一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种Ku波段波导同轴转换电路，尤其涉及一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路。
【背景技术】
[0002]波导同轴转换电路是微波毫米波混合集成电路的关键部件，由于其位于各类微波毫米波固态混合集成电路的最前端(如接收电路的输入或者发射电路的输出)，其性能直接影响整机的技术指标。
[0003]波导同轴探针型转换的优点在于:插入损耗低、电压驻波比小，并且结构易于加工和调试，因此同轴探针型电路使用得也最为广泛。基于耦合的模式不同，同轴探针型波导同轴转换电路又分为两大类，即电耦合和磁耦合。在实际微波电路的应用中，设计师通常会根据实际电路的物理排布来选择波导同轴转换的耦合形式。
[0004]电耦合型波导同轴转换电路通常需要更大的物理空间，而相比之下，磁耦合型波导同轴转换电路则在紧凑空间下更具备优势。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工作于Ku波段的磁耦合波导同轴转换电路，利用该电路，可实现Ku波段信号在波导和同轴间的信号传递。
[0006]微波信号在同轴线当中传输时，其主模为TEM模，而在矩形波导中传输时，其主模为TE10模(H10模)。与电耦合波导同轴转换不同，磁耦合波导同轴转换是将同轴线的外导体与矩形波导的一个端面固定在一起，同时，将同轴线的内导体作为探针深入到波导腔中，作为激励或耦合天线使用。内导体此时能把同轴线中的电磁能激励到矩形波导成为TE10波，或把TE10波耦合到同轴线中成为??Μ波。为了使TE10波被激励后能单向传输，在距离内导体探针一定距离处需要提供短路。
[0007]为了使激励或者耦合的性能达到最佳，在设计的时候，需要将同轴探针的粗细、长短以及短路距离等设置为优化变量。
[0008]为实现上述目的，本发明是通过以下技术手段来实现的:
一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:包括矩形波导、同轴探针、金属套筒、接地导线和可拆卸SMA接头;所述矩形波导为带有安装平面的中空长方体，其横截面为几字形结构，在带有安装平面一端设有开口，开口对应的端面设有同轴探针安装孔，中空长方体长度方向的两侧壁为薄壁，宽度方向的两侧壁为厚壁;所述同轴探针和金属套筒焊接固定连接后焊接在同轴探针安装孔中；在矩形波导厚壁与金属套筒间焊接连接有接地导线;所述可拆卸SMA接头的内孔套入同轴探针的内导体与矩形波导连接。
[0009]进一步地:
所述矩形波导的厚壁为17mm，薄壁为8mm。
[0010]所述同轴探针为美国Johnson公司生产的微波绝缘子，型号为142-1000-002，其外导体直径为2.5mm,内导体直径为0.38_。
[0011 ] 所述金属套筒内径为0.4mm，外径为1.2mm，长度为3.65mm。
[0012]所述接地导线直径为0.5mm，长度为4mm。
[0013]所述可拆卸SMA接头为美国Johnson公司生产的SMA接头，型号为142-1701-616。
[0014]所述矩形波导的材质为黄铜，矩形波导表面镀金，矩形波导内表面光洁度小于0.8。
[0015]所述可拆卸SMA接头与矩形波导通过螺栓连接。
[0016]本发明的有益效果是:本发明提供的一种工作于Ku波段的磁耦合波导同轴转换电路，利用该电路，可实现Ku波段信号在波导和同轴间的信号传递。
【附图说明】
[0017]图1电路原理框图；图2同轴探针和金属套筒装配示意图；图3为安装可拆卸SMA接头前装配示意图，其中(1)为宽度方向截面示意图，(2)长度方向截面示意图；图4为安装可拆卸SMA接头后外形示意图，其中，(1)为仰视图，(2)为主视图，(3)为左视图；图5金属套筒结构示意图；图6为矩形波导结构示意图，其中(1)为仰视图，(2)为主视图，(3)为左视图，
(4)为俯视图；图7为仿真结果示意图；图8为测试系统示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0019]一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:包括矩形波导1、同轴探针2、金属套筒3、接地导线4和可拆卸SMA接头5;所述矩形波导1为带有安装平面1-1的中空长方体，其横截面为几字形结构，在带有安装平面1-1 一端设有开口，开口对应的端面设有同轴探针安装孔1-4，中空长方体长度方向的两侧壁为薄壁1-3，宽度方向的两侧壁为厚壁1-2 ；所述同轴探针2和金属套筒3焊接固定连接后焊接在同轴探针安装孔1-4中；在矩形波导厚壁1-2与金属套筒3间焊接连接有接地导线4;所述可拆卸SMA接头4的内孔套入同轴探针2的内导体与矩形波导1连接。
[0020]进一步地:
所述矩形波导1的厚壁1-2为17mm，薄壁1-3为8mm。
[0021]所述同轴探针2为美国Johnson公司生产的微波绝缘子，型号为142-1000-002，其外导体直径为2.5mm，内导体直径为0.38_。
[0022]所述金属套筒3内径为0.4mm，外径为1.2mm，长度为3.65mm。
[0023]所述接地导线4直径为0.5mm，长度为4mm。
[0024]所述可拆卸SMA接头5为美国Johnson公司生产的SMA接头，型号为142-1701-616。
[0025]所述矩形波导1的材质为黄铜，矩形波导1表面镀金，矩形波导1内表面光洁度小于0.8。
[0026]所述可拆卸SMA接头5与矩形波导1通过螺栓连接。
