CN221947381U - 一种波导同轴转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种波导同轴转换装置，属于微波通信技术领域。本转换装置波导管底座、波导管盖板、微带电路板和同轴连接器，波导管盖板该设在波导管底座上，波导管底座内开设有相通的第一波导内腔和第二波导内腔，第二波导内腔的宽度和长度均小于第一波导内腔，第一波导内腔位于第二波导内腔上方，微带电路板置于第一波导内腔和第二波导内腔相接处的台阶面上且通过导电焊剂和台阶面固连，波导管底座其中一个窄边上开设有与第一波导内腔联通的安装孔，同轴连接器位于安装孔内且连接在微带电路板的一端上。该装置具有结构简单，加工方便，成本低廉，易于返修等优点。

Description

一种波导同轴转换装置

技术领域

本实用新型属于微波通信技术领域，特别涉及一种从波导窄边馈电的波导同轴转换装置。

背景技术

随着微波通信技术的发展，微波系统仍依靠波导和同轴线作为主要的传输媒质。其中波导具有低插损、高功率容量等特点。但它体积较大，价格昂贵，且机械强度高，无法任意弯折。而同轴电缆尺寸较小，布线灵活且便于实验应用，但它的传输损耗却较大。系统间相互级联时，两者往往同时存在，此时波导同轴转换装置作为连接两者的桥梁显得至关重要。

按照同轴端口与波导的相对位置来区分，当下常见的转换方式有两种，一种是同轴端口位于波导的宽边，第二种是同轴端口位于矩形波导的端接面。而前者会导致装置过高，后者则会导致装置体积过大。同时在微波系统布局中，往往希望同轴端口直接与波导的窄边互联，以减少信号插损。针对这一问题，现有技术公开了以下技术方案，如：专利号为“CNIO5789805A”提出的“一种波导同轴转换装置”的做法是通过带转弯的探针来实现窄边馈电，通过探针上的匹配锤来调节装置的电性能，但是该方案装配调试难度较大。专利号为“CNIO6159405A”提出的“一种从窄边输出的波导同轴转换装置”的做法是在矩形波导腔内机械加工出一个带转弯的凸台结构，然后将同轴连接器的内导体直接焊接在凸台上，以此来实现波导到同轴的转换，但是该方案的结构较为复杂，不利于返修。公开号为“CN109167138A”提出的“一种窄边馈电的波导同轴转换装置”的做法是通过带转弯的探针来实现窄边馈电。该方案存在的不足是工作带宽较窄。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的提供一种从波导窄边馈电的波导同轴转换装置，以解决现有的波导同轴转换装置存在的装配调试难度较大、结构复杂且工作带宽较窄的问题。

本实用新型的第一个目的可通过下列技术方案来实现：一种波导同轴转换装置，包括波导管底座、波导管盖板、微带电路板和同轴连接器，其特征在于，所述波导管盖板该设在所述波导管底座上，所述波导管底座内开设有相通的第一波导内腔和第二波导内腔，所述第二波导内腔的宽度和长度均小于第一波导内腔，所述第一波导内腔位于第二波导内腔上方，所述微带电路板置于所述第一波导内腔和第二波导内腔相接处的台阶面上且通过导电焊剂和所述台阶面固连，所述波导管底座其中一个窄边上开设有与所述第一波导内腔联通的安装孔，所述同轴连接器位于安装孔内且连接在微带电路板的一端上。

优选地，所述微带电路板包括微带基板，所述微带基板上表面设置有探针电路，探针电路外围设置有金属导电片，微带基板下表面设置微带电路，所述同轴连接器设置在所述探针电路靠近安装孔的一端，所述探针电路远离安装孔的一端延伸至波导管底座的水平中心处并通过圆环结构和所述金属导电片电连接，所述微带基板上开设有若干第一通孔，所述微带电路上开设有若干第二通孔，所述第一通孔、第二通孔的位置一一对应，所述导电焊剂能够依次填充第二通孔和第一通孔使所述探针电路和所述波导管底座电连接实现接地。

