本實用新型涉及波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代衛(wèi)星通訊、干擾與抗干擾等高科技領(lǐng)域，高頻率、寬頻段電子系統(tǒng)的發(fā)展日新月異。在這些電子系統(tǒng)的研制過程中，饋源接口通常以圓波導(dǎo)為主，實際工程中的饋電電纜或常用測量儀器(如：矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀、功率放大器等)則多以50Ω/75Ω同軸線作為輸入/輸出端口。因為，此時需要進(jìn)行圓波導(dǎo)與同軸線之間的轉(zhuǎn)換。

目前，為了實現(xiàn)圓波導(dǎo)與同軸線之間的轉(zhuǎn)換，其首先實現(xiàn)圓波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換，然后再實現(xiàn)矩形波導(dǎo)與同軸線之間的轉(zhuǎn)換。而在矩形波導(dǎo)與同軸線之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，通常是采用同軸探針直接插入饋電的方式。即，通過連接器從矩形波導(dǎo)的寬面接入，然后延長探針從而實現(xiàn)波導(dǎo)與同軸線的轉(zhuǎn)換。但是，采用上述轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)使得器件的帶寬較窄，插入損耗較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型實施例提一種圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器，解決傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)導(dǎo)致帶寬較窄、插入損耗較大的問題。

基于本實用新型目的提供的一種圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器，包括圓波導(dǎo)過渡部分、矩形波導(dǎo)過渡部分、微帶轉(zhuǎn)換電路和連接器；

所述圓波導(dǎo)過渡部分與所述矩形波導(dǎo)過渡部分相連接并呈階梯過渡形式，形成圓波導(dǎo)-矩形波導(dǎo)過渡；

所述矩形波導(dǎo)過渡部分的短路面、所述微帶轉(zhuǎn)換電路和所述連接器依次級聯(lián)，形成矩形波導(dǎo)-微帶-同軸過渡；

其中，所述矩形波導(dǎo)過渡部分的短路面指的是其未與所述圓波導(dǎo)過渡部分相連接的一面。

在其中一個實施例中，所述圓波導(dǎo)過渡部分包括第一圓波導(dǎo)和第二圓波導(dǎo)；

所述第一圓波導(dǎo)與所述第二圓波導(dǎo)相連接，且連接處具有階梯；

所述第一圓波導(dǎo)未與所述第二圓波導(dǎo)相連接的一端為圓波導(dǎo)信號輸入端，所述第二圓波導(dǎo)未與所述第一圓波導(dǎo)相連接的一端與所述矩形波導(dǎo)部分相連接。

在其中一個實施例中，所述矩形波導(dǎo)過渡部分具有多階矩形過渡結(jié)構(gòu)。

在其中一個實施例中，所述微帶轉(zhuǎn)換電路插接在距離所述矩形波導(dǎo)過渡部分的短路面1/4波長處的寬邊側(cè)，或插接在距離所述矩形波導(dǎo)過渡部分的短路面1/4整數(shù)倍波長處的寬邊側(cè)。

在其中一個實施例中，所述微帶轉(zhuǎn)換電路包括低阻抗線、高阻抗線和微帶線；

所述低阻抗線、所述高阻抗線和所述微帶線依次級聯(lián)；

所述低阻抗線與所述矩形波導(dǎo)過渡部分的短路面相連接，所述微帶線與所述連接器相連接。

在其中一個實施例中，所述微帶線的微帶平面的法向方向與所述矩形波導(dǎo)過渡部分內(nèi)電磁波的傳播方向相一致。

在其中一個實施例中，所述微帶線的電阻為50歐姆。

在其中一個實施例中，所述連接器包括同軸線、空氣腔和探針；

所述探針、所述空氣腔和所述同軸線依次級聯(lián)；且

所述探針未與所述空氣腔相連接的一端插接在所述微帶轉(zhuǎn)換電路上；

所述同軸線為與所述空氣腔相連接的一端為同軸線號輸出端。。

采用上述技術(shù)方案，本實用新型至少可取得下述技術(shù)效果：

其通過設(shè)置一種圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器包括圓波導(dǎo)過渡部分、矩形波導(dǎo)過渡部分、微帶轉(zhuǎn)換電路和連接器，其中，圓波導(dǎo)過渡部分與矩形波導(dǎo)過渡部分相連接并呈階梯過渡形式以形成圓波導(dǎo)-矩形波導(dǎo)過渡，矩形波導(dǎo)過渡部分的短路面(即，矩形波導(dǎo)部分未與圓波導(dǎo)過渡部分相連接的一面)與微帶轉(zhuǎn)換電路和連接器依次級聯(lián)，形成矩形波導(dǎo)-微帶-同軸過渡，實現(xiàn)了矩形波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換。由此，其通過設(shè)置圓波導(dǎo)過渡部分與矩形波導(dǎo)過渡部分的連接處呈階梯過渡形式，使得圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器具有寬頻帶、低插損輸出的特性，最終有效解決了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)導(dǎo)致帶寬較窄、插入損耗較大的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對本實用新型實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本實用新型實施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實施例所述的圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實施例所述的圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器仿真效果圖。

