CN220172339U - 一种高功率宽频带小型化移相器 - Google Patents
一种高功率宽频带小型化移相器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220172339U CN220172339U CN202321025608.0U CN202321025608U CN220172339U CN 220172339 U CN220172339 U CN 220172339U CN 202321025608 U CN202321025608 U CN 202321025608U CN 220172339 U CN220172339 U CN 220172339U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waveguide
- section channel
- short
- coupling
- phase shifter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 76
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 76
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 75
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- IHQKEDIOMGYHEB-UHFFFAOYSA-M sodium dimethylarsinate Chemical class [Na+].C[As](C)([O-])=O IHQKEDIOMGYHEB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N endosulfan Chemical compound C12COS(=O)OCC2C2(Cl)C(Cl)=C(Cl)C1(Cl)C2(Cl)Cl RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种高功率宽频带小型化移相器，涉及高功率微波技术领域。一种高功率宽频带小型化移相器，其包括耦合孔以及结构相同的输入矩形波导和输出矩形波导，输入矩形波导和输出矩形波导均包括依次连通的矩形直波导段、中心耦合段和短路段；矩形直波导段包括第一波导段通道和第二波导段通道，中心耦合段包括第一耦合段通道和第二耦合段通道，短路段包括第一短路段通道和第二短路段通道。本实用新型采用电桥式移相器的形式，通过在中心耦合段加入渐变过渡结构，改善传输性能，拓宽了带宽。
Description
技术领域
本实用新型涉及高功率微波技术领域，具体涉及一种高功率宽频带小型化移相器。
背景技术
随着高功率微波技术的发展和高功率微波应用的拓展，高功率微波移相技术逐渐成为高功率微波技术研究的热点之一。高功率移相器是高功率微波系统实现波束扫描的关键部件，其性能直接决定着发射组件的功率容量、指向精度、插入损耗、体积等一系列技术指标。
根据实现方式来划分，移相器可以分为电桥式移相器、机械式移相器、铁氧体移相器、固态移相器等多种类型。其中，电桥式移相器具有高功率容量特性，可以实现连续移相，并且其为输入信号所提供的移相量与频率呈正相关，适用于需要高功率、宽频带且具备连续扫描能力的微波系统。
目前对于电桥式移相器的研究大多集中在关注单个频点上的传输性能，而很少关注其宽频带特性；此外，许多高功率微波系统需要结构紧凑，这就要求电桥式移相器也具有小尺寸的特点，但现有的电桥式移相器往往尺寸较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高功率宽频带小型化移相器，以解决现有的电桥式移相器往往尺寸较大的问题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
一种高功率宽频带小型化移相器，其包括耦合孔以及结构相同的输入矩形波导和输出矩形波导，输入矩形波导和输出矩形波导均包括依次连通的矩形直波导段、中心耦合段和短路段；矩形直波导段包括第一波导段通道和第二波导段通道，中心耦合段包括第一耦合段通道和第二耦合段通道，短路段包括第一短路段通道和第二短路段通道；第一波导段通道和第二波导段通道的一端分别与输入端口和输出端口连通，第一波导段通道和第二波导段通道的通道分别与第一耦合段通道和第二耦合段通道连通，第一短路段通道和第二短路段通道的一端分别与第一耦合段通道和第二耦合段通道连通，第一短路段通道和第二短路段通道的另一端分别设置有第一短路活塞和第二短路活塞；第一耦合段通道和第二耦合段通道的外侧分别设置有向内收窄的收窄台，耦合孔设置有调谐件，调谐件位于第一耦合段通道和第二耦合段通道之间。
