CN216818594U - 一种波导管、耦合器及微波系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种波导管、耦合器及微波系统，属于微波传输领域。上述波导管的宽边侧板上设置有至少一个耦合孔组，每个耦合孔组包括两个耦合孔，两个耦合孔的中心线能够确定的参考面与波导管长度方向的夹角为A，0°≤A≤45°。上述耦合器包括上述波导管、耦合管、腔盖及内导体，耦合管的一端与波导管的宽边侧板连接形成耦合腔；上述耦合孔组与耦合腔连通。每个耦合孔组对应设置一个内导体，内导体的两端分别与腔盖连接，并设置在耦合腔中。上述耦合器的波导管上设置耦合孔组，每个耦合孔组包括两个耦合孔，并且将参考面与波导管长度方向之间的夹角控制在40°之内；经过仿真实验证明，上述设计明显改善了耦合器的方向性。

Description

一种波导管、耦合器及微波系统

技术领域

本实用新型涉及微波传输领域，具体而言，涉及一种波导管、耦合器及微波系统。

背景技术

定向耦合器是射频系统中广泛应用的一种射频器件，其本质是将射频信号按照一定的比例进行功率分配，将主传输线中传输的射频信号耦合出一部分，耦合出的射频信号可以用于功率检测。

耦合器的方向性是衡量耦合器性能的重要指标之一，现有的耦合器其方向性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种波导管及耦合器，其方向性较好。

本实用新型的另一目的在于提供一种微波系统，其采用了上述耦合器。

本实用新型是这样实现的：

一种波导管，所述波导管的宽侧板上设置有至少一个耦合孔组，每个耦合孔组包括两个耦合孔，同一个耦合孔组的两个耦合孔的中心能够确定一参考线，所述参考线与所述波导管长度方向的夹角为A，0°≤A≤45°。

进一步，同一个耦合孔组的两个耦合孔为直径相等的圆形孔。

一种耦合器，包括耦合管、腔盖、内导体及上述波导管；

所述耦合管的一端与所述波导管的宽侧板连接形成耦合腔；所述至少一个耦合孔组与所述耦合腔连通；

所述腔盖与所述耦合管的另一端连接；

每个耦合孔组对应设置一个所述内导体，所述内导体的两端分别与所述腔盖连接，并设置在所述耦合腔中。

进一步，所述耦合管、所述内导体及所述至少一个耦合孔组分别关于所述波导管长度方向的中垂面对称。

进一步，所述耦合管、所述内导体及所述至少一个耦合孔组分别关于所述波导管宽度方向的中垂面对称。

进一步，所述内导体的横截面为矩形，包括两个连接段和中间段；所述两个连接段分别与所述中间段的两端垂直连接，所述两个连接段均与所述腔盖连接；

所述连接段与所述中间段连接处设置有外倒角，所述外倒角包括两个直角边L1和L2，其中L1平行于所述连接段，L2平行于所述中间段；所述L1>L2。

进一步，1.2≤L1:L2≤1.8。

进一步，所述耦合孔组包括两个孔径相同的圆形孔。

进一步，所述参考线与所述波导长度方向的夹角为0°。

进一步，还包括多个连接器，所述多个连接器安装于所述腔盖的外表面上，并穿过所述腔盖分别与对应的内导体两端连接。

进一步，所述连接器为同轴连接器。

一种微波系统，包括微波源、波导及上述耦合器；微波源通过波导与上述耦合器连接。

本实用新型提供的技术方案的有益效果包括以下方面：

上述耦合器的波导管上设置耦合孔组，每个耦合孔组包括两个耦合孔，并且将参考面与波导管长度方向之间的夹角控制在45°之内；经过仿真实验证明，上述设计明显改善了耦合器的方向性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是相关技术中提供的耦合器的S曲线图；

