[发明专利]高介质带衰减小尺度矩形波导管

说明书

技术领域

本发明涉及电子通信行业微波技术领域，是一种传输微波用的波导。

背景技术

目前，在微波技术中，已经有各种规格的空心金属波导。根据金属管横截面形状不同可分为矩形波导、圆形波导、脊形波导和椭圆形波导等。当微波的频率不是很高时，波导的尺寸就比较大。例如传输5.8GHZ微波(自由空间波长λ₀＝5.17cm)的矩形空心波导，实现TE₁₀单模传输，其横截面尺寸长a宽b应满足0.5λ₀＜a＜λ₀；b＜0.5λ₀，即2.58cm＜a＜5.17cm；b＜2.58cm。尺寸下限仍然较大，显得笨重。当科研应用需要衰减时，传统波导不能满足特殊需求，需要另外加衰减器。

发明内容

本发明的目的在于针对波导主要用于传输微波，几无衰减的问题，提供一种高介质带衰减小尺度矩形波导管，填充材料使波导的尺寸相应减小，并引入衰减，同时通过波导管级联可以获得任意衰减。为科研工作者在需要衰减的实验或应用场合所利用。

为达到上述目的，本发明的构思方案是：根据电磁场微波理论，在小尺寸的圆形空心金属波导中填充一种高介电常数的物质，得以减小微波工作波长，从而使小尺寸的波导满足传输要求。引进填充高介电常数介质后，由于介质的损耗角正切tanδ_e的作用，介质损耗有所加大，恰为科研工作者在有意引入衰减的实验或应用场合所利用。找到适合需求的填充介质，根据波导设计的尺寸要求进行合理设计，采用矩形波导结构。同时设计一端为法兰接口，一端为SMA同轴接口的转接头实现导行波向横电磁波的转换。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种高介质带衰减小尺度矩形波导管，包括一种高介质带衰减小尺度矩形波导管，包括矩形金属波导管，其特征是：由一个或多个所述矩形金属波导管级联构成，每个矩形金属波导管中填充高介电常数ε的非铁磁性各向同性介质，从而使波导管的尺寸相应减小，并引入衰减。

上述举行波导管的内通道横截面长a＝4.14mm，宽b＝2.07mm，内通道长度L为9.63mm，19.3mm，48.2mm三种尺寸，壁厚1.5mm。

上述矩形波导管中填充的介质为介电常数为ε_r＝76.7的蒸馏水。

每个上述矩形金属波导管的两端为法兰接口，通过多个不同长度的填充介质的矩形金属波导管级联来实现多种值的衰减。

每个上述矩形金属波导管的两端接口处采用橡胶和陶瓷粉末的混合材料制取相对介电常数为76.7的封盖，将蒸馏水进行密封，并用防水粘胶粘接。

上述波导管中，一个矩形金属波导管通过自身一端的法兰接口，与波导同轴转接器连接，然后连接另一端法兰接口级联另一个或多个矩形金属波导管。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明的波导管采用矩形金属波导管中填充高介电常数ε_r的非铁磁性各向同性介质，从而使波导管的尺寸相应减小，并引入了衰减。每个矩形金属波导管的两端有法兰接口，通过多个不同长度的填充介质的矩形金属波导管级联，可实现多种值的衰减。本发明可以模拟实际的信道，为科研提供了便利。

附图说明：

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个矩形金属波导管的三维视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图2中A-A处的剖面图(内通道已填充介质，并由封盖进行封闭)。

图4是波导同轴转接器的三维视图。

图5是波导同轴转接器的仰视图。

图6是波导同轴转接器的纵剖面图。

图7是本发明与波导同轴转接器的连接示意图。

具体实施方式：

本发明的构造实施例结合附图说明如下：

参见图1图2和图3，本高介质带衰减小尺度矩形波导管，包括一种高介质带衰减小尺度矩形波导管1，其特征是：由一个或多个所述矩形金属波导管1级联构成，每个矩形金属波导管1中填充高介电常数ε的非铁磁性各向同性介质3，从而使波导管的尺寸相应减小，并引入衰减。

每个矩形金属波导管1的两端为法兰接口，通过多个不同长度的填充介质的矩形金属波导管1级联来实现多种值的衰减。

按如下步骤设计：

1.根据需求，选取填充介质材料。在矩形金属波导管1中填充介电常数为ε_r＝76.7的蒸馏水。

2.介质3中的工作波长计算：