專利名稱：一種矩形波導阻抗變換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種矩形波導阻抗變換器，特別是一種由高矮相間的矩形波導組成的緊湊型矩形波導阻抗變換器。
背景技術：
在兩節(jié)特性阻抗不同的矩形波導之間，添加四分之一波長阻抗變換器，進而可以實現(xiàn)阻抗匹配。為了展寬工作頻帶，國內外的普遍做法是添加多節(jié)阻抗變換器，理論上講，多節(jié)變換器的級數(shù)越多，其匹配頻帶越寬，因η節(jié)變換器有η個變換段、(η+1)個連接面，相應地有(η+1)個反射波，這些反射波返回到變換器始端時，彼此以一定的相位(取決于其行程差)和幅度相疊加，振幅很小、相位各異的眾多反射波疊加的結果總會有ー些波彼此抵消或部分抵消，從而使總反射波在較寬的頻帶內保持較小的值。這種變換器的主要缺點是頻帶增寬的同時，尺寸的增大和成本的提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種緊湊型的矩形波導阻抗變換器。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下ー種矩形波導阻抗變換器，包括矮矩形波導，高矩形波導，以及至少2節(jié)連接矮矩形波導和高矩形波導的連接矩形波導段，所述連接矩形波導段兩兩相互連接，矮矩形波導的高度小于高矩形波導的高度。因為是阻抗變換器，因此在本發(fā)明中的矮矩形波導的高度必然小于高矩形波導的高度，反之也可實現(xiàn)。進ー步的，為了實現(xiàn)電容結構，與矮矩形波導相連的連接矩形波導段的高度大于矮矩形波導的高度。與高矩形波導相連的連接矩形波導段的高度小于高矩形波導的高度。其高矮差反過來也可以實現(xiàn)。從矮矩形波導向高矩形波導方向，所有的連接矩形波導段的高度高矮相間，相鄰的兩個連接矩形波導段存在高度之差A，A > 30%。即在相鄰兩個連接矩形波導段中，靠近矮矩形波導的連接矩形波導段的高度比靠近高矩形波導的連接矩形波導段的高度高，即他們之間存在高度差，其高度差為Α。為了減少連接矩形波導段的節(jié)數(shù)，達到小型化阻抗變換器設計的目的，其中相鄰的兩個連接矩形波導段的高度差必須有個較大值，形成ー個突變，從而需要的連接矩形波導段的節(jié)數(shù)即會減少。經過實驗研究得出，高度差A為30%吋，為較佳狀態(tài)，即靠近矮矩形波導的連接矩形波導段的高度比靠近高矩形波導的連接矩形波導段的高度高30%，圖3為節(jié)數(shù)與高度差的對比表，本發(fā)明中的高度差A為30%吋，出現(xiàn)突變現(xiàn)象，即連接矩形波導段的節(jié)數(shù)變小。在高度差A為10%到30%之間時，使用的連接矩形波導段的節(jié)數(shù)基本都在十幾節(jié)以上，當高度差A為30%吋，節(jié)數(shù)變?yōu)?節(jié)，同時其他參數(shù)不受影響，因此將高度差A彡30%時，有利于波導阻抗變換器的小型化設計。所述連接矩形波導段的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導段的TElO模的波導波長C，B^C /6，使得本發(fā)明可以更緊湊。進ー步的，為了減小本發(fā)明的體積，從矮矩形波導向高矩形波導方向，較高的連接矩形波導段從高度的方向向軸向彎折。其中軸向為矮矩形波導指向高矩形波導方向或高矩形波導指向矮矩形波導方向。這樣，較高的連接矩形波導段形成彎曲結構，這樣相比本發(fā)明中的連接矩形波導段不彎曲的情況下，體積更小。進ー步的，為了使得本發(fā)明方便加工，可進行大批量的生產，所述矮矩形波導、高矩形波導、以及連接矩形波導段的寬度均相同。本發(fā)明的工作原理電磁波信號從矮矩形波導進入，在連接矩形波導段中的不連續(xù)性處，將會產生反射波，這些反射波返回到變換器始端時，彼此以一定的相位(取決于其行程差)和幅度相疊加，振幅較大、相位各異的眾多反射波相互疊加的結果總會有一些波彼 此抵消或部分抵消，從而使總反射波在較寬的頻帶內保持較小的值。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于各矩形波導的連接面存在較大的不連續(xù)性，使本發(fā)明可以在頻帶內滿足對一定反射系數(shù)的設計要求，并且連接矩形波導段的長度小于工作頻段最高頻率處該連接波導段的主模TElO模的波導波長的1/6，其結構小。


圖I為本發(fā)明的縱向剖面圖。圖2為圖I的完全對稱情況示意圖。圖3為節(jié)數(shù)與高度差的對比表。圖4為圖I其中一個比較高的波導從高度方向向軸向彎折的示意圖。圖中的標號分別表示為1、矮矩形波導；2、高矩形波導；3、連接矩形波導段。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進ー步地詳細說明，但本發(fā)明實施方式不限于此。實施例I
