CN209133652U - 一种矩形波导拐弯、e面矩形波导及h面矩形波导 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矩形波导拐弯、E面矩形波导及H面矩形波导，包括输入矩形波导、输出矩形波导和转角，转角包括波导输入部、波导转弯部和波导输出部，波导输入部和波导输出部的波导内壁分别与输入矩形波导和输出矩形波导的波导内壁串接后形成导通的直角拐弯，波导转弯部内设有色散补偿反射器，其包括切角反射器和切角补偿器，切角反射器设置于波导转弯部的波导壁外侧，切角补偿器设置于波导转弯部的波导壁内侧，切角反射器所形成的反射面与切角补偿器所形成补偿面呈平行设置。本实用新型采用色散补偿反射器，使电磁波经过波导时在色散补偿反射器的作用下进行色散补偿，极大的拓展了矩形波导拐弯的工作带宽，解决了对小体积、宽频带、高性能矩形波导拐弯的需求。

Description

一种矩形波导拐弯、E面矩形波导及H面矩形波导

技术领域

本实用新型涉及波导技术领域，具体涉及一种矩形波导拐弯及含有所述矩形波导拐弯的E面矩形波导及H面矩形波导。

背景技术

矩形波导直角拐弯按波导拐弯方向分为E面矩形波导直角拐弯、H面矩形波导直角拐弯，其在探测、制导、侦察、通信等领域有着广泛应用。矩形波导直角拐弯按结构形式分，一般有圆弧矩形波导直角拐弯和切角矩形波导直角拐弯两种。圆弧矩形波导直角拐弯主要由输入矩形波导、圆弧矩形波导和输出矩形波导组成，可工作于整个波导工作频段，但由于圆弧拐弯半径的存在，使这种拐弯矩形波导的尺寸较大，需要占用较大的位置空间，从而限制了其在有限空间使用环境下的应用。切角矩形波导直角拐弯主要由输入矩形波导、切角反射器、输出矩形波导组成，它不需要占用额外的空间，可以满足小空间条件的使用要求，但其工作频带不够宽，尤其是H面切角拐弯矩形波导，其电压驻波比指标小于1.1的工作带宽不足波导工作频段的50％。在需要体积小、工作频带宽，技术指标高的应用场合，圆弧矩形波导直角拐弯和切角矩形波导直角拐弯均不能很好的满足要求。

实用新型内容

针对现有技术中的以上不足，本实用新型目的是解决在需要体积小、工作频带宽、技术指标高的情况下的应用需求，可在整个波导工作频段实现驻波指标小于1.05，为此，本实用新型提供了一种矩形波导拐弯及含有所述矩形波导拐弯的E面矩形波导及H面矩形波导。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一方面，本实用新型提供了一种矩形波导拐弯，包括输入矩形波导、输出矩形波导和转角，所述转角包括波导输入部、波导转弯部和波导输出部，所述的波导输入部和波导输出部的波导内壁分别与所述的输入矩形波导和输出矩形波导的波导内壁串接后形成导通的直角拐弯，所述波导转弯部内设有色散补偿反射器，其包括切角反射器和切角补偿器，所述切角反射器设置于所述波导转弯部的波导壁外侧，所述切角补偿器设置于所述波导转弯部的波导壁内侧，所述切角反射器所形成的反射面与所述切角补偿器所形成补偿面呈平行设置。

所述转角为直角转角，所述反射面与所述补偿面的法线与所述输入矩形波导的中线所形成的夹角呈45°±5°设置。

进一步地，所述色散补偿反射器还包括输入匹配阶梯和输出匹配阶梯，所述输入匹配阶梯位于所述波导输入部和波导转弯部之间，且所述输入匹配阶梯的一端与所述切角反射器的一端连接，所述输入匹配阶梯的另一端与所述波导输入部的波导内壁连接；所述输出匹配阶梯位于所述波导输出部与波导转弯部之间，且所述输出匹配阶梯的一端与所述切角反射器的另一端连接，所述输出匹配阶梯的另一端与所述波导输出部的波导内壁连接。