优选地，所述金属导电片上开设有若干第三通孔，所述导电焊剂能够自下而上依次填充第二通孔、第一通孔和第三通孔使所述探针电路和所述波导管底座电连接实现接地。

优选地，所述第一通孔的内侧壁上设有金属导电层。

优选地，所述圆环结构分别和所述探针电路远离安装孔的一端以及金属导电片边缘相切构成90°圆环转角电路实现窄边馈电。

优选地，所述导电焊剂为环氧导电胶。

优选地，所述第一通孔等间距设置在所述微带基板的边缘。

优选地，所述探针电路通过在微带基板上表面腐蚀得到，所述微带电路通过在微带基板下表面周围腐蚀得到，所述微带基板下表面的中心区域无覆铜。微带电路用于接地及加固焊接。此外探针电路、微带电路也可以通过在基板上进行金属沉积等其他方式得到。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型利用微带探针作为激励途径，通过一个90°圆环转角电路来实现窄边馈电。调整电路尺寸即可较好优化电路性能。具有结构简单，加工方便，成本低廉，易于返修等优点。

附图说明

图1为本实用新型的波导同轴转换装置的三维爆炸图；

图2为本实用新型的波导同轴转换装置的局部剖视图；

图3为本实用新型的波导同轴转换装置微带电路板的三维爆炸图；

图4为本实用新型的波导同轴转换装置微带电路板和波导管底座的连接示意图（局部）。

图5为本实用新型的波导同轴转换装置微带电路板上表面视图；

图6为本实用新型的波导同轴转换装置微带电路板下表面视图；

图7为本实用新型的波导同轴转换装置的S11及S21。

图中：1、波导管底座；11、第一波导内腔；12、第二波导内腔；13、台阶面；14、安装孔；2、波导管盖板；3、微带电路板；31、微带基板；311、第一通孔；312、金属导电层；32、探针电路；33、金属导电片；331、第三通孔；34、微带电路；341、第二通孔；35、圆环结构；4、同轴连接器；5、导电焊剂。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过各参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1、2所示，本实施例提供的波导同轴转换装置包括：波导管底座1、波导管盖板2、微带电路34板3和同轴连接器4，其中，波导管盖板2该设在波导管底座1上，波导管底座1内开设有相通的第一波导内腔11和第二波导内腔12，第二波导内腔12的宽度和长度均小于第一波导内腔11。第一波导内腔11位于第二波导内腔12上方，微带电路34板3置于第一波导内腔11和第二波导内腔12相接处的台阶面13上且通过导电焊剂5和台阶面13固连，波导管底座1其中一个窄边上开设有与第一波导内腔11联通的安装孔14，同轴连接器4位于安装孔14内且连接在微带电路34板3的一端上。本实施例中的导电焊剂5为环氧导电胶。波导管盖板23与波导管底座12通过激光封焊。

本实施例中，第二波导内腔12的长度为a，宽度为b，第一波导内腔11和第二波导内腔12的长、宽度差值均为W，两个波导内腔长宽尺寸可以为标准或者非标准的波导尺寸。实际使用中可以根据需要选取任何标准或非标准的波导内腔尺寸，本实例中a=4mm、b=14.8mm,W=1mm。本实施例中的波导管底座1的第一波导内腔11高度h为射频工作信号波长的四分之一，用于通过调整高度调节工作频率。改变高度h可以调节工作频率。h值越大，工作频点越低，反之，工作频率越高。本领域技术人员可根据需要调整高度h。

如图3所示，微带电路34板3包括微带基板31，微带基板31上表面设置有探针电路32，探针电路32外围设置有金属导电片33，微带基板31下表面设置微带电路34，同轴连接器4设置在探针电路32靠近安装孔14的一端，探针电路32远离安装孔14的一端延伸至波导管底座1的水平中心处并通过圆环结构35和金属导电片33电连接，该圆环结构35分别和探针电路32远离安装孔14的一端以及金属导电片33边缘相切构成90°圆环转角电路实现窄边馈电。微带基板31的边缘上等间距的开设有若干第一通孔311，微带电路34上开设有若干第二通孔341，金属导电片33上开设有若干第三通孔331，第一通孔311、第二通孔341以及第三通孔331的位置一一对应，环氧导电胶能够依次填充第二通孔341、第一通孔311和第三通孔331使探针电路32和波导管底座1电连接实现接地，如图4所示。需要说明的是，金属导电片33上的第三通孔331也可以不开设，导电焊剂5直接填充满第一通孔311和第二通孔341与金属导电片33接触，实现探针电路32的接地。

