CN2836255Y - 宽带小驻波端射式同轴波导变换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及同轴波导变换器。所要解决的问题是：提供一种具有良好的宽频带特征、结构简单紧凑、允许同轴线的纵轴和波导传输轴一致的宽带小驻波端射式同轴波导变换器。特点是：矩形波导内中部设有一阶梯状阻抗变换块；阶其最高层台阶端悬臂状连接着水平矩形金属块的一端，矩形金属块的另一端连接着悬空伸入同轴接头内的导体；同轴接头位于矩形波导短路端。本实用新型的优点是：采用脊波导阶梯变换、波导窄边压缩技术，实现宽频带小驻波；允许同轴线的纵轴和波导传输轴一致，结构简单、紧凑，为系统连接提供便利。
Description
技术领域
本实用新型涉及同轴波导变换器。该变换器用于微波系统中同轴传输线与波导结构的连接，允许同轴线的纵轴和波导传输轴一致。
背景技术
同轴波导变换是一种用途十分广泛的微波器件，凡是同时采用波导与同轴线作传输线的微波系统中都要用到它。常见的是探针式同轴波导变换，同轴线的内导体作为探针，从波导宽边垂直引入到波导中。内导体在波导中的位置一般在已知波型的电场强度最大处并平行于电力线方向。这种同轴波导变换工作方式是利用电耦合，它有很多优点，例如它在低驻波比的情况下，带宽可以做的较宽。但是它占用了两维自由度，在空间结构受限的情况下，会带来很多不方便。
端射型同轴波导变换是一种同轴接头由波导端面引出的同轴波导过渡装置，输入、输出方向在一条直线上，可以节省一维自由度，使系统结构设计更为紧凑，常见的设计方法是采用L型耦合环结构。其发展方向是低驻波宽频带，但是如何展宽频带，是个难题。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种具有良好的宽频带特征、结构简单紧凑、允许同轴线的纵轴和波导传输轴一致的宽带小驻波端射式同轴波导变换器。
具体的结构设计方案如下：
1、一种宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：包括一端封闭、另一端开口的横截面为矩形的矩形波导(1)；矩形波导(1)封闭端设有一同轴接头(5)，且其轴向与矩形波导(1)内电磁场传播方向一致；
矩形波导(1)内中部设有一阶梯状阻抗变换块(2)；阶梯状阻抗变换块(2)的最高层台阶端悬臂状连接着水平矩形金属块(3)的一端，矩形金属块(3)的另一端连接着悬空伸入同轴接头(5)内的导体(6)；
矩形波导(1)内封闭端顶面设有一矩形金属压块(4)。
2、根据权利要求1所述的一种宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：所述的阶梯状阻抗变换块(2)的宽度为矩形波导(1)内腔宽度的1/3，其长度为1/8波长。
3、根据权利要求1所述的一种宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：所述矩形金属块(3)的长度为1/4波长，其宽度与阶梯状阻抗变换块(2)相对应。
4、根据权利要求1所述的一种宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：所述矩形金属压块(4)的长度与矩形金属块(3)一致，宽度与矩形波导(1)内腔宽度一致，高度为矩形波导(1)内腔高度的1/6-1/4。
5、根据权利要求1所述的一种宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：所述矩形波导(1)、阶梯状阻抗变换块(2)、矩形金属块(3)和矩形金属压块(4)的材料为铜，或为铜基材料外表面镀银。
为了将高的波导阻抗匹配到同轴线，本实用新型采用多级阻抗变换，首先通过脊波导阶梯变换，将标准波导变换到较低阻抗的脊波导，再经过矩形同轴线匹配到标准同轴线，以得到具有满意电压驻波比的阻抗匹配。
本实用新型与现有技术相比优点是：采用脊波导阶梯变换、波导窄边压缩技术，实现宽频带小驻波；允许同轴线的纵轴和波导传输轴一致，结构简单、紧凑，为系统连接提供便利。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图，
