渡结构，结构简单体积小、加工方便，有利于提升产品一次通过率及降低成本，其中台阶尺寸可变范围大，保证不同结构尺寸的波导都符合标准波导的取值范围。
关于台阶(即E面矩形台阶5和H面矩形台阶单元6)的变化尺寸：该尺寸主要是相对标准波导而言，尺寸取值范围是在标准波导A边和B边范围内，针对不同的波导，即使结构尺寸不同，但都符合标准波导的取值范围。尺寸的变化主要影响到电场极化方向的变化及反射影响，如表1，波导型号及A边和B边尺寸。
表1尺寸变化对应电场极化方向的变化及反射
| 国际标型号 | 频率范围(Ghz) | A和B边尺寸(mm) |
| WR137 | 5.38～8.17 | 34.849X15.799 |
| WR62 | 11.9～18 | 15.8X7.9 |
| WR28 | 26.3～40 | 7.112X3.556 |
| WR12 | 60.5～91.9 | 3.0988X1.5494 |
本实用新型优选一优选实施方式，所述H面矩形台阶单元6包括两个台阶，即包括第一H面矩形台阶7和第二H面矩形台阶8。所述H面波导通道4和E面波导通道3均为矩形通道，为常规设计。可设置所述E面波导通道3的高度为A、宽度为B，设置所述H面波导通道4的高度为A1、宽度为B1。通过E面和H面交叠部分凸出三个矩形台阶，即E面矩形台阶5、第一H面矩形台阶7和第二H面矩形台阶8，实现了E面波导到H面波导极化方向90度的转化。三个台阶主要作用是改变电磁场传播方向。处于E面时，E面水平设置，则波导主模TE10电场是垂直向下，经过E面的一个矩形台阶，电场极化方向从E面到E面矩形台阶5实现45度的转化，从E面矩形台阶5到H面波导另两个矩形台阶即第一H面矩形台阶7、第二H面矩形台阶8，也实现了45度转化，因而实现E面波导到H面波导极化方向90度的转化。
基于上述E面波导通道3和H面波导通道4的尺寸设置，本实用新型优选一优选实施方式，所述E面矩形台阶5高度为F、长度为F1，所述F1取值范围是0.95A1～1.05A1，所述F取值范围是0.4B1～0.65B1。所述第一H面矩形台阶7高度为D、宽度为D1，所述D取值范围是0.47B～0.75B，所述D1取值范围是0.33A～0.6A。第二H面矩形台阶8高度为C、宽度为C1，所述C取值范围是0.05B～0.8B，所述C1取值范围是0.47A～0.75A。
应当说明的是，本实用新型上述台阶取值范围是经过了大量实验和计算得出的优选值，即在该范围值内，满足电磁波转向的同时满足带宽、电磁兼容性、信号泄露等要求。研究发现，三个台阶(E面矩形台阶5、第一H面矩形台阶7和第二H面矩形台阶8)的尺寸和各自所在波导的A和B边有具有关联，可利用仿真软件HFSS很快的模拟获得上述三个台阶尺寸。
因此，通过本实用新型装置，摒弃了传统E面波导到H面波导的过渡结构，通过E面和H面交叠部分凸出三个矩形台阶，电磁波转向同时满足带宽、电磁兼容性、信号泄露等要求，本实用新型具有结构简单体积小、加工方便等特点。本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种E-H转换波导装置，包括凹型的上空波导(1)和下空波导(2)，所述上空波导(1)和下空波导(2)的半开口腔体构成E面波导通道(3)，其特征在于：所述下空波导(2)内开设有与E面波导通道(3)连通的H面波导通道(4)，
在下空波导(2)内部、及H面波导通道(4)和E面波导通道(3)转弯连接处设有E面矩形台阶(5)，
在上空波导(1)内部、及H面波导通道(4)和E面波导通道(3)交错处设有H面矩形台阶单元(6)，所述H面矩形台阶单元(6)上边缘连接E面波导通道(3)顶面，所述H面矩形台阶单元(6)下边缘连接E面波导通道(3)顶面。
2.根据权利要求1所述的一种E-H转换波导装置，其特征在于：所述H面矩形台阶单元(6)包括第一H面矩形台阶(7)和第二H面矩形台阶(8)。
3.根据权利要求2所述的一种E-H转换波导装置，其特征在于：所述H面波导通道(4)和E面波导通道(3)均为矩形通道，设置所述E面波导通道(3)的高度为A、宽度为B，设置所述H面波导通道(4)的高度为A1、宽度为B1。
4.根据权利要求3所述的一种E-H转换波导装置，其特征在于：所述E面矩形台阶(5)高度为F、长度为F1，所述F1取值范围是0.95A1～1.05A1，所述F取值范围是0.4B1～0.65B1。
5.根据权利要求3所述的一种E-H转换波导装置，其特征在于：所述第一H面矩形台阶(7)高度为D、宽度为D1，所述D取值范围是0.47B～0.75B，所述D1取值范围是0.33A～0.6A。
6.根据权利要求3所述的一种E-H转换波导装置，其特征在于：第二H面矩形台阶(8)高度为C、宽度为C1，所述C取值范围是0.05B～0.8B，所述C1取值范围是0.47A～0.75A。
Priority Applications (1)
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| CN201621208379.6U CN206134903U (zh) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | 一种e‑h转换波导装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106602194A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-04-26 | 迈特通信设备（苏州）有限公司 | 一种e‑h转换波导装置 |
| CN109119754A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-01 | 西安电子工程研究所 | 一种新型波导垂直馈电的压缩转换关节 |
| CN110828955A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-21 | 北京遥测技术研究所 | 一种e面转h面波导探针过渡结构 |
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2016
- 2016-11-09 CN CN201621208379.6U patent/CN206134903U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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