优选地，所述输入匹配阶梯与输出匹配阶梯均为直角阶梯，所述输入匹配阶梯的一端与所述波导输入部的波导内壁呈垂直连接，所述输出匹配阶梯的一端与所述波导输出部的波导内壁呈垂直连接。

所述输入匹配阶梯的两端分别与所述的波导输入部内壁和切角反射器通过一圆弧过渡结构连接，所述输出匹配阶梯的两端分别与所述的波导输出部内壁和切角反射器通过圆弧过渡结构连接。

所述切角补偿器为设置于所述转角内壁上的直角结构，其两端分别与所述输入矩形波导和输出矩形波导的波导内壁连接，所述直角结构的顶角处成型一与所述切角反射器的反射面呈平行设置的所述补偿面。

所述转角的外侧面形成一切角。

另一方面，本实用新型还提供了一种E面矩形波导，所述E面矩形波导中连接有上述的矩形波导直角拐弯。

此外，本实用新型还提供了一种H面矩形波导，所述H面矩形波导中连接有上述的矩形波导直角拐弯。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

A.本实用新型采用色散补偿反射器，通过补偿切角反射器输入端和输出端的等效色散电感，同时通过切角补偿器补偿切角反射器的等效电容，使电磁波经过波导时在色散补偿反射器的作用下进行色散补偿，其性能远优于传统的矩形波导切角拐弯和矩形波导圆弧拐弯，极大的拓展了矩形波导拐弯的工作带宽，解决了对小体积、宽频带、高性能矩形波导拐弯的需求。

B.本实用新型中的矩形波导拐弯在输入侧和输出侧由于存在等效电感，在转角处存在等效电容，传统的切角匹配(对应切角拐弯)存在明显的色散现象，因此影响了其工作带宽。本实用新型采用的色散补偿反射器，通过输入匹配阶梯补偿切角反射器输入端的等效色散电感，通过输出匹配阶梯补偿切角反射器输出端的等效色散电感，通过切角补偿器补偿切角反射器的等效电容，使电磁波经过色散补偿反射器时对其进行色散补偿，实现了在整个波导工作频段实现驻波比指标小于1.05的优质传导性能；同时，由于本实用新型直角拐弯体积小，工作频带宽，性能指标好，工作带宽拓展了一倍以上。

C.本实用新型所提供的矩形波导直角拐弯可以应用于E面矩形波导和 H面矩形波导中，可以提高E面矩形波导和H面矩形波导的使用性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1是本实用新型提供的矩形波导直角拐弯的组成结构示意图；