图2为本实用新型轴向剖视图，
图3是本实用新型典型测试曲线。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
实施例：
宽带小驻波端射式同轴波导变换器包括一端封闭、另一端开口的横截面为矩形的矩形波导1；所述一端封闭即一端短路。矩形波导1封闭端外侧安装有一圆柱筒状同轴接头5，且其轴向与矩形波导1内电磁场传播方向一致。
矩形波导1内中部安装有一阶梯状阻抗变换块2，构成脊波导阻抗变换；
阶梯状阻抗变换块2的最高层台阶端悬臂状连接着水平矩形金属块3的一端，矩形金属块3的另一端连接着悬空伸入同轴接头5内的导体6；阶梯状阻抗变换块2、矩形金属块3、导体6与矩形波导1内底面构成磁耦合环。
矩形波导1内封闭端，即短路端顶面安装有一矩形金属压块4；安装有矩形金属压块4的矩形波导1与水平矩形金属块3构成矩形同轴线。
阶梯状阻抗变换块2的宽度为矩形波导1内腔宽度的1/3，其长度为1/8波长。
矩形金属块3的长度为1/4波长，其宽度与阶梯状阻抗变换块2相对应。
矩形金属压块4的长度与矩形金属块3一致，宽度与矩形波导1内腔宽度一致，高度为矩形波导1内腔高度的1/6-1/4。
矩形波导1、阶梯状阻抗变换块2、矩形金属块3和矩形金属压块4的材料为铜，或为铜基材料外表面镀银。
下面将叙述如何设计该形式的端射式同轴波导变换器。假设给定的频率范围为f1～fh，其中f1为最低频率，fh为最高频率。
1.矩形波导1和同轴接头5的选取
一般根据所要求的频率范围，选取对应的标准口径矩形波导1；同轴接头5可以是一般的N型接头或者SMA接头等。
2.参数的确定
同轴接头5一般位于矩形波导1短路面的中间，相应地，阶梯状变换阻抗块2也位于矩形波导1宽边中间，同轴接头5的高度hc可近似取b/2；阶梯状阻抗变换块2的宽度W取矩形波导1宽边的1/3，阶梯状阻抗变换块2高度h1、h2、h3可取相同的值，阶梯状阻抗变换块2的各段长度L1、L2、L3约为λg/8；矩形金属块3的长度LO约为λ0/4，矩形金属块3到标准同轴线的间隙d一般取1.5～3mm；矩形波导1窄边压缩高度Δb一般取b/6～b/4。
图4是用HP8719ES矢量网络分析仪测得的端射式同轴波导变化驻波随频率变化曲线，在2.767～3.834GHz频带内，驻波小于1.15，相对带宽为32.3％。
Claims (5)
1、宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：包括一端封闭、另一端开口的横截面为矩形的矩形波导(1)；矩形波导(1)封闭端设有一同轴接头(5)，且其轴向与矩形波导(1)内电磁场传播方向一致；
矩形波导(1)内中部设有一阶梯状阻抗变换块(2)；阶梯状阻抗变换块(2)的最高层台阶端悬臂状连接着水平矩形金属块(3)的一端，矩形金属块(3)的另一端连接着悬空伸入同轴接头(5)内的导体(6)；
矩形波导(1)内封闭端顶面设有一矩形金属压块(4)。
2、根据权利要求1所述的宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：所述的阶梯状阻抗变换块(2)的宽度为矩形波导(1)内腔宽度的1/3，其长度为1/8波长。
3、根据权利要求1所述的宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：所述矩形金属块(3)的长度为1/4波长，其宽度与阶梯状阻抗变换块(2)相对应。
4、根据权利要求1所述的宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：所述矩形金属压块(4)的长度与矩形金属块(3)一致，宽度与矩形波导(1)内腔宽度一致，高度为矩形波导(1)内腔高度的1/6-1/4。
5、根据权利要求1所述的宽带小驻波端射式同轴波导变换器，其特征在于：所述矩形波导(1)、阶梯状阻抗变换块(2)、矩形金属块(3)和矩形金属压块(4)的材料为铜，或为铜基材料外表面镀银。
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