一种紧凑型矩形波导-圆波导模式转换器制造技术

本发明专利技术涉及一种紧凑型矩形波导

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器


[0001]本专利技术涉及微波/毫米波能量传输
，具体涉及一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器。

技术介绍

[0002]在电子系统研发与生产高速发展的今天，矩形波导因其电磁屏蔽性好，损耗低的特性，被广泛应用于电子系统中。圆波导具有色散容量大、功率低、衰减小、尺寸大、加工简单等优点，非常适用于微波毫米波器件。同时，由于圆波导的对称性，相较于其他形状的波导，能更好地适应功率合成领域的性能参数要求。因此为满足各种微波技术场景的需要，矩形波导TE
10
模
‑
圆波导TE
01
模的模式转换器被大量使用。
[0003]随着现代微波毫米波无线通信系统的快速发展，各种仪器、设备对器件的尺寸、带宽要求越来越苛刻，而现有的矩形波导到圆波导的模式转换器普遍尺寸较大、带宽较窄，无法适应日益增加的小型化应用场景下的使用需求。具有宽带特性的紧凑的矩形波导到圆波导的模式转换器具有广泛的应用场景和重要意义。

技术实现思路

[0004]鉴于
技术介绍
存在的缺陷，本专利技术提供了一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器。它具有尺寸较小，结构紧凑，带宽较宽的特性，同时易于加工，可以解决现有技术中矩形波导到圆波导的模式转换器结构尺寸较大，带宽较窄的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]如图1所示，一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器，包括矩形波导端口(1)、二路功分结构1(2)、两个折叠型二路功分结构2(3)、空心金属圆柱(4)、阶梯型模式变换器(5)、圆波导输出端口(6)。
[0007]所述二路功分结构1的两面侧壁由对称排布的阶梯型结构构成，有利于减小回波。
[0008]矩形波导端口通过二路公分结构1与两个折叠型二路功分结构2相连接，经过阶梯型模式变换器到圆波导输出端口进行输出，空心金属圆柱位于折叠型二路功分结构中，整体呈现一个紧凑的90
°
拐角的结构。
[0009]本专利技术所提出的一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器工作原理如下：
[0010]微波信号从矩形波导端口(1)输入后，按TE
10
模传输，随后能量被二路功分结构1(2)一分为二，再由两个折叠型二路功分结构2(3)分为四路，每路的电磁场均按照TE
10
模分布，两路折叠型二路功分结构通过空心金属圆柱组合成十字交叉结构，电磁场在其水平截面上按照TE
+22
模分布，最后经过阶梯型模式变换器变换为TE
01
模，从圆波导输出端口(6)输出。
[0011]本专利技术的优点和显著效果在于：
[0012]本专利技术所提出的一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器，具有结构紧凑，易于小型化，且方便加工的特点。与传统结构相比，能更好的适应现代微波毫米波无线通信系统对
器件尺寸日益苛刻的要求。
[0013]本专利技术所提出的一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器，与现有的矩形波导到圆波导的模式转换器相比有着更宽的带宽，更能面对目前通讯系统发展所提出的宽带的需求。解决了传统矩形波导到圆波导的模式转换器带宽过窄的问题。
[0014]本专利技术所提出的一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器，具有结构紧凑、易于加工、带宽宽、平坦度好等优势，主要能运用于各种微波毫米波系统中，在功率分配器、功率合成器等器件组成中有较高的应用价值，在通信、雷达、测控等微波毫米波系统中有广阔的应用前景。
附图说明
[0015]图1是本专利技术提出的一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器示意图；
[0016]图2是实施范例中的一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器的S参数仿真曲线；
[0017]附图中标号对应名称为：
[0018](1)波导端口、(2)二路功分结构1、(3)折叠型二路功分结构2、(4)空心金属圆柱、(5)阶梯型模式变换器、(6)圆波导输出端口。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术要解决问题、技术方案和优点更加清晰，使本领域技术人员可通过本书明阐述的内容容易的了解到其优势和特点。下面将通过举例对本专利技术进行详细说明。
[0020]如图1所示为本专利技术提出的一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器。选择的工作频段为40
‑
58GHz，则该实例器件包含以下几个结构：
[0021]一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器，包括矩形波导端口(1)、二路功分结构1(2)、两个折叠型二路功分结构2(3)、空心金属圆柱(4)、阶梯型模式变换器(5)、圆波导输出端口(6)。
[0022]矩形波导端口通过二路公分结构1与两个折叠型二路功分结构2相连接，经过阶梯型模式变换器到圆波导输出端口进行输出，空心金属圆柱位于折叠型二路功分结构中，整体呈现一个紧凑的90
°
拐角的结构。
[0023]微波信号从矩形波导输入后，按TE
10
模传输，随后能量被二路功分结构1(2)一分为二，再由两个折叠型二路功分结构2(3)分为四路，每路的电磁场均按照TE
10
模分布，两路折叠型二路功分结构通过空心金属圆柱合组合成十字交叉结构，电磁场在其水平截面上按照TE
+22
模分布，最后经过阶梯型模式变换器变换为TE
01
模，从圆波导输出端口(6)输出。
[0024]组合优化之后，横向尺寸约为24mm，纵向尺寸约为17mm，可见尺寸较小，结构紧凑。
[0025]图2为该紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器的S参数仿真结果，可以看出在40
‑
58GHz内具有较小的损耗，输入回波损耗优于
‑
20dB。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型矩形波导
‑
圆波导模式转换器，其特征在于其包括矩形波导端口(1)、二路功分结构1(2)、两个折叠型二路功分结构2(3)、空心金属圆柱(4)、阶梯型模式变换器(5)、圆波导输出端口(6)。矩形波导端口通过二路公分结构1(2)与两个折叠型二路功分结构2(3)相连接，经过阶梯型模式变换器(5)到圆波导输出端口(6)进行输出，空心金属圆柱(4)位于两个折叠型二路功分结构2(3)中，整体呈现一个紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋开军，何澳柯，郭松，邹欣峻，樊勇，程钰间，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：