进一步地，收窄台呈梯形，收窄台的转角处设置有倒角。
进一步地，倒角的半径为3mm。
进一步地，第一短路活塞和第二短路活塞与短路段的内壁之间留有间隙。
进一步地，第一短路活塞和第二短路活塞的最大可移动距离至少为23mm。
进一步地，调谐件为圆柱块，调谐件的一端位于耦合孔中，调谐件的另一端与耦合孔的内壁连接。
进一步地，耦合孔的横截面为矩形，耦合孔的轴向方向与输入矩形波导和输出矩形波导的横截面平行。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型采用电桥式移相器的形式，通过在中心耦合段加入渐变过渡结构，改善传输性能，拓宽了带宽，实现了电桥式移相器的宽频带特性；在耦合孔上加载调谐螺钉，减小耦合段所需要的长度，令整体结构更加紧凑，实现了电桥式移相器的小型化。
附图说明
图1为本实用新型高功率宽频带小型化移相器的结构示意图；
图2为实施例中移相器传输系数S11随第一短路活塞和第二段路活塞移动距离变化曲线仿真示意图；
图3为实施例中移相器传输系数S21随第一短路活塞和第二段路活塞移动距离变化曲线仿真示意图；
图4实施例中移相器移相曲线示意图。
图中：1-输入端口；2-输出端口；3-输入矩形波导；301-第一波导段通道；302-第一耦合段通道；303-第一短路段通道；304-第一短路活塞；4-输出矩形波导；401-第二波导段通道；402-第二耦合段通道；403-第二短路段通道；404-第二短路活塞；5-耦合孔；6-收窄台；7-调谐件。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
请参照图1，一种高功率宽频带小型化移相器，其包括耦合孔5以及结构相同的输入矩形波导3和输出矩形波导4，输入矩形波导3和输出矩形波导4均包括依次连通的矩形直波导段、中心耦合段和短路段；
矩形直波导段包括第一波导段通道301和第二波导段通道401，中心耦合段包括第一耦合段通道302和第二耦合段通道402，短路段包括第一短路段通道303和第二短路段通道403；第一波导段通道301和第二波导段通道401的一端分别与输入端口1和输出端口2连通，第一波导段通道301和第二波导段通道401的通道分别与第一耦合段通道302和第二耦合段通道402连通，第一短路段通道303和第二短路段通道403的一端分别与第一耦合段通道302和第二耦合段通道402连通，第一短路段通道303和第二短路段通道403的另一端分别设置有第一短路活塞304和第二短路活塞404。
值得说明的是，在本实施例中，输入矩形波导3和输出矩形波导4中分别设置有横向设置的插板，两个插板之间形成耦合孔5，耦合孔5呈矩形。
第一耦合段通道302和第二耦合段通道402的外侧分别设置有向内收窄的收窄台6，耦合孔5设置有调谐件7，调谐件7位于第一耦合段通道302和第二耦合段通道402之间。
输入矩形波导3和输出矩形波导4外形尺寸相同，均为标准波导尺寸，即宽边长度为22.86mm，窄边长度为10.16mm，两者的宽壁在同一平面上相互平行，输入矩形波导3的腔体和输出矩形波导4的腔体彼此间隔开，该间隔方向平行于输入矩形波导3和输出矩形波导4的宽边的方向，两个矩形波导之间通过耦合孔5连通。
耦合孔5的横截面为矩形，横截面是长度为30mm、宽度为10.16mm，耦合孔5的轴向方向与输入矩形波导3和输出矩形波导4的横截面平行。其中，耦合孔5的轴线是指穿过耦合孔5中心，并垂直于其横截面的直线。
收窄台6呈梯形，也即对中心耦合段的外壁向内收窄，收窄台6靠近耦合孔5的底边长度为15mm，远离耦合孔5的底边长度为23mm，收窄台6的中部宽边长度为19.5mm，比两侧的矩形直波导段宽边长度小3.36mm。收窄台6的转角处设置有倒角，倒角的半径为3mm。
第一短路活塞304和第二短路活塞404与短路段的内壁之间留有间隙，第一短路活塞304和第二短路活塞404同步移动，其中，水平方向的缝隙宽度为3mm，竖直方向的缝隙宽度为0.6mm，第一短路活塞304和第二短路活塞404起到扼流效果，防止因为缝隙存在而导致能量泄露和电场集中。此外，第一短路活塞304和第二短路活塞404可以将输入到短路段的信号进行反射，其可沿着短路段移动，从而改变信号的传输路程，进而调节输出信号的相位。第一短路活塞304和第二短路活塞404的最大可移动距离至少为23mm，从而实现输入信号的360°移相。
