3D打印的同轴波导适配器制造技术

本发明专利技术涉及一种3D打印的同轴波导适配器。同轴波导适配器包括：本体，该本体具有腔；同轴连接器，该同轴连接器能够安装至本体的表面并且具有延伸穿过本体并且进入腔中的探针；以及波导，该波导设置在腔内，波导包括弯曲的背面造型和多个过渡台阶部。造型和多个过渡台阶部。造型和多个过渡台阶部。

【技术实现步骤摘要】
3D打印的同轴波导适配器


[0001]本专利技术涉及同轴波导适配器(coaxial to waveguide adapter)。本专利技术进一步涉及用于X/Ku波段卫星通信的三维(3D)可打印的同轴波导适配器。

技术介绍

[0002]同轴波导适配器是将来自同轴电缆的信号转换成可以在波导内行进的信号的关键装置。同轴波导适配器广泛应用于雷达和天线应用中。
[0003]传统的波导包括平坦的背面造型并聚焦于提供匹配的结构以提供较宽的带宽。此外，常规适配器中的多段式台阶部匹配结构被设计为90度。由于悬垂的限制，这不能使用3D打印技术制造。因此，标准波导适配器被分别制造成两个部分，一个上部部分和一个下部部分。然后，这两个部分将在制造后进行组装。这个过程通常需要更多的时间，产生更多的材料浪费，以及高昂的劳动力成本。
[0004]因此，本领域技术人员正在努力提供改进的同轴波导适配器。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术的同轴波导适配器解决了上述和其他问题，并且在本领域中取得了进步。根据本专利技术的同轴波导适配器的优点是，同轴波导适配器在宽操作带宽上具有低的回波损耗。具体地，根据本专利技术的同轴波导适配器在10GHz与15GHz的范围内具有20dB的回波损耗。根据本专利技术的同轴波导适配器的第二个优点是，同轴波导适配器具有弯曲的背面造型(back shot)和45度倾斜角度，这使得能够使用3D打印技术来制造同轴波导适配器。换句话说，根据本专利技术的同轴波导适配器允许快速制造速度，减少材料浪费(这是环境友好的)，降低制造成本，消除对准误差，具有高精度，由于其为单件适配器所以不需要任何组装，并且需要较少的劳动力成本。
[0006]本公开的第一方面描述了一种同轴波导适配器。同轴波导适配器包括：本体，该本体具有腔；同轴连接器，该同轴连接器能够安装至本体的表面并且具有延伸穿过本体并且进入腔中的探针；以及波导，该波导设置在腔内，波导包括弯曲的背面造型和多个过渡台阶部。
[0007]根据第一方面的实施方式，在相邻过渡台阶部之间设置有倾斜角度。根据本实施方式的实施方式，倾斜角度在30度与45度之间。根据本实施方式的另一实施方式，倾斜角度为45度。
[0008]根据第一方面的实施方式，弯曲的背面造型是具有3.13mm的半径的半圆。根据本实施方式的实施方式，弯曲的背面造型设置在腔的后壁上并且在多个过渡台阶部中的第一过渡台阶部上方。
[0009]根据第一方面的实施方式，在多个过渡台阶部中限定有间隙从而形成一对过渡台阶部。
[0010]根据第一方面的实施方式，同轴波导适配器还包括第一侧部弯曲的背面造型和第
二侧部弯曲的背面造型。根据本实施方式的实施方式，第一侧部弯曲的背面造型和第二侧部弯曲的背面造型中的每一者都是具有3.13mm的半径的半圆。
[0011]根据第一方面的实施方式，同轴波导适配器通过三维(3D)打印技术制造。
附图说明
[0012]根据本专利技术的上述及其他特征和优点在下面的具体实施方式中描述，并在以下附图中示出：
[0013]图1图示了根据本专利技术的实施方式的同轴波导适配器的立体图；
[0014]图2.1图示了根据第一实施方式的同轴波导适配器的透视立体图；
[0015]图2.2图示了第一实施方式的腔的侧视图；
[0016]图2.3图示了第一实施方式的腔的俯视图；
[0017]图3.1图示了根据第二实施方式的同轴波导适配器的透视立体图；
[0018]图3.2图示了第二实施方式的腔的侧视图；
[0019]图3.3图示了第二实施方式的腔的俯视图；
[0020]图4图示了第二实施方式的同轴波导适配器的另一透视立体图，其中限定有间隙以形成成对的脊部匹配结构；
[0021]图5图示了第二实施方式的同轴波导适配器的透视侧视图；
