CN212136659U - 一种波导同轴转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波导同轴转换器，包括转换器上腔、转换器下腔和连接器，所述转换器下腔内壁配置有用于阻抗变换的阶梯过渡结构，所述阶梯过渡结构配置有探针，该探针插至所述连接器。一种波导同轴转换器。本实用新型能降低装配难度，提高装配效率，减少装配导致的配件报废率，降低生产成本。

Description

一种波导同轴转换器

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种波导同轴转换器。

背景技术

波导同轴电缆组件广泛应用于微波射频通信系统之中，是雷达天线、导弹制导及微波测试中的重要无源器件。由于波导器件具有工作频率高、功率容量大，传输损耗小等特点，因此特别适合应用于高频频段且对功率传输有较高要求的场合。

现有已公开的专利名称为“一种Ka频段波导同轴转换器”、公布号为CN110739513A的中国发明专利，该专利包括波导底座、波导上盖和K型连接器。波导上盖通过标准M1.6内六角螺钉固定于波导底座顶面，K型连接器通过标准M2.5螺钉紧固固定于波导上盖顶面。波导底座顶面与波导上盖底面分别有一段阶梯式过度结构，两段阶梯式过度结构不完全一样，波导底座与波导上盖装配后，波导内部形成由非对称双脊波导到矩形波导的过度结构。

在上述发明专利公开的技术方案中，K型连接器探针插至波导上盖通孔进而插至同轴转换器内，探针末端插至波导底座的圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内通过填埋导电银胶后烘干的方式使K型连接器与波导底座固连。但是，由于圆柱形凹槽在波导同轴转换器内，且圆柱形凹槽较小，在装配在过程中也无法看清圆柱形凹槽的位置，在装配过程中经常出现探针无法对准圆柱形凹槽，导致重复插装K型连接器，增加了装配难度，降低了装配效率，甚至导致探针折弯而报废，增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的包括提供一种波导同轴转换器，其能够解决现有技术中由于圆柱形凹槽在波导同轴转换器内，且圆柱形凹槽较小，在装配在过程中也无法看清圆柱形凹槽的位置，在装配过程中经常出现探针无法对准圆柱形凹槽，导致重复插装K型连接器，增加了装配难度，降低了装配效率，甚至导致探针折弯而报废，增加生产成本的问题，实现降低装配难度，提高装配效率，减少装配导致的配件报废率，降低生产成本的目的。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

一种波导同轴转换器，包括转换器上腔、转换器下腔和连接器，所述转换器下腔内壁配置有用于阻抗变换的阶梯过渡结构，所述阶梯过渡结构配置有探针，该探针插至所述连接器。

在其中一个实施例中，所述阶梯过渡结构配置为三阶阶梯过渡结构，所述探针配置于三阶阶梯过渡结构的最高台阶。

在其中一个实施例中，所述转换器下腔内壁配置有波导传输槽，该波导传输槽与所述转换器上腔内壁构成一端开口的波导传输孔；所述转换器上腔配置有第一通孔，所述探针插至所述第一通孔且延伸至所述转换器上腔外部。

在其中一个实施例中，所述转换器上腔外壁配置有用于安装所述连接器的第一定位槽。

在其中一个实施例中，所述转换器下腔内壁配置有波导传输槽，该波导传输槽与所述转换器上腔内壁构成贯通波导同轴转换器两端的波导传输孔；所述探针中心轴平行于所述波导传输槽轴线，且所述探针延伸至所述波导传输孔外。