调谐件7为圆柱块，调谐件7的底面半径为3mm，调谐件7的高度为1mm，调谐件7的一端位于中心耦合孔5中，调谐件7的另一端与耦合孔5的内壁连接。
与现有技术相比，本实用新型通过加入渐变过渡结构改善传输性能，拓宽了带宽，实现了高功率移相器的宽频带特性；并且通过在耦合孔5上加载调谐件，减小了中心耦合段所需要的长度，从而在保证功率容量较高的前提下，减小整体的尺寸，使结构更加紧凑，实现高功率移相器的小型化。
请参照图2，在具体实施过程中，移相器的输入端口1输入频率分别为9.3GHz和9.7GHz的两个正弦信号，并通过同时调节第一短路活塞304和第二短路活塞404的位置来实现输出信号的360°连续移相。
移相器的S参数随短路活塞移动距离变化的曲线的数据模拟结果如图2和图3所示，在9.3GHz频率，随着第一短路活塞304和第二短路活塞404移动距离变化，反射系数S11均小于-18dB，传输系数S21均大于-0.1dB；在9.7GHz频率随着第一短路活塞304和第二短路活塞404移动距离变化，反射系数S11均小于-20dB，传输系数S21均大于-0.1dB。可见，实现了良好的匹配效果和传输性能，且移相器具有较宽频带，相对带宽可达到12.7％，能够覆盖9.3GHz和9.7GHz两个频点。
在9.3GHz频率，移相器上的最大电场强度为4838V/m，功率容量为136.72MW；在9.7GHz频率，移相器上的最大电场强度为4273V/m，功率容量为175.26MW。
移相器的移相曲线示意图如图4所示，当第一短路活塞304和第二短路活塞404移动距离为23mm时，9.3GHz和9.7GHz频率的输出信号移相量均大于360°，即可实现9.3GHz与9.7GHz频率信号的360°连续移相。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (7)
1.一种高功率宽频带小型化移相器，其特征在于，包括：耦合孔(5)以及结构相同的输入矩形波导(3)和输出矩形波导(4)，所述输入矩形波导(3)和所述输出矩形波导(4)均包括依次连通的矩形直波导段、中心耦合段和短路段；
所述矩形直波导段包括第一波导段通道(301)和第二波导段通道(401)，所述中心耦合段包括第一耦合段通道(302)和第二耦合段通道(402)，所述短路段包括第一短路段通道(303)和第二短路段通道(403)；所述第一波导段通道(301)和所述第二波导段通道(401)的一端分别与输入端口(1)和输出端口(2)连通，所述第一波导段通道(301)和所述第二波导段通道(401)的通道分别与所述第一耦合段通道(302)和第二耦合段通道(402)连通，所述第一短路段通道(303)和所述第二短路段通道(403)的一端分别与所述第一耦合段通道(302)和第二耦合段通道(402)连通，所述第一短路段通道(303)和所述第二短路段通道(403)的另一端分别设置有第一短路活塞(304)和第二短路活塞(404)；
所述第一耦合段通道(302)和第二耦合段通道(402)的外侧分别设置有向内收窄的收窄台(6)，所述耦合孔(5)设置有调谐件(7)，所述调谐件(7)位于所述第一耦合段通道(302)和第二耦合段通道(402)之间。
2.根据权利要求1所述的高功率宽频带小型化移相器，其特征在于，所述收窄台(6)呈梯形，所述收窄台(6)的转角处设置有倒角。
3.根据权利要求2所述的高功率宽频带小型化移相器，其特征在于，所述倒角的半径为3mm。
4.根据权利要求1所述的高功率宽频带小型化移相器，其特征在于，所述第一短路活塞(304)和所述第二短路活塞(404)与相对应的短路段通道的内壁之间留有间隙。
5.根据权利要求4所述的高功率宽频带小型化移相器，其特征在于，所述第一短路活塞(304)和所述第二短路活塞(404)的最大可移动距离至少为23mm。
6.根据权利要求1至5任一项所述的高功率宽频带小型化移相器，其特征在于，所述调谐件(7)为圆柱块，所述调谐件(7)的一端位于所述耦合孔(5)中，所述调谐件(7)的另一端与所述耦合孔(5)的内壁连接。
7.根据权利要求6所述的高功率宽频带小型化移相器，其特征在于，所述耦合孔(5)的横截面为矩形，所述耦合孔(5)的轴向方向与所述输入矩形波导(3)和输出矩形波导(4)的横截面平行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321025608.0U CN220172339U (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种高功率宽频带小型化移相器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321025608.0U CN220172339U (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种高功率宽频带小型化移相器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220172339U true CN220172339U (zh) | 2023-12-12 |
