專利名稱：輸出端口隔離的h面波導(dǎo)t型結(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸出端ロ具有隔離效果的T型結(jié)波導(dǎo)。
背景技術(shù)：
波導(dǎo)指能限定和引導(dǎo)電磁波在長(zhǎng)度方向上傳播的管道。是ー種在微波或可見(jiàn)光波段中傳輸電磁波的裝置，用于無(wú)線電通訊、雷達(dá)、導(dǎo)航等無(wú)線電領(lǐng)域。電磁波在波導(dǎo)中的傳播受到波導(dǎo)內(nèi)壁的限制和反射。波導(dǎo)管壁的導(dǎo)電率很高(一般用銅、鋁等金屬制成，有時(shí)內(nèi)壁鍍有銀或金)，通?？杉俣ú▽?dǎo)壁是理想導(dǎo)體，波導(dǎo)管內(nèi)的電磁場(chǎng)分布可由麥克斯韋方程組結(jié)合波導(dǎo)的邊界條件來(lái)求解。波導(dǎo)中可能存在無(wú)限多種電磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)或分布，每ー種電磁場(chǎng)的分布稱為ー種波型(模式)，每ー種波型都有對(duì)應(yīng)的截止波長(zhǎng)和不同的相速。橫截面均勻的空心波導(dǎo)稱為均勻波導(dǎo)，均勻波導(dǎo)中電磁波的波型可分為電波(TM模)和磁波(TE模)兩大類。矩形波導(dǎo)中可以存在無(wú)限多個(gè)TMmn摸，波型指數(shù)m，n分別表示電磁場(chǎng)沿波導(dǎo)寬邊a和窄邊b的駐波最大值的個(gè)數(shù)，m，n = 1，2，...最簡(jiǎn)單的是TMll摸。同樣，還可以存在無(wú)限多個(gè)TEmn摸，m, n = 0,1, 2,...但不能同時(shí)為零。矩形波導(dǎo)中的最低模式是TElO模，其截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)入C = 2a，因此，就有可能在波導(dǎo)中實(shí)現(xiàn)單模傳輸。TElO模又稱為矩形波導(dǎo)中的主波，是矩形波導(dǎo)中最重要的波型。實(shí)際應(yīng)用中矩形波導(dǎo)都工作在TElO模。傳統(tǒng)的H面波導(dǎo)T型結(jié)由全封閉的矩形金屬構(gòu)成，能量由I號(hào)端ロ輸入，由2、3號(hào)端ロ輸出，2、3端ロ間不具備隔離，S卩，端ロ 2或3反射回來(lái)的能量會(huì)進(jìn)入到3或2端口中，從而影響功率的分配，影響系統(tǒng)的工作效率。另外傳統(tǒng)的H面波導(dǎo)T型結(jié)由全封閉的矩形金屬構(gòu)成，金屬材料使用量很大，使用成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供ー種新型的H面波導(dǎo)T型結(jié)，該方法主要解決了傳統(tǒng)H面波導(dǎo)T型結(jié)輸出端ロ間隔離較低的問(wèn)題，同時(shí)減少了波導(dǎo)金屬的使用量。輸出端ロ隔離的H面波導(dǎo)T型結(jié)可以實(shí)現(xiàn)輸出端ロ間的隔離，實(shí)際應(yīng)用的非封閉式H面波導(dǎo)T型結(jié)均可采用本發(fā)明的新型H面波導(dǎo)T型結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于多路波導(dǎo)功分器亦可以采用該發(fā)明所闡述的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而增加輸出端ロ的隔離。該方法減少了波導(dǎo)的金屬材料使用，増加了輸出端ロ間的隔離，可以大大增強(qiáng)所使用系統(tǒng)的穩(wěn)定型和可靠性。輸出端ロ隔離的H面波導(dǎo)T型結(jié)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述方法，包括如下步驟I)首先按照傳統(tǒng)的H面波導(dǎo)T型結(jié)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出T型結(jié)。用仿真軟件，如hfss、cst等軟件對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，然后得出該結(jié)構(gòu)I端ロ激勵(lì)時(shí)在波導(dǎo)中心軸面的磁場(chǎng)分布(此時(shí)2、3端ロ接匹配負(fù)載)。然后對(duì)2端ロ進(jìn)行激勵(lì)(此時(shí)1、3端ロ進(jìn)行激勵(lì))，查看2 端ロ激勵(lì)時(shí)波導(dǎo)中心軸面的磁場(chǎng)分布。
