過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺少一種成熟的針對高功率過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，不能滿足技術(shù)發(fā)展需求的問題。該過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，包括底板和頂板，還包括頂部固定于底板中心位置處的輸入同軸波導(dǎo)，底部固定于頂板上、頂部與輸入同軸波導(dǎo)相連的錐體，該錐體為圓錐形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以及固定于頂板和底板之間、位于錐體外側(cè)的半圓柱型導(dǎo)體，固定于頂板和底板之間、位于半圓柱型導(dǎo)體外側(cè)的分波立柱。通過上述方案，本實用新型達到了反射小、損耗低、功率容量高且適用于高功率應(yīng)用目的，具有很高的實用價值和推廣價值。
【專利說明】過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種高功率微波【技術(shù)領(lǐng)域】的功率分配器，具體地說，是涉及一種適用于高功率過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的微波【技術(shù)領(lǐng)域】，功率分配器是一種常見的微波元件，其實現(xiàn)方式較多，相關(guān)研究和應(yīng)用也非常廣泛，然而對于應(yīng)用于高功率微波領(lǐng)域的功率分配器而言，除了對傳統(tǒng)功率分配器所要求的低損耗、低反射、高傳輸效率等技術(shù)性能進行研究外，還需滿足其與高功率微波源輸出模式的匹配并實現(xiàn)高功率容量。
[0003]目前，大多數(shù)高功率微波源具有旋轉(zhuǎn)軸對稱結(jié)構(gòu)，其輸出結(jié)構(gòu)較多的是采用過模同軸波導(dǎo)的TEM?；蜻^模圓波導(dǎo)的TMOn模，其中國內(nèi)外學(xué)者對同軸波導(dǎo)到多路矩形波導(dǎo)功分器開展了一些研究，主要提出了兩種形式的功率分配器，一種是I分N路功分器，其中微波由同軸輸入后經(jīng)過徑向線結(jié)構(gòu)的過渡再由N路矩形波導(dǎo)輸出。該技術(shù)方案的不足之處在于內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用介質(zhì)固定，影響了功率容量的提高；另一種是同軸TEM波到矩形TElO模式變換器結(jié)構(gòu)，其中微波由同軸波導(dǎo)輸入，經(jīng)過同軸波導(dǎo)頂端的短路臂調(diào)節(jié)，再由2/4路矩形波波導(dǎo)輸出，同軸波導(dǎo)內(nèi)導(dǎo)體貫穿了矩形波導(dǎo)的上表面，形成了一個短路壁用于調(diào)節(jié)匹配，該結(jié)構(gòu)不需要引入介質(zhì)進行固定，適用于高功率微波應(yīng)用，但該結(jié)構(gòu)的入口同軸波導(dǎo)為非過模同軸波導(dǎo)，在過模條件下無法實現(xiàn)2路矩形波導(dǎo)輸出。
[0004]在高功率微波應(yīng)用中，為了滿足高功率要求，所采用的同軸波導(dǎo)工作于過模狀態(tài)，兩路矩形波導(dǎo)輸出的非軸對稱性會產(chǎn)生高階模式，必須要對高階模式進行抑制，增加了該類功率分配器的設(shè)計困難。雖然近期相關(guān)技術(shù)人員對同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)功分器進行了設(shè)計，采用了在過模同軸波導(dǎo)中添加雙層的十字交叉支撐桿結(jié)構(gòu)的方法抑制高階模式的傳輸，但此方案結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且功率容量不高。
[0005]綜上所述，針對高功率過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)功率分配器的研究和技術(shù)方案還不成熟。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺少一種成熟的針對高功率過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，不能滿足技術(shù)發(fā)展需求的問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0008]過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，包括底板和頂板，還包括頂部固定于底板中心位置處的輸入同軸波導(dǎo)，底部固定于頂板上、頂部與輸入同軸波導(dǎo)相連的錐體，該錐體為圓錐形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以及固定于頂板和底板之間、位于錐體外側(cè)的半圓柱型導(dǎo)體，固定于頂板和底板之間、位于半圓柱型導(dǎo)體外側(cè)的分波立柱。
[0009]具體地說，所述輸入同軸波導(dǎo)由固定于底板上的外導(dǎo)體和與椎體相連的內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成。 [0010]作為優(yōu)選，所述半圓柱型導(dǎo)體和分波立柱均為兩個，其中一半圓柱型導(dǎo)體和一分波立柱位于輸入同軸波導(dǎo)一側(cè)，另一半圓柱型導(dǎo)體和分波立柱于輸入同軸波導(dǎo)另一側(cè)，且輸入同軸波導(dǎo)兩側(cè)的半圓柱型導(dǎo)體和分波立柱均相對于其軸對稱。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0012](I)本實用新型針對采用過模同軸波導(dǎo)輸出的高功率微波源的功率分配需求，提出了一種新型的高功率功率分配器，可實現(xiàn)過模同軸波導(dǎo)TEM模到兩路矩形波導(dǎo)TElO模的功率分配，具有結(jié)構(gòu)簡單、損耗較低、功率容量高的特點，符合技術(shù)發(fā)展需求，具有實質(zhì)性特點和顯著進步，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1的A-A剖面示意圖。
