高介质带衰减小尺度圆形波导管制造技术

本发明专利技术涉及一种高介质带衰减小尺度圆形波导管。它由一个或多个圆形金属波导管级联构成，每个圆形金属波导管中填充高介电常数ε的非铁磁性各向同性介质，从而使波导管尺寸相应减小，并引入衰减。每个圆形金属波导管的两端有法兰接口，通过多个不同长度的填充介质的圆形金属波导管级联，可实现多种值的衰减。本发明专利技术可以模拟实际的信道衰减，为科研提供了便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子通信行业微波
，是一种传输微波用的波导管。
技术介绍
目前，在微波技术中，已经有各种规格的空心金属波导。根据金属管横截面形状不同可 分为矩形波导、圆形波导、脊形波导和椭圆形波导等。当微波的频率不是很高时，波导的尺 寸就比较大。例如传输5.8GHZ微波(自由空间波长/1。 =5.17^)的圆形空心波导，实现7^,单模传输，其横截面半径15.15附附<及<19.81附附，尺寸仍然较大，显得笨重，当科研应用需要衰减时，传统波导不能满足特殊需求，需要另外加衰减器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对波导主要用于传输微波，几无衰减的问题，提供一种高介质带衰 减小尺度圆形波导管，尺寸相应减小，并引入衰减，同时通过波导管级联可以获得任意衰减。 为科研工作者在需要衰减的实验或应用场合所利用。为达到上述目的，本专利技术的构思方案是根据电磁场微波理论，在小尺寸的圆形空心金 属波导中填充一种高介电常数的物质，得以减小微波工作波长，从而使小尺寸的波导满足传输要求。引进填充高介电常数介质后，由于介质的损耗角正切tan&的作用，介质损耗有所加大，恰为科研工作者在有意引入衰减的实验或应用场合所利用。找到适合需求的填充介质， 根据波导设计的尺寸要求进行合理设计，釆用圆形的横截面容易加工制造。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案一种高介质带衰减小尺度圆形波导管，包括圆形金属波导管，其特征是由一个或多个 所述圆形金属波导管级联构成，每个圆形金属波导管中填充高介电常数e的非铁磁性各向同 性介质从而使波导管尺寸相应减小，并引入衰减。上述圆形波导管的内孔半径为2mm，内孔长度L为5.79mm、或11.59mm、或28.97mm， 分别实现ldB、或2dB、或5dB的固定衰减值，管壁厚为1.5mm。在上述圆形金属波导管中填充的介质为介电常数f,76.7的蒸馏水。每个上述圆形金属波导管的两端为法兰接口，通过多个不同长度的填充介质的圆形金属 波导管级联来实现多种数值的衰减。每个上述圆形金属波导管的两端接口处，采用橡胶和陶瓷粉末的混合材料制取相对介电 常数为76.7的封盖，将蒸馏水进行密封，并用防水黏合胶粘接。上述波导管中， 一个圆形金属波导管通过自身的一端法兰接口与波导同轴转换器连接， 然后另一端法兰接口级联另一个或多个圆形金属波导管。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点本专利技术好 的波导管采用圆形金属波导中填充高介电常数e的非铁磁性各向同性介质，从而使波导管的 尺寸相应减小，并引入衰减。每个金属波导管的两端有法兰接口，通过多个不同长度的填充 介质的圆形波导管级联，可实现多种值的衰减。本专利技术可以模拟实际的信道衰减，为科研提 供了便利。 附图说明.-下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的一个圆形金属波导管的三维视图。 图2是图1的俯视图。图3是图1中A-A处剖面图(内填充介质并有封盖)。 图4是波导同轴转换器的三维视图。 图5是波导同轴转换器的纵剖面图。 图6是波导同轴转换器的俯视图。 图7是本专利技术与波导同轴转接器的连接示意图。 具体实施例方式本专利技术的优选实施例结合附图说明如下参见图l、图2和图3，本高介质带衰减小尺度圆形波导管，包括圆形金属波导管，其特 征是由一个或多个所述圆形金属波导管级联构成，每个圆形金属波导管中填充高介电常数S 的非铁磁性各向同性介质3，从而使波导管尺寸相应减小，并引入衰减。