CN206250365U - 圆波导‑同轴转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆波导‑同轴转换器，包括圆波导过渡部分、矩形波导过渡部分、微带转换电路和连接器；圆波导过渡部分与矩形波导过渡部分相连接并呈阶梯过渡形式，形成圆波导‑矩形波导过渡；矩形波导过渡部分的短路面、微带转换电路和连接器依次级联，形成矩形波导‑微带‑同轴过渡；其中，矩形波导过渡部分的短路面指的是其未与圆波导过渡部分相连接的一面。其通过设置圆波导过渡部分与矩形波导过渡部分的连接处呈阶梯过渡形式，使得圆波导‑同轴转换器具有宽频带、低插损输出的特性，最终有效解决了传统的转换结构导致带宽较窄、插入损耗较大的问题。

Description

圆波导-同轴转换器

技术领域

本实用新型涉及波导转换器技术领域，具体涉及一种圆波导-同轴转换器。

背景技术

在现代卫星通讯、干扰与抗干扰等高科技领域，高频率、宽频段电子系统的发展日新月异。在这些电子系统的研制过程中，馈源接口通常以圆波导为主，实际工程中的馈电电缆或常用测量仪器(如：矢量网络分析仪、频谱分析仪、功率放大器等)则多以50Ω/75Ω同轴线作为输入/输出端口。因为，此时需要进行圆波导与同轴线之间的转换。

目前，为了实现圆波导与同轴线之间的转换，其首先实现圆波导与矩形波导的转换，然后再实现矩形波导与同轴线之间的转换。而在矩形波导与同轴线之间进行转换时，通常是采用同轴探针直接插入馈电的方式。即，通过连接器从矩形波导的宽面接入，然后延长探针从而实现波导与同轴线的转换。但是，采用上述转换结构使得器件的带宽较窄，插入损耗较大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提一种圆波导-同轴转换器，解决传统的转换结构导致带宽较窄、插入损耗较大的问题。

基于本实用新型目的提供的一种圆波导-同轴转换器，包括圆波导过渡部分、矩形波导过渡部分、微带转换电路和连接器；

所述圆波导过渡部分与所述矩形波导过渡部分相连接并呈阶梯过渡形式，形成圆波导-矩形波导过渡；

所述矩形波导过渡部分的短路面、所述微带转换电路和所述连接器依次级联，形成矩形波导-微带-同轴过渡；

其中，所述矩形波导过渡部分的短路面指的是其未与所述圆波导过渡部分相连接的一面。

在其中一个实施例中，所述圆波导过渡部分包括第一圆波导和第二圆波导；

所述第一圆波导与所述第二圆波导相连接，且连接处具有阶梯；

所述第一圆波导未与所述第二圆波导相连接的一端为圆波导信号输入端，所述第二圆波导未与所述第一圆波导相连接的一端与所述矩形波导部分相连接。

在其中一个实施例中，所述矩形波导过渡部分具有多阶矩形过渡结构。

在其中一个实施例中，所述微带转换电路插接在距离所述矩形波导过渡部分的短路面1/4波长处的宽边侧，或插接在距离所述矩形波导过渡部分的短路面1/4整数倍波长处的宽边侧。

在其中一个实施例中，所述微带转换电路包括低阻抗线、高阻抗线和微带线；

所述低阻抗线、所述高阻抗线和所述微带线依次级联；

所述低阻抗线与所述矩形波导过渡部分的短路面相连接，所述微带线与所述连接器相连接。

在其中一个实施例中，所述微带线的微带平面的法向方向与所述矩形波导过渡部分内电磁波的传播方向相一致。

在其中一个实施例中，所述微带线的电阻为50欧姆。

在其中一个实施例中，所述连接器包括同轴线、空气腔和探针；

所述探针、所述空气腔和所述同轴线依次级联；且

所述探针未与所述空气腔相连接的一端插接在所述微带转换电路上；

所述同轴线为与所述空气腔相连接的一端为同轴线号输出端。。

采用上述技术方案，本实用新型至少可取得下述技术效果：

其通过设置一种圆波导-同轴转换器包括圆波导过渡部分、矩形波导过渡部分、微带转换电路和连接器，其中，圆波导过渡部分与矩形波导过渡部分相连接并呈阶梯过渡形式以形成圆波导-矩形波导过渡，矩形波导过渡部分的短路面(即，矩形波导部分未与圆波导过渡部分相连接的一面)与微带转换电路和连接器依次级联，形成矩形波导-微带-同轴过渡，实现了矩形波导-同轴转换。由此，其通过设置圆波导过渡部分与矩形波导过渡部分的连接处呈阶梯过渡形式，使得圆波导-同轴转换器具有宽频带、低插损输出的特性，最终有效解决了传统的转换结构导致带宽较窄、插入损耗较大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例所述的圆波导-同轴转换器的整体结构示意图；

