[发明专利]一种脊波导到同轴过渡的结构

说明书

本发明公开了一种脊波导到同轴过渡的结构，包括上腔体、下腔体、上盖，以及置于上腔体和下腔体内的单脊波导组件和同轴传输组件，上腔体和下腔体将单脊波导组件封装在内，单脊波导组件包括感性的金属脊和容性的金属板，通过采用单脊波导电路结构再在波导的短路面的1/4波长处连接同轴传输组件，信号能量通过单脊波导传播，并通过金属脊与同轴传输组件的交汇处，最后实现波导到同轴传输组件的过渡传输，该结构可以做各种功率合成的波导到同轴的转换结构；这种新型单脊波导到同轴的过度结构与传统的波导到同轴结构相比，拥有结构紧凑、插入损耗低、频段宽等特点，且本发明的结构简单，易于实现，在多个波段功率合成中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及微波传输过渡结构的技术领域，具体而言，涉及一种脊波导到同轴过渡的结构。

背景技术

微波在通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学和波谱学方面都有重大的意义。近年来，随着现代通信系统的快速发展，对微波发射系统的性能要求与日俱增。收发器前端作为通信系统中的重点研究对象，其功率的提高会使通信系统在抗干扰、作用距离和通信质量三方面拥有更好的性能表现。如何为其提供稳定的大功率微波一直是该研究领域中的重要课题。

固态功率器件是在工程中最常使用的功率器件之一，它拥有易于安装、集成和维护等优点。同时其工作电压也较低，在使用寿命和稳定性上相较于电真空器件更可靠。但是相较于发射机动辄几十乃至上百瓦的输出功率需求，现有的半导体材料和制造工艺限制了单个固态芯片的输出功率和转换效率，严重制约了通信系统的发展。因此，科研人员一方面探索和研究新的半导体材料和加工工艺，增加单个功率器件的输出功率。另一方面，通过运用功率合成技术，将多个放大器的输出功率叠加合成来提高输出能力。目前对宽带高效的功率合成技术的研究成为了毫米波、亚毫米波研究领域中的热门问题。

针对现有的功率合成体积较大的问题出现了用脊波导代替矩形波导，功率合成结构出现了同轴径向合成结构，然而脊波导到同轴过渡并没有得到有效的解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脊波导到同轴过渡的结构，其针对上述问题，提出了一种单脊波导到同轴过渡结构，其具有体积小，频带宽，易于实现等特点，在微波功率合成器中具有良好的应用前景。

本发明的实施例是这样实现的：

一种脊波导到同轴过渡的结构，其包括上腔体、下腔体、上盖，以及置于上腔体和下腔体内的单脊波导组件和同轴传输组件，上腔体和下腔体相互匹配闭合并密封，形成完整的波导结构，单脊波导组件包括感性的金属脊和容性的金属板，金属脊的一端为输入端且同轴传输组件的顶端为输出端，金属板连接在金属脊的另一端且与金属脊宽带阻抗匹配，同轴传输组件连接在金属脊与金属板连接处的顶部，上盖连接在同轴传输组件的顶端。

在本发明较佳的实施例中，从上述金属脊至的同轴传输组件过渡的结构中，脊波导的波在金属脊与脊波导其它边界的空隙中传播，同轴传输组件的连接位置在波导短路面前的1/4波长处。

在本发明较佳的实施例中，波在上述脊波导中传播时，从金属脊至同轴传输组件，由金属脊内的主模TE10模转换到同轴传输组件中的TEM模，使得脊波导的单模工作频带宽转为倍频程带宽。

在本发明较佳的实施例中，上述同轴传输组件的顶端呈杆状，同轴传输组件的底端设置为圆柱状，且在该圆柱的顶部设置有同轴不等径的的圆柱，使得在同轴传输组件的周向上形成多级阶梯。

在本发明较佳的实施例中，上述金属板的厚度小于金属脊，金属板呈缺角的三棱柱状，金属板的缺角一端与金属脊连接，金属板的三棱柱结构另两个角朝向金属脊的两侧。

在本发明较佳的实施例中，上述上腔体设置有与同轴传输组件相配合的插孔，同轴传输组件的顶端穿过插孔后，上盖将同轴传输组件密闭封装，上腔体和下腔体将金属脊和金属板密封在内，使得单脊波导形成封闭波导，以减少能量泄露。