2)選擇兩種情況下的磁場(chǎng)分布。第一種情況是，當(dāng)該波導(dǎo)的I端ロ激勵(lì)，而2、3端ロ接匹配負(fù)載時(shí)中心軸面的磁場(chǎng)分布；另ー種情況時(shí)，當(dāng)該波導(dǎo)的2或3端ロ激勵(lì)，而I和3或2端ロ接匹配負(fù)載時(shí)中心軸面的磁場(chǎng)分布。3)在波導(dǎo)的中心軸面上挖出ー個(gè)槽，該槽的長(zhǎng)度略微大于諧振頻率的半波長(zhǎng)，以保證該槽可以在波導(dǎo)工作的頻率下進(jìn)行輻射。當(dāng)電磁波能量從I端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心軸面上的電磁波的磁場(chǎng)方向。當(dāng)電磁波能量從2端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心周面上的電磁波的磁場(chǎng)方向，從端ロ 2進(jìn)入的電磁波能量會(huì)進(jìn)入到I和3端口中去。增加了輸出端ロ間的隔離，可以大大增強(qiáng)所使用系統(tǒng)的穩(wěn)定型和可靠性。4)2、3端ロ接匹配負(fù)載時(shí)，槽與中心軸面處的磁場(chǎng)方向平行；當(dāng)波導(dǎo)2或3端ロ激勵(lì)時(shí)，而當(dāng)I和3或2端ロ接匹配負(fù)載時(shí)，槽與中心軸面處的磁場(chǎng)方向垂直。5)根據(jù)天線輻射原理，設(shè)定該槽的長(zhǎng)度為略大于二分之一波長(zhǎng)。則當(dāng)磁場(chǎng)垂直于該槽的時(shí)候，能量將會(huì)輻射出去，而不會(huì)流入其他端ロ，從而產(chǎn)生隔離的效果。 本發(fā)明設(shè)計(jì)了輸出端ロ具有隔離效果的T型結(jié)波導(dǎo)。當(dāng)能量從該波導(dǎo)的I號(hào)端ロ輸入，由2、3端ロ輸出吋，2、3端ロ具有隔離，S卩，端ロ 2或3反射回來(lái)的能量不會(huì)進(jìn)入到3或2端口中去，從而不會(huì)因?yàn)橐宦纺芰客ǖ赖膿p壞而影響到另外一路能量通道的正常使用。圖一所示為傳統(tǒng)H面波導(dǎo)T型結(jié)，當(dāng)電磁波能量從I端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心軸面上的電磁波的磁場(chǎng)方向。圖ニ所示為傳統(tǒng)H面波導(dǎo)T型結(jié)，當(dāng)電磁波能量從2端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心周面上的電磁波的磁場(chǎng)方向，從端ロ 2進(jìn)入的電磁波能量會(huì)進(jìn)入到I和3端口中去。圖三所示為本發(fā)明的新型H面波導(dǎo)T型結(jié)，當(dāng)電磁波能量從I端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心軸面上電磁波的磁場(chǎng)方向。圖四所示為本發(fā)明的新型H面波導(dǎo)T型結(jié)，當(dāng)電磁波能量從2端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心軸面上電磁波的磁場(chǎng)方向。本發(fā)明所采用的増加2、3端ロ間隔離的方法就是，在波導(dǎo)T型結(jié)的中心軸面上挖槽。挖槽后，當(dāng)電磁波能量從I端ロ輸入時(shí)，一端ロ激勵(lì)吋，波導(dǎo)表面的開(kāi)槽與電流方向平行，不會(huì)產(chǎn)生輻射，無(wú)功分損耗。當(dāng)ニ端ロ激勵(lì)時(shí)，窄槽與波導(dǎo)表面的電流垂直，從而產(chǎn)生輻射，產(chǎn)生二三端ロ的隔離。圖五所示為發(fā)明的新型H面波導(dǎo)T型結(jié)的立體結(jié)構(gòu)圖。


