一种具有叶形导行通道的导行转子的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气设备领域，特别是一种波导开关上的具有叶形导行通道的导行转子。
【背景技术】
[0002]波导开关作为一种机电一体化组件，主要用于微波信号传输路径的选择、波导传输能量的通断或通道之间切换，其广泛用作大功率输出的雷达及通讯发射机的备用转换开关，同时也广泛应用于卫星通讯系统的微波发射设备和微波测控工程中。常用来实现核心微波设备的1:1备份或微波功率信号上天线和去负载通道之间的切换，是卫星信号发射系统的关键部件之一。
[0003]波导开关一般为旋转式结构，主要由电磁系统和导行系统组成。波导开关的导行系统主要由导行定子和导行转子组成，导行转子在导行系统的腔体内做有限转角的旋转，从而实现微波传输通道的切换。现有的波导开关导行转子是以矩形截面上加工弧形腔体为微波导行通道，此类导行通道一般采用电火花式加工方法成形，加工难度大、耗时长、费用高，且加工后的导行通道表面光洁度较差，通道间的插入损耗较大，从而降低了波导开关整体的微波传输性能。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题为:提供一种波导开关中的具有叶形导行通道的导行转子，克服现有的导行转子在矩形截面上电火花加工弧形腔体作为导行通道的技术存在的加工难度大、耗时长、费用高而且加工后的导行通道表面光洁度较差的问题。
[0005]本发明的技术方案为:一种具有叶形导行通道的导行转子，其特征在于，导行转子上设有叶形开放式导行腔，叶形开放式导行腔包括形成在导行转子的主体部分的壁面上的凹槽，凹槽形成在导行转子的主体部分上的底面为平面。
[0006]进一步地，还包括，中心凹球面，凹下设置在凹槽的切削面上。
[0007]进一步地，中心凹球面设置两个。
[0008]进一步地，还包括，中心凸台，凸出设置在凹槽的切削面上。
[0009]进一步地，中心凸台设置在两个中心凹球面之间。
[0010]进一步地，凹槽铣削成形在导行转子的主体部分的壁面上。
[0011]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0012](I)本发明采用了叶形开放式结构为波导开关的微波导行通道，可以由快速铣削加工成形，降低了导行通道的加工难度、缩短了加工耗时、降低了加工成本。
[0013](2)本发明相对于弧形腔体导行通道来说，提高了导行通道表面的光洁度，此种结构可保证波导开关在40GHz处的插入损耗到0.15dB以下。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的波导开关的三维示意图；
[0015]图2为本发明的波导开关导行系统组成结构三维示意图；
[0016]图3为传统导行转子三维示意图；
[0017]图4为本发明的导行转子结构示意图；
[0018]图5为传统的导行转子微波通道的导行系统截面示意图
[0019]图6为本发明的导行系统截面示意图；
[0020]图7为本发明的仿真结果图；
[0021]图8为传统的弧形波导腔结构的仿真结构图。
【具体实施方式】
[0022]本发明提供一种结构简单、易于加工的波导开关导行转子，该导行转子的微波导行通道由叶形开放式通道、两处凹槽、中心凸台和中心凹球面组成。
[0023]本发明的波导开关导行转子结构简单，其机械加工可由铣削完成，与传统腔体式结构需用电火花加工相比，光面光洁度可大幅提高，微波导行的插入损耗得到优化。
[0024]参见图1所示，本发明的波导开关主要由电磁系统1、导行系统2组成。
