專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型短毫米波段階梯矩圓過(guò)渡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工作在短毫米波下的矩圓過(guò)渡。
背景技術(shù)：
微波器件中，對(duì)圓波導(dǎo)的激勵(lì)一般采用模式轉(zhuǎn)換的方法，將矩形波導(dǎo)中的
Hk,波，通過(guò)波導(dǎo)截面的逐漸變形，轉(zhuǎn)換為圓波導(dǎo)中所希望的模式。這種激勵(lì)
方法的原理基于場(chǎng)分布對(duì)邊界條件的依從關(guān)系，當(dāng)波導(dǎo)截面的形狀連續(xù)而緩慢 地改變時(shí)，其中導(dǎo)行波的場(chǎng)分布相應(yīng)地連續(xù)改變。因此， 一般的矩圓過(guò)渡都是 通過(guò)波導(dǎo)橫截面的適當(dāng)變化，實(shí)現(xiàn)矩-圓波導(dǎo)模式的轉(zhuǎn)換。
矩圓過(guò)渡用作波導(dǎo)傳輸，所以其尺寸精度和內(nèi)表面粗糙度要求的較高，在 我國(guó)的熔模鑄造和電鑄工藝，能夠完成其生產(chǎn)加工，但車(chē)削加工管坯，配以芯 模手工敲打成形工藝，其效率低成本高，所能加工的尺寸也受工藝限制。對(duì)于
短毫米波使用的矩圓過(guò)渡，如標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)BJ-1400的結(jié)構(gòu)尺寸為 1.651mmx0.826mm，在這個(gè)尺寸下要加工出相應(yīng)的矩圓過(guò)渡，無(wú)i侖是采用熔才莫 鑄造還是電鑄工藝，暫時(shí)的工藝水平都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
基于上述原因，需要提供一種設(shè)計(jì)，在保證低駐波比的前提下，便于采用 現(xiàn)有的工藝加工生產(chǎn)出來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是提供這種便于加工的臺(tái)階式矩圓過(guò)渡，同時(shí)保證有 較低的駐波比。
在橢圓波導(dǎo)中，一^1可以傳輸TE偶波、TE奇波、TM偶波和TE奇波共四種類(lèi)型的波，它們分別以TE畫(huà)、TE畫(huà)、TMcmn、 TM誦來(lái)表示。橢圓波導(dǎo)的 主模TEcn模與矩形波導(dǎo)的主模TEu)模和圓波導(dǎo)中的TEn模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)相似，且 介于兩者之間，因此采用橢圓波導(dǎo)片疊加實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)到圓波導(dǎo)的過(guò)渡。
此矩圓過(guò)渡工作在毫米波段，采用若干片尺寸不同的橢圓波導(dǎo)過(guò)渡到所需 要的圓波導(dǎo)的尺寸。固定橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度，通過(guò)改變每片橢圓波導(dǎo)的短軸長(zhǎng)度 和橢圓片厚度，實(shí)現(xiàn)波在傳輸過(guò)程遇到不連續(xù)面之后反射疊加相消，得到較低
的駐波比。調(diào)整的參數(shù)為橢圓片的個(gè)數(shù)，橢圓的軸比和橢圓片的厚度。
根據(jù)此設(shè)計(jì)思路，在工作頻率為150GHz，帶寬為10GHz的情況下，采用 四片尺寸不同的橢圓波導(dǎo)過(guò)渡到所需要的圓波導(dǎo)的尺寸。每片橢圓波導(dǎo)的厚度 不同，分別為O.lmm、 0.3mm、 0.3mm、 0.2mm，每片橢圓波導(dǎo)的短軸與長(zhǎng)軸 之比也不相同，分別為0.5、 0.65、 0.8、 1,通過(guò)橢圓波導(dǎo)厚度和軸比尺寸的不 同，實(shí)現(xiàn)了波在傳輸過(guò)程遇到不連續(xù)面后反射疊加相消，得到了較低的駐波比， 在1. 09以下。


圖1:階梯矩圓過(guò)渡的腐蝕片示意圖 圖2:階梯矩圓過(guò)渡的剖面視圖 圖3:階梯矩圓過(guò)渡的整體圖 圖4:分片加工圖
具體實(shí)施例方式
