[发明专利]一种小型化多通道波导开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种波导开关，特别是一种小型化多通道波导开关。

背景技术

波导开关作为一种机电一体化组件，主要用于微波信号传输路径的选择、波导传 输能量的通断或通道之间切换，其广泛用作大功率输出的雷达及通讯发射机的备用转换开 关，同时也广泛应用于卫星通讯系统的微波发射设备和微波测控工程中。常用来实现核心 微波设备的1:1备份或微波功率信号上天线和去负载通道之间的切换，是卫星信号发射系 统的关键部件之一。随着各种武器装备通信与控制信号频率的不断提升，频段增加，通道数 量需求增大，多通道波导开关的需求日益增多。

波导开关一般为旋转式结构，主要由电磁系统和导行系统组成，波导开关的导行 系统主要由导行定子和导行转子组成。开关通过电磁系统带动导行转子在导行定子的腔体 内做有限转角的旋转，从而实现微波传输通道的切换。现有的波导开关导行通路为均匀的 波导通路，因此多通路的设计会增大转子的体积，从而使开关整体体积增大，不满足宇航用 产品轻量化的要求。此外，通道的数量增多会导致信号干扰增强，性能恶化。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提供一种小型化多通道波导 开关，在实现多通道切换的基础上减小了整体体积，并采用有效补偿措施，从而实现了宇航 用产品轻量化、高性能的要求。

本发明采用的技术方案为：

一种小型化多通道波导开关，包括：电磁驱动系统和导行系统，导行系统包括导行 转子和导行定子。

导行转子上设有导行通路，所述导行通路包括两个均匀的90°弯波导通路以及一 个渐变异型直波导通路，所述两个均匀的90°弯波导通路分别为第一弯波导通路和第二弯 波导通路，且第一弯波导通路和第二弯波导通路关于渐变异型直波导通路对称分布；电磁 驱动系统用于驱动导行转子在导行定子内旋转，从而实现所述导行通路与导行定子接口的 导通状态的切换。

所述渐变异型直波导通路包括两端的渐变直波导和中部的均匀直波导，所述渐变 直波导和均匀直波导的横截面均为矩形，渐变直波导的宽边长度固定，短边渐变，渐变直波 导的短边最窄处与均匀直波导的短边对应。

所述渐变直波导的通道长度为其中，a为渐变直波导或均匀直波导的宽边长度，λ为入射波长。

渐变直波导的侧壁与均匀直波导的夹角角度为60°至85°之间。

导行转子上设有扼流槽，分别为轴向扼流槽、圆周向扼流槽和极化扼流槽，第一弯 波导通路和第二弯波导通路的波导口宽边两侧共设置有八条轴向扼流槽，其中四条轴向扼 流槽分别位于渐变异型直波导通路的波导口宽边与第一弯波导通路的波导口宽边之间以 及渐变异型直波导通路的波导口宽边与第二弯波导通路的波导口宽边之间；剩余四条轴向 扼流槽位于第一弯波导通路或第二弯波导通路的波导口宽边四分之一入射波长处；

圆周向扼流槽设置在所述第一弯波导通路的波导口窄边的外侧，且绕所述导行转 子一周；

极化扼流槽为圆周向，且绕所述导行转子一周，设置在所述第一弯波导通路的波 导口的窄边处。

所述轴向扼流槽及圆周向扼流槽的宽度均大于导行转子和导行定子之间间隙的 倍。

所述位于渐变异型直波导通路的波导口宽边两侧的四条轴向扼流槽深度为四分 之一入射波长，剩余四条轴向扼流槽与第一弯波导通路或第二弯波导通路不产生干涉。

圆周向扼流槽设置在所述第一弯波导通路的波导口窄边的外侧四分之一入射波 长处。圆周向扼流槽的深度为四分之一入射波长。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明采用了包括均匀弯波导通路和非均匀异型直波导通路结合方式的导行 系统，通道宽度降低，从而大大的减小了开关的体积，实现开关小型化的目的。

(2)本发明中非均匀直波导结构采用渐变的补偿方法，减小了不连续带来的参数 恶化，并通过优化轴向扼流槽、圆周向扼流槽及极化扼流槽进行补偿，确保了微波性能的稳 定。

附图说明

图1为波导开关的三维示意图；

图2为导行系统的结构示意图；

图3为导行转子通道结构示意图；

图4为本发明的导行系统工作原理示意图，其中，图4(a)～图4(d)为本发明的导行 系统工作的四个状态示意图；

图5为传统的导行系统波导通路平面结构示意图；