CN216145752U - 一种射频系统波导接口气密封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种射频系统波导接口气密封装结构，基于现有波导传输装置（1），采用全新结构设计，分别针对两波导接口，应用玻璃窗（2）与固定框（3）所构结构、以及微带波导转换结构，并配合不同接口段分别所设计的波导匹配结构进行应用，拥有损耗低、驻波小、工作频率高、工作频带相对较宽、体积小、应用场合广泛、可靠性高的优点；整个方案设计不仅可以实现微波毫米波系统的气密封装，大大提高微波毫米波系统的长期可靠性，使其广泛应用于各种气候环境场合，提高系统环境适应能力，也将改变目前恶劣环境要求下微波毫米波系统设计思路，重新引入波导传输结构，减小系统路径损耗，实现微波毫米波系统低成本研发需求。

Description

一种射频系统波导接口气密封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种射频系统波导接口气密封装结构，属于射频波导系统技术领域。

背景技术

近年来，伴随着通讯技术的快速发展，毫米波、亚毫米波频段射频电路与系统愈发成熟。毫米波、亚毫米波系统凭借其频滤高、波长短、带宽宽、传播特性独特等优势广泛应用于各种通信系统、相控阵雷达、导弹、以及各种先进的电子战系统中，已成为目前发展的热点方向并形成系列支柱产品。

波导传输结构凭借其损耗小、功率容量大、没有辐射损耗、结构简单，以及易于制造等特点被广泛应用于毫米波、亚毫米波技术领域。然而，波导结构的特殊性，使其存在对外开口空间，不利于其长期可靠性。

为保护波导结构，目前常用方案是在波导口添加带橡胶垫圈的玻璃片，卡在波导口表面实施对波导口的遮盖。但是受限于玻璃片和橡胶垫圈的尺寸，该形式只能用在低频段设备中且无法获得气密效果，长期可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种损耗低、驻波小、工作频率高、工作频带相对较宽、体积小、应用场合广泛、可靠性高的射频系统波导接口气密封装结构，可广泛应用于毫米波、亚毫米波频段微波模块中，保障模块的气密特性，保证模块内部系统在各种环境条件下正常工作，增加了模块的长期可靠性。

本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型设计了一种射频系统波导接口气密封装结构，用于针对波导传输装置的波导接口进行气密封装；包括玻璃窗与固定框；固定框内周的形状、内径与玻璃窗外周的形状、外径相适应，固定框固定套设于玻璃窗的外周上；

玻璃窗表面的形状、外径与波导传输装置上其中一个波导接口的形状、外径相适应，玻璃窗置于波导传输装置上该波导接口的位置，并覆盖于该波导接口，且玻璃窗与该波导接口彼此相对面平齐，固定框上面向该波导接口方向的端部边缘与波导传输装置上该波导接口所在端面边缘相固定连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述波导传输装置上对接玻璃窗与固定框结构的波导接口所在接口段，若该接口段为弯折结构，则该接口段的外侧拐点位置设置为阶梯状波导匹配结构；

若该接口段为直线结构，则该接口段的外周表面为圆弧状波导匹配结构，且该接口段上垂直于其直线方向的截面的形状、外径与该接口段所对应波导接口的形状、外径相适应。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括微带波导转换结构，所述波导传输装置上相对玻璃窗与固定框结构所对接波导接口的另一波导接口，微带波导转换结构置于该波导接口位置，由微带波导转换结构将波导传输主模式转换到微带线传输模式。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括第三波导匹配结构，所述波导传输装置上相对玻璃窗与固定框结构所对接波导接口的另一波导接口对接第三波导匹配结构上的其中一波导接口，所述微带波导转换结构置于第三波导匹配结构上的另一波导接口位置，由微带波导转换结构将波导传输主模式转换到微带线传输模式。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述微带波导转换结构为探针耦合结构或鳍线转换结构。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述探针耦合结构包括波导短路结构与微带波导转换探针，其中，波导短路结构置于所述微带波导转换结构所设波导接口位置，微带波导转换探针置于波导短路结构上波导短路面一侧，且微带波导转换探针与波导短路结构上波导短路面之间保持预设距离间距，由波导短路结构将电磁场反射耦合至微带波导转换探针。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述微带波导转换探针与波导短路结构上波导短路面之间间距为1/4波导波长。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述第三波导匹配结构为减高波导装置，所述波导传输装置上相对玻璃窗与固定框结构所对接波导接口的另一波导接口对接减高波导装置上的其中一波导接口，所述微带波导转换结构置于减高波导装置上的另一波导接口。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述玻璃窗的厚度为其玻璃体介质波长的一半，所述固定框的厚度为玻璃窗厚度的正负0.05mm。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述固定框为可伐材料制成，所述固定框以烧结方式固定套设于玻璃窗的外周上，所述固定框上面向该波导接口方向的端部边缘以烧结方式与该波导接口所在端面边缘相固定连接。

本实用新型所述一种射频系统波导接口气密封装结构，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本实用新型所设计一种射频系统波导接口气密封装结构，基于现有波导传输装置，采用全新结构设计，分别针对两波导接口，应用玻璃窗与固定框所构结构、以及微带波导转换结构，并配合不同接口段分别所设计的波导匹配结构进行应用，拥有损耗低、驻波小、工作频率高、工作频带相对较宽、体积小、应用场合广泛、可靠性高的优点；整个方案设计不仅可以实现微波毫米波系统的气密封装，大大提高微波毫米波系统的长期可靠性，使其广泛应用于各种气候环境场合，提高系统环境适应能力，也将改变目前恶劣环境要求下微波毫米波系统设计思路，重新引入波导传输结构，减小系统路径损耗，实现微波毫米波系统低成本研发需求。

附图说明

图1是本实用新型所设计射频系统波导接口气密封装结构的实施例一示意图；

图2是本实用新型所设计射频系统波导接口气密封装结构的实施例二示意图；

其中，1. 波导传输装置，2. 玻璃窗，3. 固定框，4. 阶梯状波导匹配结构，5. 圆弧状波导匹配结构，6. 波导短路结构，7. 微带波导转换探针，8. 减高波导装置。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

本实用新型设计了一种射频系统波导接口气密封装结构，用于针对波导传输装置1的波导接口进行气密封装；如图1和图2所示，具体包括玻璃窗2与固定框3；固定框3内周的形状、内径与玻璃窗2外周的形状、外径相适应，固定框3固定套设于玻璃窗2的外周上。

玻璃窗2表面的形状、外径与波导传输装置1上其中一个波导接口的形状、外径相适应，玻璃窗2置于波导传输装置1上该波导接口的位置，并覆盖于该波导接口，且玻璃窗2与该波导接口彼此相对面平齐，固定框3上面向该波导接口方向的端部边缘与波导传输装置1上该波导接口所在端面边缘相固定连接。

具体实际产品应用中，设计固定框3为可伐材料或类似的金属材料制成，保证固定框3与玻璃窗2烧结在一起，且膨胀系数接近保证玻璃窗2的可靠性，并且选择玻璃窗2的介电常数尽量小，以保证玻璃窗2插损小，并设计所述玻璃窗2的厚度约为其玻璃体介质波长的一半，所述固定框3的厚度为玻璃窗2厚度的正负0.05mm；所述固定框3以烧结方式固定套设于玻璃窗2的外周上，所述固定框3上面向该波导接口方向的端部边缘以烧结方式与该波导接口所在端面边缘相固定连接。

应用中，如图1和图2所示，对于所述波导传输装置1上对接玻璃窗2与固定框3结构的波导接口所在接口段，若该接口段为弯折结构，则该接口段的外侧拐点位置设置为阶梯状波导匹配结构4；若该接口段为直线结构，则该接口段的外周表面为圆弧状波导匹配结构5，且该接口段上垂直于其直线方向的截面的形状、外径与该接口段所对应波导接口的形状、外径相适应。

对于波导传输装置1上相对玻璃窗2与固定框3结构所对接波导接口的另一波导接口，实际应用中，如图1和图所示，进一步设计加入第三波导匹配结构与微带波导转换结构，波导传输装置1上相对玻璃窗2与固定框3结构所对接波导接口的另一波导接口对接第三波导匹配结构上的其中一波导接口，所述微带波导转换结构置于第三波导匹配结构上的另一波导接口位置，由微带波导转换结构将波导传输主模式转换到微带线传输模式。

在实际应用中，针对第三波导匹配结构，选择减高波导装置8，则所述波导传输装置1上相对玻璃窗2与固定框3结构所对接波导接口的另一波导接口对接减高波导装置8上的其中一波导接口，所述微带波导转换结构置于减高波导装置8上的另一波导接口。

实际应用当中，微带波导转换结构可以选择探针耦合结构或鳍线转换结构进行应用，其中，对于探针耦合结构的应用，如图1和图2所示，探针耦合结构包括波导短路结构6与微带波导转换探针7，其中，波导短路结构6置于所述微带波导转换结构所设波导接口位置，微带波导转换探针7置于波导短路结构6上波导短路面一侧，且微带波导转换探针7与波导短路结构6上波导短路面之间保持预设距离间距，具体该间距设计为1/4波导波长，应用中，由波导短路结构6将电磁场反射耦合至微带波导转换探针7。

