本發(fā)明涉及脊上開孔的脊傳輸線。具體地說，是涉及在底部和脊結(jié)構(gòu)上開有耦合孔的單脊、雙脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)成超寬帶的微波器件，包括定向耦合器、功分器、天線陣、濾波器，等等。

背景技術(shù)：

波導(dǎo)傳輸線由于其功率容量高和插損小，在大功率微波通信和遠(yuǎn)程雷達(dá)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著民用通信和軍事電子系統(tǒng)的工作頻率提高到毫米波和太赫茲頻段，波導(dǎo)可能成為傳輸線的首選。脊波導(dǎo)具有更寬的工作帶寬和相對較小的尺寸，常常替代普通矩形波導(dǎo)應(yīng)用在寬帶或小型化系統(tǒng)中。最近文獻(xiàn)上報(bào)道的所謂脊縫波導(dǎo)，保持了普通脊波導(dǎo)寬帶的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)不需要蓋板與底座之間的良好接觸，在毫米波和太赫茲頻段預(yù)示著很好的應(yīng)用前景。但是，脊波導(dǎo)和脊縫波導(dǎo)由于其電場集中在金屬脊與蓋板之間，與外界的耦合比較弱。脊波導(dǎo)和脊縫波導(dǎo)的寬帶耦合仍然是微波技術(shù)領(lǐng)域的急待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種寬帶脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)。通過脊孔和耦合孔和耦合腔的安裝位置的設(shè)置，能夠讓脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成濾波器，并通過在金屬脊的段璐端開孔并與傳輸線與外界的耦合孔相連通，有效地增強(qiáng)了該傳輸線與外界的耦合，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

脊上開孔的脊傳輸線，包括空管和至少一根只在一側(cè)與所述空管相連的金屬脊；所述空管與所述金屬脊均為柱狀結(jié)構(gòu)，其橫截面的形狀沿其軸線不變；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)還包括副結(jié)構(gòu)和連通所述空管和所述副結(jié)構(gòu)的耦合孔；所述金屬脊上靠近該金屬脊與所述空管的連接處開有橫向穿過該金屬脊的脊孔；所述脊孔為所述金屬脊挖去一部分金屬而形成；所述脊孔與所述耦合孔連通。

進(jìn)一步地，為了不嚴(yán)重地改變所述脊傳輸線的傳播特性，脊孔的開設(shè)不能破壞金屬脊的指向空管內(nèi)部方向的邊沿；所述脊孔與金屬脊的朝向副結(jié)構(gòu)的相反方向的邊沿有一定安全間距。

為了獲得較強(qiáng)的耦合，脊孔的開設(shè)應(yīng)該盡量靠近金屬脊的指向空管內(nèi)部方向的邊沿：所述脊孔的最大高度大于所在處的金屬脊的最大高度的2/3。

所述脊傳輸線可以是單脊波導(dǎo)，副結(jié)構(gòu)也可以是單脊波導(dǎo)：所述副結(jié)構(gòu)也包括一根空管a和至少一根只在一側(cè)與該空管a相連的金屬脊a；所述金屬脊a上靠近該金屬脊a與所述空管a的連接處開有脊孔a，所述脊孔a為所述金屬脊a挖去一部分金屬而形成；所述脊孔a與所述耦合孔連通；所述脊孔a與金屬脊a的朝向空管的相反方向的邊沿有一定安全間距。

進(jìn)一步地，所述脊傳輸線可以是雙脊波導(dǎo)，副結(jié)構(gòu)也可以是雙脊脊波導(dǎo)：在空管中還設(shè)置有另一根只在一側(cè)與所述空管相連的金屬脊；該金屬脊為柱狀結(jié)構(gòu)，其橫截面的形狀沿其軸線不變；所述副結(jié)構(gòu)3包括空管a和兩根只在一側(cè)與所述空管a相連的金屬脊a；在鄰近的金屬脊和金屬脊a上靠近該金屬脊與所述空管的連接處開有脊孔，靠近該金屬脊a與所述空管a的連接處開有脊孔a；所述脊孔和脊孔a為所述金屬脊和金屬脊a挖去一部分金屬而形成；所述脊孔和脊孔a與所述耦合孔連通；所述脊孔a與金屬脊a的朝向空管的相反方向的邊沿有一定安全間距。

