高功率过模同轴转弯波导的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高功率过模同轴转弯波导，主要解决了现有技术中存在的缺少一种结构简单、适用性较高的高功率过模同轴转弯波导，不能满足技术发展需求的问题。该高功率过模同轴转弯波导，包括依次相连的过模同轴波导、两个180度输入扇形波导、两个180度扇形转弯波导和两个180度输出扇形波导，且两个180度输入扇形波导与两个180度扇形转弯波导一对一相连，两个180度扇形转弯波导与两个180度输出扇形波导一对一相连。通过上述方案，本实用新型达到了反射小、损耗低、功率容量高且适用于高功率应用目的，具有很高的实用价值和推广价值。
【专利说明】高功率过模同轴转弯波导【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高功率微波【技术领域】的波导，具体地说，是涉及一种高功率过模同轴转弯波导。
【背景技术】
[0002]随着高功率微波技术的发展，高功率微波馈线技术日益受到人们的重视。过模同轴波导是高功率微波系统中的常用元件，许多高功率微波源的输出口和高功率天线的输入口采用过模同轴波导，且模式为旋转对称的TEM模。为了使过模同轴波导的TEM模能够沿轴向转弯传输，设计一种适用于高功率条件下的过模同轴转弯波导具有实际意义。对于应用于高功率微波领域的转弯波导而言，除了对传统波导所要求的低损耗、低反射、高传输效率等技术性能进行研究外，还需具有较高的功率容量。
[0003]对于工作在过模条件下的同轴波导，当输入的TEM模经过同轴波导转弯后，由于波导转弯产生的结构不均匀性将导致输出模式发生变化，为了提高过模同轴转弯波导的基模(TEM模)传输效率，保证输入输出模式的一致性，应在转弯过程中尽量减小或抑制高阶模的产生，现今，大都通过优化设计波导的转弯半径和同轴尺寸以获得较高的基模传输效率。但在该转弯方式下，对于某些应用场合无法实现无介质支撑，并且需要的波导转弯半径较大，例如中心频率为4.0 GHz、转弯角度为45度的过模同轴波导，在高阶模式仅TEll模可传输的条件下，当转弯半径大于400 mm时,才能实现过模同轴波导TEM模传输效率大于95%,TEll模耦合系数小于0.05。也有研发人员提出一种高功率同轴转弯波导，实现无介质支撑且转弯半径较小，但由于该转弯波导只能工作于单模条件下，且内部结构较复杂限制了其功率容量；另外，采用该同轴转弯波导的转换方式只能实现90°的转弯。
[0004]综上所述，针对高功率应用条件下的过模同轴转弯波导的研究和技术方案还不成熟，不能满足实际需求。
实用新型内容`
[0005]本实用新型的目的在于提供一种高功率过模同轴转弯波导，主要解决现有技术中存在的缺少一种结构简单、适用性较高的高功率过模同轴转弯波导，不能满足技术发展需求的问题。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]高功率过模同轴转弯波导，包括过模同轴波导、两个180度输入扇形波导、两个180度扇形转弯波导和两个180度输出扇形波导,所述两个180度输入扇形波导连接于过模同轴波导和两个180度扇形转弯波导之间，且两个180度输入扇形波导与两个180度扇形转弯波导一对一相连，所述180度扇形转弯波导上与连接180度输入扇形波导一端相对的另一端与180度输出扇形波导相连,且两个180度扇形转弯波导与两个180度输出扇形波导一对一相连。
[0008]具体地说，所述180度输入扇形波导、180度输出扇形波导和180度扇形转弯波导的波导边界由内导体、外导体和嵌入内导体、外导体中的金属平板围合而成。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0010](I)本实用新型在过模同轴波导内部采用将同轴波导的模式变换为扇形波导模式后，再进行转弯传输的方法，这样的设置方法解决了过模同轴波导转弯过程中产生高阶模的问题；采用将同轴波导和扇形波导内导体固定在金属板上的方式既解决了模式转换和波导转弯问题，也解决了内导体支撑问题，不需要引入任何介质套，进一步保证了过模同轴转弯波导的功率容量，设计十分巧妙，且结构简单，符合实际需求。
[0011](2)本实用新型采用的技术方案具有转弯半径小，结构简单，转弯角度灵活的特点，运用于高功率微波系统后，有助于实现其小型化和紧凑化，提高系统的实用化水平，十分适用。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
[0013]图2为图1的A-A剖面示意图。
[0014]上述附图中，附图标记对应的部件名称如下:
[0015]1-过模同轴波导，2-180度输入扇形波导，3-两个180度扇形转弯波导，4_180度输出扇形波导，5-输出过模同轴波导,6-内导体,7-外导体,8-金属平板。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0017]为了解决现有技术中存在的缺少一种结构简单、适用性较高的高功率过模同轴转弯波导，不能满足技术发展需求的问题，如图1~2所示，本实用新型公开了一种高功率过模同轴转弯波导，包括过模同轴波导1，与过模同轴波导I相连的两个180度输入扇形波导2，实现转弯功能的两个180度扇形转弯波导3，之后经过两个180度输出扇形波导4后合成为一路输出过模同轴波导5，如此设置后，通过调整180度扇形波导的长度便可抵消同轴波导模式到两个180度扇形波导模式转换过程中引入的反射，实现装置的整体匹配。
[0018]其中，180度输入扇形波导、180度输出扇形波导和180度扇形弯波导的波导边界由内导体6、外导体7和它们之间的金属平板8围合而成，金属平板嵌入到外导体和内导体中，同时起固定内导体和外导体相对位置的作用。
[0019]当微波工作频率为4GHz，过模同轴波导内外导体半径分别为12 mm和30 mm, 180度扇形输入波导长度20mm,金属平板厚2mm, 180度扇形弯波导转弯半径80mm,并实现装置的45度转弯时，经验证，在3.85~4.2 GHz频带范围内，本实用新型的TEM模传输效率大于95%，反射系数小于0.22 ;在中心频率处，TEM模传输效率大于99%，反射系数约0.04 ;高阶模式耦合系数较小，可以忽略，上述结果表明，本实用新型具有反射小，传输效率高的特性。
[0020]按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。
【权利要求】
1.高功率过模同轴转弯波导，其特征在于，包括过模同轴波导(I)、两个180度输入扇形波导(2)、两个180度扇形转弯波导(3)和两个180度输出扇形波导(4)，所述两个180度输入扇形波导(2)连接于过模同轴波导(I)和两个180度扇形转弯波导(3)之间，且两个180度输入扇形波导(2)与两个180度扇形转弯波导(3)—对一相连，所述180度扇形转弯波导(3)与连接180度输入扇形波导(2) —端相对的另一端与180度输出扇形波导(4)相连，且两个180度扇形转弯波导(3)与两个180度输出扇形波导(4) 一对一相连。
2.根据权利要求1所述的高功率过模同轴转弯波导，其特征在于，所述180度输入扇形波导(2)、180度输出扇形波导(4)和180度扇形转弯波导(3)的波导边界由内导体(6)、外导体(7)和嵌入内导体(6)、外导体(7)中的金属平板(8)围合而成。
【文档编号】H01P1/02GK203481345SQ201320662827
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】张健穹, 刘庆想, 李相强, 王邦继, 张政权, 王庆峰, 杨志军 申请人:西南交通大学