CN210403995U

CN210403995U - 波导转换器及功率合成器

Info

Publication number: CN210403995U
Application number: CN201921842342.2U
Authority: CN
Inventors: 段齐
Original assignee: Guangzhou Anbo Communication Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Anbo Communication Technology Co ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2020-04-24
Anticipated expiration: 2029-10-29

Abstract

本实用新型涉及通信技术领域，具体公开一种波导转换器及功率合成器，本实用新型的波导转换器包括设置有同轴的外导体和内导体的同轴导体，及与同轴导体连接的双脊波导结构，同轴导体的轴向与波导转换器的电磁场传输方向一致，外导体的直径大于内导体的直径且小于双脊波导结构的宽度，双脊波导结构包括上脊、下脊，内导体的直径小于下脊的宽度，下脊设置有阶梯渐变结构，阶梯渐变结构与同轴导体连接，内导体轴心正对阶梯渐变结构与同轴导体连接的接触面的中心，本实用新型的波导转换器的功率容量大，波导频率宽带大，可以抑制高次模。

Description

波导转换器及功率合成器

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种波导转换器及功率合成器。

背景技术

现有技术中，波导转换器在雷达、精密制导、电子对抗等系统得到了广泛应用。然而，随着微波技术的发展，功率容量的功能需求与日俱增，同时波导频率的宽带需求也越来越大，现有波导转换器的功率容量无法满足超宽带、大功率的使用需求，亟需一种新的波导转换器来满足使用需求。

实用新型内容

本实用新型实施例的一个目的在于，提供一种波导转换器及功率合成器，其功率容量大、波导频率宽带大。

为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种波导转换器，包括设置有同轴的外导体和内导体的同轴导体，及与所述同轴导体连接的双脊波导结构，所述同轴导体的轴向与所述波导转换器的电磁场传输方向一致，所述外导体的直径大于所述内导体的直径且小于所述双脊波导结构的宽度，所述双脊波导结构包括上脊、下脊，所述内导体的直径小于所述下脊的宽度，所述下脊设置有阶梯渐变结构，所述阶梯渐变结构与所述同轴导体连接，所述内导体轴心正对所述阶梯渐变结构与所述同轴导体连接的接触面的中心。

作为波导转换器的一种优选方案，所述阶梯渐变结构包括五级阶梯，分别为依次设置的第一阶梯、第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯和第五阶梯。

作为波导转换器的一种优选方案，所述第一阶梯与第二阶梯在所述同轴导体上的投影高度差为1.38mm，所述第二阶梯与第三阶梯在所述同轴导体上的投影高度差为1.4mm，所述第三阶梯与第四阶梯在所述同轴导体上的投影高度差为0.36mm，所述第四阶梯与第五阶梯在所述同轴导体上的投影高度差为0.15mm。

作为波导转换器的一种优选方案，所述外导体直径为8mm，所述内导体直径为3.44mm。

作为波导转换器的一种优选方案，所述同轴导体由金属制成。

作为波导转换器的一种优选方案，所述双脊波导结构由金属制成。

作为波导转换器的一种优选方案，所述双脊波导结构设置有螺纹孔，所述同轴导体设置有对应所述螺纹孔的螺杆，所述双脊波导结构与所述同轴导体通过所述螺纹孔和所述螺杆连接。

第二方面，提供一种功率合成器，包括所述波导转换器，与所述波导转换器连接的径向合成器，以及与所述径向合成器连接的功放模块。

本实用新型实施例的有益效果为：

通过设置同轴导体和双脊波导结构组成波导转换器，同轴导体部分为同轴系统，双脊波导结构部分为脊波导系统，通过在同轴导体上设置双脊波导结构，可以对同轴系统进行传输模式转换，在下脊设置阶梯渐变结构可以增大波导频率的宽带，同时也可以抑制同轴系统向脊波导系统模式转换时引起的高次模，避免恶化回波损耗和插入损耗指标，从而避免影响电路传输特性，此外，对于同轴系统，在内导体外设置大于脊宽度的外导体，可以增大波导转换器的功率容量，从而满足波导转换器超宽带、大功率的使用需求。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型一实施例提供的波导转换器的结构剖视图。

图2为本实用新型另一实施例提供的功率合成器的结构示意图。

图3为本实用新型一实施例提供的波导转换器的信号传输效果仿真图。

图中：

1、波导转换器；11、同轴导体；111、外导体；112、内导体；12、双脊波导结构；121、上脊；122、下脊；1221、阶梯渐变结构；

2、径向合成器；

3、功放模块。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参考图1，本实用新型实施例提供一种波导转换器1，包括设置有同轴的外导体111和内导体112的同轴导体11，及与同轴导体11连接的双脊波导结构12，同轴导体11的轴向与波导转换器1的电磁场传输方向一致，外导体111的直径大于内导体112的直径且小于双脊波导结构12的宽度，双脊波导结构12包括上脊121、下脊122，内导体112的直径小于下脊122的宽度，下脊122设置有阶梯渐变结构1221，阶梯渐变结构1221与同轴导体11连接，同时内导体112轴心正对阶梯渐变结构1221与同轴导体11连接的接触面的中心。

