CN216818589U - 一种脊波导微带双探针装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脊波导微带双探针装置，包括脊波导和两个微带探针印制板；两个微带探针印制板带有微带探针的一端相互对称的由脊波导的波导侧壁垂直插入脊波导上位于脊背的两侧的腔体中；波导侧壁为脊波导上和脊背相对的侧壁面；其中，脊背包括位于两个微带探针印制板之间的过渡结构段，过渡结构段的两端分别到波导侧壁的距离不相等，且过渡结构段上的点到波导侧壁的距离由过渡结构段的一端到另一端逐渐变化。本申请中将脊波导的脊背中设置和波导侧壁的距离渐变的过渡结构段，改变脊波导内部场强分布；还解决了带宽受限四分之一波长的问题，扩展了频率低端的带宽，降低传输回波损耗，有利于脊波导微带双探针装置的广泛应用。

Description

一种脊波导微带双探针装置

技术领域

本实用新型涉及脊波导技术领域，特别是涉及一种脊波导微带双探针装置。

背景技术

波导是用来定向引导电磁波的结构，矩形波导是肠胃常见的波导之一，而脊波导可以看做矩形波导把宽壁弯折而成，其中的电磁场模式与矩形波导的模式相似,只是在脊棱附近由于边缘效应使场分布受到扰动。

随着微波技术的飞速发展，对微波传输的信息容量和速率提出了越来越高的要求。超宽带微波传输技术可以解决对大数据、高速率通信的需求，其越来越受到重视。由此，脊波导作为传输电磁波的重要装置，提升其带宽对电磁波的传输具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种脊波导微带双探针装置，能够在一定程度上提升传输电磁波的带宽。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种脊波导微带双探针装置，包括脊波导和两个微带探针印制板；两个所述微带探针印制板带有微带探针的一端相互对称的由所述脊波导的波导侧壁垂直插入所述脊波导上位于脊背的两侧的腔体中；所述波导侧壁为所述脊波导上和所述脊背相对的侧壁面；

其中，所述脊背包括位于两个所述微带探针印制板之间的过渡结构段，所述过渡结构段的两端分别到所述波导侧壁的距离不相等，且所述过渡结构段上的点到所述波导侧壁的距离由所述过渡结构段的一端到另一端逐渐变化。

在本申请的一种可选地实施例中，所述脊背包括和所述过渡结构段的两端分别相连接的第一平板段和第二平板段；所述第一平板段和所述第二平板段均和所述波导侧壁平行，且所述第一平板段和所述第二平板段分别到所述波导侧壁的距离不相等。

在本申请的一种可选地实施例中，所述过渡结构段为台阶结构段。

在本申请的一种可选地实施例中，所述过渡结构段为斜坡结构段。

在本申请的一种可选地实施例中，所述过渡结构段为为曲面结构段。

在本申请的一种可选地实施例中，所述脊波导为单脊波导。

在本申请的一种可选地实施例中，所述脊波导为金属腔波导。

在本申请的一种可选地实施例中，所述微带探针印制板上设置有50Ω微带线和微带探针。

本实用新型所提供的脊波导微带双探针装置，包括脊波导和两个微带探针印制板；两个微带探针印制板带有微带探针的一端相互对称的由脊波导的波导侧壁垂直插入脊波导上位于脊背的两侧的腔体中；波导侧壁为脊波导上和脊背相对的侧壁面；其中，脊背包括位于两个微带探针印制板之间的过渡结构段，过渡结构段的两端分别到波导侧壁的距离不相等，且过渡结构段上的点到波导侧壁的距离由过渡结构段的一端到另一端逐渐变化。

本申请中将脊波导的脊背中设置和波导侧壁的距离渐变的过渡结构段，该过渡结构段由一端到另一端和波导侧壁的距离逐渐变化，从而有效地改变了脊波导内部场强分布；同时从该过渡结构段的两侧插入微带探针，解决了常规脊波导-微带工作带宽受限四分之一波长的问题，扩展了频率低端的带宽，实现了脊波导-微带双探针超宽带过渡，可实现6GHz-40GHz微波传输过渡，降低传输回波损耗，有利于脊波导微带双探针装置的广泛应用。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为现有技术中脊波导微带双探针装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的脊波导微带双探针装置的结构示意图；