[0022]图6图示了第二实施方式的同轴波导适配器的透视俯视图；
[0023]图7图示了第一实施方式的模拟反射系数(|S11|)和插入损耗(|S21|)；
[0024]图8图示了第一实施方式的模拟电压驻波比结果；
[0025]图9图示了根据图3.1至图3.3的波导的第二实施方式的模拟反射系数(|S11|)和插入损耗(|S21|)；
[0026]图10图示了根据图3.1至图3.3的波导的第二实施方式的模拟电压驻波比结果；
[0027]图11图示了对根据图4至图6的波导的第二实施方式的适配器的间隙距离及其对阻抗带宽的影响的参数研究；以及
[0028]图12图示了根据图4至图6的波导的第二实施方式的模拟反射系数(|S11|)和插入损耗(|S21|)。
具体实施方式
[0029]本专利技术涉及同轴波导适配器。本专利技术进一步涉及用于X/Ku波段卫星通信的三维(3D)可打印的同轴波导适配器。
[0030]可以设想的是，根据本专利技术实施方式的同轴波导适配器包括允许使用3D打印技术来制造同轴波导适配器的新波导结构。该3D可打印的同轴波导适配器可应用于X/Ku波段卫星通信。3D打印使同轴波导适配器与使用传统加工工艺制造的适配器相比具有更好的性能。除此之外，3D打印是一种环境友好的工艺，因为整个同轴波导适配器将被制造为没有材料浪费的单个单元。
[0031]通过对常规的背面造型(也称为后壁或背面短部分backshort)及其内部波导匹配结构进行重新设计，可以对同轴波导适配器进行3D打印。图1示出了同轴波导适配器100的立体图。同轴波导适配器100包括：本体110，该本体110具有腔130；同轴连接器120，该同轴
连接器120具有安装板122，以利用延伸穿过本体110并进入腔130的探针123将同轴连接器120固定至本体110；以及凸缘140。腔130延伸穿过凸缘140以形成开口141。重要的是，同轴波导适配器100包括腔130中的波导150。
[0032]图2.1图示了根据本专利技术的同轴波导适配器100的第一实施方式。具体地，图2.1示出了同轴波导适配器100的透视立体图，其中腔130示出了波导150的结构的布置。图2.2示出了根据本专利技术的同轴波导适配器100的第一实施方式的腔130的侧视图，而图2.3示出了根据本专利技术的同轴波导适配器100的第一实施方式的腔130的俯视图。如图2.2和图2.3中所示，波导150包括弯曲的背面造型155和许多过渡台阶部151，其中在相邻的过渡台阶部之间设置有倾斜角度152。具体地，倾斜角度152设置在通向下一个相邻过渡台阶部151的每个过渡台阶部151上。图2.1至图2.3示出了五个过渡台阶部151，其中第一过渡台阶部151抵接腔130的后壁。然而，本领域技术人员将认识到，在不脱离本专利技术的情况下，可以实现任意数目的过渡台阶部。本质上，待实现的过渡台阶部151的确切数目作为设计选择留给本领域技术人员。
[0033]可以观察到，弯曲的背面造型155和倾斜角度152可以提供比其他形状的背面造型和直角台阶部更好的带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同轴波导适配器，包括：本体，所述本体具有腔；同轴连接器，所述同轴连接器能够安装至所述本体的表面并且具有延伸穿过所述本体并且进入所述腔中的探针；以及波导，所述波导设置在所述腔内，所述波导包括弯曲的背面造型和多个过渡台阶部。2.根据权利要求1所述的同轴波导适配器，其中，在相邻的过渡台阶部之间设置有倾斜角度。3.根据权利要求2所述的同轴波导适配器，其中，所述倾斜角度在30度与45度之间。4.根据权利要求2所述的同轴波导适配器，其中，所述倾斜角度是45度。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的同轴波导适配器，其中，所述弯曲的背面造型是具有3.13mm的半径的半圆。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永新，郑凯博，王聪，吴杰，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：发明
国别省市：