CN110085961A - 一种波导魔t结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种波导魔T结构。本发明的波导魔T结构包括：上盖板、下盖板和连接件；上盖板与下盖板的第一位置开设有L型凹槽，L型凹槽形成波导魔T结构的L型矩形波导腔，L型凹槽的端口形成波导魔T结构的隔离端；上盖板与所述下盖板的第二位置开设有T型凹槽，T型凹槽形成波导魔T结构的T型矩形波导腔，T型凹槽形的两个相对端口形成波导魔T结构的两个输出端，T型凹槽形的第三个端口形成所述波导魔T结构的输入端；隔离端与输出端之间通过连接件相连通，连接件将所述隔离端的信号耦合到输出端。本发明的波导魔T结构具有结构更简单紧凑、频带更宽、插损更小的优点，更适用于微波毫米波应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及射频微波技术领域，尤其涉及一种波导魔T结构。
背景技术
波导魔T可以作为功分器、和差器、移相器、调配器，波导开关、大功率环形器等多种器件使用，是微波/毫米波系统中重要的无源器件，在整个微波通信系统中发挥着重要作用。如今无线通信飞速发展，无论是军用领域还是民用领域都对通信质量提出更高的要求。波导魔T的宽带型、小型化以及高隔离度都成为了衡量其特性的重要指标。
但传统的波导魔T是三维分支结构且体积较大，还需要加入调匹配元件，这样不利于平面集成加工也比较麻烦。
发明内容
本发明提供了一种波导魔T结构，以解决现有波导魔T结构体积大的问题。
本发明提供了一种波导魔T结构，包括：上盖板、下盖板和连接件；上盖板与下盖板的第一位置开设有L型凹槽，L型凹槽形成波导魔T结构的L型矩形波导腔，L型凹槽的端口形成波导魔T结构的隔离端；上盖板与所述下盖板的第二位置开设有T型凹槽，T型凹槽形成波导魔T结构的T型矩形波导腔，T型凹槽形的两个相对端口形成波导魔T结构的两个输出端，T型凹槽形的第三个端口形成所述波导魔T结构的输入端；隔离端与输出端之间通过连接件相连通，连接件将所述隔离端的信号耦合到输出端。
在一些实施例中，隔离端、输入端与输出端处于同一平面。
在一些实施例中，上盖板与所述下盖板位于L型矩形波导腔与T型矩形波导腔之间的位置设置有柱形凹槽，柱形凹槽连通L型矩形波导腔与T型矩形波导腔，所述连接件固定安装在所述柱形凹槽内。
在一些实施例中，连接件包括柱形介质块和金属探针；柱形介质块内设有通孔，金属探针安装在通孔内，安装有金属探针的柱形介质块安装在柱形凹槽内。
在一些实施例中，柱形介质块的两个端面分别与所述柱形凹槽的两个端面平齐，金属探针的两端分别穿过柱形介质块的通孔位于T型矩形波导腔与L型矩形波导腔内部。
在一些实施例中，金属探针为阶梯型金属探针，位于L型矩形波导腔内部的金属探针用于耦合信号，位于T型矩形波导腔内部的金属探针用于拓展带宽。
在一些实施例中，金属探针为不小于三层阶梯的阶梯型金属探针。
在一些实施例中，金属探针通过导电胶粘接在所述通孔内。
在一些实施例中，柱形介质块的材料为聚四氟乙烯。
在一些实施例中，上盖板的下表面与下盖板的上表面贴合，并通过紧固件实现上盖板与下盖板的紧固安装。
本发明通过将波导魔T结构进行平面化布局来达到波导魔T结构小型化的目的，并通过连接件提高两输出端的隔离度，与传统立体结构的波导魔T结构相比，本发明波导魔T结构具有结构更简单紧凑、频带更宽、插损更小的优点，更适用于微波毫米波应用领域，尤其在在宽带多路功率合成领域中有着明显的优势。
附图说明
图1为本发明实施例示出的上下盖板示意图；
图2为本发明实施例示出的柱形介质块示意图；
图3为本发明实施例示出的金属探针示意图；
图4为本发明实施例示出的柱形介质块与金属探针安装状态示意图；
图5为本发明实施例示出的柱形介质块与下盖板安装状态示意图；
图6为本发明实施例示出的柱形介质块与上下盖板安装状态示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
如图1-6所示，本实施例的波导魔T结构包括：上盖板100、下盖板400和连接件200,300。