图3为图2中脊波导的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的脊波导-微带探针装置中，电磁波从脊波导1的槽口13输入，并向脊波导1的短路面14方向传输，部分电磁波到达微带探针21后通过微带探针21耦入到微带线22，另一部分电磁波经过四分之一波长到达短路面14以后，经过全反射，再经过四分之一波长到达微带探针21处，总共经过了二分之一波长和一次全反射反向，两部分电磁波刚好相位相同，电场能量叠加，保证了微带探针21处于电场最强处，最大限度地将能量耦合到微带线22中去，从而实现了高效的过渡。

脊波导1的电场主要分布在脊背和波导侧壁之间，能力相对分散，并且平行于微带探针21方向的电场分量也较强，所以可以在靠近脊背的非脊区内实现较好的耦合。并且由于两个微带探针21是从非脊区插入的，分布在脊背的两侧，相对距离较远，这样就可以在脊波导的同一侧实现探针耦合。

但图1所示的脊波导-微带双探针装置中，在跨倍频程过渡时受限于四分之一波长，无法最大限度地将能量耦合到微带探针21中去，使得该脊波导微带双探针装置无法实现脊波导全带宽过渡。

为此，本申请中提出了一种脊波导微带双探针装置，能够在很大程度上扩大脊波导的带宽，进而提升脊波导的工作性能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。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2和图3所示，图2为本申请实施例提供的脊波导微带双探针装置的结构示意图；图3为图2中脊波导的结构示意图。

该脊波导微带双探针装置可以包括：

脊波导1和两个微带探针印制板2；两个微带探针印制板2带有微带探针21的一端相互对称的由脊波导1的波导侧壁12垂直插入脊波导1上位于脊背11的两侧的腔体中；波导侧壁12为脊波导1上和脊背11相对的侧壁面；

其中，脊背11包括位于两个微带探针印制板2之间的过渡结构段110，过渡结构段110的两端分别到波导侧壁12的距离不相等，且过渡结构段110上的点到波导侧壁12的距离由过渡结构段110的一端到另一端逐渐变化。

具体地，由该过渡结构段110的一端到另一端，该过渡结构段110上的点到波导侧壁12的距离可以是逐渐减小或者是逐渐增大。

图2和图3所示的实施例中是以脊波导1为单脊波导为例示意的。为了便于说明，在图1和图2中以三维直角坐标系XYZ为基准，表示脊波导1上各个结构部件的相对位置。

图2和图3所示的单脊波导的波导侧壁12和脊背11相对设置，且波导侧壁12和XY平面平行；单脊波导的短波面14和槽口13相对设置，且短波面14和槽口13所在的平面和XZ平面平行；脊背11为沿X轴方向设置的条形结构脊背。

对照图1、图2和图3，相对于图1中所示的脊波导而言，本申请中的脊波导1和常规脊波导最大的区别在于脊背11的结构不同，在常规的脊波导1中脊背11一般是和波导侧壁12相互平行的平板结构。而本申请中的脊背11存在一个过渡结构段110，该过渡结构段110上的各个位置点到波导侧壁12的距离渐变变化。进而使得脊背11的过渡结构段110和波导侧壁12的距离渐变变化。优化了微带探针21到脊波导1的短路面14的阻抗变换，有效地改变了辐射电磁波传输路径，解决了常规脊波导-微带过渡工作带宽受限四分之一波长的问题，扩展了频率低端的带宽，实现了脊波导-微带双探针超宽带过渡，可实现6-18GHz、18-40GHz脊波导-微带双探针超宽带过渡，传输回波损耗小于-20dB，插入损耗小于0.2dB。

在图2和图3所示的实施例中该过渡结构段110为平滑过渡的曲面结构段，这能够在一定程度上保证脊波导微带双探针装置可传输宽带区间的连续性。

当然在实际应用中，也并不排除基于实际需要将该过渡结构段设置110为斜坡结构段或者台阶结构段等等，还可以将该过渡结构段设置成各个台阶结构均为平滑过渡的曲面台阶结构的过渡结构段110等等，对此本申请中不做具体限制，只要最终实现该过渡结构段110沿着电磁波的传导方向(槽口13到短路面14方向)逐渐变化即可。