在其中一个实施例中，还包括配置于所述波导传输孔一端且用于连接所述连接器的转换器后盖，该转换器后盖配置有容置所述探针的第二通孔。

在其中一个实施例中，所述转换器后盖配置有用于安装所述连接器的第二定位槽。

在其中一个实施例中，所述探针配置为阶梯轴状。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本实用新型实施例将探针与阶梯过渡结构一体成型，将现有技术中探针插至圆孔的装配工艺变为作为母头的连接器套接于探针的装配工艺，要实现本技术方案的装配工艺，探针与波导同轴转换器可看作一个公头，探针会露出一段用于插接且直接可视的部分，便于装配人员在清楚探针位置的情况下将连接器对准探针并套接于探针，降低了装配难度，提高了装配效率，避免了现有技术中将探针插至圆孔难以对准而导致探针弯曲，减少了装配导致的配件报废率，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的俯视图；

图3为本实用新型实施例1的左视图；

图4为本实用新型实施例2的结构示意图；

图5为本实用新型实施例2的俯视图；

图6为本实用新型实施例2的右视图；

图7为本实用新型的整体仿真插损S21曲线图；

图8为本实用新型的整体仿真驻波比VSWR曲线图。

图标：

1-转换器上腔，2-转换器下腔，21-阶梯过渡结构，22-探针，3-连接器，4-转换器后盖。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

实施例1

请参照图1至图3，一种波导同轴转换器，包括转换器上腔1、转换器下腔2和连接器3，所述转换器下腔2内壁配置有用于阻抗变换的阶梯过渡结构21，所述阶梯过渡结构21配置有探针22，该探针22插至所述连接器 3。

为了降低装配难度，提高装配效率，减少装配导致的配件报废率，降低生产成本，本技术方案将探针22与阶梯过渡结构21作为一个整体设计，在加工时，探针22可以与阶梯过渡结构21一体成型，在加工转换器下腔2 内的阶梯过渡结构21时，可紧接着进行探针22加工，在转换器上腔1配置可供探针22穿过的第一通孔，而且探针22延伸至第一通孔外侧，转换器上腔1连接器3为现有技术中的标准件，且连接器3为与探针22插接的母头。在装配时，只需将连接器3对准探针22并套接在探针22上即可完成连接器3与波导同轴转换器的装配。与现有技术相比，本技术方案将探针22与阶梯过渡结构21一体成型，将现有技术中探针插至圆孔的装配工艺变为作为母头的连接器3套接于探针22的装配工艺，要实现本技术方案的装配工艺，探针22与波导同轴转换器可看作一个公头，探针22会露出一段用于插接且直接可视的部分，便于装配人员在清楚探针22位置的情况下将连接器3对准探针22并套接于探针22，降低了装配难度，提高了装配效率，避免了现有技术中将探针插至圆孔难以对准而导致探针弯曲，减少了装配导致的配件报废率，降低了生产成本。

在本实施例中，所述阶梯过渡结构21配置为三阶阶梯过渡结构，所述探针22配置于三阶阶梯过渡结构的最高台阶。

转换器上腔1与转换器下腔2拼合构成波导传输槽，现有技术中在转换器上腔配置四阶阶梯过渡结构，转换器下腔均配置五阶阶梯过渡结构，由于波导传输槽的高度固定，阶梯过渡结构21的台阶数越多，意味着单个台阶的高度越小，加工时为了保证台阶，要用更高的加工精度，使得加工成本增高，而且，实际装配时，上下腔的相对位置也会有影响波导同轴转换器的输出性能。

在波导同轴转换器性能不变的前提下，优化阻抗变换结构，降低加工成本，本技术方案只在转换器下腔2内壁配置有用于阻抗变换的阶梯过渡结构21，而且将阶梯过渡结构21配置为三阶阶梯过渡结构。阶梯过渡结构 21的台阶数量与波导同轴转换器最终输出性能并不是完全的线性关系，波导同轴转换器最终输出性能跟台阶宽度也有关，涉及到波导腔谐振效应。不同的频段，也可以用相同的阶数优化。本技术方案中采用三阶阶梯过渡结构也能实现现有技术中波导同轴转换器的输出性能，并且对于加工来说，简单的阶梯结构能达到相同的效果，那么单个台阶的高度相对增大，单个台阶的加工误差更容易保证，可采用相对现有技术较低的加工精度进行加工，实现了降低加工成本的目的，提高了成品率和可靠性。