本实施例通过设置同轴导体11和双脊波导结构12组成波导转换器1，同轴导体11部分为同轴系统，双脊波导结构12部分为脊波导系统，通过在同轴导体11上设置双脊波导结构12，可以对同轴系统进行传输模式转换，在下脊122设置阶梯渐变结构1221可以增大波导频率的宽带，同时也可以抑制同轴系统向脊波导系统模式转换时引起的高次模，避免恶化回波损耗和插入损耗指标，从而避免影响电路传输特性，此外，对于同轴系统，在内导体112外设置大于下脊122宽度的外导体111，可以增大波导转换器1的功率容量，从而满足波导转换器1超宽带、大功率的使用需求。

在一个实施例中，参考图1，阶梯渐变结构1221可以包括五级阶梯，分别为依次设置的第一阶梯、第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯和第五阶梯，通过利用多阶阻抗渐变的特性，以达到增大波导转换器1的波导频率带宽的需求。本实施例以WRD650型号的转换器指标为标准，设置波导转换器1的波导频率带宽范围为6.5Ghz至18Ghz。

进一步地，在另一个实施例中，可以设置第一阶梯与第二阶梯在同轴导体11上的投影高度差为1.38mm，第二阶梯与第三阶梯在同轴导体11上的投影高度差为1.4mm，第三阶梯与第四阶梯在同轴导体11上的投影高度差为0.36mm，第四阶梯与第五阶梯在同轴导体11上的投影高度差为0.15mm，根据多阶阻抗渐变的特性，阶梯渐变结构1221的阶梯越多，在信号传输方向上的阶梯间高度差趋于减小时，阻抗越大，因此，可以获得全频段回波损耗小于-12dB，插入损耗小于-0.5dB的波导转换器1，仿真结果如图3所示。

在另一个实施例中，可以设置外导体111直径为8mm，内导体112直径为3.44mm，以获得功率容量为250W的波导转换器1。

在一个实施例中，同轴导体11可以由金属制成，如铜材、铝材等，以获得良好的信号传输效果。同样的，在另一个实施例中，双脊波导结构12也可以由金属制成，以达到同样的信号传输效果。

为了增大同轴导体11和双脊波导结构12的连接可靠性，在一个实施例中，可在双脊波导结构12与同轴导体11的连接面设置螺纹孔，同样地，在同轴导体11与双脊波导结构12的连接面设置对应螺纹孔的螺杆，使得双脊波导结构12与同轴导体11可以通过螺纹孔和螺杆连接，从而避免传输大功率信号时二者之间的连接空隙会引起电弧火花。

本实用新型实施例还提供一种功率合成器，参考图2，本实施例的功率合成器包括波导转换器1，与波导转换器1连接的径向合成器2，以及与径向合成器2连接的功放模块3，其中，功放模块3为输入端口，波导转换器1为输出端口，通过本实施例的功率合成器，可以通过多个功放模块3接入输入信号，从而在波导转换器1合成并输出。本实施例中的波导转换器1可以与上述实施例的波导转换器1拥有同样的结构及达到同样的效果，本实施例不再赘述。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种波导转换器，其特征在于，包括设置有同轴的外导体和内导体的同轴导体，及与所述同轴导体连接的双脊波导结构，所述同轴导体的轴向与所述波导转换器的电磁场传输方向一致，所述外导体的直径大于所述内导体的直径且小于所述双脊波导结构的宽度，所述双脊波导结构包括上脊、下脊，所述内导体的直径小于所述下脊的宽度，所述下脊设置有阶梯渐变结构，所述阶梯渐变结构与所述同轴导体连接，所述内导体轴心正对所述阶梯渐变结构与所述同轴导体连接的接触面的中心。

2.根据权利要求1所述的波导转换器，其特征在于，所述阶梯渐变结构包括五级阶梯，分别为依次设置的第一阶梯、第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯和第五阶梯。

3.根据权利要求2所述的波导转换器，其特征在于，所述第一阶梯与第二阶梯在所述同轴导体上的投影高度差为1.38mm，所述第二阶梯与第三阶梯在所述同轴导体上的投影高度差为1.4mm，所述第三阶梯与第四阶梯在所述同轴导体上的投影高度差为0.36mm，所述第四阶梯与第五阶梯在所述同轴导体上的投影高度差为0.15mm。

4.根据权利要求1所述的波导转换器，其特征在于，所述外导体直径为8mm，所述内导体直径为3.44mm。

5.根据权利要求1所述的波导转换器，其特征在于，所述同轴导体由金属制成。

6.根据权利要求1所述的波导转换器，其特征在于，所述双脊波导结构由金属制成。

7.根据权利要求1所述的波导转换器，其特征在于，所述双脊波导结构设置有螺纹孔，所述同轴导体设置有对应所述螺纹孔的螺杆，所述双脊波导结构与所述同轴导体通过所述螺纹孔和所述螺杆连接。

8.一种功率合成器，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的波导转换器，与所述波导转换器连接的径向合成器，以及与所述径向合成器连接的功放模块。