CN109449551A - 一种基于缝隙耦合可调谐的k波段波导微带转换结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，包括：输入端口、输出端口、矩形波导、第一调谐螺钉、第二调谐螺钉、微带传输线和空气盒,还包括缝隙、介质基板和四分之一波长开路线。工作时，射频输入信号从输入端口输入，通过矩形波导向下传输，经过第一调谐螺钉和第二调谐螺钉调谐后，从波导末端的缝隙耦合到背面微带传输线，最后经输出端口输出到下一级电路，微带传输线终端到缝隙中间位置的距离为一段四分之一波长开路线，以减小信号传输的回波损耗。本发明尺寸小、结构简单、可靠性高，解决了中心频率不可调谐的问题。

Description

一种基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构

技术领域

本发明涉及一种K波段波导微带转换结构，特别是一种基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构。

背景技术

随着无线通信技术和雷达***的发展，微波/毫米波混合集成电路得到了广泛应用。波导微带转换器因其高功率容量和低损耗特性，已经成为不可缺少的无源转换器件。传统的波导微带转换结构加工难度较大、可靠性不高，中心频率、驻波等参数难以进行调节。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，解决传统波导微带转换器加工难度大、可靠性差以及中心频率不可调节的问题。

有鉴于此，本发明提供的技术方案是：一种基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，包括：输入端口、输出端口，其特征在于，还包括：矩形波导、微带传输线和空气盒,矩形波导末端和微带传输线接地板重叠，并且在相同的位置分别开一个相同尺寸的缝隙，空气盒底面与微带传输线接地板底面重合，输入端口位于矩形波导的最上端，输出端口位于空气盒右侧面。

本发明实现了以下显著的有益效果：

结构简单，包括：输入端口、输出端口、矩形波导、第一调谐螺钉、第二调谐螺钉、微带传输线和空气盒，还包括缝隙、介质基板和四分之一波长开路线。基于波导缝隙耦合原理，实现波导的高阻抗与微带传输线的低阻抗之间的转换，加上两个调谐螺钉的调谐作用，有效调节传输信号的中心频率，并且对输入信号起到了窄带滤波的作用。

附图说明

图1为本发明一种于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构的结构示意图；

图2为本发明一种于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构的仿真结果图。

附图标记示意

1.输入端口 2.输出端口 3.矩形波导 4.第一调谐螺钉 5.第二调谐螺钉 6.缝隙7.介质基板 8.四分之一波长开路线 9.微带传输线 10.空气盒

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。

虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，发明者的出发点不是将该发明限于所阐述的特定实施例，正相反，发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元器件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。

请参照图1，本发明的一种基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，包括：输入端口1、输出端口2，其特征在于，还包括：矩形波导3、微带传输线9和空气盒10,矩形波导3末端和微带传输线接地板重叠，并且在相同的位置分别开一个相同尺寸的缝隙6，空气盒10底面与微带传输线9接地板底面重合，输入端口1位于矩形波导3的最上端，输出端口2位于空气盒10右侧面。

在一个实施例中，还包括：从波导宽边侧面外部***矩形波导3内部的第一调谐螺钉4和第二调谐螺钉5。

在一个实施例中，所述第一调谐螺钉4和第二调谐螺钉5的轴心位于矩形波导3宽边侧面中心轴上。

在一个实施例中，第一调谐螺钉4位于第二调谐螺钉5正上方，且两者相隔四分之一波长的距离。

在一个实施例中，在所述空气盒上还设置一定厚度的介质基板。

在一个实施例中，在所述介质基板7背面是所述微带传输线。

在一个实施例中，所述微带传输线是50欧姆微带传输线。

在一个实施例中，所述微带传输线终端和缝隙中心的距离是一段四分之一波长开路线(8)。

作为具体的实施例，本发明的一种基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，包括：输入端口1、输出端口2、矩形波导3、第一调谐螺钉4、第二调谐螺钉5、微带传输线9和空气盒10，还包括缝隙6、介质基板7和四分之一波长开路线8。