图2是图1的局部放大图；

图3是本实用新型实施例1提供的耦合器的立体图；

图4是本实用新型实施例1提供的耦合器的爆炸图；

图5是本实用新型实施例1提供的耦合器(每个耦合孔组包括两个耦合孔、内导体没有设置外倒角)的S曲线图；

图6是图5的局部放大图；

图7是本实用新型实施例1提供的耦合器去掉腔盖后的俯视图；

图8是图7中A-A的剖视图；

图9是图7中B-B的剖视图；

图10是本实用新型实施例1提供的内导体的结构示意图；

图11是本实用新型实施例1提供的耦合器(每个耦合孔组设置有两个耦合孔、内导体设置有外倒角)的S曲线图；

图12是图11的局部放大图；

图13是本实用新型实施例2提供的耦合器去掉腔盖后的俯视图；

图14是图13中A-A的剖视图。

图标：100-耦合器；110-波导管；111-耦合孔组；112-宽边侧板；113-窄边侧板；120-耦合管；121-隔板；130-腔盖；140-内导体；141-连接段；142-中间段；150-连接器。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

实施例1：

相关技术中提供的耦合器，其波导上也设置有耦合孔，但其方向性较差，直接导致发热严重、功率损耗比较大等问题。而为了改善耦合器的方向性，大部分技术人员会从耦合孔的形状和大小进行改进。虽然上述改进对改善耦合器的方向性有一定的效果，但是效果不明显。例如，耦合器波导管上每个内导体对应设置有一个耦合孔，内导体采用普通未改进的结构，其S曲线图如图1和图2(图2为图1的局部放大图)，图中，当频率一定时(频率f＝1.3GHz)，第一隔离度＝|-76.1640|-|-50.7546|＝25.4094dB，第二隔离度＝|-75.8106|-|-50.4173|＝25.3933dB，其表明上述耦合器的方向性较差。

请参考图3和图4，本实施例提供了一种耦合器100，其包括波导管110、耦合管120、腔盖130和内导体140等零部件；上述波导管110的宽边侧板112上设置有两个耦合孔组111，每个耦合孔组111包括两个耦合孔。耦合管120罩设在上述耦合组孔111上，腔盖130盖在耦合管120上形成耦合腔122。耦合管120内还设置有隔板121，隔板121将上述耦合腔122隔开形成两个独立腔体。每个独立腔体内均设置有一个内导体140，内导体140与腔盖130连接。

具体地，波导管110为矩形管，其包括两个相对间隔设置的宽边侧板112和两个相对间隔设置的窄边侧板113。宽边侧板112上设置有两个耦合孔，上述两个耦合孔均为圆形通孔。上述两个耦合孔的中心线能够确定一参考面，上述参考面与波导管110长度方向(图4中A-B方向)的夹角为A，本实施例中A为0°。仿真试验表明，上述夹角A为0°时，其方向性最佳。

请参考图5和图6，图5为波导管110上每个耦合孔组111设置有两个耦合孔(即每个内导体140对应两个耦合孔)、内导体140采用普通结构的耦合器100的仿真图；图6为图5的局部放大图。由图5和图6可知，当频率一定时(频率f＝1.3GHz)，

第一隔离度＝|-84.0209|-|-51.0122|＝33.0087dB；

第二隔离度＝|-82.7897|-|-50.9069|＝31.8828dB；其表明上述耦合器100的方向性较好。

进一步地，请参考图7-图9，本实施例提供的耦合器100其耦合管120、两个内导体140及两个耦合孔分别关于波导管110长度方向的中垂面对称；并且，耦合管120、两个内导体140及两个耦合孔分别关于波导管110宽度方向的中垂面对称。上述设计能够进一步改善耦合器100的方向性。上述长度方向的中垂面是指，垂直于波导管110的长度方向，并且位于长度方向中点的平面；上述宽度方向的中垂面是指，垂直于波导管110的宽度方向，并且位于宽度方向中点的平面。

另外，请参考图10，本实施例提供的内导体140其横截面为矩形，包括一体成型的中间段142和两个连接段141。其中，中间段142沿波导长度方向延伸，两个连接段141垂直于中间段142并与腔盖130连接。连接段141与中间段142连接处设置有外倒角，为了便于描述外倒角的尺寸，将外倒角平行于连接段141的直角边尺寸以L1表示，将外倒角平行于中间段142的直角边尺寸以L2表示，L1>L2。