图2是色散补偿反射器的组成结构示意图；

图3是电磁波在本实用新型所提供的矩形波导直角拐弯中传输图示；

图4是H面切角拐弯电压驻波比计算结果图示；

图5是H面圆弧拐弯电压驻波比计算结果图示；

图6是本实用新型的H面拐弯电压驻波比计算结果图示。

附图标记说明：

1-输入矩形波导

2-转角

21-波导输入部，22-波导转弯部，23-波导输出部

3-输出矩形波导

4-色散补偿反射器

41-切角反射器

411-反射面

42-切角补偿器

421-补偿面

43-输入匹配阶梯

44-输出匹配阶梯

5-圆弧过渡结构；6-切角。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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和图2所示，本实用新型提供了一种矩形波导拐弯，包括输入矩形波导1、输出矩形波导3和转角2，转角2包括波导输入部21、波导转弯部22和波导输出部23，波导输入部21和波导输出部23的波导内壁分别与输入矩形波导1和输出矩形波导3的波导内壁串接后形成导通的直角拐弯，波导转弯部22内设有色散补偿反射器4，其包括切角反射器41 和切角补偿器42，切角反射器41设置于波导转弯部22的波导壁外侧，切角补偿器42设置于波导转弯部22的波导壁内侧，切角反射器41所形成的反射面411与切角补偿器42所形成补偿面421呈平行设置。本实用新型优选的转角2为直角转角，反射面411的法线与输入矩形波导1的中线所形成的夹角呈45±5度设置，优选为45度角。本实用新型通过在转角2处的波导内壁外侧和内侧分别设置切角反射器41和切角补偿器42，使电磁波经过波导时进行色散补偿，其性能远优于传统的矩形波导切角直角拐弯和矩形波导圆弧直角拐弯，极大的拓展了矩形波导直角拐弯的工作带宽，由于转角结构所占体积小，且通过对电磁波进行色散补偿后，在整个波导工作频段达到了宽频带、高性能矩形波导直角拐弯的需求。

如图2所示，为了进一步提升波导性能，在色散补偿反射器4中还包括输入匹配阶梯43和输出匹配阶梯44，输入匹配阶梯43位于波导输入部 21和波导转弯部22之间，且输入匹配阶梯43的一端与切角反射器41的一端连接，输入匹配阶梯43的另一端与波导输入部21的波导内壁连接；输出匹配阶梯44位于波导输出部23与波导转弯部22之间，且输出匹配阶梯44的一端与切角反射器41的另一端连接，输出匹配阶梯44的另一端与波导输出部23的波导内壁连接。本实用新型采用的色散补偿反射器，通过输入匹配阶梯补偿切角反射器输入端的等效色散电感，通过输出匹配阶梯补偿切角反射器输出端的等效色散电感，通过切角补偿器补偿切角反射器的等效电容，使电磁波经过色散补偿反射器时对其进行色散补偿，实现了在整个波导工作频段实现驻波比指标小于1.05的优质传导性能；同时，由于本实用新型直角拐弯体积小，工作频带宽，性能指标好，工作带宽拓展了一倍以上。

当然，本实用新型中所采用的输入匹配阶梯43与输出匹配阶梯44均为直角阶梯，如图2所示，输入匹配阶梯43的一端与波导输入部21的波导内壁呈垂直连接，输出匹配阶梯44的一端与波导输出部23的波导内壁呈垂直连接。同时更优选地，输入匹配阶梯43的两端分别与波导输入部 21内壁和切角反射器41端通过一圆弧过渡结构5连接，输出匹配阶梯44的两端分别与波导输出部23内壁和切角反射器41通过圆弧过渡结构5连接。如图2中，呈水平设置的波导输入部的末端与输入匹配阶梯的一直角边呈垂直设置，二者通过圆弧过渡结构连接，输入匹配阶梯的另一直角边与切角反射器的反射面通过圆弧过渡结构5连接，同样的，输出匹配阶梯的连接方式与输入匹配阶梯的连接方式相同，这里不再赘述。

另外，本实用新型所提供的切角补偿器42为设置于转角2的波导内壁上的直角结构，其两端分别与输入矩形波导1和输出矩形波导3的波导内壁连接，直角结构的顶角处成型一与切角反射器41的反射面411呈平行设置的补偿面421，切角反射器41的反射面411与切角补偿器的补偿面相结合大大提升了整个矩形波导直角拐弯的工作性能。

为了使整个矩形波导直角拐弯所占体积更小，本实用新型还在转角的外侧面制作一切角6，可以按照拐弯的具体安装位置对切角的角度和尺寸进行切制。

当电磁波从输入矩形波导1馈入时，在输入矩形波导1中以TE10主模形式传输至色散补偿反射器4；色散补偿反射器4中的切角反射器41将输入矩形波导1中传输的TE10主模电磁波经直角反射后转换成输出矩形波导3中传输的TE10主模电磁波，色散补偿反射器4中的输入匹配阶梯 43、切角补偿器42、输出匹配阶梯44分别在色散补偿反射器4的输入端、反射点和输出端对反射信号进行色散补偿；色散补偿反射器4输出的电磁波最后以TE10主模形式传输至输出矩形波导3，从而实现宽带信号的直角传输转换。电磁波在矩形波导直角拐弯中的传导情况如图3所示，因直角拐弯体积小，工作频带宽，性能指标好，工作带宽有的拓展了一倍以上，同时本实用新型对E面矩形波导直角拐弯和H面矩形波导直角拐弯均适用，应用范围广。