在一个实施例中，输入端口1位于矩形波导3的最上端，第一调谐螺钉4和第二调谐螺钉5从波导宽边侧面外部***矩形波导3内部，两调谐螺钉轴心位于矩形波导3宽边侧面中心轴上，第一调谐螺钉4位于第二调谐螺钉5上方，且两者相隔四分之一波长的距离，矩形波导3末端和微带传输线接地板重叠，并且在相同的位置分别开一个相同尺寸的缝隙6，在一定厚度的介质基板7背面是50欧姆微带传输线，微带传输线终端和缝隙中心的距离是一段四分之一波长开路线8，用于减小信号传输的回波损耗，空气盒10底面与微带传输线9接地板底面重合，输出端口2位于空气盒10的右侧面。

工作时，射频输入信号从输入端口1输入，通过矩形波导3向下传输，经过第一调谐螺钉4和第二调谐螺钉5调谐后，从波导末端的缝隙6耦合到背面微带传输线9，最后经输出端口2输出到后级电路。

在一个实施例中，矩形波导腔3截面宽边长度为12.9mm,窄边长度为6.5mm，两调谐螺钉直径2mm，缝隙6长度4.3mm、宽度为0.8mm，微带传输线介质为陶瓷，相对介电常数为9.9，损耗角正切0.0001，介质基板7长度为20mm、宽度为10mm、厚度为0.6mm，微带传输线正面带线长度为15.76mm、宽度为0.6346mm、厚度为0.003mm，空气盒10高6.498mm。

请参照图2，在一个实施例中，通过调节第一调谐螺钉4和第二调谐螺钉5***矩形波导3内部的长度，可以改变其工作的中心频率。

在一个实施例中，经过调谐的射频信号通过波导末端的缝隙6耦合到微带传输线正面，由于小缝耦合的特性，且缝隙尺寸固定，所以耦合输出信号是窄带信号。

在一个实施例中，微带传输线终端到缝隙6中间位置的距离为一段四分之一波长开路线8，该点信号和微带传输线终端返回的驻波信号幅度相抵消，从而减小回波信号。

本发明实现了以下显著的有益效果：

结构简单，包括：输入端口、输出端口、矩形波导、第一调谐螺钉、第二调谐螺钉、微带传输线和空气盒，还包括缝隙、介质基板和四分之一波长开路线。基于波导缝隙耦合原理，实现波导的高阻抗与微带传输线的低阻抗之间的转换，加上两个调谐螺钉的调谐作用，有效调节传输信号的中心频率，并且对输入信号起到了窄带滤波的作用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明创造的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，包括：输入端口(1)、输出端口(2)，其特征在于，还包括：矩形波导(3)、微带传输线(9)和空气盒(10),矩形波导(3)末端和微带传输线接地板重叠，并且在相同的位置分别开一个相同尺寸的缝隙(6)，空气盒(10)底面与微带传输线(9)接地板底面重合，输入端口(1)位于矩形波导(3)的最上端，输出端口(2)位于空气盒(10)右侧面。

2.根据权利要求1所述的基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，其特征在于，还包括：从波导宽边侧面外部***矩形波导(3)内部的第一调谐螺钉(4)和第二调谐螺钉(5)。

3.根据权利要求2所述的基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，其特征在于，所述第一调谐螺钉(4)和第二调谐螺钉(5)的轴心位于矩形波导(3)宽边侧面中心轴上。

4.根据权利要求3所述的基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，其特征在于，第一调谐螺钉(4)位于第二调谐螺钉(5)正上方，且两者相隔四分之一波长的距离。

5.根据权利要求1所述的基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，其特征在于，在所述空气盒上还设置一定厚度的介质基板。

6.根据权利要求5所述的基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，其特征在于，在所述介质基板(7)背面是所述微带传输线。

7.根据权利要求6所述的基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，其特征在于，所述微带传输线是50欧姆微带传输线。

8.根据权利要求7所述的基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，其特征在于，所述微带传输线终端和缝隙中心的距离是一段四分之一波长开路线(8)。

9.根据权利要求8所述的基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，其特征在于，微带传输线正面带线长度为15.76mm、宽度为0.6346mm。

10.根据权利要求9所述的基于缝隙耦合可调谐的K波段波导微带转换结构，其特征在于，包括：所述微带传输线介质为陶瓷，相对介电常数为9.9，损耗角正切0.0001。