Family
ID=89058786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321025608.0U Active CN220172339U (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种高功率宽频带小型化移相器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220172339U (zh) |
-
2023
- 2023-04-28 CN CN202321025608.0U patent/CN220172339U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111063975B (zh) | 基于脊间隙波导的Ka波段GYSEL功分器 | |
| CN109994802B (zh) | 一种矩形波导窄边电桥移相器 | |
| CN115312999B (zh) | 高功率微波阶梯型插片式波导移相器 | |
| CN105576332A (zh) | 具有滤波特性的波导到微带过渡结构 | |
| US6104261A (en) | Dielectric resonator having a resonance region and a cavity adjacent to the resonance region, and a dielectric filter, duplexer and communication device utilizing the dielectric resonator | |
| CN112563702B (zh) | 基于hmsiw腔体的小型化双模滤波器及零点调节方法 | |
| CN110400995A (zh) | 小型化宽阻带的hmsiw单腔三模带通滤波器 | |
| CN111987401A (zh) | 一种基于石英探针的脊波导到微带线超宽带过渡结构 | |
| CN108879043B (zh) | 一种采用耦合枝节加载槽线谐振结构的三模平衡滤波器 | |
| CN220172339U (zh) | 一种高功率宽频带小型化移相器 | |
| CN101217209A (zh) | 基于方形高次模腔体的基片集成波导多模滤波器 | |
| CN116646700A (zh) | 一种w波段超宽带波导滤波器 | |
| CN116387836A (zh) | 一种基于宽带正交模耦合器的双极化波纹喇叭天线 | |
| CN104505567A (zh) | 一种基片集成波导环行器 | |
| WO2021072995A1 (zh) | 一种应用于毫米波波段电磁波的垂直传输结构 | |
| CN115473020B (zh) | 一种多层封装三通带siw平衡带通滤波器 | |
| Luo et al. | A novel design of 5G band multi-mode dielectric filter with symmetrical zeros | |
| CN118539119B (zh) | 一种基于时空调制的非互易同轴滤波器 | |
| CN113889719B (zh) | 一种具有滤波功能的波导到微带线过渡结构 | |
| CN220652318U (zh) | 双定向耦合器 | |
| CN117913490B (zh) | 一种基于双脊波导的平衡式滤波功分器 | |
| CN115084810B (zh) | 小型化高频高阶模谐波抑制波导滤波器 | |
| CN110707433B (zh) | 一种高功率容量开槽圆波导圆极化器及其加工方法 | |
| CN118231980A (zh) | 一种加载横纵梯形槽结构的扼流结构、扼流活塞及移相器 | |
| CN118522621A (zh) | 基于双路功率合成器的共面慢波结构以及返波管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |