CN111834722A - 双面销钉波导调配器 - Google Patents

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    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports

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Abstract

本发明公布了一种双面销钉波导调配器的设计方案，包括一段波导和至少两根销钉。所述销钉伸入所述波导中的深度可以从所述波导外加以调节。所述销钉中至少有两根销钉分别被设置在所述波导的法线沿Y方向的上表面和法线沿‑Y方向的下表面上。环绕所述每一根销钉至少设置有一个螺帽。所述波导为矩形波导，或者为单脊矩形波导，或者为双脊矩形波导。至少一根所述销钉的轴线偏离所述波导轴线的距离自由空间中的波长的5％。至少一根销钉的位于所述波导内的顶端被倒圆。环绕至少一根销钉设置有扼流槽结构。所述销钉沿波导轴向间距为波导波长的10％～30％。本发明将主要用于高平均功率的微波***中，特别是微波能工业应用领域中。

Description

双面销钉波导调配器
技术领域
本发明涉及一种微波调配装置，具体地说，是涉及一种大功率容量、强调配能力和宽匹配带宽的双面销钉波导调配器。
背景技术
负载失配是设计微波***经常需要解决的技术问题。传统的波导调配器采用位于波导轴线上的间距为四分之一波导波长的三根可调深度的销钉可以很好地满足许多场合的匹配需要。但是传统波导调配器存在以下不足：由于所有销钉都安排在矩形波导的一个宽边的中心线上，销钉之间的距离固定为波导波长的四分之一左右，所以销钉的直径比较小，特别是在每个销钉四周设置有扼流槽结构时，销钉的直径都小于该波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的13％。较小直径的销钉的使用将直接限制调配器的功率容量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双面销钉波导调配器。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种双面销钉波导调配器，包括一段轴线沿Z方向宽边沿X方向的波导和至少一根轴线沿Y方向的销钉。所述销钉伸入所述波导中的深度可以从所述波导外加以调节。所述X方向、Y方向和Z方向构成直角坐标系。
为了便于使用直径较大的销钉从而提高所述双面销钉波导调配器的功率容量，所述销钉中至少有两根销钉分别被设置在所述波导的法线沿Y方向的上表面和法线沿-Y方向的下表面上。较佳的设计，沿Z方向相邻的任意两根销钉都分别被设置在波导的法线沿Y方向的上表面和法线沿-Y方向的下表面上。
为了在销钉伸入所述波导中的深度确定后锁紧该销钉，环绕所述每一根销钉至少设置有一个螺帽。
所述波导为矩形波导。在所述波导中也可以设置一根金属脊，为单脊矩形波导。在所述波导中还可以设置有两根金属脊，为双脊矩形波导。
为了在不增加沿Z方向相邻的销钉在Z方向间距的条件下增大相邻销钉的间距，便于我们使用更大直径的销钉从而提高所述双面销钉波导调配器的功率容量，至少一根所述销钉的沿Y方向的轴线在X方向偏离所述波导的沿Z方向的轴线的距离大于所述双面销钉波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的5％。较佳的设计，所有的所述销钉的沿Y方向的轴线在X方向偏离所述波导的沿Z 方向的轴线的距离等于所述双面销钉波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的19％。这时，沿Z方向相邻的任意三根销钉近似位于一个等边三角形的三个顶点上。
为了进一步提高所述双面销钉波导调配器的功率容量，至少一根销钉的位于所述波导内的顶端被倒圆。较佳的设计，所有销钉的位于所述波导内的顶端都被倒圆。
为了防止微波能量从所述销钉与所述波导之间的缝隙泄露，同时降低所述销钉上的导体损耗，环绕至少一根销钉设置有扼流槽结构。
由于在传统波导调配器的销钉之间增加销钉的数目，可以展宽所述双面销钉波导调配器的匹配带宽，我们这样设置个销钉：所述销钉沿Z方向依次排列，同时沿Z方向任意相邻的两根所述销钉的沿Y方向的轴线在Z方向的间距为所述双面销钉波导调配器的端口的波导波长的10％～30％。
本发明公布了一种双面销钉波导调配器的设计方案。通过将相邻的销钉分别布置在波导的两个上下相对的宽边上，在不增加沿波导轴线方向相邻销钉的间距的条件下为布置大直径的销钉创造了空间。本发明将主要用于高平均功率的微波***中，特别是微波能工业应用领域中。
附图说明
图1为本发明实施例1的俯视示意图
图2为图1的AA向剖视示意图
图3为本发明实施例2的俯视示意图
图4为图3的AA向剖视示意图
图5为本发明实施例3的俯视示意图
图6为图5的AA向剖视示意图
附图中标号对应名称：1-波导，2-销钉，3-螺帽，4-扼流槽结构，5-金属脊。
本说明书中部分名词规定如下：
水平方向，也就是位于水平面内的方向，即位于XZ平面内的方向。
垂直方向，也就是与水平面垂直向上的方向。
上方，指Y方向。
下方，指-Y方向。
左方，指X方向。
右方，指-X方向。
具体实施方式
实施例1
如图1和2所示。
一种双面销钉波导调配器，包括一段轴线沿Z方向宽边沿X方向的波导1和 6根轴线沿Y方向的销钉2。所述销钉2伸入所述波导1中的深度可以从所述波导1外加以调节。
环绕所述每一根销钉2都设置有一个螺帽3。
在所述波导1的底部设置有一根金属脊5，所述波导1为单脊矩形波导。
每根所述销钉2的沿Y方向的轴线在X方向偏离所述波导1的沿Z方向的轴线的距离大于所述双面销钉波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的5％。
所有所述销钉2的横截面形状为圆形。
所述销钉2沿Z方向依次排列。沿Z方向任意相邻的两根所述销钉2分别被设置在所述波导1的沿Z方向的轴线的X方向和-X方向。这样，沿着Z方向，所有的销钉依次排列在波导1的宽边的X方向和-X方向，它们的沿Y方向的轴线分别位于一条折线的各弯折处。
沿Z方向相邻的任意两根销钉2都分别被设置在波导1的法线沿Y方向的上表面和法线沿-Y方向的下表面上。
所有销钉2的位于所述波导1内的顶端倒圆。
环绕每根销钉2设置有扼流槽结构4。
所述销钉2沿Z方向依次排列。沿Z方向任意相邻的两根所述销钉2的沿Y 方向的轴线在Z方向的间距为所述双面销钉波导调配器的端口的波导波长的 10％～30％。
实施例2
如图3和4所示。
一种双面销钉波导调配器，包括一段轴线沿Z方向宽边沿X方向的波导1和 6根轴线沿Y方向的销钉2。所述销钉2伸入所述波导1中的深度可以从所述波导1外加以调节。
环绕所述每一根销钉2都设置有一个螺帽3。
在所述波导1的底部和顶部共设置有两根金属脊5，所述波导1为双脊矩形波导。
每根所述销钉2的沿Y方向的轴线在X方向偏离所述波导1的沿Z方向的轴线的距离大于所述双面销钉波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的5％。
所有所述销钉2的横截面形状为圆形。
所有所述销钉2沿Z方向依次排列。沿Z方向任意相邻的两根所述销钉2分别被设置在所述波导1的沿Z方向的轴线的X方向和-X方向。这样，沿着Z方向，所有的销钉依次排列在波导1的宽边的X方向和-X方向，它们的沿Y方向的轴线分别位于一条折线的各弯折处。
沿Z方向相邻的任意两根销钉2都分别被设置在波导1的法线沿Y方向的上表面和法线沿-Y方向的下表面上。
所有销钉2的位于所述波导1内的顶端倒圆。
环绕每根销钉2设置有扼流槽结构4。
所述销钉2沿Z方向依次排列。沿Z方向任意相邻的两根所述销钉2的沿Y 方向的轴线在Z方向的间距为所述双面销钉波导调配器的端口的波导波长的10％～30％。
实施例3
如图5和6所示。
一种双面销钉波导调配器，包括一段轴线沿Z方向宽边沿X方向的波导1和 6根轴线沿Y方向的销钉2。所述销钉2伸入所述波导1中的深度可以从所述波导1外加以调节。
环绕所述每一根销钉2都设置有一个螺帽3。
所述波导1为矩形波导。
所述销钉2的横截面形状为圆形。
沿Z方向相邻的任意两根销钉2都分别被设置在波导1的法线沿Y方向的上表面和法线沿-Y方向的下表面上。
所有销钉2的位于所述波导1内的顶端倒圆。
环绕每根销钉2设置有扼流槽结构4。
所述销钉2沿Z方向依次排列。沿Z方向任意相邻的两根所述销钉2的沿Y 方向的轴线在Z方向的间距为所述双面销钉波导调配器的端口的波导波长的 10％～30％。
以上给出了3种本发明的实施例。实际的实现方式远比这里列举的更丰富。所述双面销钉波导调配器一般采用矩形波导型材通过切割钻孔、攻丝等工序完成。
本发明公布的双面销钉波导调配器通过将将不不同销钉分别布置在波导的两个宽边上，增大销钉的直径提高所述双面销钉波导调配器的功率容量。本发明可以广泛用于高平均功率的微波***中，特别是微波能工业应用领域中。