对于过渡结构段110上的各个点到波导侧壁12的距离逐渐变化的变化率，可以基于实际的脊波导1的腔体尺寸，以及实际应用中对带宽要求而定，对此本申请中不做具体限制。

另外，参照图2和图3所示的实施例，对于脊波导1的脊背11可以仅仅只有一段为过渡结构段110，而过渡结构段的两端分别连接第一平板段111和第二平板段112，该第一平板段111和第二平板段112均和波导侧壁12平行；不同的是，第一平板段111和第二平板段112分别和波导侧壁12的距离不相等。

当然在实际应用中根据实际应用需要，脊波导1中的脊背11也可以仅仅只包含过渡结构段110，或者也可以只在过渡结构段110的一端具有平板结构段，对此本申请中不做具体限制。

另外，如上所述，图2和图3中均是以单脊波导为例进行说明的，在实际应用中，不排除该脊波导1为其他结构形式的波导，例如，也可以采用双脊波导。或者也可以应用于其他较为复杂空腔波导结构中且其中部分脊波导结构为单脊波导结构，对此，本申请中不做具体限制。

此外，本申请中的脊波导1可以为金属腔波导，也可以采用其他材质的腔体波导，对此本申请中不做具体限制。

在实现电磁波的信号传输过程中，电磁波是通过脊波导1的槽口13输入，并耦合于微带探针印制板2的微带探针21，通过该微带探针21传输至微带线22，并通过该微带线22与MMIC芯片集成，实现电磁波信号的传输，该微带线22可以采用阻抗为50Ω的微带线。

综上所述，本申请中将脊波导的脊背设置成具有过渡结构段的结构，该过渡结构段由一端到另一端距离波导侧壁的距离渐变，进而优化了微带探针到脊波导的短路面的阻抗变换，有效地改变了辐射电磁波传输路径，解决了常规脊波导-微带过渡工作带宽受限四分之一波长的问题，扩展了频率低端的带宽，实现了脊波导-微带双探针超宽带过渡，可实现6-18GHz、18-40GHz脊波导-微带双探针超宽带过渡，传输回波损耗小于-20dB，插入损耗小于0.2dB。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种脊波导微带双探针装置，其特征在于，包括脊波导和两个微带探针印制板；两个所述微带探针印制板带有微带探针的一端相互对称的由所述脊波导的波导侧壁垂直插入所述脊波导上位于脊背的两侧的腔体中；所述波导侧壁为所述脊波导上和所述脊背相对的侧壁面；

其中，所述脊背包括位于两个所述微带探针印制板之间的过渡结构段，所述过渡结构段的两端分别到所述波导侧壁的距离不相等，且所述过渡结构段上的点到所述波导侧壁的距离由所述过渡结构段的一端到另一端逐渐变化。

2.如权利要求1所述的脊波导微带双探针装置，其特征在于，所述脊背包括和所述过渡结构段的两端分别相连接的第一平板段和第二平板段；所述第一平板段和所述第二平板段均和所述波导侧壁平行，且所述第一平板段和所述第二平板段分别到所述波导侧壁的距离不相等。

3.如权利要求1所述的脊波导微带双探针装置，其特征在于，所述过渡结构段为台阶结构段。

4.如权利要求1所述的脊波导微带双探针装置，其特征在于，所述过渡结构段为斜坡结构段。

5.如权利要求1所述的脊波导微带双探针装置，其特征在于，所述过渡结构段为为曲面结构段。

6.如权利要求1所述的脊波导微带双探针装置，其特征在于，所述脊波导为单脊波导。

7.如权利要求1所述的脊波导微带双探针装置，其特征在于，所述脊波导为金属腔波导。

8.如权利要求1所述的脊波导微带双探针装置，其特征在于，所述微带探针印制板上设置有50Ω微带线和微带探针。

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