進(jìn)一步地，所述副結(jié)構(gòu)為開敞結(jié)構(gòu)。所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成電磁波輻射器。

進(jìn)一步地，所述脊孔、耦合孔沿其軸線至少設(shè)置兩個(gè)；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成天線陣。

進(jìn)一步地，所述副結(jié)構(gòu)為封閉空間，構(gòu)成電磁波諧振腔。所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)與所述諧振腔耦合。

進(jìn)一步地，沿其軸線安排有至少兩組所述脊孔和耦合孔和耦合腔；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成濾波器，特別是帶阻濾波器。

開有耦合縫和耦合縫a的脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)可以分別用于構(gòu)成強(qiáng)耦合的定向耦合器、電橋和功分器等，寬帶耦合天線和天線陣，寬帶帶阻濾波器等。

本發(fā)明提供了一種較強(qiáng)耦合的脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)。通過在傳輸線的底部開孔和在所述金屬脊上開孔，并將二者連通，實(shí)現(xiàn)該脊傳輸線與外界的較強(qiáng)耦合。由于在工作頻段，脊傳輸線的電場和表面電流集中在脊結(jié)構(gòu)頂端。脊結(jié)構(gòu)的頂端保持連續(xù)保證了脊傳輸線的傳播特性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明和實(shí)施實(shí)例一的縱向示意圖；

圖2為圖1的aa向剖視示意圖；

圖3為實(shí)施實(shí)例二的縱向示意圖；

圖4為圖3的aa向剖視示意圖；

圖5為實(shí)施實(shí)例三的縱向示意圖；

圖6為圖5的aa向剖視示意圖；

圖7為實(shí)施實(shí)例四的縱向示意圖；

圖8為圖7的aa向剖視示意圖；

圖9為實(shí)施實(shí)例五的縱向示意圖；

圖10為圖9的aa向剖視示意圖；

圖11為實(shí)施實(shí)例六的縱向示意圖；

圖12為圖11的aa向剖視示意圖；

圖13為實(shí)施實(shí)例7的aa向剖視示意圖；

圖14為實(shí)施實(shí)例8的aa向剖視示意圖；

圖15為實(shí)施實(shí)例9的aa向剖視示意圖；

圖16為實(shí)施實(shí)例10的aa向剖視示意圖；

圖17為實(shí)施實(shí)例11的aa向剖視示意圖；

圖18為實(shí)施實(shí)例12的aa向剖視示意圖。

附圖中標(biāo)號對應(yīng)名稱：1-空管，1a-空管a，2-金屬脊，2a-金屬脊a，3-副結(jié)構(gòu)，4-耦合孔，5-脊孔，5a-脊孔a，6-金屬凸臺，7-耦合縫，7a-耦合縫a。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實(shí)施例一

如圖1、2所示，脊上開孔的脊傳輸線，包括空管1和一根只在一側(cè)與所述空管1相連的金屬脊2；所述空管1與所述金屬脊2均為柱狀結(jié)構(gòu)，其橫截面的形狀沿其軸線不變；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)還包括副結(jié)構(gòu)3和連通所述空管1和所述副結(jié)構(gòu)3的耦合孔4；所述金屬脊2上靠近該金屬脊2與所述空管1的連接處開有橫向穿過該金屬脊5的脊孔5；所述脊孔5為所述金屬脊2挖去一部分金屬而形成；所述脊孔5與所述耦合孔4連通。所述金屬脊2的遠(yuǎn)離其與所述空管連接處的一側(cè)與所述脊孔5保持一定間距。所述脊孔5的最大高度大于所在處的金屬脊2的最大高度的2/3。

所述脊傳輸線是單脊波導(dǎo)，副結(jié)構(gòu)3也是單脊波導(dǎo)。所述副結(jié)構(gòu)3也包括一根空管a1a和至少一根只在一側(cè)與該空管a1a相連的金屬脊a2a；所述金屬脊a2a上靠近該金屬脊a2a與所述空管a1a的連接處開有脊孔a5a，所述脊孔a5a為所述金屬脊a2a挖去一部分金屬而形成；所述脊孔a5a與所述耦合孔4連通；所述金屬脊a2a的遠(yuǎn)離其與所述空管a1a連接處的一側(cè)與所述脊孔a5a保持一定間距。