Claims (9)

1.一种双面销钉波导调配器，其特征在于，包括一段轴线沿Z方向宽边沿X方向的波导(1)和至少一根轴线沿Y方向的销钉(2)；所述销钉(2)伸入所述波导(1)中的深度可以从所述波导(1)外加以调节；所述销钉(2)中至少有两根销钉(2)分别被设置在所述波导(1)的法线沿Y方向的上表面和法线沿-Y方向的下表面上；所述X方向、Y方向和Z方向构成直角坐标系。
2.根据权利要求1所述的一种双面销钉波导调配器，其特征在于，环绕所述每一根销钉(2)至少设置有一个螺帽(3)；所述钉(2)的伸入所述波导(1))中的深度可以通过所述螺帽(3)锁紧固定。
3.根据权利要求1所述的一种双面销钉波导调配器，其特征在于，所述波导(1)为矩形波导。
4.根据权利要求1所述的一种双面销钉波导调配器，其特征在于，所述波导(1)中设置有一根金属脊(5)，为单脊矩形波导。
5.据权利要求1所述的一种双面销钉波导调配器，其特征在于，所述波导(1)中设置有两根金属脊(5)，为双脊矩形波导。
6.根据权利要求1所述的一种双面销钉波导调配器，其特征在于，至少一根所述销钉(2)的沿Y方向的轴线在X方向偏离所述波导(1)的沿Z方向的轴线的距离大于所述双面销钉波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的5％。
7.根据权利要求1所述的一种双面销钉波导调配器，其特征在于，至少一根销钉(2)的位于所述波导(1)内的顶端倒圆。
8.根据权利要求1所述的一种双面销钉波导调配器，其特征在于，环绕至少一根销钉(2)设置有扼流槽结构(4)。
9.根据权利要求1所述的一种双面销钉波导调配器，其特征在于，所述销钉(2)沿Z方向依次排列；沿Z方向任意相邻的两根所述销钉(2)的沿Y方向的轴线在Z方向的间距为所述双面销钉波导调配器的端口的波导波长的10％～30％。
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