每个圆形金属波导管的两端为法兰接口，通过多个不同长度的填充介质的圆形金属波导 管级联来实现多种值的衰减。按以下设计1. 根据需求，选取填充介质材料。在圆形金属波导管1中填充介电常数为^=76.7的蒸馏水。2. 介质3中的工作波长计算4我们知道，在实际介质3中v,w 11 + 、+ 1、肌乂<由于蒸馏水在微波波段为介质3， 二<<1,因而当微波工作频率f二5.8G时，+ ，肌这样微波的介质波长为义=Art.17cm/^/^ 力6.7=5.91m附;.圆形金属波导管1尺寸设计。为保证单模传输，2.61i < /1 < 3.412J ，即1 < J A.4122.611.73附附<及<2.26附附，取半^BR二2mm,直，5 D=4mm。壁厚由集肤深度进行计算，其中铜的电导率^J-5.8xl(yS/m ，则集肤深度<5=11(冗/>0" M 3.14x5.8xl09 x47rxl(T7x 5.8x10 按此规格，圆形金属波导1内可传输5.8G的7^u模 4.损耗计算与测定 查出水的损耗角正切为tan<5p =0.1577 = 0.87/ ，考虑机械强度，取厚度为1.5mmc计算波数炎—2;r/A _ 2;r(5.8"09)7^ —，= = ; 二 I3 x10s06xl03m—77^樺的倍埔党教县/ = I务2( 、2 Zli、、 —1.841、0.002:525.62m由介质损耗产生的衰减可以计算得 ;Ptan^ (1,06x103)2 x0.1572/ 2x525.62=167.81衡附铜的电导率是(7 = 5.813乂1075/附，所以表面电阻《=.可得出导体损耗产生的衰减为:，=0.0198Q'2C7仏'-(yt2+^~) = 0.5522"; /附=4.79^/5/w及^5 。 Al-15总衰减为a-c^+"c =172.6dB/w 。5. 为得到ldB, 2dB, 5dB的固定衰减值，在图3中取长度L分别为5.79mm， 11.59mm， 28.97腿。6. 依照图2、图3及步骤5的L尺寸制作加工高介质小尺度带衰减圆形金属波导管，材 料选取为紫铜；依照图5，图6加工制作波导同轴转接器6，材料选取为紫铜；在波导同轴转 接器6及圆形金属波导管1内填充蒸馏水作为介质3;按图3，使用橡胶和陶瓷粉末的混合材 料制取相对介电常数为76.7的封盖5，将水进行密封，并用防水黏胶4粘接。6 .使用时，按照工程所需的衰减值，选取一定数量的如图l-3所示的高介小尺度带衰减 波导管进行组合，从而得到所需的具有任意衰减值的高介质小尺度带衰减波导管。权利要求1.一种高介质带衰减小尺度圆形波导管，包括空心圆形金属波导管(1)，其特征是由一个或多个所述的圆形金属波导管级联构成，每个圆形金属波导管(1)中填充高介电常数ε的非铁磁性各向同性介质(3)，从而使波导管的尺寸相应减小，并引入衰减。2. 根据权利要求1所述的高介质带衰减小尺度圆形波导管，其特征是所述圆形金属波导管(1)的内孔直径D为4tnm,内孔长度L为5.79mm、或11.59mm、或28.97mm，分别实 现ldB、或2dB、或5dB的固定衰减值，管壁厚为1.5mm。3. 根据权利要求1所述的高介质带衰减小尺度圆形波导管，其特征是在所述圆形金属波 导管(1)中填充介电(3)为介电常数为￡「76.7的蒸馏水。4. 根据权利要求1所述的高介质带衰减小尺度圆形波导管，其特征是每个所述的圆形金 属波导管(1)的两端为法兰接口 (2)，通过多个不同长度的填充介质的圆形金属波导管(1) 级联来实现多种值的衰减。5. 根据权利要求3所述的高介质带衰减小尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高介质带衰减小尺度圆形波导管，包括空心圆形金属波导管（１），其特征是：由一个或多个所述的圆形金属波导管级联构成，每个圆形金属波导管（１）中填充高介电常数ε的非铁磁性各向同性介质（３），从而使波导管的尺寸相应减小，并引入衰减。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卫慧，郑国莘，张欣，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]