專利名稱：輸出端口隔離的h面波導t型結的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及輸出端ロ具有隔離效果的T型結波導。
背景技術：
波導指能限定和引導電磁波在長度方向上傳播的管道。是ー種在微波或可見光波段中傳輸電磁波的裝置，用于無線電通訊、雷達、導航等無線電領域。電磁波在波導中的傳播受到波導內壁的限制和反射。波導管壁的導電率很高(一般用銅、鋁等金屬制成，有時內壁鍍有銀或金)，通?？杉俣ú▽П谑抢硐雽w，波導管內的電磁場分布可由麥克斯韋方程組結合波導的邊界條件來求解。波導中可能存在無限多種電磁場的結構或分布，每ー種電磁場的分布稱為ー種波型(模式)，每ー種波型都有對應的截止波長和不同的相速。橫截面均勻的空心波導稱為均勻波導，均勻波導中電磁波的波型可分為電波(TM模)和磁波(TE模)兩大類。矩形波導中可以存在無限多個TMmn摸，波型指數m，n分別表示電磁場沿波導寬邊a和窄邊b的駐波最大值的個數，m，n = 1，2，...最簡單的是TMll摸。同樣，還可以存在無限多個TEmn摸，m, n = 0,1, 2,...但不能同時為零。矩形波導中的最低模式是TElO模，其截止波長最長入C = 2a，因此，就有可能在波導中實現單模傳輸。TElO模又稱為矩形波導中的主波，是矩形波導中最重要的波型。實際應用中矩形波導都工作在TElO模。傳統(tǒng)的H面波導T型結由全封閉的矩形金屬構成，能量由I號端ロ輸入，由2、3號端ロ輸出，2、3端ロ間不具備隔離，S卩，端ロ 2或3反射回來的能量會進入到3或2端口中，從而影響功率的分配，影響系統(tǒng)的工作效率。另外傳統(tǒng)的H面波導T型結由全封閉的矩形金屬構成，金屬材料使用量很大，使用成本很高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于提供ー種新型的H面波導T型結，該方法主要解決了傳統(tǒng)H面波導T型結輸出端ロ間隔離較低的問題，同時減少了波導金屬的使用量。輸出端ロ隔離的H面波導T型結可以實現輸出端ロ間的隔離，實際應用的非封閉式H面波導T型結均可采用本發(fā)明的新型H面波導T型結來實現，對于多路波導功分器亦可以采用該發(fā)明所闡述的原理進行設計，從而增加輸出端ロ的隔離。該方法減少了波導的金屬材料使用，増加了輸出端ロ間的隔離，可以大大增強所使用系統(tǒng)的穩(wěn)定型和可靠性。輸出端ロ隔離的H面波導T型結的設計方法，其特征在于所述方法，包括如下步驟I)首先按照傳統(tǒng)的H面波導T型結設計方法設計出T型結。用仿真軟件，如hfss、cst等軟件對該結構進行仿真，然后得出該結構I端ロ激勵時在波導中心軸面的磁場分布(此時2、3端ロ接匹配負載)。然后對2端ロ進行激勵(此時1、3端ロ進行激勵)，查看2 端ロ激勵時波導中心軸面的磁場分布。
2)選擇兩種情況下的磁場分布。第一種情況是，當該波導的I端ロ激勵，而2、3端ロ接匹配負載時中心軸面的磁場分布；另ー種情況時，當該波導的2或3端ロ激勵，而I和3或2端ロ接匹配負載時中心軸面的磁場分布。3)在波導的中心軸面上挖出ー個槽，該槽的長度略微大于諧振頻率的半波長，以保證該槽可以在波導工作的頻率下進行輻射。當電磁波能量從I端ロ輸入時圖中箭頭代表中心軸面上的電磁波的磁場方向。當電磁波能量從2端ロ輸入時圖中箭頭代表中心周面上的電磁波的磁場方向，從端ロ 2進入的電磁波能量會進入到I和3端口中去。增加了輸出端ロ間的隔離，可以大大增強所使用系統(tǒng)的穩(wěn)定型和可靠性。4)2、3端ロ接匹配負載時，槽與中心軸面處的磁場方向平行；當波導2或3端ロ激勵時，而當I和3或2端ロ接匹配負載時，槽與中心軸面處的磁場方向垂直。5)根據天線輻射原理，設定該槽的長度為略大于二分之一波長。則當磁場垂直于該槽的時候，能量將會輻射出去，而不會流入其他端ロ，從而產生隔離的效果。 本發(fā)明設計了輸出端ロ具有隔離效果的T型結波導。當能量從該波導的I號端ロ輸入，由2、3端ロ輸出吋，2、3端ロ具有隔離，S卩，端ロ 2或3反射回來的能量不會進入到3或2端口中去，從而不會因為一路能量通道的損壞而影響到另外一路能量通道的正常使用。圖一所示為傳統(tǒng)H面波導T型結，當電磁波能量從I端ロ輸入時圖中箭頭代表中心軸面上的電磁波的磁場方向。圖ニ所示為傳統(tǒng)H面波導T型結，當電磁波能量從2端ロ輸入時圖中箭頭代表中心周面上的電磁波的磁場方向，從端ロ 2進入的電磁波能量會進入到I和3端口中去。圖三所示為本發(fā)明的新型H面波導T型結，當電磁波能量從I端ロ輸入時圖中箭頭代表中心軸面上電磁波的磁場方向。圖四所示為本發(fā)明的新型H面波導T型結，當電磁波能量從2端ロ輸入時圖中箭頭代表中心軸面上電磁波的磁場方向。本發(fā)明所采用的増加2、3端ロ間隔離的方法就是，在波導T型結的中心軸面上挖槽。挖槽后，當電磁波能量從I端ロ輸入時，一端ロ激勵吋，波導表面的開槽與電流方向平行，不會產生輻射，無功分損耗。當ニ端ロ激勵時，窄槽與波導表面的電流垂直，從而產生輻射，產生二三端ロ的隔離。圖五所示為發(fā)明的新型H面波導T型結的立體結構圖。