實(shí)施例二

如圖3、4所示，與實(shí)施例一相比，不同之處僅在于：所述脊傳輸線是雙脊波導(dǎo)，副結(jié)構(gòu)3也是雙脊脊波導(dǎo)：在空管1中還設(shè)置有另一根只在一側(cè)與所述空管1相連的金屬脊2；該金屬脊2為柱狀結(jié)構(gòu)，其橫截面的形狀沿其軸線不變；所述副結(jié)構(gòu)3包括空管a1a和兩根只在一側(cè)與所述空管a1a相連的金屬脊a2a；在鄰近的金屬脊2和金屬脊a2a上靠近該金屬脊2與所述空管1的連接處開有脊孔5，靠近該金屬脊a2a與所述空管a1a的連接處開有脊孔a5a；所述脊孔5和脊孔a5a為所述金屬脊2和金屬脊a2a挖去一部分金屬而形成；所述脊孔5和脊孔a5a與所述耦合孔4連通；所述金屬脊a2a的遠(yuǎn)離其與所述空管a1a連接處的一側(cè)與所述脊孔a5a保持一定間距。沿其軸線安排有2組所述脊孔5、脊孔a5a和耦合孔4；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成雙脊波導(dǎo)定向耦合器、電橋或功分器。

實(shí)施例三

如圖5、6所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，所述副結(jié)構(gòu)3為開敞結(jié)構(gòu)，構(gòu)成輻射器。沿其軸線安排有2組所述脊孔5、耦合孔4和開敞結(jié)構(gòu)3；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成輻射天線陣。

實(shí)施例四

如圖7、8所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，所述脊傳輸線為脊縫波導(dǎo)：空管1中還設(shè)置有橫向6排金屬凸臺6；所述金屬凸臺6只在一個(gè)方向上與所述空管1相連。所述副結(jié)構(gòu)3為封閉空間，構(gòu)成電磁波諧振腔。所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)與所述諧振腔耦合。

實(shí)施例五

如圖9、10所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，沿其軸線安排有4組所述脊孔5和耦合孔4和耦合腔；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成帶阻濾波器。

實(shí)施例六

如圖11、12所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，沿其軸線安排有4組所述脊孔5、脊孔a5a和耦合孔4；所述脊傳輸線耦合結(jié)構(gòu)構(gòu)成四級單脊波導(dǎo)定向耦合器、電橋或功分器。

實(shí)施例七

如圖1和13所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，在所述金屬脊和金屬脊a上還設(shè)計(jì)有分別將金屬脊和金屬脊a割斷的兩個(gè)耦合縫和兩個(gè)耦合縫a。

實(shí)施例八

如圖3和14所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，在所述金屬脊和金屬脊a上還設(shè)計(jì)有分別將金屬脊和金屬脊a割斷的兩個(gè)耦合縫和兩個(gè)耦合縫a。

實(shí)施例九

如圖5和15所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，在所述金屬脊上還設(shè)計(jì)有將金屬脊割斷的兩個(gè)耦合縫。

實(shí)施例十

如圖7和16所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，在所述金屬脊上還設(shè)計(jì)有一個(gè)將金屬脊割斷的一個(gè)耦合縫。

實(shí)施例十一

如圖9和17所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，在所述金屬上還設(shè)計(jì)有將金屬脊割斷的四個(gè)耦合縫。

實(shí)施例十二

如圖10和18所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一區(qū)別僅在于，在所述金屬脊和金屬脊a上還設(shè)計(jì)有分別將金屬脊和金屬脊a割斷的四個(gè)耦合縫和四個(gè)耦合縫a。

上述各實(shí)施實(shí)例中，為了便于加工，常常需要對結(jié)構(gòu)的內(nèi)部角度做倒角處理。這種倒角帶來的效應(yīng)在器件的建模計(jì)算中必須加以考慮。

本發(fā)明的脊上開孔的脊傳輸線具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可以實(shí)現(xiàn)寬帶、加工調(diào)試成本低的傳輸線耦合結(jié)構(gòu)。特別是其在金屬脊的段璐端開孔并與傳輸線與外界的耦合孔相連通，有效地增強(qiáng)了該傳輸線與外界的耦合。該類結(jié)構(gòu)可以用于構(gòu)成定向耦合器、功分器、天線陣和濾波器等，廣泛用于雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、通信等軍事及民用領(lǐng)域。

以上所述的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。