圖I傳統(tǒng)H面波導(dǎo)T型結(jié)I端ロ激勵(lì)
圖2傳統(tǒng)H面波導(dǎo)T型結(jié)2端ロ激勵(lì)圖3本發(fā)明新型H面波導(dǎo)T型結(jié)I端ロ激勵(lì)圖4本發(fā)明新型H面波導(dǎo)T型結(jié)2端ロ激勵(lì)圖5本發(fā)明新型H面波導(dǎo)T型結(jié)立體結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施例方式I.首先按照傳統(tǒng)的H面波導(dǎo)T型結(jié)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出T型結(jié)，用仿真軟件，如hfss、cst等軟件對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，然后得出該結(jié)構(gòu)I端ロ激勵(lì)時(shí)在波導(dǎo)中心軸面的磁場(chǎng)分布(此時(shí)2、3端ロ接匹配負(fù)載)。然后對(duì)2端ロ進(jìn)行激勵(lì)(此時(shí)1、3端ロ進(jìn)行激勵(lì))，查看2端ロ激勵(lì)時(shí)波導(dǎo)中心軸面的磁場(chǎng)分布?？梢杂^察出如下結(jié)果I)當(dāng)電磁波能量從I端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心軸面上的電磁波的磁場(chǎng)方向。2)當(dāng)電磁波能量從2端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心周面上的電磁波的磁場(chǎng)方向，從端ロ 2進(jìn)入的電磁波能量會(huì)進(jìn)入到I和3端口中去。2.然后在波導(dǎo)的中心軸面上挖出ー個(gè)槽，該槽的長(zhǎng)度略微大于諧振頻率的半波長(zhǎng)，以保證該槽可以在波導(dǎo)工作的頻率下進(jìn)行輻射。I)本發(fā)明的新型H面波導(dǎo)T型結(jié)，當(dāng)電磁波能量從I端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心軸面上電磁波的磁場(chǎng)方向。2)本發(fā)明的新型H面波導(dǎo)T型結(jié)，當(dāng)電磁波能量從2端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心軸面上電磁波的磁場(chǎng)方向。本發(fā)明所采用的増加2、3端ロ間隔離的方法就是，在波導(dǎo)T型結(jié)的中心軸面上挖槽。挖槽后，當(dāng)電磁波能量從I端ロ輸入時(shí)，一端ロ激勵(lì)時(shí)，波導(dǎo)表面的開(kāi)槽與電流方向平行，不會(huì)產(chǎn)生輻射，無(wú)功分損耗。當(dāng)ニ端ロ激勵(lì)時(shí)，窄槽與波導(dǎo)表面的電流垂直，從而產(chǎn)生輻射，產(chǎn)生二三端ロ的隔離。3.然后再用hfSS、CSt軟件對(duì)新結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，將槽的寬度和長(zhǎng)度設(shè)置為變量，設(shè)定在小于四分之一波長(zhǎng)的范圍內(nèi)，對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化仿真。4.然后確定槽的寬度和長(zhǎng)度，考慮到實(shí)際生產(chǎn)加工的精度，槽的寬度和長(zhǎng)度精度取 0. Olmnin 5.最后用已經(jīng)仿真好的模型進(jìn)行加工。
權(quán)利要求