[0027]如附图1-8所示，本发明包括矩形波导1、同轴探针2、金属套筒3、接地导线4和可拆卸SMA接头5。其中同轴探针2和金属套筒3通过焊接固定在一起，然后通过它们焊接在矩形波导1空腔内，将接地导线4的末端与波导壁焊接相连，最后安装可拆卸SMA接头5。如波段微波信号从矩形波导口输入，通过同轴探针2、金属套筒3及接地导线4共同进行模式转换，最后从可拆卸SMA接头5输出。
[0028]参阅图2，将同轴探针2的内导体较长的一端伸入金属套筒3，用焊料固定两者，并保证金属套筒3的端面和同轴探针2的端面距离为1.3mm。
[0029]参阅图3，将相互固定在一起的同轴探针2和金属套筒3—并塞入矩形波导1，通过焊料固定;然后在矩形波导的厚壁1-2与金属套筒3之间，用接地导线4焊接使两者相连。
[0030]参阅图4，将可拆卸SMA接头5固定在装配好的矩形波导1上，同轴探针2的内导体插入可拆卸SMA接头5的内孔中，用2枚M2的螺钉固定可拆卸SMA接头5的安装法兰即可。按照本发明的设计方法，制作的Ku波段磁耦合波导同轴转换电路的电路板如图4所示。
[0031]图5为金属套筒3的金加工图纸，图6为矩形波导1的金加工图纸，其中未注公差均为自由公差。矩形波导采用黄铜(H62)制作，表面镀金，其中波导内部光洁度要求小于0.8。
[0032]按照本发明设计的Ku波段磁耦合波导同轴转换的仿真结果如图7所示，工作频率在14GHz到14.5GHz的范围内，本发明的回波损耗为小于_22.5dB，插入损耗为小于-0.1 dB。
[0033]为了验证该设计理论，制作了一对波导同轴转换，使其背靠背连接成一体6，按照图8的连接方式，使用矢量网络分析仪7测试其S参数，测试结果如下:频率范围为14GHz到14.5GHz，带内回波损耗小于-22.5dB，插入损耗为_0.2dB(包含测试系统的固有损耗)。
[0034]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本设计不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本设计的原理，在不脱离本设计精神和范围的前提下，本设计还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本设计范围内。本设计要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:包括矩形波导、同轴探针、金属套筒、接地导线和可拆卸SMA接头;所述矩形波导为带有安装平面的中空长方体，其横截面为几字形结构，在带有安装平面一端设有开口，开口对应的端面设有同轴探针安装孔，中空长方体长度方向的两侧壁为薄壁，宽度方向的两侧壁为厚壁;所述同轴探针和金属套筒焊接固定连接后焊接在同轴探针安装孔中；在矩形波导厚壁与金属套筒间焊接连接有接地导线;所述可拆卸SMA接头的内孔套入同轴探针的内导体与矩形波导连接。2.如权利要求1所述的一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:所述矩形波导的厚壁为17mm，薄壁为8mm。3.如权利要求1所述的一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:所述同轴探针为美国Johnson公司生产的微波绝缘子，型号为142-1000-002，其外导体直径为2.5mm，内导体直径为0.38mm。4.如权利要求1所述的一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:所述金属套筒内径为0.4mm，外径为1.2mm，长度为3.65mm。5.如权利要求1所述的一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:所述接地导线直径为0.5mm，长度为4mm。6.如权利要求1所述的一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:所述可拆卸SMA接头为美国Johnson公司生产的SMA接头，型号为142-1701-616。7.如权利要求1所述的一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:所述矩形波导的材质为黄铜，矩形波导表面镀金，矩形波导内表面光洁度小于0.8。8.如权利要求1所述的一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于:所述可拆卸SMA接头与矩形波导通过螺栓连接。
【专利摘要】一种Ku波段磁耦合波导同轴转换电路，其特征在于：包括矩形波导、同轴探针、金属套筒、接地导线和可拆卸SMA接头；所述矩形波导为带有安装平面的中空长方体，其横截面为几字形结构，在带有安装平面一端设有开口，开口对应的端面设有同轴探针安装孔，中空长方体长度方向的两侧壁为薄壁，宽度方向的两侧壁为厚壁；所述同轴探针和金属套筒焊接固定连接后焊接在同轴探针安装孔中；在矩形波导厚壁与金属套筒间焊接连接有接地导线；所述可拆卸SMA接头的内孔套入同轴探针的内导体与矩形波导连接。本发明提供的一种工作于Ku波段的磁耦合波导同轴转换电路，利用该电路，可实现Ku波段信号在波导和同轴间的信号传递。
【IPC分类】H01P5/08
【公开号】CN105449330
【申请号】CN201510845875
【发明人】陈在, 吴文书, 汪瑞, 朱良凡, 陈兴盛
【申请人】安徽华东光电技术研究所
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月26日