一种不接触波导法兰制造技术

本发明专利技术一种不接触波导法兰，属于微波技术领域；所述波导法兰的端面上开有跑道形槽和直槽，所述跑道形槽设置于波导口的外围；所述直槽设置于所述跑道形槽和波导口之间并位于波导口长边的中心线上，其两端与所述跑道形槽相通，中间段落于波导口内；所述直槽的深度、跑道形槽的深度、跑道形槽到波导口的径向距离的取值范围均为八分之一至八分之三波长之间。采用跑道形槽和直槽使插入损耗在波导法兰不接触的情况下小于0.1dB，将不接触波导法兰的工作带宽扩展到整个波导频段。

A kind of noncontact waveguide flange

【技术实现步骤摘要】
一种不接触波导法兰
本专利技术属于微波
，具体涉及一种不接触波导法兰。
技术介绍
当两个波导通过波导法兰连接时，为了实现良好的电接触，两个波导法兰通常需要用销钉对准，并用螺丝紧固，而且两个波导法兰面不能生锈，否则就会出现反射或者辐射损耗。在一些需要经常切换波导的场合，比如波导开关、微波测量等，波导法兰的对准和紧固就显得非常繁琐。早期四分之一波长扼流波导法兰虽然可以克服由于波导法兰生锈导致接触不良好的问题，但是仍然需要销钉对准和螺丝紧固。文献“BudhadityaPyne,RyoheiNaruse,HirobumiSaito,JiroHirokawa,VinayRavindra,PrilandoRizikiAkbar.RobustContactlessNoncircularChokeFlangeforWidebandWaveguideApplications.IEEETRANSACTIONSONMICROWAVETHEORYANDTECHNIQUES,VOL.67,NO.3,pp.861-867,2019.”提出了一种不接触的法兰形式，可以很方便地进行波导切换。但是该波导法兰的带宽较窄，不能覆盖整个波导频段，并且在工作频段内插入损耗达到了0.5dB。另外插入损耗对该波导法兰长边方向的对准误差较敏感，在X波段误差不能超过0.2mm。
技术实现思路
要解决的技术问题：为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种不接触波导法兰，在波导法兰内引入跑道形槽和直槽，扩展了不接触波导法兰的工作带宽，降低了在整个波导频段内的插入损耗，减弱了插入损耗对波导法兰准误差的敏感度。本专利技术的技术方案是：一种不接触波导法兰，其特征在于：所述波导法兰的端面上开有跑道形槽和直槽，所述跑道形槽设置于波导口的外围；所述直槽设置于所述跑道形槽和波导口之间并位于波导口长边的中心线上，其两端与所述跑道形槽相通，中间段落于波导口内；所述直槽的深度、跑道形槽的深度、跑道形槽到波导口的径向距离的取值范围均在八分之一至八分之三波长之间。本专利技术的进一步技术方案是：所述直槽的深度、跑道形槽的深度、跑道形槽到波导口的径向距离的取值均为四分之一波长。有益效果本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的一种不接触的波导法兰，采用跑道形槽和直槽使插入损耗在波导法兰不接触的情况下小于0.1dB，将不接触波导法兰的工作带宽扩展到整个波导频段；当波导法兰出现对准误差时，所采用的直槽可以抑制波导法兰表面电流的增大，此时波导法兰上的电流分布和没有对准误差时波导法兰的表面电流分布一致，这样减弱了插入损耗对波导法兰对准误差的敏感度，使得在X波段波导法兰对准误差在0.4mm之内时插入损耗都小于0.1dB。附图说明图1是带有矩形波导的不接触法兰的斜视图。图2是带有矩形波导的不接触法兰的右视图。图3是带有矩形波导的不接触法兰的A-A剖视图。图4是不接触法兰和常规平法兰连接时的斜视图。图5是不接触法兰和常规平法兰连接时的前视图。图6为不接触法兰和常规平法兰出现长边对准误差时的俯视图。图7为不接触法兰和常规平法兰出现短边对准误差时的前视图。图8为由间隙Δz导致S21变化的特性曲线。图9为由对准误差Δx导致S21变化的特性曲线。图10为由对准误差Δy导致S21变化的特性曲线。图11为只有跑道形槽并且没有对准误差时波导法兰的表面电流分布。图12为只有跑道形槽并且存在对准误差时波导法兰的表面电流分布。图13为增加了直槽并且没有对准误差时波导法兰的表面电流分布。图14为增加了直槽并且存在对准误差时波导法兰的表面电流分布。