进一步的，第一通孔311的内侧壁上设有金属导电层312。通过金属导电层312保证金属导电片33和微带电路34之间的电连接， 实现环氧导电胶和金属导电层312双重连接保证。

如图5、6所示，探针电路32为长度为L1的微带线，其平行于波导的宽边方向并向波导中心处延伸，探针电路32通过在微带基板31上表面腐蚀得到，微带电路34通过在微带基板31下表面周围腐蚀得到，微带基板31下表面的中心区域无覆铜。微带电路34用于接地及加固焊接。探针电路32的宽度为W1，长度为L1。圆环结构35的内径为R1、外径为R2。本实例中W1=2mm,L1=7.2mm，R1=0.25mm ，R2=0.55mm ，具体数值可通过仿真软件优化得出最优解。

如图7所示，与现有技术相比，本实例提供的波导同轴转换装置具有良好的电磁特性。本申请的方案在工作频带12.1-16.64GHz内相对带宽为31.59%， |S11|＞15 dB， |S21|＜0.15 dB。本实例提供的新型从波导窄边馈电的波导同轴转换装置相比于之前的装置相对带宽提升了71.96%，因此该装置可作为微波系统中波导和同轴线的转换装置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种波导同轴转换装置，包括波导管底座（1）、波导管盖板（2）、微带电路（34）板（3）和同轴连接器（4），其特征在于，所述波导管盖板（2）盖设在所述波导管底座（1）上，所述波导管底座（1）内开设有相通的第一波导内腔（11）和第二波导内腔（12），所述第二波导内腔（12）的宽度和长度均小于第一波导内腔（11），所述第一波导内腔（11）位于第二波导内腔（12）上方，所述微带电路（34）板（3）置于所述第一波导内腔（11）和第二波导内腔（12）相接处的台阶面（13）上且通过导电焊剂（5）和所述台阶面（13）固连，所述波导管底座（1）其中一个窄边上开设有与所述第一波导内腔（11）联通的安装孔（14），所述同轴连接器（4）位于安装孔（14）内且连接在微带电路（34）板（3）的一端上。

2.根据权利要求1所述的一种波导同轴转换装置，其特征在于，所述微带电路（34）板（3）包括微带基板（31），所述微带基板（31）上表面设置有探针电路（32），探针电路（32）外围设置有金属导电片（33），微带基板（31）下表面设置微带电路（34），所述同轴连接器（4）设置在所述探针电路（32）靠近安装孔（14）的一端，所述探针电路（32）远离安装孔（14）的一端延伸至波导管底座（1）的水平中心处并通过圆环结构（35）和所述金属导电片（33）电连接，所述微带基板（31）上开设有若干第一通孔（311），所述微带电路（34）上开设有若干第二通孔（341），所述第一通孔（311）、第二通孔（341）的位置一一对应，所述导电焊剂（5）能够依次填充第二通孔（341）和第一通孔（311）使所述探针电路（32）和所述波导管底座（1）电连接实现接地。

3.根据权利要求2所述的一种波导同轴转换装置，其特征在于，所述金属导电片（33）上开设有若干第三通孔（331），所述导电焊剂（5）能够自下而上依次填充第二通孔（341）、第一通孔（311）和第三通孔（331）使所述探针电路（32）和所述波导管底座（1）电连接实现接地。

4.根据权利要求2或3所述的一种波导同轴转换装置，其特征在于，所述第一通孔（311）的内侧壁上设有金属导电层（312）。

5.根据权利要求2或3所述的一种波导同轴转换装置，其特征在于，所述圆环结构（35）分别和所述探针电路（32）远离安装孔（14）的一端以及金属导电片（33）边缘相切构成90°圆环转角电路实现窄边馈电。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种波导同轴转换装置，其特征在于，所述导电焊剂（5）为环氧导电胶。

7.根据权利要求2或3所述的一种波导同轴转换装置，其特征在于，所述第一通孔（311）等间距设置在所述微带基板（31）的边缘。

8.根据权利要求2或3所述的一种波导同轴转换装置，其特征在于，所述探针电路（32）通过在微带基板（31）上表面腐蚀得到，所述微带电路（34）通过在微带基板（31）下表面周围腐蚀得到，所述微带基板（31）下表面的中心区域无覆铜，微带电路（34）用于接地及加固焊接。