在本实施例中，所述转换器下腔2内壁配置有波导传输槽，该波导传输槽与所述转换器上腔1内壁构成一端开口的波导传输孔；所述转换器上腔1配置有第一通孔，所述探针22插至所述第一通孔且延伸至所述转换器上腔1外部。

本实施例为波导同轴转换器的一种实施方式，即转换器上腔1与转换器下腔2拼合后形成一个盲孔结构的波导传输孔，其中，转换器上腔1内壁为光滑平整的平面，转换器下腔2内壁配置有波导传输槽，该波导传输槽自转换器下腔2一端端面延伸至转换器下腔2内，对应的，在转换器上腔1配置用于容置探针22的第一通孔，探针22插至第一通孔且延伸至转换器上腔1外部，与现有技术相比，在加工时，只需在转换器下腔2的加工凹槽、台阶等结构，在转换器上腔1内壁只需加工出平面即可，大大简化了波导同轴转换器的结构，使得加工工艺更加简单，降低加工成本。

在本实施例中，所述转换器上腔1外壁配置有用于安装所述连接器3 的第一定位槽。

由于连接器3是采用螺栓固定，在装配或拆装过程中，连接器3套接于探针22后，拧紧螺栓时螺栓头部会对连接器3产生一个沿螺栓转动方向的摩擦力，使得连接器3出现较大的位置偏移，导致连接器3折弯探针22。为了避免装配连接器3导致的探针22变形，本技术方案在转换器上腔1外壁配置有用于安装连接器3的第一定位槽，在装配时，连接器3套接于探针22后，连接器3位于第一定位槽中，第一定位槽的大小与连接器3匹配。在螺栓固定过程中，通过第一定位槽限制连接器3的大位移量的偏移，保证连接器3的偏移量在可接受范围内，避免连接器3折弯探针22。应当说明的是，连接器3与探针22之间有一定的位置偏移冗余量，即配合工差。

在本实施例中，所述探针22配置为阶梯轴状。

由于探针22插入连接器3的部分直径较小，为了保证探针22有足够的强度和刚度，本技术方案将探针22设置为阶梯轴状，探针22的端部即即插至连接器3中的部分为小直径段，探针22端部一下为大直径段，小直径段的长度根据连接器3的配合需要而定。

实施例2

请参照图4至图6，本实施例在实施例1的基础上作进一步的说明，与实施例1的区别在于：

在本实施例中，所述转换器下腔2内壁配置有波导传输槽，该波导传输槽与所述转换器上腔1内壁构成贯通波导同轴转换器两端的波导传输孔；所述探针22中心轴平行于所述波导传输槽轴线，且所述探针22延伸至所述波导传输孔外。

本实施例为波导同轴转换器的另一种实施方式，即转换器上腔1与转换器下腔2拼合后形成一个通孔结构的波导传输孔，该波导传输孔自波导同轴转换器的一端面贯通于另一个端面，其中，转换器上腔1内壁为光滑平整的平面，转换器下腔2内壁配置有波导传输槽，该波导传输槽自转换器下腔2一端端面延伸至转换器下腔2另一端面，探针22延伸至波导传输孔外部，与现有技术相比，在加工时，只需在转换器下腔2的加工凹槽、台阶等结构，在转换器上腔1内壁只需加工出平面即可，大大简化了波导同轴转换器的结构，使得加工工艺更加简单，降低加工成本。