附图标记说明：1-矩形波导，2-波导口，3-不接触法兰，31-跑道形槽，32-直槽，4-常规平法兰。具体实施方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1-3所示，本专利技术提供了一种不接触波导法兰，在波导法兰端面内开有跑道形槽和直槽；所述的跑道形槽围绕波导口，距离波导口八分之一至八分之三波长之间，跑道形槽深度的取值在八分之一至八分之三波长之间；所述的直槽垂直于波导口的长边并位于波导口的长边的中心线上，直槽位于跑道形槽的内部，连接跑道形槽的两边；本专利技术提供的不接触波导法兰和常规平法兰在相隔一定距离内，没有对准误差时，所述的跑道形槽可以抑制电磁波从不接触波导法兰和常规平法兰之间的间隙中泄漏；本专利技术提供的不接触波导法兰和常规平法兰在相隔一定距离内，有对准误差时，所采用的直槽可以抑制波导法兰表面电流的增大，此时波导法兰上的电流分布和没有对准误差时波导法兰上的表面电流分布一致，这样减弱了插入损耗对波导法兰对准误差的敏感度。上述八分之一至八分之三波长尺寸的具体值以实际仿真优化为准。实施例：在本实施例中，矩形波导1为型号BJ100的标准波导，工作在X波段。跑道形槽31和直槽32位于不接触法兰3内。跑道形槽31的深度t为6.5mm，宽度w为4.9mm，平直部分的长度l为6.9mm，与波导口2之间的距离d为6mm。直槽32的宽度u为2mm，深度s为3.5mm。当不接触法兰3和常规平法兰4按照图4和图5所示放置时，不接触法兰3和常规平法兰4并未接触，它们之间有一个间隙，间隙的距离为Δz。不接触法兰3中的跑道形槽31可以抑制电磁波从两个法兰的间隙处泄漏。图8给出了整个X波段内由间隙Δz导致S21变化的特性。可以看出当Δz不超过2.4mm时，插入损耗都小于0.1dB。在Δz＝1mm的情况下，当两个法兰出现对准误差时，不接触法兰3中的直槽32可以抑制电磁波从两个法兰的间隙处泄漏。图6表示了不接触法兰3和常规平法兰4沿着波导口2长边出现对准误差Δx时的情况。从图9可以看出，当Δx不超过2.4mm时，插入损耗都小于0.1dB。图7表示了不接触法兰3和常规平法兰4沿着波导口2短边出现对准误差Δy时的情况。从图10可以看出，当Δy不超过0.4mm时，插入损耗都小于0.1dB。为了进一步说明本专利技术中的直槽32的有益效果，图11-14给出了波导法兰3的表面电流分布。图11为只有跑道形槽31并且没有对准误差时波导法兰3的表面电流分布，图12为只有跑道形槽31并且存在对准误差时波导法兰3的表面电流分布。从图11和图12可以看出，当出现对准误差时，波导法兰3的表面电流明显增大，所以影响到插入损耗性能。图13为增加了直槽32并且没有对准误差时波导法兰3的表面电流分布，图14为增加了直槽32并且存在对准误差时波导法兰3的表面电流分布。从图13和图14可以看出，当出现对准误差时，波导法兰3的表面电流保持一致，直槽32有效地抑制了出现对准误差时波导法兰3表面电流的增大，所以插入损耗性能也保持一致。尽管上面已经示出和描述了本专利技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本专利技术的原理和宗旨的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不接触波导法兰，其特征在于：所述波导法兰的端面上开有跑道形槽和直槽，所述跑道形槽设置于波导口的外围；所述直槽设置于所述跑道形槽和波导口之间并位于波导口长边的中心线上，其两端与所述跑道形槽相通，中间段落于波导口内；/n所述直槽的深度、跑道形槽的深度、跑道形槽到波导口的径向距离的取值范围均在八分之一至八分之三波长之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种不接触波导法兰，其特征在于：所述波导法兰的端面上开有跑道形槽和直槽，所述跑道形槽设置于波导口的外围；所述直槽设置于所述跑道形槽和波导口之间并位于波导口长边的中心线上，其两端与所述跑道形槽相通，中间段落于波导口内；
所述直槽的深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昌英，刘育杰，高峰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61