貫穿附圖，應(yīng)該注意的是，相似的標(biāo)號用于描繪相同或相似的元件、特征和結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

提供以下參照附圖的描述來幫助全面理解由權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的各種實施例。以下描述包括幫助理解的各種具體細(xì)節(jié)，但是這些細(xì)節(jié)將被視為僅是示例性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不脫離本公開的范圍和精神的情況下，可對本文所述的各種實施例進(jìn)行各種改變和修改。另外，為了清晰和簡潔，公知功能和構(gòu)造的描述可被省略。

以下描述和權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語和詞匯不限于文獻(xiàn)含義，而是僅由實用新型人用來使本公開能夠被清晰和一致地理解。因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該明顯的是，提供以下對本公開的各種實施例的描述僅是為了示例性目的，而非限制由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的目的。

應(yīng)該理解，除非上下文明確另外指示，否則單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)指代。因此，例如，對“組件表面”的引用包括對一個或更多個這樣的表面的引用。

圖1是本實施例所述的圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器100的整體結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1，本實施例所述的圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)化器100包括圓波導(dǎo)過渡部分110、矩形波導(dǎo)過渡部分120、微帶轉(zhuǎn)換電路130和連接器140。其中，圓波導(dǎo)過渡部分110與矩形波導(dǎo)過渡部分120相連接并呈階梯過渡形式，形成圓波導(dǎo)-矩形波導(dǎo)過渡。矩形波導(dǎo)過渡部分120的短路面(即，矩形波導(dǎo)過渡部分未與圓波導(dǎo)過渡部分相連接的一面)、微帶轉(zhuǎn)換電路130和連接器140依次級聯(lián)，形成矩形波導(dǎo)-微帶-同軸過渡。

由此，其通過設(shè)置圓波導(dǎo)過渡部分110與矩形波導(dǎo)過渡部分120相連接形成圓波導(dǎo)-矩形波導(dǎo)過渡，同時矩形波導(dǎo)過渡部分120的短路面與微帶轉(zhuǎn)換電路130和連接器140依次級聯(lián)，形成矩形波導(dǎo)-微帶-同軸過渡，從而使得圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器100采用圓波導(dǎo)-矩形波導(dǎo)過渡、矩形波導(dǎo)-微帶-同軸過渡的形式，實現(xiàn)了圓波導(dǎo)-同軸線一體化轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工。同時，其還設(shè)置圓波導(dǎo)-矩形波導(dǎo)過渡中，圓波導(dǎo)過渡部分110與矩形波導(dǎo)過渡部分120的連接處為階梯過渡形式，使得轉(zhuǎn)換器100具有寬頻帶、低插損輸出的特性，從而有效解決了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)導(dǎo)致帶寬較窄、插入損耗較大的問題。

并且，其通過采用上述結(jié)構(gòu)作為圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器100，使階梯阻抗變換單元的矩形波導(dǎo)過渡部分120獨立出來，通過與連接器140連接并與之融為一體，同時具有阻抗變換單元的特性和同軸內(nèi)導(dǎo)體的特性，連接處的兩種模式都變換成TEM模式，由此能夠更好的實現(xiàn)模式變換。

進(jìn)一步的，參考圖1，在本本實施例中，圓波導(dǎo)過渡部分110的主體結(jié)構(gòu)為圓波導(dǎo)階梯過渡結(jié)構(gòu)。即，圓波導(dǎo)過渡部分110包括第一圓波導(dǎo)111和第二圓波導(dǎo)112。其中，第一圓波導(dǎo)111與第二圓波導(dǎo)112相連接，并且連接處具有階梯結(jié)構(gòu)。也就是說，第一圓波導(dǎo)111的橫截面小于第二圓波導(dǎo)112的橫截面。第一圓波導(dǎo)111未與第二圓波導(dǎo)112相連接的一端為圓波導(dǎo)信號輸入端113，第二圓波導(dǎo)112未與第一圓波導(dǎo)111相連接的一部分作為圓波導(dǎo)過渡部分末端，與矩形波導(dǎo)過渡部分120相連接。由此，信號由圓波導(dǎo)信號輸入端113輸入至圓波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)換器100，進(jìn)而經(jīng)過第一圓波導(dǎo)111和第二圓波導(dǎo)112的傳輸后輸入至矩形波導(dǎo)過渡部分120。

此處，需要說明的是，在本實施例中，可通過調(diào)節(jié)圓波導(dǎo)過渡部分110的尺寸來實現(xiàn)圓波導(dǎo)過渡部分的通帶、插入損耗和駐波性能的調(diào)節(jié)。