[0015]圖3為圖2的B-B剖面示意圖。
[0016]上述附圖中，附圖標記對應(yīng)的部件名稱如下:
[0017]1-輸入同軸波導(dǎo)，2-矩形波導(dǎo)，3-錐體，4-半圓柱型導(dǎo)體，5-Y型矩形波導(dǎo)分支，6-分波立柱，7-底板，8-頂板，Ia-外導(dǎo)體，Ib-內(nèi)導(dǎo)體。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0019]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺少一種成熟的針對高功率過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，不能滿足技術(shù)發(fā)展需求的問題，如圖1~3所示，本實用新型提供了一種過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，包括由頂板8、底板7、外導(dǎo)體(圖3中的Ia)和內(nèi)導(dǎo)體(圖3中的Ib)構(gòu)成的輸入同軸波導(dǎo)1、圓錐形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的錐體3、半圓柱型導(dǎo)體4和分波立柱6，其中，錐體3底部固定于頂板8上；輸入同軸波導(dǎo)I的內(nèi)導(dǎo)體Ib與錐體3頂部相連、外導(dǎo)體Ia固定于底板7上；半圓柱型導(dǎo)體4和分波立柱6固定于頂板8和底板7之間。
[0020]優(yōu)選將輸入同軸波導(dǎo)I固定于底板7中心位置處，半圓柱型導(dǎo)體4和分波立柱6均設(shè)置兩個，其中一半圓柱型導(dǎo)體4和一分波立柱6位于輸入同軸波導(dǎo)I 一側(cè)，另一半圓柱型導(dǎo)體4和分波立柱6位于輸入同軸波導(dǎo)I另一側(cè)，且輸入同軸波導(dǎo)I兩側(cè)的半圓柱型導(dǎo)體4和分波立柱6均相對于其軸對稱。
[0021]經(jīng)過上述設(shè)置后，使用時便會形成場分布，將圖2中附圖標記2位置處設(shè)定為矩形波導(dǎo)，則本實用新型共有四路矩形波導(dǎo)，將附圖標記5位置處設(shè)定為Y型矩形波導(dǎo)分支，則兩路矩形波導(dǎo)2與Y型矩形波導(dǎo)分支5共同構(gòu)成了一路矩形波導(dǎo)，其中，位于中心位置的輸入同軸波導(dǎo)I和與其相連的四路矩形波導(dǎo)2通過錐體3和兩個半圓柱型導(dǎo)體4實現(xiàn)波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換，Y型矩形波導(dǎo)分支采用分波立柱6來實現(xiàn)兩路矩形波導(dǎo)到一路矩形波導(dǎo)的功率合成。
[0022]經(jīng)驗證，在2.8-2.96GHz頻帶范圍內(nèi)本實用新型的反射系數(shù)小于0.15，傳輸損耗小于0.15dB，在中心頻率2.88GHz時反射系數(shù)為0.03，傳輸損耗約0.05dB,內(nèi)部場強最大值474v/m，按照真空閾值計算其設(shè)計功率容量為4GW。上述結(jié)果表明，該功率分配器具有反射小，傳輸效率高，功率容量高的特性，滿足高功率應(yīng)用需求。
[0023]按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本實用新型。
【權(quán)利要求】
1.過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，包括底板(7)和頂板(8)，其特征在于，還包括頂部固定于底板(7)中心位置處的輸入同軸波導(dǎo)(1)，底部固定于頂板(8)上、頂部與輸入同軸波導(dǎo)(I)相連的錐體(3)，該錐體(3)為圓錐形導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以及固定于頂板(8)和底板(7)之間、位于錐體(3)外側(cè)的半圓柱型導(dǎo)體(4)，固定于頂板(8)和底板(7)之間、位于半圓柱型導(dǎo)體(4)外側(cè)的分波立柱(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，其特征在于，所述輸入同軸波導(dǎo)(I)由固定于底板(7)上的外導(dǎo)體和與椎體(3)相連的內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過模同軸波導(dǎo)到兩路矩形波導(dǎo)的功率分配器，其特征在于，所述半圓柱型導(dǎo)體(4)和分波立柱(6)均為兩個，其中一半圓柱型導(dǎo)體(4)和一分波立柱(6)位于輸入同軸波導(dǎo)(I) 一側(cè)，另一半圓柱型導(dǎo)體(4)和分波立柱(6)位于輸入同軸波導(dǎo)(I)另一側(cè)，且輸入同軸波導(dǎo)(I)兩側(cè)的半圓柱型導(dǎo)體(4)和分波立柱(6)均相對于其軸對稱。
【文檔編號】H01P5/08GK203481354SQ201320662861
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】張健穹, 劉慶想, 李相強, 王邦繼, 張政權(quán), 王慶峰, 楊志軍 申請人:西南交通大學(xué)