所述上盖板100与所述下盖板400的第一位置开设有L型凹槽，所述L型凹槽形成所述波导魔T结构的L型矩形波导腔，所述L型凹槽的端口形成所述波导魔T结构的隔离端S1。
所述上盖板100与所述下盖板400的第二位置开设有T型凹槽，所述T型凹槽形成所述波导魔T结构的T型矩形波导腔，T型矩形波导腔用以传输和分配射频微波信号，所述T型凹槽形的两个相对端口形成所述波导魔T结构的两个输出端S2，所述T型凹槽形的第三个端口形成所述波导魔T结构的输入端S3。
所述隔离端S1与所述输出端S2之间通过所述连接件200,300相连通，所述连接件200,300将所述隔离端S1的信号耦合到所述输出端S2。
如图1所示，所述上盖板100内开有T型凹槽和L型凹槽，所述下盖板400开有相同凹槽，上下两个盖板合拢时形成矩形波导口，用以电磁波传输，连接件200,300以将电磁波信号耦合传输到隔离端。
本实施例中所述上盖板100与所述下盖板400是一种开设有凹槽的金属长方体块，第一位置与第二位置可以理解为所述上盖板与所述下盖板的两个不重叠区域的相对位置，例如图1所示，所述上盖板与所述下盖板可以分为左半部分区域和右半部分区域，所述第一位置位于右半部分区域，所述第二位置位于左半部分区域。
本实施例通过将波导魔T结构进行平面化布局来达到波导魔T结构小型化的目的，并通过连接件提高两输出端的隔离度，与传统立体结构的波导魔T结构相比，本实施例波导魔T结构具有结构更简单紧凑、频带更宽、插损更小的优点，更适用于微波毫米波应用领域，尤其在在宽带多路功率合成领域中有着明显的优势。
如图5-6所示，本实施例的所述隔离端S1、所述输入端S3与所述输出端S2处于同一平面。
如图1所示，本实施例的上盖板100与所述下盖板400位于所述L型矩形波导腔与所述T型矩形波导腔之间的位置设置有柱形凹槽，所述柱形凹槽连通L型矩形波导腔与所述T型矩形波导腔，所述连接件200,300固定安装在所述柱形凹槽内。
如图2-3所示，本实施例的连接件包括柱形介质块200和金属探针300；
所述柱形介质块200内设有通孔201，所述金属探针300安装在所述通孔201内，安装有所述金属探针300的所述柱形介质块200安装在所述柱形凹槽内。一个示例中，所述金属探针300通过导电胶粘接在所述通孔201内。
如图5所示，所述柱形介质块200的两个端面分别与所述柱形凹槽的两个端面平齐，所述金属探针300的两端分别穿过所述柱形介质块200的通孔201位于所述T型矩形波导腔与所述L型矩形波导腔内部。
本实施例中金属探针300用以拓宽使用频率，所述金属探针300为阶梯型金属探针，位于所述L型矩形波导腔内部的所述金属探针用于耦合信号，位于所述T型矩形波导腔内部的所述金属探针用于拓展带宽。在一些实施例中，所述金属探针为不小于三层阶梯的阶梯型金属探针，例如为三层阶梯的阶梯型金属探针、四层阶梯的阶梯型金属探针、五层阶梯的阶梯型金属探针等结构。
图3示出一种四层阶梯的阶梯型金属探针，如图3所示，阶梯型金属探针300包括第一阶梯探针301，第二阶梯探针302，第三阶梯探针303以及第四阶梯探针304，第一阶梯探针301穿过柱形介质块200的通孔201后伸入到L型矩形波导腔内，用以耦合信号，位于T型矩形波导腔内第二阶梯探针302，第三阶梯探针303以及第四阶梯探针304用以拓展使用带宽。在一些实施例中，金属探针300的金属材质优选为铜，也可以为其他金属材质，柱形介质块的材料优选为聚四氟乙烯，也可选用其他介质材料。
在一些实施例中，所述上盖板100的下表面与所述下盖板400的上表面贴合，并通过紧固件(例如螺钉)实现所述上盖板100与所述下盖板400的紧固安装。
本实施例的波导魔T结构适用于L、S、H、C、X、K、Ku、Ka、Q以及U波段等各个频段的魔T结构；所述上盖板100，所述柱形介质块200，所述金属探针300，所述下盖板400的结构尺寸与波段相关。不同波段的电磁波传播会不同，因此每种波段对应一种金属隔腔的结构，通过电磁仿真软件仿真计算获得几个端口的s参数，使得s参数最佳即可确定组件的尺寸。
本实施例选取了Q波段的尺寸结构作阐述，其他频段需要根据具体情况改变各个部件相应的尺寸。
