一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，包括傳動軸，套于傳動軸外的波導(dǎo)外壁，在波導(dǎo)外壁上設(shè)有用于穿過傳動軸的且相互呈階梯狀的第一圓孔和第二圓孔，第一圓孔的直徑小于第二圓孔；還包括套于傳動軸外且位于第二圓孔內(nèi)與波導(dǎo)外壁緊密接觸的介質(zhì)片，其中，傳動軸與波導(dǎo)外壁、介質(zhì)片不接觸，存在間隙。本實用新型不受四分之一波長長度的限制，使得扼流裝置的設(shè)計更加靈活，可根據(jù)實際要求優(yōu)化選擇合適的軸向和徑向長度；在徑向波導(dǎo)阻抗段中采用介質(zhì)填充，有效地減小了波導(dǎo)波長，從而使得阻抗變換所需的長度減小，使得扼流裝置可以進一步小型化；結(jié)構(gòu)非常簡單，易于加工實現(xiàn)，適用于對體積尺寸要求非常嚴(yán)格的扼流場合。
【專利說明】
一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于微波傳輸領(lǐng)域，特別是微波的防漏裝置領(lǐng)域，具體涉及一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]扼流裝置是避免微波外泄的一種裝置。目前，扼流裝置廣泛地應(yīng)用于微波天饋系統(tǒng)的交連、各類機械掃描雷達(dá)中的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、非接觸式短路活塞、家用微波爐等場合，是微波工程的關(guān)鍵性器件。人們依據(jù)實際應(yīng)用需要，已經(jīng)設(shè)計了各式各樣的扼流裝置，比較典型的包括微波加熱扼流[陳少平，開口式微波加熱器的研究，現(xiàn)代電子技術(shù)，2006(7)]、帶扼流結(jié)構(gòu)的天線[Xiang-YU Cao,Analysis of Coaxial Multimode Horn of Two Chokes,IEEE1998]、雙通道組合旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)[王群杰等，雙通道組合旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的設(shè)計，火控雷達(dá)技術(shù)，2006]、同軸式旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)[居軍，門鈕式波導(dǎo)-同軸交連的工程設(shè)計，微波學(xué)報，Vol 19 N0.4，Dec 2003]、圓波導(dǎo)式旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)[朱乙平，大功率圓波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)交鏈的設(shè)計與仿真研究，雷達(dá)與對抗，2006 ]、微帶耦合式旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)等。
[0003]目前，隨著機電一體化的發(fā)展和深入，已越來越多的出現(xiàn)傳動軸進入波導(dǎo)中的情況。在這種情況下，為了保證傳動軸的良好轉(zhuǎn)動，它與波導(dǎo)壁之間必然留有縫隙。這些縫隙會導(dǎo)致微波泄漏，同時會對波導(dǎo)的駐波、損耗和功率容量等性能造成影響。因此，設(shè)計一種可用于波導(dǎo)中傳動軸的扼流裝置具有重要的意義。然而，前述所有扼流裝置均不適用于波導(dǎo)中傳動軸結(jié)構(gòu)。
[0004]目前，可應(yīng)用于波導(dǎo)中傳動軸的扼流裝置為:專利號為ZL200910252877.9的“一種用于導(dǎo)波系統(tǒng)中傳動軸的小型寬帶扼流器”發(fā)明專利。該發(fā)明專利使用兩個四分之一波長段折迭的方法實現(xiàn)扼流的目標(biāo)，具體做法為:扼流裝置內(nèi)壁和傳動軸之間的間隙形成一個四分之一波長低特性阻抗段，扼流裝置的內(nèi)壁和外殼之間的間隙形成一個四分之一波長高特性阻抗段;高特性阻抗段在扼流裝置外殼頂部形成短路，短路點經(jīng)兩個四分之一波長段變換后，在傳動軸與導(dǎo)波系統(tǒng)的交界面處形成電短路(實際上并未接觸)，來抑制微波泄漏。這種扼流裝置可以解決波導(dǎo)中引入傳動軸后，傳動軸入口處可能造成的微波泄漏問題，具有體積較小、能量泄漏較少的特點。但是，這種扼流裝置由于四分之一波長長度的限制和特性阻抗段阻抗的要求，其軸向尺寸和徑向尺寸都很難減小，導(dǎo)致在一些體積尺寸要求非常嚴(yán)格的扼流場合無法得到應(yīng)用；另外，在微波高頻段應(yīng)用場合下，該扼流裝置的相關(guān)元件尺寸需要成比例縮小，過小的尺寸使得加工實現(xiàn)變得非常困難。因此，克服以上不足，研究一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，解決波導(dǎo)中引入傳動軸后，傳動軸入口處的微波泄漏問題，具有體積超小、易于加工實現(xiàn)、能量泄露少的特點。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，包括傳動軸，套于傳動軸外的波導(dǎo)外壁，在波導(dǎo)外壁上設(shè)有用于穿過傳動軸的且相互呈階梯狀的第一圓孔和第二圓孔，第一圓孔的直徑小于第二圓孔;還包括套于傳動軸外且位于第二圓孔內(nèi)與波導(dǎo)外壁緊密接觸的介質(zhì)片，其中，傳動軸與波導(dǎo)外壁、介質(zhì)片不接觸，存在間隙。