圖I傳統(tǒng)H面波導T型結I端ロ激勵
圖2傳統(tǒng)H面波導T型結2端ロ激勵圖3本發(fā)明新型H面波導T型結I端ロ激勵圖4本發(fā)明新型H面波導T型結2端ロ激勵圖5本發(fā)明新型H面波導T型結立體結構圖
具體實施例方式I.首先按照傳統(tǒng)的H面波導T型結設計方法設計出T型結，用仿真軟件，如hfss、cst等軟件對該結構進行仿真，然后得出該結構I端ロ激勵時在波導中心軸面的磁場分布(此時2、3端ロ接匹配負載)。然后對2端ロ進行激勵(此時1、3端ロ進行激勵)，查看2端ロ激勵時波導中心軸面的磁場分布?？梢杂^察出如下結果I)當電磁波能量從I端ロ輸入時圖中箭頭代表中心軸面上的電磁波的磁場方向。2)當電磁波能量從2端ロ輸入時圖中箭頭代表中心周面上的電磁波的磁場方向，從端ロ 2進入的電磁波能量會進入到I和3端口中去。2.然后在波導的中心軸面上挖出ー個槽，該槽的長度略微大于諧振頻率的半波長，以保證該槽可以在波導工作的頻率下進行輻射。I)本發(fā)明的新型H面波導T型結，當電磁波能量從I端ロ輸入時圖中箭頭代表中心軸面上電磁波的磁場方向。2)本發(fā)明的新型H面波導T型結，當電磁波能量從2端ロ輸入時圖中箭頭代表中心軸面上電磁波的磁場方向。本發(fā)明所采用的増加2、3端ロ間隔離的方法就是，在波導T型結的中心軸面上挖槽。挖槽后，當電磁波能量從I端ロ輸入時，一端ロ激勵時，波導表面的開槽與電流方向平行，不會產生輻射，無功分損耗。當ニ端ロ激勵時，窄槽與波導表面的電流垂直，從而產生輻射，產生二三端ロ的隔離。3.然后再用hfSS、CSt軟件對新結構進行仿真，將槽的寬度和長度設置為變量，設定在小于四分之一波長的范圍內，對該結構進行優(yōu)化仿真。4.然后確定槽的寬度和長度，考慮到實際生產加工的精度，槽的寬度和長度精度取 0. Olmnin 5.最后用已經仿真好的模型進行加工。
權利要求
1.輸出端ロ隔離的H面波導T型結可以實現輸出端ロ間的隔離，其特征在于所述方法，包括以下步驟 1)首先按照傳統(tǒng)的H面波導T型結設計方法設計出T型結。用仿真軟件，如hfss、cst等軟件對該結構進行仿真，然后得出該結構I端ロ激勵時在波導中心軸面的磁場分布(此時2、3端ロ接匹配負載)。然后對2端ロ進行激勵(此時1、3端ロ進行激勵)，查看2端ロ激勵時波導中心軸面的磁場分布。
2)在波導的中心軸面上挖出ー個槽，該槽的長度略微大于諧振頻率的半波長，以保證該槽可以在波導工作的頻率下進行輻射。當電磁波能量從I端ロ輸入時圖中箭頭代表中心軸面上的電磁波的磁場方向。當電磁波能量從2端ロ輸入時圖中箭頭代表中心周面上的電磁波的磁場方向，從端ロ 2進入的電磁波能量會進入到I和3端口中去。増加了輸出端ロ間的隔離，可以大大增強所使用系統(tǒng)的穩(wěn)定型和可靠性。
3)該方法減少了波導的金屬材料使用。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述方法步驟中I)中，選擇波導的中心軸面，查看不同情況下磁場在中心軸面上的分布。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于選擇兩種情況下的磁場分布。第一種情況是，當該波導的I端ロ激勵，而2、3端ロ接匹配負載時中心軸面的磁場分布；另ー種情況時，當該波導的2或3端ロ激勵，而I和3或2端ロ接匹配負載時中心軸面的磁場分布。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述方法步驟中2)中，在波導的中心軸面上挖槽。
5.根據權利要求4所述，其特征在于在波導的中心軸面上挖槽的長度。根據天線輻射原理，設定該槽的長度為略大于二分之一波長。則當磁場垂直于該槽的時候，能量將會福射出去，而不會流入其他端ロ，從而產生隔離的效果。
6.根據權利要求4所述，其特征在于當波導I端ロ激勵，而2、3端ロ接匹配負載時，槽與中心軸面處的磁場方向平行；當波導2或3端ロ激勵吋，而當I和3或2端ロ接匹配負載時，槽與中心軸面處的磁場方向垂直。
7.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述方法步驟中3)中，該新型波導可以減少中心槽出的金屬材料。
全文摘要
輸出端口隔離的H面波導T型結可以實現輸出端口間的隔離，實際應用的非封閉式H面波導T型結均可采用本發(fā)明的新型H面波導T型結來實現，對于多路波導功分器亦可以采用該發(fā)明所闡述的原理進行設計，從而增加輸出端口的隔離。該方法減少了波導的金屬材料使用，增加了輸出端口間的隔離，可以大大增強所使用系統(tǒng)的穩(wěn)定型和可靠性。
文檔編號H01P5/20GK102655258SQ20111004833
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權日2011年3月1日
發(fā)明者陳艷麗 申請人:陳艷麗