矩圓過(guò)渡腐蝕片見(jiàn)圖1所示。腐蝕片結(jié)構(gòu)如圖1所示，中心(3)為橢圓 孔，四周的六個(gè)孔分別對(duì)應(yīng)矩形波導(dǎo)的螺絲孔和定位銷(xiāo)釘孔，(1 )對(duì)應(yīng)銷(xiāo)釘孔,(2)對(duì)應(yīng)螺絲孔。(4)為標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)，(5)、 (6)、 (7)為長(zhǎng)軸相同軸比不 同的橢圓波導(dǎo)過(guò)渡l殳，且厚度也不相同。腐蝕過(guò)程采用0.1mm厚的銅皮作為 腐蝕材料，如圖3腐蝕圖紙。對(duì)于所需不同厚度的橢圓波導(dǎo)都可以通過(guò)0.1mm
厚的橢圓片裝疊實(shí)現(xiàn)。迭片之間通過(guò)矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)上的螺絲和定位銷(xiāo)釘壓 緊固定。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明廣義范圍的前提下，可以對(duì)上 述實(shí)施例進(jìn)行改動(dòng)。因而，本發(fā)明并不僅限于所公開(kāi)的特定實(shí)施例，其范圍應(yīng) 當(dāng)涵蓋所附權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明核心及保護(hù)范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1. 一種新型短毫米波的階梯矩圓過(guò)渡，其特征在于，通過(guò)軸比不同、厚度不同的橢圓波導(dǎo)過(guò)渡到所需要的圓波導(dǎo)。具體包括(1)對(duì)階梯矩圓過(guò)渡進(jìn)行建模和仿真，獲得矩圓過(guò)渡的關(guān)鍵性能參數(shù)；(2)采用軸比不同的橢圓波導(dǎo)段實(shí)現(xiàn)矩圓過(guò)渡；(3)用同一厚度的銅片腐蝕出所需要的橢圓過(guò)渡段；(4)為了方便連接，在腐蝕片上腐蝕出對(duì)應(yīng)螺絲孔和定位孔的通孔。
2. 如權(quán)利要求1所述的階梯矩圓過(guò)渡的設(shè)計(jì)方法，其特征在于建模方案， 包括階梯形狀的選擇，階梯的層數(shù)，每個(gè)階梯過(guò)渡段的長(zhǎng)度的確定。由于在該 頻段上，連續(xù)漸變的矩圓過(guò)渡加工困難，而采用階梯方式實(shí)現(xiàn)矩圓過(guò)渡必定會(huì) 引起反射，所以選擇與矩形波導(dǎo)、圓形波導(dǎo)中傳輸主模有相似場(chǎng)結(jié)構(gòu)的橢圓波 導(dǎo)段作為每個(gè)過(guò)渡段的形狀。對(duì)于波在遇到各個(gè)不連續(xù)面引起反射，通過(guò)改變 階梯的層數(shù)和每個(gè)階梯段的長(zhǎng)度盡量實(shí)現(xiàn)抵消。
3，如權(quán)利要求1所述的階梯矩圓過(guò)渡的設(shè)計(jì)方法，其特征在于采用同一厚 度的腐蝕片疊加實(shí)現(xiàn)，由于在該頻段，無(wú)論是熔模鑄造還是電鑄工藝都難以保 證尺寸精度和內(nèi)表面粗糙度。采用腐蝕方法不僅現(xiàn)有工藝成熟，而且可以在一 張銅皮上一次性腐蝕出所有需要的橢圓孔，便于工程實(shí)現(xiàn)。
4，如權(quán)利要求1所述的階梯矩圓過(guò)渡的設(shè)計(jì)方法，其特征在于每個(gè)腐蝕片 上都腐蝕出相應(yīng)的螺絲孔和定位孔，通過(guò)螺絲和定位銷(xiāo)^l丁，可以直接連接相應(yīng) 的矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種短毫米波新型階梯矩圓過(guò)渡，其主要包括以下內(nèi)容(1)對(duì)矩圓過(guò)渡進(jìn)行軟件仿真，在較低駐波比和較寬帶寬的前提下確定橢圓波導(dǎo)片的尺寸參數(shù)；(2)采用腐蝕工藝加工橢圓波導(dǎo)片；(3)橢圓波導(dǎo)片采用同一厚度材料腐蝕后粘在一起；(4)為了方便工程上的連接，直接在橢圓波導(dǎo)片上腐蝕出與標(biāo)準(zhǔn)法蘭對(duì)應(yīng)的定位孔和螺孔。本發(fā)明提出了一種易于加工的階梯狀短毫米波矩圓過(guò)渡，采用較為成熟的腐蝕工藝加工，比以往工藝的加工難度降低，并且適合工程上批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01P5/08GK101414700SQ20081011810
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者崔延軍, 艷 徐, 苗俊剛, 蔣黎麗 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)