[0025]参见图2、4所示，本发明主要是将波导开关的导行系统2中的传统导行转子a’(参见图3所示)替换为本发明的导行转子a。传统导行转子a’中的导行通道为一个弧形通道c’。而本发明中的导行转子a的特征在于具有两处叶形开放式导行腔g(所谓叶形是指形成为底面为平面，另一面开放的形状)，叶形开放式导行腔g包括叶形导行通道C、凹槽f、中心凸台d和中心凹球面e。具体地，叶形开放式导行腔g包括铣削形成在导行转子a的主体部分的壁面上的凹槽f，凹槽f切削处为平面，平面内具有中心凹球面e和中心凸台d，两个中心凹球面e在凹槽f底部凹陷下去，一个中心凸台d在凹槽f底部，两个中心凹球面e之间凸起，这样，凹槽f在导行转子a上形成的空间成为叶形导行通道C。
[0026]两侧凹槽的作用是用来抑制谐波反射，降低回波损耗，提高电压驻波比性能，凹槽的深度与圆角数据经过仿真优化，能够满足在Ka频段内实现较好的谐波反射抑制效果。中心凸台与两侧凹槽作用一致，同样是降低回波损耗，但原理不同，中心凸台主要是补偿叶形开放端的过宽的波导行腔，导致在Ka低频段区间发生频率截止现象。中心凸台上的凹球面孔主要作用是等效为一个球形谐振腔，通过谐振抑制叶形波导腔轴向方向的泄露，降低插入损耗，提高隔离度。
[0027]传统导行转子的工作原理如图5所示，导行转子a’在导行系统的腔体内做有限转角的旋转，两个弧形通道c’与导行定子b的波导口连通，从而实现微波传输通道的切换，转子与定子之间的间隙为h。本发明的工作原理如图6所示，当导行转子a稳定在适当的位置时，两处开放式的叶形导行通道c将导行定子b的四个波导口连通成两条微波传输路径，转子与定子之间的间隙为h。本发明与传统导行转子结构相比，其微波传输功能一致，但是本发明中微波导行通道更易于加工，且表面光洁度较好，插入损耗得到优化。
[0028]由叶形波导腔制备的波导开关插入损耗如图7所示，由传统弧形波导腔制备的波导开关插入损耗如图8所示。可见叶形波导腔在全频段内的插入损耗低，且具有较好平整性。而传统的弧形波导腔结构，插入损耗值较差且只能在一小段频段内性能较为一致，不能够实现全频段的性能优化。
[0029]本发明结构简单、加工费用较低、微波传输插入损耗较好，应用前景广泛。
[0030]说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
【主权项】
1.一种具有叶形导行通道的导行转子，其特征在于，所述导行转子(a)上设有叶形开放式导行腔(g)，所述叶形开放式导行腔(g)包括形成在所述导行转子(a)的主体部分的壁面上的凹槽(f)，所述凹槽(f)在所述导行转子(a)的主体部分上的切削面为平面。
2.根据权利要求1所述的具有叶形导行通道的导行转子，其特征在于，还包括，中心凹球面(e)，凹下设置在所述凹槽(f)的切削面上。
3.根据权利要求2所述的具有叶形导行通道的导行转子，其特征在于，所述中心凹球面(e)设置两个。
4.根据权利要求3所述的具有叶形导行通道的导行转子，其特征在于，还包括，中心凸台(d)，凸出设置在所述凹槽(f)的切削面上。
5.根据权利要求1所述的具有叶形导行通道的导行转子，其特征在于，所述中心凸台(d)设置在两个所述中心凹球面(e)之间。
6.根据权利要求1所述的具有叶形导行通道的导行转子，其特征在于，所述凹槽(f)铣削成形在所述导行转子(a)的主体部分的壁面上。
【专利摘要】本发明的提供一种具有叶形导行通道的导行转子，导行转子上设有叶形开放式导行腔，叶形开放式导行腔包括形成在导行转子的主体部分的壁面上的凹槽，凹槽形成在导行转子的主体部分上的底面为平面。采用叶形开放式结构的波导开关的微波通道，在Ka频段内微波传输性能优异。转子可以由铣削加工成形，降低了导行通道的加工难度、缩短了加工耗时、降低了加工成本。
【IPC分类】H01P1-12
【公开号】CN104617358
【申请号】CN201410843617
【发明人】于倩, 郭高文, 赵然
【申请人】中国航天时代电子公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月30日