[发明专利]一种波导同轴转换器

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及到一种波导同轴转换器。

背景技术

波导同轴转换器（Coax-Waveguide Adapter，CWA）天线馈电结构中用于连接波导和同轴电缆的器件，而正交波导同轴转换器以其设计简单，成为波导同轴转换器中最常用的一种。如附图1-a所示，现有的一种正交波导同轴转换器的前视图，附图1-b是对应于附图1-a的正交波导同轴转换器的左视图。附图1-a或附图1-b的水平部分是波导同轴转换器的波导连接构件101，垂直部分是同轴外导体102，波导连接构件101本质也是一段波导，使用正交波导同轴转换器时将波导连接构件101与波导连接，同轴外导体102的一端与同轴电缆连接。附图1-b中波导连接构件101的宽边尺寸为a，窄边尺寸为b。正交波导同轴转换器的同轴内导体103一般在波导连接构件101的宽边的中心以探针形式插入波导连接构件101的宽边中，同轴外导体102的另一端则与波导连接构件101的壁连接（例如焊接或通过螺丝连接）。通过调节同轴内导体103插入到插入波导连接构件101的深度d及其与波导连接构件101的波导短路端的距离l，理论上可以实现阻抗匹配。然而，上述实现阻抗匹配的方法只在一个频点上（通常选为频带中心频点）能够较好地满足，而通常情况下系统的工作带宽较大，因此，在所考虑带宽较大时，反射系数在整个频带内的平坦性仍然较差，对于某些对带内平坦度要求高的系统，这种不理想的反射系数平坦度会带来较为严重的影响。

针对上述技术问题，现有技术提供的一种解决方案是分频段设计波导同轴转换器，另一种解决方案是在现有的波导同轴转换器基础上增加一个阻抗匹配器。对于通过分频段设计波导同轴转换器的解决方案，其成本高，而对于宽带系统，则需要多套设备实现一个系统，带来更多不便。对于通过增加阻抗匹配器的解决方案，其设计复杂，而且很难实现在较宽频带内系统匹配。

发明内容

本发明实施例提供了一种波导同轴转换器，以简单的方式提高反射系数在带内的平坦度。

第一方面，一种波导同轴转换器，包括：腔状波导连接构件、与所述腔状波导连接构件连接的同轴外导体以及沿所述同轴外导体轴向置于所述同轴外导体内部并插入所述腔状波导连接构件的同轴内导体，所述波导同轴转换器还包括：内置于所述腔状波导连接构件的空腔并用于减小波导同轴转换器的有效介电常数和有效磁导率的电磁参数调整构件。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述电磁参数调整构件由左手材料制作而成。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述由左手材料制作的电磁参数调整构件沿所述腔状波导连接构件的轴向装填于所述腔状波导连接构件的波导短路端一侧，并且所述电磁参数调整构件的每一侧面均与所述腔状波导连接构件的每一内壁无缝镶接。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述由左手材料制作的电磁参数调整构件沿所述腔状波导连接构件的轴向装填于所述腔状波导连接构件的波导短路端一侧，所述电磁参数调整构件至少具有一个侧面不与所述腔状波导连接构件的一个内壁无缝镶接。

结合第一方面的第一、第二或第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，沿所述腔状波导连接构件的轴向，所述电磁参数调整构件尺寸不大于所述同轴内导体与所述腔状波导连接构件的短路端的距离。

结合第一方面的第一、第二或第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述同轴内导体插入所述腔状波导连接构件的深度为d，所述同轴内导体与所述腔状波导连接构件的波导短路端距离为l，所述电磁参数调整构件沿所述腔状波导连接构件的轴向尺寸为h，所述d、l和/或h的大小调节用于限定所述波导同轴转换器的有效波数的范围。

第二方面，一种制作波导同轴转换器的方法，所述方法包括制作一个与所需连接的波导能够配合的腔状波导连接构件，将同轴外导体与所述腔状波导连接构件连接，将一同轴内导体沿所述同轴外导体轴向置于所述同轴外导体内部并插入所述腔状波导连接构件，所述方法还包括：

将电磁参数调整构件内置于所述腔状波导连接构件的空腔，所述电磁参数调整构件用于对波导同轴转换器的有效介电常数和有效磁导率进行调整的电磁参数调整构件。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述电磁参数调整构件由左手材料制作而成。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述将电磁参数调整构件内置于所述腔状波导连接构件的空腔包括：