[发明专利]一种非接触型低无源互调波导连接结构及设计方法

权利要求书

1.一种非接触型低无源互调波导连接结构，其特征在于，包括：第一连接部(1)和第二连接部(2)；其中，

所述第一连接部(1)包括第一波导(11)和若干个金属凸体(13)；其中，若干个金属凸体(13)按照一定的规则均匀地设置于所述第一波导(11)一端的外壁；若干个金属凸体(13)分成并行均匀排列的m组，并且每组中的金属凸体(13)沿着第一波导(11)的周向均匀分布；

每个金属凸体(13)的高度为h_p、宽度为w、厚度为t；相邻金属凸体(13)横向间距为g₁，相邻金属凸体(13)纵向间距为g₂；

所述第二连接部(2)包括第二波导(21)和空心阶梯波导结构(22)；其中，所述空心阶梯波导结构(22)设置于所述第二波导(21)的末端；

所述第一连接部(1)设置有金属凸体(13)的一端嵌设于所述空心阶梯波导结构(22)内；第一连接部(1)和第二连接部(2)相对的波导端口不接触，存在间距d，且第一连接部(1)的中心轴线和第二连接部(2)的中心轴线相重合；每个金属凸体(13)上表面与空心阶梯波导结构(22)内表面法向间距为h_a，h_a小于工作频率对应的四分之一波长，构成非接触电磁带隙结构；

上述各个参数值的获取步骤如下：

(1)在电磁仿真程序中建立单个金属凸体(13)的仿真模型；

(2)通过本征值求解获得色散特性曲线，调整各个参数值，使得色散特性曲线中的频率禁带落入所需的工作频带范围内；

(3)根据获得的各个参数值，在电磁仿真程序中建立整体的非接触型波导连接结构初步仿真模型；

(4)设置传输功率，根据传输功率大小选择周期性金属凸体(13)数量，以保证足够的电磁波传输抑制性能；

(5)仿真获得插损及驻波结果，微调尺寸参数，获得满足的插损及驻波特性；

所述第一连接部(1)还包括第一机械连接部(12)；其中，所述第一机械连接部(12)与所述第一波导(11)的外壁相连接，并且所述第一机械连接部(12)位于金属凸体(13)的后部；

所述第一机械连接部(12)与所述空心阶梯波导结构(22)的第二机械连接部(221)通过螺钉或销钉相连接；

所述第一连接部(1)和所述第二连接部(2)的材料相同，均为金属材料。

2.一种非接触型低无源互调波导连接结构设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：通过第一波导(11)和若干个金属凸体(13)组成第一连接部(1)；其中，若干个金属凸体(13)按照一定的规则均匀地设置于所述第一波导(11)一端的外壁；若干个金属凸体(13)分成并行均匀排列的m组，并且每组中的金属凸体(13)沿着第一波导(11)的周向均匀分布；每个金属凸体(13)的高度为h_p、宽度为w、厚度为t；相邻金属凸体(13)横向间距为g₁，相邻金属凸体(13)纵向间距为g₂；

步骤二：通过第二波导(21)和空心阶梯波导结构(22)组成第二连接部(2)；其中，所述空心阶梯波导结构(22)设置于所述第二波导(21)的末端；

步骤三：将第一连接部(1)设置有金属凸体(13)的一端插入空心阶梯波导结构(22)内，第一连接部(1)和第二连接部(2)相对的波导端口不接触，存在间距d，且第一连接部(1)的中心轴线和第二连接部(2)的中心轴线相重合； 每个金属凸体(13)上表面与空心阶梯波导结构(22)内表面法向间距为h_a，h_a小于工作频率对应的四分之一波长，构成非接触电磁带隙结构；

上述各个参数值的获取步骤如下：

(1)在电磁仿真程序中建立单个金属凸体(13)的仿真模型；

(2)通过本征值求解获得色散特性曲线，调整各个参数值，使得色散特性曲线中的频率禁带落入所需的工作频带范围内；

(3)根据获得的各个参数值，在电磁仿真程序中建立整体的非接触型波导连接结构初步仿真模型；

(4)设置传输功率，根据传输功率大小选择周期性金属凸体(13)数量，以保证足够的电磁波传输抑制性能；

(5)仿真获得插损及驻波结果，微调尺寸参数，获得满足的插损及驻波特性。