[发明专利]一种矩形波导错位传输线

说明书

本发明公开了一种矩形波导错位传输线，包括至少2根输入传输线和至少一条电磁通道。所述两根传输线分别通过其一个端面与电磁通道的两个端面中的一个连通。所述两根传输线在其横面面方向错开。所述两根传输线中至少一根为矩形波导。所述电磁通道由至少一条支路构成。至少一条该支路由至少3个沿Y方向连通的通孔构成。该错位传输线可以实现各种波导、脊波导和多脊波导的宽带紧凑错位过渡。本发明主要用于微波、毫米波和太赫兹波段的各种通信和雷达系统中。

技术领域

本发明涉及一种电磁波元件，具体地说，是涉及一种使一条传输线与另一条传输线错位匹配连通的紧凑型电磁波结构。

背景技术

在各种电磁波系统中，传输线之间的错位连接普遍存在。由于错位处不连续性带来的寄生效应，传输线中的信号将被反射。为了实现错位传输线的匹配，需要在传输线上设置匹配电路。

已有的匹配电路结构复杂、体积大，而且带宽较窄，特别是在矩形波导、单脊矩形波导、双脊矩形波导和四脊矩形，圆波导或椭圆波导、单脊圆波导或椭圆波导、双脊圆波导或椭圆波导，和四脊圆波导或椭圆波导的错位连接中。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑型错位传输线，与现有技术相比，结构更简单、加工更方便、工作频率宽。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种矩形波导错位传输线，包括至少两根传输线和至少一条电磁通道；电磁通道的两端面分别为一平面A和平面B的一部分；所述两根输入传输线分别通过其一个切面与电磁通道的两个端面中的一个连通；所述电磁通道由至少一条支路构成，至少一条电磁波支路由至少3个沿Y方向连通的通孔构成。

所述电磁通道的最大长度t为分别位于该电磁通道的两个端面上的任意两点的连线在Z方向上的投影长度的最大值；该错位传输线的中心工作频率定义为SQRT(f1*f2)；其中f1为该错位传输线的最低工作频率，f2为该错位传输线的最高工作频率，SQRT为平方根函数；X轴和Y轴位于该电磁通道的一个端面的平面内，并且X轴、Y轴和Z轴符合右手定则；任意通孔的最大宽度为该通孔上的任意两点之间的连线在X方向投影的最大长度；输入传输线的输入端和输出传输线的输出端的端面的法线方向D和E分别定义为其端面几何中心处轴线方向并与信号流动方向一致。

较佳的设计，所述两条微波通道设置在同一个金属体上。

对于紧凑型设计，至少一条所述电磁通道的最大长度t小于该错位传输线的中心工作频率对应的自由空间中的波长的0.2倍。

两根传输线的轴线在其横截面的一个方向上错开距离大于任意一根传输线在该方向上的最大尺寸的1/20。这种错位可以在X方向，或者在Y方向，或者在传输线横截面的任意方向。

较常见的设计，两根传输线中至少一根为矩形波导。C

为了获得更好的匹配效果或更宽的带宽，所述至电磁通道至少包括一条支路，该支路由3个沿Y方向连通的通孔构成；沿Y方向，各通孔的最大宽度依次减小，然后增大。

进一步地，所述至电磁通道至少包括一条支路，该支路由5个沿Y方向连通的通孔构成；沿Y方向，各通孔的最大宽度依次增大、减小、增大、减小。

继续增加构成该电磁通道的支路的通孔的数目，该错位传输线的匹配效果和带宽可以获得进一步改进：所述至电磁通道至少包括一条支路，该支路由7个沿Y方向连通的通孔构成；沿Y方向，各通孔的最大宽度依次增大、减小、减小、增大、增大、减小。

所述通孔数目可以增加到9：电磁通道至少包括一条支路，该支路由9个沿Y方向连通的通孔构成；沿Y方向，各通孔的最大宽度依次增大、增大、减小、减小、增大、增大、减小、减小。