CN210296586U - 毫米波大功率波导负载 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种毫米波大功率波导负载，涉及通讯设备和无线电放大器技术领域。所述波导负载包括直波导，所述直波导的一端延伸入波导吸收腔体内，波导吸收腔体内的直波导的两侧设置有吸波材料，所述直波导内设置有宽度不变的直波导空气腔，所述直波导位于波导吸收腔体外的一端连接有过渡波导，所述过渡波导中的过渡波导空气腔的高度和宽度从右到左逐渐变大，且最右侧的所述过渡波导空气腔的横截面形状与所述直波导空气腔的横截面形状相同。所述波导负载的结构简单，易于生产安装，可以工作在毫米波太赫兹频段，并易于实现吸收数百瓦级的功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及通讯设备和无线电放大器技术领域，尤其涉及一种毫米波大功率波导负载。
背景技术
在微波电磁场技术领域，波导负载的主要功能是用来吸收入射波能量的单端口器件，以达到改善波导电路的整体匹配性能，是军事雷达、卫星通讯、遥测遥控、卫星导航、移动通信和微波测试系统中重要的无源器件。
波导负载通常按能够承受的最大功率值分为低功率、中功率、高功率三种，其中随着高功率微波器件应用越来越多，大功率波导负载的需求也越来越大。目前，波导负载的通常的结构包括带法兰的直波导、波导吸收腔和吸收体，直波导和波导吸收腔同中心线设置且横截面的长宽相同，也就是具有相同的波导型号。通常在波导吸收腔体中放入吸收体，将入射波的电磁能量全部吸收，同时转化成热能排出，使得在波导电路内传输的功率全部被吸收而不反射，避免引起入射前端器件被反射的功率损坏。为了承受更大的功率，需要增大波导吸收腔体体积，同时在波导吸收腔体外增加散热组件，有的情况下还需要增加电机风扇或者水冷循环系统。
目前，对于频率较低的分米波厘米波应用，由于对应的波导横截面尺寸较大，采用直波导的设计方法是合适的，所涉及的波导负载可以承受百瓦级甚至千瓦级的功率。但是对于毫米波太赫兹等高频段的大功率应用场合，由于对应的波导截面尺寸较小，直波导和波导吸收腔如果还采用这种设计方法，一方面直波导和小吸收腔体在大功率入射时会引起打火现象，另外一方面散热组件会占用本来在高频段应用场合下已经非常有限的系统空间。因此目前毫米波太赫兹波导负载承受的功率都比较小，一般只有瓦级。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种承受功率大的毫米波大功率波导负载。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种毫米波大功率波导负载，其特征在于：包括直波导，所述直波导的一端延伸入波导吸收腔体内，波导吸收腔体内的直波导的两侧设置有吸波材料，所述直波导内设置有宽度不变的直波导空气腔，所述直波导位于波导吸收腔体外的一端连接有过渡波导，所述过渡波导中的过渡波导空气腔的高度和宽度从右到左逐渐变大，且最右侧的所述过渡波导空气腔的横截面形状与所述直波导空气腔的横截面形状相同。
进一步的技术方案在于：所述波导吸收腔体的外侧设置有散热翅。
进一步的技术方案在于：所述直波导位于波导吸收腔体外的端部设置有第一连接法兰，所述过渡波导与所述第一连接法兰相对的一端设置有第二连接法兰，通过所述第一连接法兰与第二连接法兰相互配合，将所述过渡波导与所述直波导固定连接到一起。
进一步的技术方案在于：所述过渡波导的外侧端部设置有第三连接法兰，所述第三连接法兰上设置有定位销钉，所述定位销钉设置有两个，沿所述第三连接法兰外端面的对角线设置。
进一步的技术方案在于：所述第三连接法兰的型号为FUGP900，所述第二连接法兰和第一连接法兰的型号为FBP220，长度为84mm，所述过渡波导空气腔的横截面从WR10波导横截面尺寸逐渐过渡到WR42波导横截面尺寸。
进一步的技术方案在于：所述散热翅设置在所述波导吸收腔体的上侧面和下侧面上。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述波导负载中，由于过渡波导可以提供由窄逐渐变宽的空间，电路阻抗得到良好的匹配，并在终端提供一个较宽的波导吸收腔体，其表面积大，易于散热，入射波能量可以在其中更好的传播并在波导吸收腔体中被吸收，而不会导致打火，发热和反射。根据匹配的实际需要，过渡波导可以采取一节或多节，逐级过渡，这种设计使得毫米波和太赫兹波段的波导大功率负载可以实现承受数十瓦级甚至数百瓦级的功率。综上，所述波导负载的结构简单，易于生产安装，可以工作在毫米波太赫兹频段，且可接受功率大。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例所述波导负载的结构示意图；
图2是本实用新型实施例所述波导负载去掉散热翅后的透视图；
图3是本实用新型实施例所述波导负载去掉过渡波导后的结构示意图；
图4是本实用新型实施例所述过渡波导的立体结构示意图；
图5是本实用新型实施例所述过渡波导的剖视结构示意图（沿竖直面）；
图6是本实用新型实施例所述过渡波导的剖视结构示意图（沿水平面）；
图7是本实用新型实施例中75-110GHz大功率波导负载驻波实测曲线图；
其中：1、直波导；2、波导吸收腔体；3、吸波材料；4、直波导空气腔；5、过渡波导；6、过渡波导空气腔；7、散热翅；8、第一连接法兰；9、第二连接法兰；10、第三连接法兰；11、定位销钉。
具体实施方式
下面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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所述，本实用新型实施例公开了一种毫米波大功率波导负载，包括直波导1，所述直波导1的一端延伸入波导吸收腔体2内，波导吸收腔体2内的直波导1的两侧设置有吸波材料3，如图2所示；所述直波导1内设置有宽度不变的直波导空气腔4，如图3所示。所述直波导1位于波导吸收腔体2外的一端连接有过渡波导5，如图4-图6所示，所述过渡波导5中的过渡波导空气腔6的高度和宽度从右到左逐渐变大，且最右侧的所述过渡波导空气腔6的横截面形状与所述直波导空气腔4的横截面形状相同。