图2是本实施例所述的圆波导-同轴转换器仿真效果图。

贯穿附图，应该注意的是，相似的标号用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各种实施例。以下描述包括帮助理解的各种具体细节，但是这些细节将被视为仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清晰和简洁，公知功能和构造的描述可被省略。

以下描述和权利要求书中所使用的术语和词汇不限于文献含义，而是仅由实用新型人用来使本公开能够被清晰和一致地理解。因此，对于本领域技术人员而言应该明显的是，提供以下对本公开的各种实施例的描述仅是为了示例性目的，而非限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。

应该理解，除非上下文明确另外指示，否则单数形式也包括复数指代。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对一个或更多个这样的表面的引用。

图1是本实施例所述的圆波导-同轴转换器100的整体结构示意图。参考图1，本实施例所述的圆波导-同轴转化器100包括圆波导过渡部分110、矩形波导过渡部分120、微带转换电路130和连接器140。其中，圆波导过渡部分110与矩形波导过渡部分120相连接并呈阶梯过渡形式，形成圆波导-矩形波导过渡。矩形波导过渡部分120的短路面(即，矩形波导过渡部分未与圆波导过渡部分相连接的一面)、微带转换电路130和连接器140依次级联，形成矩形波导-微带-同轴过渡。

由此，其通过设置圆波导过渡部分110与矩形波导过渡部分120相连接形成圆波导-矩形波导过渡，同时矩形波导过渡部分120的短路面与微带转换电路130和连接器140依次级联，形成矩形波导-微带-同轴过渡，从而使得圆波导-同轴转换器100采用圆波导-矩形波导过渡、矩形波导-微带-同轴过渡的形式，实现了圆波导-同轴线一体化转换，结构紧凑，易于加工。同时，其还设置圆波导-矩形波导过渡中，圆波导过渡部分110与矩形波导过渡部分120的连接处为阶梯过渡形式，使得转换器100具有宽频带、低插损输出的特性，从而有效解决了传统的转换结构导致带宽较窄、插入损耗较大的问题。

并且，其通过采用上述结构作为圆波导-同轴转换器100，使阶梯阻抗变换单元的矩形波导过渡部分120独立出来，通过与连接器140连接并与之融为一体，同时具有阻抗变换单元的特性和同轴内导体的特性，连接处的两种模式都变换成TEM模式，由此能够更好的实现模式变换。

进一步的，参考图1，在本本实施例中，圆波导过渡部分110的主体结构为圆波导阶梯过渡结构。即，圆波导过渡部分110包括第一圆波导111和第二圆波导112。其中，第一圆波导111与第二圆波导112相连接，并且连接处具有阶梯结构。也就是说，第一圆波导111的横截面小于第二圆波导112的横截面。第一圆波导111未与第二圆波导112相连接的一端为圆波导信号输入端113，第二圆波导112未与第一圆波导111相连接的一部分作为圆波导过渡部分末端，与矩形波导过渡部分120相连接。由此，信号由圆波导信号输入端113输入至圆波导-同轴转换器100，进而经过第一圆波导111和第二圆波导112的传输后输入至矩形波导过渡部分120。

此处，需要说明的是，在本实施例中，可通过调节圆波导过渡部分110的尺寸来实现圆波导过渡部分的通带、插入损耗和驻波性能的调节。

其中，在本实施例中，矩形波导过渡部分120则为具有多阶矩形过渡结构。具体的，参考图1，矩形波导过渡部分120包括第一矩形波导121、第二矩形波导122、第三矩形波导123和第四矩形波导124。具体的，第一矩形波导121、第二矩形波导122、第三矩形波导123和第四矩形波导124依次级联，且两两连接处均为阶梯状结构。即，第一矩形波导121与第二矩形波导122的连接处呈阶梯状结构，第二矩形波导122与第三矩形波导123的连接处呈阶梯状结构，第三矩形波导123与第四矩形波导124的连接处同样呈阶梯状结构。同时，第四矩形波导124未与第三矩形波导123相连接的一面作为矩形波导部分的短路面。

同理，在本实施例中，可通过调节矩形波导过渡部分120的尺寸来实现圆波导-矩形波导过渡的通带、插入损耗和驻波性能的调节。并且，圆波导过渡部分110与矩形波导过渡部分120相连接构成圆波导-矩形波导过渡，由此通过调节圆波导过渡部分110与矩形波导过渡部分120的尺寸，可避免电磁波直接从圆波导过渡到矩形波导的波形不匹配的问题，从而更高的实现波形转换。

进一步的，参考图1，作为位于矩形波导过渡部分的末端(即，矩形波导过渡部分未与圆波导过渡部分相连接的一端)处的矩形波导-微带-同轴线过渡中的四分之一短路面125，其同样可通过调节该四分之一短路面的尺寸，来实现矩形波导-微带-同轴线过渡的通带、插入损耗和驻波性能的调节。