图4、图5和图6分别是针对H面拐弯的计算结果，本实用新型与传统拐弯的电压驻波比计算结果对比如下表所示：(其中电压驻波比大于1，理想值为1，越靠近1越好)

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种矩形波导拐弯，包括输入矩形波导(1)、输出矩形波导(3)和转角(2)，所述转角(2)包括波导输入部(21)、波导转弯部(22)和波导输出部(23)，所述的波导输入部(21)和波导输出部(23)的波导内壁分别与所述的输入矩形波导(1)和输出矩形波导(3)的波导内壁串接后形成导通的直角拐弯，其特征在于，所述波导转弯部(22)内设有色散补偿反射器(4)，其包括切角反射器(41)和切角补偿器(42)，所述切角反射器(41)设置于所述波导转弯部(22)的波导壁外侧，所述切角补偿器(42)设置于所述波导转弯部(22)的波导壁内侧，所述切角反射器(41)所形成的反射面(411)与所述切角补偿器(42)所形成补偿面(421)呈平行设置。

2.根据权利要求1所述的矩形波导拐弯，其特征在于，所述转角(2)为直角转角，所述反射面(411)与所述补偿面(421)的法线与所述输入矩形波导(1)的中线所形成的夹角呈45°±5°度设置。

3.根据权利要求2所述的矩形波导拐弯，其特征在于，所述色散补偿反射器(4)还包括输入匹配阶梯(43)和输出匹配阶梯(44)，所述输入匹配阶梯(43)位于所述波导输入部(21)和波导转弯部(22)之间，且所述输入匹配阶梯(43)的一端与所述切角反射器(41)的一端连接，所述输入匹配阶梯(43)的另一端与所述波导输入部(21)的波导内壁连接；所述输出匹配阶梯(44)位于所述波导输出部(23)与波导转弯部(22)之间，且所述输出匹配阶梯(44)的一端与所述切角反射器(41)的另一端连接，所述输出匹配阶梯(44)的另一端与所述波导输出部(23)的波导内壁连接。

4.根据权利要求3所述的矩形波导拐弯，其特征在于，所述输入匹配阶梯(43)与输出匹配阶梯(44)均为直角阶梯，所述输入匹配阶梯(43)的一端与所述波导输入部(21)的波导内壁呈垂直连接，所述输出匹配阶梯(44)的一端与所述波导输出部(23)的波导内壁呈垂直连接。

5.根据权利要求4所述的矩形波导拐弯，其特征在于，所述输入匹配阶梯(43)的两端分别与所述的波导输入部(21)内壁和切角反射器(41)通过一圆弧过渡结构(5)连接，所述输出匹配阶梯(44)的两端分别与所述的波导输出部(23)内壁和切角反射器(41)通过圆弧过渡结构(5)连接。

6.根据权利要求2-5任一所述的矩形波导拐弯，其特征在于，所述切角补偿器(42)为设置于所述转角(2)内壁上的直角结构，其两端分别与所述输入矩形波导(1)和输出矩形波导(3)的波导内壁连接，所述直角结构的顶角处成型一与所述切角反射器(41)的反射面(411)呈平行设置的所述补偿面(421)。

7.根据权利要求6所述的矩形波导拐弯，其特征在于，所述转角的外侧面形成一切角(6)。

8.一种E面矩形波导，其特征在于，所述E面矩形波导中连接有权利要求1-7任一所述的矩形波导拐弯。

9.一种H面矩形波导，其特征在于，所述H面矩形波导中连接有权利要求1-7任一所述的矩形波导拐弯。