[实用新型]半圆盘介质双曲渐变脊矩形波导与同轴线转换输能装置

说明书

本发明公开了一种半圆盘介质双曲渐变脊矩形波导与同轴线转换输能装置，包括：矩形波导、双曲渐变脊、长方体脊、半圆形介质翼片、同轴内导体、标准同轴线接口；当TE₁₀模式的电磁波从矩形波导馈入，沿着双曲渐变脊传播，电磁波的路径也将随脊的变化，逐渐被引导至长方体脊顶部的同轴内导体处，再过渡到同轴线接口，这样将显著缩短过渡段尺寸，且可以减少电磁波的回波反射，另外电磁波受矩形波导顶部的半圆形介质翼片的影响，从而改善装置的带宽特性。

技术领域

本实用新型属于电磁波输能技术领域，更为具体地讲，涉及一种半圆盘介质双曲渐变脊矩形波导与同轴线转换输能装置

背景技术

在微波领域，往往需要运用波导来传输高功率微波，这是因为波导有更大的功率承载能力。但为了使用矢量网络分析仪检测具体的信号，此时又需要用到同轴电缆，因此这就需要使用波导-同轴输能转换装置。此外，在电真空器件如行波管中，往往也需要用到螺旋金属线与波导匹配耦合过渡装置。以方便大功率电磁波能量可以顺利输送到标注矩形波导。

波导和同轴相互转换结构的研究是一类较为成熟的领域，传统的结构多采用非接触式同轴探针式耦合，此类结构中的探针容易弯曲变形，且悬置式的摆列布局，在加工或使用时容易发生金属接触，导致结构反射信号变大，影响器件的正常使用。且这种过渡结构尺寸较大、工作带宽有限，不利于小型化应用场景的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种半圆盘介质双曲渐变脊矩形波导与同轴线转换输能装置，通过使用双曲渐变脊把电磁波信号逐渐变换到同轴接口，从而完成模式转换和电磁能量传输。

为实现上述发明目的，本发明一种半圆盘介质双曲渐变脊矩形波导与同轴线转换输能装置，其特征在于，包括：矩形波导、双曲渐变脊、长方体脊、半圆形介质翼片、同轴内导体、标准同轴线接口；

所述矩形波导的底面设置双曲渐变脊，顶面内侧设置等间距分布的半圆形介质翼片，右侧面设置标准同轴线接口；

所述双曲渐变脊由两段反向相切的圆弧连接而成，两段脊的厚度保持在高度方向上逐渐升高，最终与长方体脊相接，且双曲渐变脊的末端高度与长方体脊的高度一直，其中，第一段脊的圆弧呈内凹趋势，其首、尾高度差值大，第二段脊的圆弧呈外凸趋势，其首、尾高度差值小；

所述长方体脊与双曲渐变脊和同轴内导体连接，从而将双曲渐变脊、长方体脊和同轴内导体形成一个整体；

所述半圆形介质翼片的起始位置从双曲渐变脊的最薄处开始，在双曲渐变脊的末端结束，共计八片，且每一片都位于顶面中线上，半圆形介质翼片的正下方为双曲渐变脊，但与双曲渐变脊存在一定距离；

所述内导体位于长方体脊的中线位置，其首端与双曲渐变脊的第二段脊相切，然后向尾部延伸，穿过矩形波导后延伸至同轴线接口，且正好位于标准同轴线接口的圆心位置处；

装置运行时，TE₁₀模式的电磁波从矩形波导馈入，沿着双曲渐变脊传播，电磁波的路径也将随脊的变化，逐渐被引导至长方体脊顶部的同轴内导体处，再过渡到同轴线接口，此时电磁波模式将变成TEM模式，从而完成模式转换和电磁能量传输。

本实用新型的发明目的是这样实现的：

本发明一种半圆盘介质双曲渐变脊矩形波导与同轴线转换输能装置，包括：矩形波导、双曲渐变脊、长方体脊、半圆形介质翼片、同轴内导体、标准同轴线接口；当TE₁₀模式的电磁波从矩形波导馈入，沿着双曲渐变脊传播，电磁波的路径也将随脊的变化，逐渐被引导至长方体脊顶部的同轴内导体处，再过渡到同轴线接口，这样将显著缩短过渡段尺寸，且可以减少电磁波的回波反射，另外电磁波受矩形波导顶部的半圆形介质翼片的影响，从而改善装置的带宽特性。

附图说明

图1是半圆盘介质双曲渐变脊矩形波导与同轴线转换输能装置示意图；