其中，在本實施例中，矩形波導(dǎo)過渡部分120則為具有多階矩形過渡結(jié)構(gòu)。具體的，參考圖1，矩形波導(dǎo)過渡部分120包括第一矩形波導(dǎo)121、第二矩形波導(dǎo)122、第三矩形波導(dǎo)123和第四矩形波導(dǎo)124。具體的，第一矩形波導(dǎo)121、第二矩形波導(dǎo)122、第三矩形波導(dǎo)123和第四矩形波導(dǎo)124依次級聯(lián)，且兩兩連接處均為階梯狀結(jié)構(gòu)。即，第一矩形波導(dǎo)121與第二矩形波導(dǎo)122的連接處呈階梯狀結(jié)構(gòu)，第二矩形波導(dǎo)122與第三矩形波導(dǎo)123的連接處呈階梯狀結(jié)構(gòu)，第三矩形波導(dǎo)123與第四矩形波導(dǎo)124的連接處同樣呈階梯狀結(jié)構(gòu)。同時，第四矩形波導(dǎo)124未與第三矩形波導(dǎo)123相連接的一面作為矩形波導(dǎo)部分的短路面。

同理，在本實施例中，可通過調(diào)節(jié)矩形波導(dǎo)過渡部分120的尺寸來實現(xiàn)圓波導(dǎo)-矩形波導(dǎo)過渡的通帶、插入損耗和駐波性能的調(diào)節(jié)。并且，圓波導(dǎo)過渡部分110與矩形波導(dǎo)過渡部分120相連接構(gòu)成圓波導(dǎo)-矩形波導(dǎo)過渡，由此通過調(diào)節(jié)圓波導(dǎo)過渡部分110與矩形波導(dǎo)過渡部分120的尺寸，可避免電磁波直接從圓波導(dǎo)過渡到矩形波導(dǎo)的波形不匹配的問題，從而更高的實現(xiàn)波形轉(zhuǎn)換。

進(jìn)一步的，參考圖1，作為位于矩形波導(dǎo)過渡部分的末端(即，矩形波導(dǎo)過渡部分未與圓波導(dǎo)過渡部分相連接的一端)處的矩形波導(dǎo)-微帶-同軸線過渡中的四分之一短路面125，其同樣可通過調(diào)節(jié)該四分之一短路面的尺寸，來實現(xiàn)矩形波導(dǎo)-微帶-同軸線過渡的通帶、插入損耗和駐波性能的調(diào)節(jié)。

更進(jìn)一步的，參考圖1，微帶轉(zhuǎn)換電路130則插接在距離矩形波導(dǎo)過渡部分的短路面的1/4波長處125的寬邊側(cè)，或插接在距離矩形波導(dǎo)過渡部分的短路面的1/4整數(shù)倍波長處125的寬邊側(cè)中心，從而實現(xiàn)微帶轉(zhuǎn)換電路130與矩形波導(dǎo)過渡部分120的連接。

其中，參考圖1，在本實施例中，微帶轉(zhuǎn)換電路130為1/4阻抗變換器。即，其包括低阻抗線131、高阻抗線132和微帶線133。其中，低阻抗線131、高阻抗線132和微帶線133依次級聯(lián)。低阻抗線131與矩形波導(dǎo)過渡部分120的短路面相連接，微帶線133則與連接器140相連接。優(yōu)選的，在本實施例中，微帶線133具體可為50歐姆微帶線。并且，微帶線133的微帶平面的法向方向與矩形波導(dǎo)過渡部分120內(nèi)電磁波的傳播方向相一致(即，微帶線133的軸向與矩形波導(dǎo)過渡部分120內(nèi)的電磁場傳輸方向一致)。

其中，應(yīng)當(dāng)指出的是，為了實現(xiàn)微帶轉(zhuǎn)換電路130與矩形波導(dǎo)過渡部分120的插接，在本實施例中，在距離矩形波導(dǎo)過渡部分的短路面的1/4或1/4整數(shù)倍波長處125的寬邊側(cè)開設(shè)有波導(dǎo)縫隙134，通過將低阻抗線131和與低阻抗線131相連接的高感抗線132插接到該波導(dǎo)縫隙134即可。并且，在本實施例中，其同樣可通過調(diào)節(jié)波導(dǎo)縫隙134的尺寸來滿足波導(dǎo)模式沿微帶傳輸方向為截止模式的要求。

進(jìn)一步的，參考圖1，連接器140則相應(yīng)包括同軸線141、空氣腔142和探針143。其中，連接器140與微帶轉(zhuǎn)換電路130之間的連接通過連接器140中的探針143與微帶轉(zhuǎn)換電路130中的微帶線133的相連接來實現(xiàn)。即，將連接器140的探針143深入插接到微帶線133上，進(jìn)而由矩形波導(dǎo)過渡部分120傳輸至微帶轉(zhuǎn)換電路130后的信號依次經(jīng)過探針143、空氣腔142后再經(jīng)過同軸線142的同軸信號輸出端160(即，同軸線未與空氣腔相連接的一端)輸出。

另外，還需要說明的是，在本實施例中，其還包括有介質(zhì)基板150。該介質(zhì)基板150穿過矩形波導(dǎo)過渡部分120的短路面，并且穿過短路面部分的介質(zhì)基板150上開設(shè)有接地孔151。

參考圖2，展示了圓波導(dǎo)-同軸線轉(zhuǎn)換器1端口、2端口的S參數(shù)仿真結(jié)果圖，從圖中可以看到通帶為18GHz-30GHz，插入損耗小于0.24dB，回波損耗小于20dB。

盡管已參照本公開的各種實施例示出并描述了本公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的精神和范圍的情況下，可對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。