上述所设计阶梯状波导匹配结构4、圆弧状波导匹配结构5、减高波导装置8的设计应用，实现将标准波导阻抗匹配到50欧姆微带波导转换探针7。

将上述结构所设计射频系统波导接口气密封装结构，应用于实际当中，基于现有波导传输装置1，采用全新结构设计，分别针对两波导接口，应用玻璃窗2与固定框3所构结构、以及微带波导转换结构，并配合不同接口段分别所设计的波导匹配结构进行应用，拥有损耗低、驻波小、工作频率高、工作频带相对较宽、体积小、应用场合广泛、可靠性高的优点；整个方案设计不仅可以实现微波毫米波系统的气密封装，大大提高微波毫米波系统的长期可靠性，使其广泛应用于各种气候环境场合，提高系统环境适应能力，也将改变目前恶劣环境要求下微波毫米波系统设计思路，重新引入波导传输结构，减小系统路径损耗，实现微波毫米波系统低成本研发需求。

下面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种射频系统波导接口气密封装结构，用于针对波导传输装置（1）的波导接口进行气密封装；其特征在于：包括玻璃窗（2）与固定框（3）；固定框（3）内周的形状、内径与玻璃窗（2）外周的形状、外径相适应，固定框（3）固定套设于玻璃窗（2）的外周上；

玻璃窗（2）表面的形状、外径与波导传输装置（1）上其中一个波导接口的形状、外径相适应，玻璃窗（2）置于波导传输装置（1）上该波导接口的位置，并覆盖于该波导接口，且玻璃窗（2）与该波导接口彼此相对面平齐，固定框（3）上面向该波导接口方向的端部边缘与波导传输装置（1）上该波导接口所在端面边缘相固定连接。

2.根据权利要求1所述一种射频系统波导接口气密封装结构，其特征在于：所述波导传输装置（1）上对接玻璃窗（2）与固定框（3）结构的波导接口所在接口段，若该接口段为弯折结构，则该接口段的外侧拐点位置设置为阶梯状波导匹配结构（4）；

若该接口段为直线结构，则该接口段的外周表面为圆弧状波导匹配结构（5），且该接口段上垂直于其直线方向的截面的形状、外径与该接口段所对应波导接口的形状、外径相适应。

3.根据权利要求1所述一种射频系统波导接口气密封装结构，其特征在于：还包括微带波导转换结构，所述波导传输装置（1）上相对玻璃窗（2）与固定框（3）结构所对接波导接口的另一波导接口，微带波导转换结构置于该波导接口位置，由微带波导转换结构将波导传输主模式转换到微带线传输模式。

4.根据权利要求3所述一种射频系统波导接口气密封装结构，其特征在于：还包括第三波导匹配结构，所述波导传输装置（1）上相对玻璃窗（2）与固定框（3）结构所对接波导接口的另一波导接口对接第三波导匹配结构上的其中一波导接口，所述微带波导转换结构置于第三波导匹配结构上的另一波导接口位置，由微带波导转换结构将波导传输主模式转换到微带线传输模式。

5.根据权利要求3或4所述一种射频系统波导接口气密封装结构，其特征在于：所述微带波导转换结构为探针耦合结构或鳍线转换结构。

6.根据权利要求5所述一种射频系统波导接口气密封装结构，其特征在于：所述探针耦合结构包括波导短路结构（6）与微带波导转换探针（7），其中，波导短路结构（6）置于所述微带波导转换结构所设波导接口位置，微带波导转换探针（7）置于波导短路结构（6）上波导短路面一侧，且微带波导转换探针（7）与波导短路结构（6）上波导短路面之间保持预设距离间距，由波导短路结构（6）将电磁场反射耦合至微带波导转换探针（7）。

7.根据权利要求6所述一种射频系统波导接口气密封装结构，其特征在于：所述微带波导转换探针（7）与波导短路结构（6）上波导短路面之间间距为1/4波导波长。

8.根据权利要求4所述一种射频系统波导接口气密封装结构，其特征在于：所述第三波导匹配结构为减高波导装置（8），所述波导传输装置（1）上相对玻璃窗（2）与固定框（3）结构所对接波导接口的另一波导接口对接减高波导装置（8）上的其中一波导接口，所述微带波导转换结构置于减高波导装置（8）上的另一波导接口。

9.根据权利要求1所述一种射频系统波导接口气密封装结构，其特征在于：所述玻璃窗（2）的厚度为其玻璃体介质波长的一半，所述固定框（3）的厚度为玻璃窗（2）厚度的正负0.05mm。

10.根据权利要求1所述一种射频系统波导接口气密封装结构，其特征在于：所述固定框（3）为可伐材料制成，所述固定框（3）以烧结方式固定套设于玻璃窗（2）的外周上，所述固定框（3）上面向该波导接口方向的端部边缘以烧结方式与该波导接口所在端面边缘相固定连接。

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