在Q波段的尺寸结构下，所述上盖板100以及下盖板400的尺寸为30mm×25mm×5mm，壁厚为2mm，其内部的T型凹槽的宽度为2.85mm,深度为2.85mm；L型凹槽的宽度为2.85mm,深度为2.85mm；柱形凹槽的半径为1.5mm，深度为4.05mm。
所述柱形介质块200的外半径为1.5mm，长度为4.05mm，内孔半径为0.5mm,长度为4.05mm，优选的介质材料选用聚四氟乙烯。
所述金属探针300为四层阶梯的阶梯型金属探针，第一阶梯金属探针半径0.5mm，长度为4.05mm；第二阶梯金属探针半径1.52mm，长度为0.5mm；第三阶梯金属探针半径1.08mm，长度为0.5mm；第四阶梯金属探针半径0.46mm，长度为0.5mm。
在一些实施例中，通过下述方法对本实施例的波导魔T结构进行组装：首先将金属探针300的第一阶梯探针插入柱形介质块200的通孔201内；接着将带有金属探针300的柱形介质块200放入下盖板400的柱形凹槽中，使所述柱形介质块的两个端面分别与所述柱形凹槽的两个端面平齐，所述金属探针的两端分别穿过所述柱形介质块的通孔位于所述T型矩形波导腔与所述L型矩形波导腔内部，利用位于所述L型矩形波导腔内部的所述金属探针进行信号耦合，利用位于所述T型矩形波导腔内部的所述金属探针进行带宽拓展；然后将上盖板100放置在下盖板400上紧密贴合，使用螺钉进行上下两个盖板的紧固，完成波导魔T结构的组装。
本发明的波导魔T结构通过金属探针耦合的方法，将隔离端变换到与输出端、输入端同一平面，与现有的魔T相比，本发明的波导魔T结构更简单紧凑、频带更宽、插损更小的优点，更适用于微波毫米波应用领域，尤其在在宽带多路功率合成领域中有着明显的优势。
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种波导魔T结构，其特征在于，包括：上盖板、下盖板和连接件；
所述上盖板与所述下盖板的第一位置开设有L型凹槽，所述L型凹槽形成所述波导魔T结构的L型矩形波导腔，所述L型凹槽的端口形成所述波导魔T结构的隔离端；
所述上盖板与所述下盖板的第二位置开设有T型凹槽，所述T型凹槽形成所述波导魔T结构的T型矩形波导腔，所述T型凹槽形的两个相对端口形成所述波导魔T结构的两个输出端，所述T型凹槽形的第三个端口形成所述波导魔T结构的输入端；
所述隔离端与所述输出端之间通过所述连接件相连通，所述连接件将所述隔离端的信号耦合到所述输出端。
2.根据权利要求1所述的波导魔T结构，其特征在于，所述隔离端、所述输入端与所述输出端处于同一平面。
3.根据权利要求1所述的波导魔T结构，其特征在于，所述上盖板与所述下盖板位于所述L型矩形波导腔与所述T型矩形波导腔之间的位置设置有柱形凹槽，所述柱形凹槽连通L型矩形波导腔与所述T型矩形波导腔，所述连接件固定安装在所述柱形凹槽内。
4.根据权利要求3所述的波导魔T结构，其特征在于，所述连接件包括柱形介质块和金属探针；
所述柱形介质块内设有通孔，所述金属探针安装在所述通孔内，安装有所述金属探针的所述柱形介质块安装在所述柱形凹槽内。
5.根据权利要求4所述的波导魔T结构，其特征在于，所述柱形介质块的两个端面分别与所述柱形凹槽的两个端面平齐，所述金属探针的两端分别穿过所述柱形介质块的通孔位于所述T型矩形波导腔与所述L型矩形波导腔内部。
6.根据权利要求5所述的波导魔T结构，其特征在于，所述金属探针为阶梯型金属探针，位于所述L型矩形波导腔内部的所述金属探针用于耦合信号，位于所述T型矩形波导腔内部的所述金属探针用于拓展带宽。
7.根据权利要求6所述的波导魔T结构，其特征在于，所述金属探针为不小于三层阶梯的阶梯型金属探针。
8.根据权利要求4所述的波导魔T结构，其特征在于，所述金属探针通过导电胶粘接在所述通孔内。
9.根据权利要求4所述的波导魔T结构，其特征在于，所述柱形介质块的材料为聚四氟乙烯。
10.根据权利要求1所述的波导魔T结构，其特征在于，所述上盖板的下表面与所述下盖板的上表面贴合，并通过紧固件实现所述上盖板与所述下盖板的紧固安装。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190802 |