[0008]為了使介質(zhì)片的位置固定，本發(fā)明還包括套于傳動軸外并與介質(zhì)片和波導(dǎo)外壁緊密接觸的底座，且傳動軸與底座不接觸，存在間隙。
[0009]具體地，所述傳動軸與波導(dǎo)外壁、介質(zhì)片、底座的中軸線重合。
[0010]進一步地，所述底座包括一次成型的且呈臺階狀的上部和法蘭，所述上部與介質(zhì)片緊密接觸，所述法蘭與波導(dǎo)外壁緊密接觸且與波導(dǎo)外壁固定。
[0011]作為優(yōu)選，所述介質(zhì)片和底座的內(nèi)徑不小于第一圓孔的直徑，介質(zhì)片和上部的外直徑不大于第二圓孔的直徑。
[0012]作為優(yōu)選，所述介質(zhì)片由絕緣介質(zhì)制成;所述波導(dǎo)外壁的內(nèi)壁、傳動軸的外表面、介質(zhì)片的內(nèi)表面、上表面、下表面，或與介質(zhì)片的內(nèi)表面、上表面、下表面接觸的波導(dǎo)外壁和底座的對應(yīng)表面，以及底座的內(nèi)表面均由金屬材料制成。
[0013]另外，波導(dǎo)外壁的外形與實際應(yīng)用環(huán)境相適應(yīng)，介質(zhì)片可根據(jù)需要向軸向折彎。這樣便于扼流裝置與微波傳輸系統(tǒng)的實際情況適應(yīng)。
[0014]本發(fā)明的工作原理是:波導(dǎo)外壁的內(nèi)壁和傳動軸之間的間隙形成一定長度的同軸波導(dǎo)阻抗段，波導(dǎo)外壁和底座之間的介質(zhì)片形成一定長度的徑向波導(dǎo)阻抗段;徑向波導(dǎo)阻抗段在介質(zhì)片的外壁處形成短路，短路點經(jīng)徑向波導(dǎo)阻抗段和同軸波導(dǎo)阻抗段變換后，在間隙的一定位置處形成電短路(實際上并未接觸)，來抑制微波泄漏。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
[0016]本發(fā)明同軸波導(dǎo)阻抗段和徑向波導(dǎo)阻抗段的長度均不受四分之一波長長度的限制，使得扼流裝置的設(shè)計更加靈活，可根據(jù)實際要求優(yōu)化選擇合適的軸向和徑向長度;在徑向波導(dǎo)阻抗段中采用介質(zhì)片填充，有效地減小了波導(dǎo)波長，從而使得阻抗變換所需的長度減小，使得扼流裝置可以進一步小型化;扼流裝置只由波導(dǎo)外壁、介質(zhì)片、底座構(gòu)成，且其結(jié)構(gòu)非常簡單，易于加工實現(xiàn)，適用于對體積尺寸要求非常嚴(yán)格的扼流場合，特別是微波高頻段應(yīng)用場合。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明-實施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明-實施例的用于帶有傳動軸的一徑向線饋電系統(tǒng)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明-實施例的用于帶有傳動軸的一徑向線饋電系統(tǒng)中一個泄漏口的泄露能量圖。
[0020]其中，附圖中標(biāo)記對應(yīng)的零部件名稱為:
[0021 ] !一波導(dǎo)外壁，2一第一圓孔，3一第二圓孔，4一傳動軸，5—介質(zhì)片，6—底座，6a—上部，6b一法蘭，7一徑向線饋電系統(tǒng)，7a—頂板，7b一底板，8一親合探針底座，9一輸出同軸。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0023]如圖1所示，一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，包括傳動軸4、波導(dǎo)外壁1、圓筒形介質(zhì)片5、底座6，在波導(dǎo)外壁I中部設(shè)有兩個相互呈階梯狀的第一圓孔2和第二圓孔3，其中第一圓孔2的直徑小于第二圓孔3，傳動軸4穿過第一圓孔2和第二圓孔3，圓筒形介質(zhì)片5套于傳動軸4外并位于第二圓孔3內(nèi)與波導(dǎo)外壁I緊密接觸，底座6套于傳動軸4外并與介質(zhì)片5和波導(dǎo)外壁I緊密接觸。
[0024]在本實施例中，底座6包括一次成型的上部6a和法蘭6b，上部6a和法蘭6b呈臺階狀，上部6a用于與介質(zhì)片5緊密接觸，法蘭6b用于與波導(dǎo)外壁I緊密接觸且與波導(dǎo)外壁I固定，介質(zhì)片5和底座6的內(nèi)徑與第一圓孔2的外徑相同，介質(zhì)片5和上部6a的外徑、第二圓孔3的外徑相同，傳動軸4不與波導(dǎo)外壁1、介質(zhì)片5、底座6相接觸，且傳動軸4與波導(dǎo)外壁1、介質(zhì)片5、底座6的中軸線重合。
