[实用新型]矩形波导与圆形槽波导转换器

说明书

本实用新型是一种用于矩形波导与圆形槽波导之间转换的波导元件，属于毫米波、亚毫米波技术领域。

微波波段和光波波段的传输线已有许多研究，介于这两个波段之间的毫米波，亚毫米波则开发得较晚，尤其是短毫米和亚毫米波段，目前世界各国都在寻求适合于短毫米，亚毫米波的新型传输线。在现有技术中，短毫米波段通常还采用标准矩形波导，但是损耗极大；亚毫米波段常采用束波导，但是结构尺寸过于庞大，装配、调试也很困难；矩形槽波导因为它不便于和现今能够输出强大功率的回旋管相连接而碰到困难，因为回旋管的能量输出装置是圆波导，目前还没有提出过矩形波导——圆形槽波导转换器。

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适合于传输大功率毫米波，亚毫米波的圆形槽波导系统中使用的波导元件：矩形波导——圆形槽波导转换器。

本实用新型根据模式变换理论和圆形槽波导理论设计而成。其立体结构，如图1所示，它由二部分组成；第一部分是矩形波导与圆波导转换器，第二部分是圆波导与圆形槽波导转换器，矩形波导与圆波导转换器的一端是矩形波导截面，另一端是圆波导截面它们之间是直线性过渡，即矩形周边上的每一点与圆周上的相应点之间用直线连接而构成的空间。圆波导与圆形槽波导转换器的一端是圆波导截面，另一端是圆形槽波导截面，它由呈尖劈形的上、下绝缘条隔开的两块金属板构成，在其端面的对称中心位置有一个沿金属板长度方向的圆台形通孔，两个转换器的圆波导端面通过固定连接而构成一体。圆波导与圆形槽波导转换器也可以为从圆截面一端的垂直中心线起以“V”字形张开，“V”字形的最大开口处，二点之间距离等于圆形槽波导二金属平板之间的距离，在矩形截面端装有矩形波导法兰，在圆形槽波导端的波导边壁上设有连接孔。

本实用新型建立在圆形槽波导传输理论基础上，与现有技术相比，具有低损耗、低色散，波导横截面尺寸大，传输的功率容量大。它的损耗比传统的标准矩形波导小一个数量级，横截面尺寸比相同频率下的标准矩形波导大6～8倍，容易加工。在短毫米波段，目前实验室内的大量信号源都是矩形波导输出。本实用新型可以把原来的矩形波导中传输的电磁波，转换到损耗低很多倍的圆形槽波导中去传输，以达到降低损耗的目的；另一种情况是，目前实验室内的仪器设备，都是适合于连接矩形波导的，作为圆形槽波导系统也希望能方便而且经济地利用现有的各公司，厂家已经生产的各种仪器和设备，因此都需要有本实用新型来建立起矩形波导和圆形槽波导二种波导系统之间的“桥梁”。本实用新型是其它一切现有的元件无法代替的。

图1为本实用新型立体结构示意图，图2为剖面示意图。

本实用新型可采用附图所示的方案实现，第一个转换器（1）先做一个腊模，尺寸为：矩形波导端按工作波长，选相应的部颁标准矩形波导尺寸，圆波导一端，圆直径为0.59λ₀～0.77λ₀，两端面之间的相应点用直线相连接，用电铸波导技术制成铜波导，化去膜模，表面光洁处理后，在圆波导端的底座上打孔，由螺钉（8）与第二个转换器固定，在矩形波导端装上法兰（6）第一个转换器的长度为5λ₀～30λ₀。第二个转换器，取两块金属平板（2）和（4），金属平板可采用铜，黄铜或合金铝等材料，其长、宽、高分别为：5λ₀～30λ₀，宽为12λ₀～24λ₀，高度为5λ₀～7λ₀，在宽边的边缘用螺栓（9）固定二块金属平板，然后在端面的对称中心位置加工一个圆锥形通孔，一端的直径为0.59λ₀～0.77λ₀；另一端的直径为3λ₀～4λ₀，λ₀为自由空间波长，然后折开成二块，每一块金属平板的内壁一面切削去一个尖劈，劈高为 1/2 （0.6λ₀～2.9λ₀），切削平面要光滑，然后用胶木或有机玻璃等绝缘材料，加工成二个尖劈（3），（5）长度为5λ₀～30λ₀，劈高为二倍的 1/2 （0.6λ₀～2.9λ₀），绝缘材料的宽度为1λ₀，内壁涂有吸收电磁波的材料，如石墨等，将尖劈填在已切削好的二块金属平板之间，用螺栓（9）固定，在圆形槽波导端面边壁上设有连接孔（10），矩形波导法兰连接孔（7）。