进一步的，如图1所示，所述波导吸收腔体2的外侧设置有散热翅7，所述散热翅7设置在所述波导吸收腔体2的上侧面和下侧面上，通过所述散热翅7将所述入波导吸收腔体2内的热量及时散出，防止其过热损坏。
如图1-图4所示，所述直波导1位于波导吸收腔体2外的端部设置有第一连接法兰8，所述过渡波导5与所述第一连接法兰8相对的一端设置有第二连接法兰9，通过所述第一连接法兰8与第二连接法兰9相互配合，将所述过渡波导5与所述直波导1固定连接到一起。所述过渡波导5的外侧端部设置有第三连接法兰10，由于波导负载工作在毫米波太赫兹频段，过渡波导输出端法兰（第三连接法兰10）上配置有精密定位销钉，所述定位销钉11设置有两个，沿所述第三连接法兰10外端面的对角线设置。
在一个实施例中，首先根据所需要的工作频率，选择过渡波导输出端的标准波导型号为WR10，其标准法兰型号是FUGP900，外观为圆形，其工作频率是75-110GHz，属于毫米波频段。本申请选择用来过渡的波导型号是WR42，其标准法兰型号为FBP220，其法兰外观为方形，其工作频率是18-26.5GHz，属于厘米波频段，如图3所示。设计一个过渡波导，从WR10过渡到WR42，如图4-图6所示，其一端为法兰FUGP900，另一端为法兰FBP220，长度是84mm，过渡波导内部从WR10波导横截面尺寸逐渐过渡到WR42波导横截面尺寸。
如表1所示，所述大功率波导负载工作在75-110GHz，可以承受200W的平均工作功率，其峰值功率可达到30KW，总长度为261.6mm，最大横截面为散热器后视图70mm*70.3mm。图7是波导负载实际测试的驻波数据，其最大值小于1.1。
表1 ：75-110GHz大功率波导负载技术指标
综上，本申请所述波导负载中，由于过渡波导可以提供由窄逐渐变宽的空间，电路阻抗得到良好的匹配，并在终端提供一个较宽的波导吸收腔体，其表面积大，易于散热，入射波能量可以在其中更好的传播并在波导吸收腔体中被吸收，而不会导致打火，发热和反射。根据匹配的实际需要，过渡波导可以采取一节或多节，逐级过渡。这种设计使得毫米波和太赫兹波段的波导大功率负载可以实现承受数十瓦级甚至数百瓦级的功率。综上所述波导负载的结构简单，易于生产安装，可以工作在毫米波太赫兹频段，且可接受功率大。
Claims (6)
1.一种毫米波大功率波导负载，其特征在于：包括直波导（1），所述直波导（1）的一端延伸入波导吸收腔体（2）内，波导吸收腔体（2）内的直波导（1）的两侧设置有吸波材料（3），所述直波导（1）内设置有宽度不变的直波导空气腔（4），所述直波导（1）位于波导吸收腔体（2）外的一端连接有过渡波导（5），所述过渡波导（5）中的过渡波导空气腔（6）的高度和宽度从右到左逐渐变大，且最右侧的所述过渡波导空气腔（6）的横截面形状与所述直波导空气腔（4）的横截面形状相同。
2.如权利要求1所述的毫米波大功率波导负载，其特征在于：所述波导吸收腔体（2）的外侧设置有散热翅（7）。
3.如权利要求1所述的毫米波大功率波导负载，其特征在于：所述直波导（1）位于波导吸收腔体（2）外的端部设置有第一连接法兰（8），所述过渡波导（5）与所述第一连接法兰（8）相对的一端设置有第二连接法兰（9），通过所述第一连接法兰（8）与第二连接法兰（9）相互配合，将所述过渡波导（5）与所述直波导（1）固定连接到一起。
4.如权利要求3所述的毫米波大功率波导负载，其特征在于：所述过渡波导（5）的外侧端部设置有第三连接法兰（10），所述第三连接法兰（10）上设置有定位销钉（11），所述定位销钉（11）设置有两个，沿所述第三连接法兰（10）外端面的对角线设置。
5.如权利要求4所述的毫米波大功率波导负载，其特征在于：所述第三连接法兰（10）的型号为FUGP900，所述第二连接法兰（9）和第一连接法兰（8）的型号为FBP220，所述过渡波导（5）的长度为84mm，所述过渡波导空气腔（6）的横截面从WR10波导横截面尺寸逐渐过渡到WR42波导横截面尺寸。
6.如权利要求2所述的毫米波大功率波导负载，其特征在于：所述散热翅（7）设置在所述波导吸收腔体（2）的上侧面和下侧面上。
Priority Applications (1)
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| CN201921644520.0U CN210296586U (zh) | 2019-09-29 | 2019-09-29 | 毫米波大功率波导负载 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921644520.0U CN210296586U (zh) | 2019-09-29 | 2019-09-29 | 毫米波大功率波导负载 |
Publications (1)
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| CN (1) | CN210296586U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114464976A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-05-10 | 航天恒星科技有限公司 | Ku频段微带波导转换装置 |
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2019
- 2019-09-29 CN CN201921644520.0U patent/CN210296586U/zh active Active
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