1.輸出端ロ隔離的H面波導(dǎo)T型結(jié)可以實(shí)現(xiàn)輸出端ロ間的隔離，其特征在于所述方法，包括以下步驟 1)首先按照傳統(tǒng)的H面波導(dǎo)T型結(jié)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出T型結(jié)。用仿真軟件，如hfss、cst等軟件對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，然后得出該結(jié)構(gòu)I端ロ激勵(lì)時(shí)在波導(dǎo)中心軸面的磁場(chǎng)分布(此時(shí)2、3端ロ接匹配負(fù)載)。然后對(duì)2端ロ進(jìn)行激勵(lì)(此時(shí)1、3端ロ進(jìn)行激勵(lì))，查看2端ロ激勵(lì)時(shí)波導(dǎo)中心軸面的磁場(chǎng)分布。
2)在波導(dǎo)的中心軸面上挖出ー個(gè)槽，該槽的長(zhǎng)度略微大于諧振頻率的半波長(zhǎng)，以保證該槽可以在波導(dǎo)工作的頻率下進(jìn)行輻射。當(dāng)電磁波能量從I端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心軸面上的電磁波的磁場(chǎng)方向。當(dāng)電磁波能量從2端ロ輸入時(shí)圖中箭頭代表中心周面上的電磁波的磁場(chǎng)方向，從端ロ 2進(jìn)入的電磁波能量會(huì)進(jìn)入到I和3端口中去。増加了輸出端ロ間的隔離，可以大大增強(qiáng)所使用系統(tǒng)的穩(wěn)定型和可靠性。
3)該方法減少了波導(dǎo)的金屬材料使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述方法步驟中I)中，選擇波導(dǎo)的中心軸面，查看不同情況下磁場(chǎng)在中心軸面上的分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于選擇兩種情況下的磁場(chǎng)分布。第一種情況是，當(dāng)該波導(dǎo)的I端ロ激勵(lì)，而2、3端ロ接匹配負(fù)載時(shí)中心軸面的磁場(chǎng)分布；另ー種情況時(shí)，當(dāng)該波導(dǎo)的2或3端ロ激勵(lì)，而I和3或2端ロ接匹配負(fù)載時(shí)中心軸面的磁場(chǎng)分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述方法步驟中2)中，在波導(dǎo)的中心軸面上挖槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述，其特征在于在波導(dǎo)的中心軸面上挖槽的長(zhǎng)度。根據(jù)天線輻射原理，設(shè)定該槽的長(zhǎng)度為略大于二分之一波長(zhǎng)。則當(dāng)磁場(chǎng)垂直于該槽的時(shí)候，能量將會(huì)福射出去，而不會(huì)流入其他端ロ，從而產(chǎn)生隔離的效果。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述，其特征在于當(dāng)波導(dǎo)I端ロ激勵(lì)，而2、3端ロ接匹配負(fù)載時(shí)，槽與中心軸面處的磁場(chǎng)方向平行；當(dāng)波導(dǎo)2或3端ロ激勵(lì)吋，而當(dāng)I和3或2端ロ接匹配負(fù)載時(shí)，槽與中心軸面處的磁場(chǎng)方向垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述方法步驟中3)中，該新型波導(dǎo)可以減少中心槽出的金屬材料。
全文摘要
輸出端口隔離的H面波導(dǎo)T型結(jié)可以實(shí)現(xiàn)輸出端口間的隔離，實(shí)際應(yīng)用的非封閉式H面波導(dǎo)T型結(jié)均可采用本發(fā)明的新型H面波導(dǎo)T型結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于多路波導(dǎo)功分器亦可以采用該發(fā)明所闡述的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而增加輸出端口的隔離。該方法減少了波導(dǎo)的金屬材料使用，增加了輸出端口間的隔離，可以大大增強(qiáng)所使用系統(tǒng)的穩(wěn)定型和可靠性。
文檔編號(hào)H01P5/20GK102655258SQ20111004833
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者陳艷麗 申請(qǐng)人:陳艷麗