在本实施例中，还包括配置于所述波导传输孔一端且用于连接所述连接器3的转换器后盖4，该转换器后盖4配置有容置所述探针22的第二通孔。

为了安装连接器3，本技术方案在波导同轴转换器一端配置转换器后盖 4，在装配时，探针22穿过第二通孔。

在本实施例中，所述转换器后盖4配置有用于安装所述连接器3的第二定位槽。

由于连接器3与转换器后盖4是采用螺栓固定，在装配或拆装过程中，连接器3套接于探针22后，拧紧螺栓时螺栓头部会对连接器3产生一个沿螺栓转动方向的摩擦力，使得连接器3出现较大的位置偏移，导致连接器3 折弯探针22。为了避免装配连接器3导致的探针22变形，本技术方案在转换器后盖4配置有用于安装连接器3的第二定位槽，在装配时，连接器3 套接于探针22后，连接器3位于第二定位槽中，第二定位槽的大小与连接器3匹配。在螺栓固定过程中，通过第二定位槽限制连接器3的大位移量的偏移，保证连接器3的偏移量在可接受范围内，避免连接器3折弯探针 22。应当说明的是，连接器3与探针22之间有一定的位置偏移冗余量，即配合工差。

本实施例其余部分与实施例1相同。

将本实用新型的技术方案三维高频电磁场仿真工具HFss进行模拟仿真，得出插入损耗S21曲线图和驻波比VSWR曲线图，请参照图7至图8， Insert Loss译为插入损耗，通俗的叫法是S21，表征输出端口信号与输入端口信号之间的衰减关系，衰减理想值为0dB，越接近0，则说明信号损失越少；VSWR译为电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio)，一般简称驻波比。电磁波从甲介质传导到乙介质，会由于介质不同，电磁波的能量会有一部分被反射，从而在甲介质区域形成“行驻波”。电压驻波比,指的就是行驻波的电压峰值与电压谷值之比，驻波比越大，反射功率越高，传输效率越低。该数据的理想值为1。但实际值会大于1，越接近1，则说明组件传输效率越高。另外，Ka频段工作频率覆盖范围是26.5-40GHz。

根据图7可知，在Ka频段工作频率26.5-40GHz内，本实用新型的插入损耗最低值为-0.0037dB，插入损耗最高值为-0.0008dB，与理想值0dB 很接近。

根据图8可知，在Ka频段工作频率26.5-40GHz内，本实用新型的驻波比最低值为1.0280，驻波比最高值为1.0600，与理想值1很接近。

结合图7至图8，综合分析可得出本实用新型的波导同轴转换器性能优良的结论，而且本实用新型的生产工艺相比现有技术更容易实现。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种波导同轴转换器，包括转换器上腔(1)、转换器下腔(2)和连接器(3)，所述转换器下腔(2)内壁配置有用于阻抗变换的阶梯过渡结构(21)，其特征在于，所述阶梯过渡结构(21)配置有探针(22)，该探针(22)插至所述连接器(3)。

2.根据权利要求1所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述阶梯过渡结构(21)配置为三阶阶梯过渡结构，所述探针(22)配置于三阶阶梯过渡结构的最高台阶。

3.根据权利要求1所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述转换器下腔(2)内壁配置有波导传输槽，该波导传输槽与所述转换器上腔(1)内壁构成一端开口的波导传输孔；

所述转换器上腔(1)配置有第一通孔，所述探针(22)插至所述第一通孔且延伸至所述转换器上腔(1)外部。

4.根据权利要求3所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述转换器上腔(1)外壁配置有用于安装所述连接器(3)的第一定位槽。

5.根据权利要求1所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述转换器下腔(2)内壁配置有波导传输槽，该波导传输槽与所述转换器上腔(1)内壁构成贯通波导同轴转换器两端的波导传输孔；

所述探针(22)中心轴平行于所述波导传输槽轴线，且所述探针(22)延伸至所述波导传输孔外。

6.根据权利要求5所述的波导同轴转换器，其特征在于，还包括配置于所述波导传输孔一端且用于连接所述连接器(3)的转换器后盖(4)，该转换器后盖(4)配置有容置所述探针(22)的第二通孔。

7.根据权利要求6所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述转换器后盖(4)配置有用于安装所述连接器(3)的第二定位槽。

8.根据权利要求1所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述探针(22)配置为阶梯轴状。

Images