如圖1、2、3、4所示，圖I中的一表示為長度方向，丨表示為高度方向， 表示為從紙面外指向紙面里的寬度方向，因為是阻抗變換器，因此在本發(fā)明中的矮矩形波導I的高度必然小于高矩形波導2的高度，反之也可實現(xiàn)。本發(fā)明設計的ー種矩形波導阻抗變換器，包括矮矩形波導1，高矩形波導2，以及至少2節(jié)連接矮矩形波導I和高矩形波導2的連接矩形波導段3，所述連接矩形波導段3兩兩相互連接，矮矩形波導I的高度小于高矩形波導2的高度。進ー步的，為了實現(xiàn)電容結構，與矮矩形波導I相連的連接矩形波導段3的高度大于矮矩形波導I的高度。與高矩形波導2相連的連接矩形波導段3的高度小于高矩形波導2的高度。其高矮差反過來也可以實現(xiàn)。從矮矩形波導I向高矩形波導2方向，所有的連接矩形波導段3的高度高矮相間，相鄰的兩個連接矩形波導段3存在高度之差A，A > 30%。即在相鄰兩個連接矩形波導段3中，靠近矮矩形波導I的連接矩形波導段3的高度比靠近高矩形波導2的連接矩形波導段3的高度高，即他們之間存在高度差，其高度差為A。為了減少連接矩形波導段3的節(jié)數(shù)，達到小型化阻抗變換器設計的目的，其中相鄰的兩個連接矩形波導段3的高度差必須有個較大值，形成一個突變，從而需要的連接矩形波導段3的節(jié)數(shù)即會減少。經過實驗研究得出，高度差A為30%吋，為較佳狀態(tài)，即靠近矮矩形波導I的連接矩形波導段3的高度比靠近高矩形波導2的連接矩形波導段3的高度高30%。圖3為節(jié)數(shù)與高度差的對比表，本發(fā)明中的高度差A為30%吋，出現(xiàn)突變現(xiàn)象，即連接矩形波導段3的節(jié)數(shù)變小。在高度差A為10%到30%之間時，使用的連接矩形波導段3的節(jié)數(shù)基本都在十幾節(jié)以上，當高度差A為30%吋，節(jié)數(shù)變?yōu)?節(jié)，同時其他參數(shù)不受影響，因此 將高度差A > 30%時，有利于波導阻抗變換器的小型化設計。為了減小本發(fā)明的體積，從矮矩形波導I向高矩形波導2方向，較高的連接矩形波導段從高度的方向由高矩形波導2指向矮矩形波導I方向彎折。進ー步的，為了使得本發(fā)明可以更緊湊，同時為了使得本發(fā)明方便加工，可進行大批量的生產。所述連接矩形波導段3的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導段3的TElO模的波導波長C，B<C/6。所述矮矩形波導I、高矩形波導2、以及連接矩形波導段3的寬度均相同。如上所述便可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。
權利要求
1.ー種矩形波導阻抗變換器，其特征在干包括矮矩形波導(1)，高矩形波導(2)，以及至少2節(jié)連接矮矩形波導(I)和高矩形波導(2)的連接矩形波導段(3)，所述連接矩形波導段(3)兩兩相互連接，矮矩形波導(I)的高度小于高矩形波導(2)的高度。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種矩形波導阻抗變換器，其特征在于與矮矩形波導(I)相連的連接矩形波導段(3)的高度大于矮矩形波導(I)的高度。
3.根據(jù)權利要求2所述的ー種矩形波導阻抗變換器，其特征在于與高矩形波導(2)相連的連接矩形波導段(3)的高度小于高矩形波導(2)的高度。
4.根據(jù)權利要求3所述的ー種矩形波導阻抗變換器，其特征在于從矮矩形波導(I)向高矩形波導(2)方向，所有的連接矩形波導段(3)的高度高矮相間，相鄰的兩個連接矩形波導段(3)存在高度之差A，A > 30%。
5.根據(jù)權利要求4所述的ー種矩形波導阻抗變換器，其特征在于從矮矩形波導(I)向高矩形波導(2)方向，較高的連接矩形波導段從高度的方向向軸向彎折。
6.根據(jù)權利要求1-5中任意一項所述的ー種矩形波導阻抗變換器，其特征在于所述矮矩形波導(I)、高矩形波導(2 )、以及連接矩形波導段(3 )的寬度均相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種矩形波導阻抗變換器，包括矮矩形波導，高矩形波導，以及至少2節(jié)連接矮矩形波導和高矩形波導的連接矩形波導段，所述連接矩形波導段兩兩相互連接，矮矩形波導的高度小于高矩形波導的高度。本發(fā)明的有益效果在于各矩形波導的連接面存在較大的不連續(xù)性，使本發(fā)明可以在頻帶內滿足對一定反射系數(shù)的設計要求，并且連接矩形波導段的長度小于工作頻段最高頻率處該連接波導段的主模TE10模的波導波長的1/6，其結構小。
文檔編號H01P3/12GK102709659SQ20121020106
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權日2012年6月19日
發(fā)明者吳濤, 王清源, 譚宜成 申請人:成都賽納賽德科技有限公司