专利名称：圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构的制作方法
技术领域：
微波无源器件技术领域，更具体地说是涉及由圆波导中传输的主模到矩形波导中 传输的主模之间的转换结构。
背景技术：
在微波通信网络和微波测量系统中经常需要使用一种模式转换结构，能够完成圆 波导传输的TE11模与矩形波导传输的TEltl模之间的转换，通常采用的结构有方窗形、圆孔 形、细槽形、金属环形等，其中经方窗形、圆孔形、细槽形转换后两种模式极化方向相同；经 金属环形转换后的两种模式极化方向相互垂直。此模式转换结构具有功能单一，结构复杂， 调试不方便，不利于大批量工业化制造。
发明内容本实用新型的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅结构更为紧 凑，可靠性高，便于调试和大批量工业化制造，而且能够实现两种模式极化方向相互垂直的 圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构。本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的一种圆形波导与矩形波导 传输主模的耦合结构，包括圆波导和矩形波导，其特征在于所述圆波导和矩形波导轴线相 互共面垂直，圆波导和矩形波之间有金属棒通过其公共壁并跨入两波导中，矩形波导设置 有金属块，该金属块有一通孔，金属圆棒位于该通孔内。作为上述方案的进一步说明，所述圆波导和矩形波导的公共壁设置有一小孔，金 属棒由一与波导绝缘的支撑介质块固定在小孔中心；金属棒上设置有防止金属棒沿轴向移 动的台阶，支撑介质块与台阶配合连接。所述通孔位于金属块的中心位置，与公共壁上的小孔在同一轴线上，金属棒位于 该通孔中心。所述金属棒为金属圆棒。所述金属块设置为梯形，该梯形金属块的底面部份与波导连接，其它侧面均与波 导壁之间存在缝隙。所述梯形块斜面是一个平面或阶梯。本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是本实用新型采用圆波导和矩形波导轴线相互共面垂直结构，圆波导和矩形波之间 通过金属棒通过其公共壁并跨入两波导中，并在矩形波导内设置一梯形金属块，梯形金属 棒置于该金属块的通孔内，实现两种模式极化方向相互垂直，与环形结构比较，结构更为紧 凑，可靠性高，便于调试和大批量工业化制造。
图1为本实用新型结构示意图；[0013]图2为本实用新型剖视结构示意图；图3为本实用新型圆波导和矩形波导内部主模电场结构。附图标记说明1、圆波导 2、矩形波导 3、梯形金属块 4、通孔5、金属圆棒 6、支撑介质块
具体实施方式
如图1 图3所示，一种圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构，包括圆波导 1和矩形波导2，圆波导1和矩形波导2的作用是传导电磁波，一般用导电性能良好的金属 材料拉制成型，两种波导的连接可以采用多种方法，但必须保证两轴线共面垂直。在矩形 波导2内设置有梯形金属块3，梯形金属块3的底面部份与波导连接，其它侧面均与波导壁 之间存在缝隙；梯形金属块3的中心设置有通孔4，该梯形金属块3可以独立加工后再用螺 钉固定在波导底面上，也可以与底面一体化加工后组合成矩形波导。在圆波导1和矩形波 导2的公共壁上沿矩形波导轴线方向钻一小通孔，并与梯形金属块3上的通孔4在同一轴 线上。设置一个金属圆棒5，通过公共壁小孔跨入两波导中，为了防止金属圆棒5沿轴向移 动，在圆棒中部适当位置加工一个台阶，用一支撑介质块6固定，支撑介质块材料选择方法 是能够满足产品技术指标要求(如温度、强度、电性能)和易于批量生产为原则，支撑介质 块6是起到固定金属棒和绝缘作用；金属圆棒5尺寸是经过仿真计算、实验调整后确定，以 能够满足电气指标要求为准；波导的其余端口可以连接其他微波器件，也可以制造成连接 法兰以供测试；圆波导内部电磁波传输方向不做限制，也可以在适当位置用金属板密封成 为单向传输，但电场极化方向必须与金属圆棒轴线相同。圆波导内圆直径选择应根据工作频率范围内只有一种电磁模存在为原则，一般是 选择最低工作模式TE11,其电场分布如图3所示；矩形波导长，宽尺寸选择是根据工作频率 范围内只有一种电磁模式存在为原则。一般是选择最低工作模式TEltl模，其电磁场分布如 图3所示。金属圆棒通过公共壁上的小孔跨入到圆波导和矩形波导内部。当圆波导中存在 电磁场时，金属圆棒表面会产生纵向电流，该电流流向圆棒另一端，矩型波导内圆棒位于梯 形块中央孔中，构成一段空气介质同轴线，在孔的内表面激励起电流，电流经孔的端面流向 外表面，从而可以在矩形波导内激励起电流和电磁场。这种激励方式是可逆的，也就是说， 可以由矩形波导中的电磁场在圆波导激励电磁场；矩形波导内的金属梯形块可以等效为二 次激励源，还可以起到展宽工作频率宽度和匹配作用。以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，梯形块斜面可以是一个 平面，也可以是阶梯；另外，耦合结构并未限定圆波导和矩形波导尺寸，也就是该结构并未 限定于某一段电磁频率使用，而是覆盖所有能在波导中传输的电场频率，耦合结构部份尺 寸随频率而变化。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提 下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构，包括圆波导和矩形波导，其特征在于所述圆波导和矩形波导轴线相互共面垂直，圆波导和矩形波之间有金属棒通过其公共壁并跨入两波导中，矩形波导设置有金属块，该金属块有一通孔，金属圆棒位于该通孔内。
2.根据权利要求1所述的圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构，其特征在于所 述圆波导和矩形波导的公共壁设置有一小孔，金属棒由一与波导绝缘的支撑介质块固定在 小孑L中心。
3.根据权利要求1或2所述的圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构，其特征在于 所述金属棒上设置有防止金属棒沿轴向移动的台阶，支撑介质块与台阶配合连接。
4.根据权利要求3所述的圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构，其特征在于所 述通孔位于金属块的中心位置，与公共壁上的小孔在同一轴线上，金属棒位于该通孔中心。
5.根据权利要求1或2所述的圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构，其特征在于 所述金属棒为金属圆棒。
6.根据权利要求1或2所述的圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构，其特征在于 所述金属块设置为梯形，该梯形金属块的底面部份与波导连接，其它侧面均与波导壁之间 存在缝隙。
7.根据权利要求6所述的圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构，其特征在于所 述梯形块斜面是一个平面或阶梯。
专利摘要本实用新型公开了一种圆形波导与矩形波导传输主模的耦合结构，包括圆波导和矩形波导，其特征在于所述圆波导和矩形波导轴线相互共面垂直，圆波导和矩形波之间有金属棒通过其公共壁并跨入两波导中，矩形波导设置有金属块，该金属块有一通孔，金属圆棒位于该通孔内。本实用新型同样能够实现两种模式极化方向相互垂直，结构紧凑，可靠性高，便于调试和大批量工业化制造。
文档编号H01P1/16GK201655933SQ20102015269
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月1日 优先权日2010年4月1日
发明者张邵, 王磊, 邓崇轩, 雒建华, 韩群英 申请人:广东盛路通信科技股份有限公司