请参考图11和图12，本实施例以L1:L2＝1.3为例进行仿真试验，当频率一定时(频率f＝1.3GHz)，

第一隔离度＝|-92.0783|-|-51.2575|＝40.8208dB；

第二隔离度＝|-91.8807|-|-51.0618|＝40.8189dB；

其表明，采用了设置外倒角的内导体140后，耦合器100的方向性得到了进一步改善。在其它实施例中，L1与L2的比值可以为1.2、1.4、1.5、1.6、1.7或1.8；耦合器100的方向性均有不同程度的改善。

为了便于与外部连接，腔盖130上设置有连接器150。具体地，腔盖130上设置有四个通孔，每个通孔上设置有一个同轴连接器150，同轴连接器150的连接端子穿过上述通孔后与内导体140的连接段141端部连接。

需要说明的是，在其它实施例中，参考线与波导管110长度方向的夹角还可以是5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°。另外，本申请中所提到的"平行"、"垂直"等术语，其并不要求绝对平行或绝对垂直，而是指大致平行或大致垂直，可以有一定的误差。而"对称"也不要求绝对对称，而是指大致对称。

实施例2：

请参考图13和图14，本实施例提供了另外一种耦合器100，其与实施例1中的结构大致相同，区别在于，本实施例中的耦合器100包括一个耦合孔组111。

具体地，上述耦合器100中，两个耦合孔的中心线能够确定一条参考面，参考面与波导管110长度方向之间的夹角为A，0°≤A≤45°。本实施例中，A为0°，当A为0°时，耦合器100的方向性最好。

本实施例中耦合器100的耦合腔122不再需要设置隔板121，腔盖130上设置有两个通孔，每个通孔上均设置有一个同轴连接器150。耦合腔122内挡板两侧分别设置有一个内导体140，内导体140的两个连接段141分别与对应的连接器150连接。

上述两个耦合孔、耦合管120及内导体140关于波导管110长度方向的中垂面对称；并且，还关于波导管110宽度方向的中垂面对称。上述设计能够进一步改善耦合器100的方向性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，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 (10)

1.一种波导管，其特征在于，所述波导管的宽边侧板上设置有至少一个耦合孔组，每个耦合孔组包括两个耦合孔，同一个耦合孔组的两个耦合孔的中心线能够确定一参考面，所述参考面与所述波导管长度方向的夹角为A，0°≤A≤45°。

2.根据权利要求1所述的波导管，其特征在于，同一个耦合孔组的两个耦合孔为直径相等的圆形孔。

3.一种耦合器，其特征在于，包括耦合管、腔盖、内导体及权利要求1或2所述的波导管；

所述耦合管的一端与所述波导管的宽边侧板连接形成耦合腔；所述至少一个耦合孔组与所述耦合腔连通；

所述腔盖与所述耦合管的另一端连接；

每个耦合孔组对应设置一个所述内导体，所述内导体的两端分别与所述腔盖连接，并设置在所述耦合腔中。

4.根据权利要求3所述的耦合器，其特征在于：

所述耦合管、所述内导体及所述至少一个耦合孔组分别关于所述波导管长度方向的中垂面对称。

5.根据权利要求3所述的耦合器，其特征在于：

所述耦合管、所述内导体及所述至少一个耦合孔组分别关于所述波导管宽度方向的中垂面对称。

6.根据权利要求3所述的耦合器，其特征在于：

所述内导体的横截面为矩形，包括两个连接段和中间段；所述两个连接段分别与所述中间段的两端垂直连接，所述两个连接段均与所述腔盖连接；

所述连接段与所述中间段连接处设置有外倒角，所述外倒角包括两个直角边L1和L2，其中L1平行于所述连接段，L2平行于所述中间段；所述L1>L2。

7.根据权利要求4所述的耦合器，其特征在于：1.2≤ L1:L2≤1.8。

8.根据权利要求3所述的耦合器，其特征在于：所述参考面与所述波导管长度方向的夹角为0°。

9.根据权利要求3所述的耦合器，其特征在于：还包括多个连接器，所述多个连接器安装于所述腔盖的外表面上，并穿过所述腔盖分别与对应的内导体两端连接。

10.一种微波系统，其特征在于，包括权利要求3-9任一项所述的耦合器。

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