更进一步的，参考图1，微带转换电路130则插接在距离矩形波导过渡部分的短路面的1/4波长处125的宽边侧，或插接在距离矩形波导过渡部分的短路面的1/4整数倍波长处125的宽边侧中心，从而实现微带转换电路130与矩形波导过渡部分120的连接。

其中，参考图1，在本实施例中，微带转换电路130为1/4阻抗变换器。即，其包括低阻抗线131、高阻抗线132和微带线133。其中，低阻抗线131、高阻抗线132和微带线133依次级联。低阻抗线131与矩形波导过渡部分120的短路面相连接，微带线133则与连接器140相连接。优选的，在本实施例中，微带线133具体可为50欧姆微带线。并且，微带线133的微带平面的法向方向与矩形波导过渡部分120内电磁波的传播方向相一致(即，微带线133的轴向与矩形波导过渡部分120内的电磁场传输方向一致)。

其中，应当指出的是，为了实现微带转换电路130与矩形波导过渡部分120的插接，在本实施例中，在距离矩形波导过渡部分的短路面的1/4或1/4整数倍波长处125的宽边侧开设有波导缝隙134，通过将低阻抗线131和与低阻抗线131相连接的高感抗线132插接到该波导缝隙134即可。并且，在本实施例中，其同样可通过调节波导缝隙134的尺寸来满足波导模式沿微带传输方向为截止模式的要求。

进一步的，参考图1，连接器140则相应包括同轴线141、空气腔142和探针143。其中，连接器140与微带转换电路130之间的连接通过连接器140中的探针143与微带转换电路130中的微带线133的相连接来实现。即，将连接器140的探针143深入插接到微带线133上，进而由矩形波导过渡部分120传输至微带转换电路130后的信号依次经过探针143、空气腔142后再经过同轴线142的同轴信号输出端160(即，同轴线未与空气腔相连接的一端)输出。

另外，还需要说明的是，在本实施例中，其还包括有介质基板150。该介质基板150穿过矩形波导过渡部分120的短路面，并且穿过短路面部分的介质基板150上开设有接地孔151。

参考图2，展示了圆波导-同轴线转换器1端口、2端口的S参数仿真结果图，从图中可以看到通带为18GHz-30GHz，插入损耗小于0.24dB，回波损耗小于20dB。

尽管已参照本公开的各种实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (8)

1.一种圆波导-同轴转换器，其特征在于，包括圆波导过渡部分、矩形波导过渡部分、微带转换电路和连接器；

所述圆波导过渡部分与所述矩形波导过渡部分相连接并呈阶梯过渡形式，形成圆波导-矩形波导过渡；

所述矩形波导过渡部分的短路面、所述微带转换电路和所述连接器依次级联，形成矩形波导-微带-同轴过渡；

其中，所述矩形波导过渡部分的短路面指的是其未与所述圆波导过渡部分相连接的一面。

2.如权利要求1所述的圆波导-同轴转换器，其特征在于，所述圆波导过渡部分包括第一圆波导和第二圆波导；

所述第一圆波导与所述第二圆波导相连接，且连接处具有阶梯；

所述第一圆波导未与所述第二圆波导相连接的一端为圆波导信号输入端，所述第二圆波导未与所述第一圆波导相连接的一端与所述矩形波导部分相连接。

3.如权利要求1所述的圆波导-同轴转换器，其特征在于，所述矩形波导过渡部分具有多阶矩形过渡结构。

4.如权利要求1所述的圆波导-同轴转换器，其特征在于，所述微带转换电路插接在距离所述矩形波导过渡部分的短路面1/4波长处的宽边侧，或插接在距离所述矩形波导过渡部分的短路面1/4整数倍波长处的宽边侧。

5.如权利要求1所述的圆波导-同轴转换器，其特征在于，所述微带转换电路包括低阻抗线、高阻抗线和微带线；

所述低阻抗线、所述高阻抗线和所述微带线依次级联；

所述低阻抗线与所述矩形波导过渡部分的短路面相连接，所述微带线与所述连接器相连接。

6.如权利要求5所述的圆波导-同轴转换器，其特征在于，所述微带线的微带平面的法向方向与所述矩形波导过渡部分内电磁波的传播方向相一致。

7.如权利要求5所述的圆波导-同轴转换器，其特征在于，所述微带线的电阻为50欧姆。

8.如权利要求1所述的圆波导-同轴转换器，其特征在于，所述连接器包括同轴线、空气腔和探针；

所述探针、所述空气腔和所述同轴线依次级联；且

所述探针未与所述空气腔相连接的一端插接在所述微带转换电路上；

所述同轴线为与所述空气腔相连接的一端为同轴线号输出端。