[0025]本實施例的波導(dǎo)外壁1、傳動軸4、底座6均由金屬制成，介質(zhì)片5由95%氧化鋁陶瓷制成，相對介電常數(shù)取為9.0。
[0026]本實施例的波導(dǎo)外壁I的外形與實際應(yīng)用環(huán)境相適應(yīng)。
[0027]圖2為本實施例用于帶有傳動軸的一徑向線饋電系統(tǒng)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，圖中僅表示其中一個耦合出口的結(jié)構(gòu):微波在徑向線饋電系統(tǒng)7中傳輸，此徑向線饋電系統(tǒng)7由頂板7a和底板7b構(gòu)成;在徑向線饋電系統(tǒng)7中，圓柱形耦合探針底座8與底板7b連為一體；由電機帶動的傳動軸4穿過饋電系統(tǒng)7與輸出同軸9的外壁構(gòu)成耦合出口，由此耦合出口輸出微波;在傳動軸4與耦合探針底座8的交接處，使用本實施例的扼流裝置。扼流裝置中的波導(dǎo)外壁I即為耦合探針底座8的內(nèi)部部分，介質(zhì)片5、底座6依次放入波導(dǎo)外壁I的圓孔內(nèi)，并且緊密接觸，底座6固定在底板7b上。
[0028]當(dāng)微波工作頻率為12.5GHz時，本實施例的具體尺寸為:傳動軸4直徑2.5mm;波導(dǎo)外壁I的內(nèi)徑(即第一圓孔2的外徑)3mm，高I.5mm;介質(zhì)片5的內(nèi)徑3mm，外徑8mm，高I.5mm;底座6的內(nèi)徑3mm，上部6a的外徑8mm。
[0029]如圖3所示，數(shù)值模擬結(jié)構(gòu)表明:本實施例在徑向線饋電系統(tǒng)需要的頻帶范圍內(nèi)(11.8-13.1GHz)泄漏損耗小于-30dB，扼流裝置本身造成的集中場強遠(yuǎn)小于徑向線饋電系統(tǒng)內(nèi)的場強，因此不影響整個饋電系統(tǒng)的功率容量。這說明該扼流裝置在10.4%的相對帶寬內(nèi)具有良好的抑制微波泄漏的能力，且其徑向直徑僅為8mm，軸向所需長度僅為3mm，具有超小型的特點。
[0030]按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本發(fā)明。值得說明的是，基于上述設(shè)計原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本發(fā)明所公開的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做出的一些無實質(zhì)性的改動或潤色，所采用的技術(shù)方案的實質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，其特征在于，包括傳動軸，套于傳動軸外的波導(dǎo)外壁，在波導(dǎo)外壁上設(shè)有用于穿過傳動軸的且相互呈階梯狀的第一圓孔和第二圓孔，第一圓孔的直徑小于第二圓孔;還包括套于傳動軸外且位于第二圓孔內(nèi)與波導(dǎo)外壁緊密接觸的介質(zhì)片，其中，傳動軸與波導(dǎo)外壁、介質(zhì)片不接觸，存在間隙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，其特征在于，還包括套于傳動軸外并與介質(zhì)片和波導(dǎo)外壁緊密接觸的底座，且傳動軸與底座不接觸，存在間隙。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，其特征在于，所述傳動軸與波導(dǎo)外壁、介質(zhì)片、底座的中軸線重合。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，其特征在于，所述底座包括一次成型的且呈臺階狀的上部和法蘭，所述上部與介質(zhì)片緊密接觸，所述法蘭與波導(dǎo)外壁緊密接觸且與波導(dǎo)外壁固定。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，其特征在于，所述介質(zhì)片和底座的內(nèi)徑不小于第一圓孔的直徑，介質(zhì)片和上部的外徑不大于第二圓孔的直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于波導(dǎo)中傳動軸的超小型扼流裝置，其特征在于，所述介質(zhì)片由絕緣介質(zhì)制成;所述波導(dǎo)外壁的內(nèi)壁、傳動軸的外表面、介質(zhì)片的內(nèi)表面、上表面、下表面，以及底座的內(nèi)表面均由金屬材料制成。
【文檔編號】H01P1/00GK205657149SQ201620490849
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月25日 公開號201620490849.6, CN 201620490849, CN 205657149 U, CN 205657149U, CN-U-205657149, CN201620490849, CN201620490849.6, CN205657149 U, CN205657149U
【發(fā)明人】李相強, 張健穹, 劉慶想, 劉慶
【申請人】西南交通大學(xué), 李相強, 張健穹, 劉慶想, 劉慶