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申请/专利权人：上海传输线研究所(中国电子科技集团公司第二十三研究所)

摘要：本发明涉及一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述椭圆波导同轴转换器包括波导腔体、短路板、螺套、插针、绝缘子和阻抗变换台阶，所述波导腔体为矩形截面且宽边设有多级圆弧阶梯，所述多级圆弧阶梯圆弧圆心位于所述波导腔体矩形截面的正中位置，所述多级圆弧阶梯包括靠近波端口的对称阶梯和位于波导腔体内部的单面阶梯。本发明椭圆波导同轴转换器的波导腔体为矩形截面，大大降低装配难度，采用多级圆弧阶梯和多节阻抗变换台阶平稳圆滑实现椭圆波导到同轴的变换，椭圆波导同轴转换器可直接与椭圆波导配接，省去椭圆‑矩形转换器的使用，同时规避了椭圆‑矩形转换器带来的电压驻波比和衰减性能损失。

主权项：1.一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述椭圆波导同轴转换器包括波导腔体（1）、短路板（2）、螺套（3）、插针（4）、绝缘子（5）和阻抗变换台阶（6），所述波导腔体（1）为矩形截面且宽边设有多级圆弧阶梯（7），所述多级圆弧阶梯（7）圆弧圆心位于所述波导腔体（1）矩形截面的正中位置，所述多级圆弧阶梯（7）包括靠近椭圆波导同轴转换器波端口（8）的对称阶梯（71）和位于波导腔体（1）内部的单面阶梯（72）；所述阻抗变换台阶（6）为多节切比雪夫阻抗变换阶梯，所述短路板（2）连接至所述波导腔体（1）；所述插针（4）与所述绝缘子（5）穿过所述短路板（2）插入至阻抗变换台阶（6）中并在螺套（3）与短路板（2）的配合下固定；所述阻抗变换台阶（6）连接至波导腔体（1）；所述的椭圆波导同轴转换器具备波端口（8）和同轴口（9）两个端口，所述波端口（8）和同轴口（9）轴向保持平行构成端接的馈电结构；所述多级圆弧阶梯（7）为自波端口（8）起，在波导腔体（1）的宽边设1～2个对称阶梯（71），后在上宽边设2～4个单面阶梯（72）的非全对称结构；所述绝缘子（5）为聚四氟乙烯材质的对称结构，用于固定插针（4）。

全文数据：一种椭圆波导同轴转换器技术领域本发明涉及波导同轴转换技术领域，尤其涉及一种椭圆波导同轴转换器。背景技术在微波传输系统中波导同轴转换器不可或缺，是波导端口和同轴端口的过渡器件。按馈电口位置，可分为端接馈电和正交馈电两种形式。考虑到通用性和适配性，其波导端口通常是标准矩形接口，界面尺寸符合国标GB11449.2要求。椭圆接口同样应用广泛，比如椭圆软波导是最早且至今仍应用于天馈系统的传输线之一，椭圆漏泄软波导在轨交车地通信领域的应用前景广阔。上述应用中，常规波导同轴转换与椭圆波导的接口不匹配，需通过椭圆-矩形转换器转接后方可适配，如附图1所示。但椭圆-矩形转换器一方面增加了波导组件的复杂程度，占据更多安装空间；另一方面也带来了额外的反射和插入损耗，一定程度上损害了组件的电性能。现有技术中，专利CN107742466A公开了一种椭圆波导连接器，可实现同轴转换器到椭圆波导的直接过渡。其馈电结构为正交馈电侧馈型，即同轴口与波端口的轴向相互垂直。但某些应用场景中，因安装空间或位置的限制，正交馈电的同轴转换器无法直接使用，需配合L型电缆连接器即通俗讲的“弯头”使用。专利CN108682930A公开了一种端接波导过度器，利用阶梯脊台阶实现了同轴到椭圆波导的过渡。但其波导腔体截面为椭圆形，阶梯脊台阶在弧形的腔体中装配精度很难保证，对模式变换影响很大。发明内容本发明提出了一种具有椭圆接口的新型端接式椭圆波导同轴转换器。波导腔体为矩形截面，大大降低装配难度，采用多级圆弧阶梯和多节阻抗变换台阶平稳圆滑实现椭圆波导到同轴的变换，椭圆波导同轴转换器可直接与椭圆波导配接，省去椭圆-矩形转换器的使用。为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是这样实现的：一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述椭圆波导同轴转换器包括波导腔体1、短路板2、螺套3、插针4、绝缘子5和阻抗变换台阶6，所述波导腔体1为矩形截面且宽边设有多级圆弧阶梯7，所述多级圆弧阶梯7圆弧圆心位于所述波导腔体1矩形截面的正中位置，所述多级圆弧阶梯7包括靠近椭圆波导同轴转换器波端口8的对称阶梯71和位于波导腔体1内部的单面阶梯72。进一步的，所述阻抗变换台阶6为多节切比雪夫阻抗变换阶梯，所述短路板2连接至所述波导腔体1；所述插针4与所述绝缘子5穿过所述短路板2插入至阻抗变换台阶6中并在螺套3与短路板2的配合下固定；所述阻抗变换台阶6连接至波导腔体1。进一步的，所述的椭圆波导同轴转换器具备波端口8和同轴口9两个端口，所述波端口8和同轴口9轴向保持平行构成端接的馈电结构。进一步的，所述多级圆弧阶梯7为自波端口8起，在波导腔体1的宽边设1～2个对称阶梯71，后在上宽边设2～4个单面阶梯72的非全对称结构。进一步的，所述阻抗变换台阶6包含3～4个矩形台阶且该矩形台阶设置在单面阶梯72对应的下宽边上，所述多级圆弧阶梯7和矩形台阶构成嵌套组合式阻抗变换单元。进一步的，所述阻抗变换台阶6通过螺钉连接至波导腔体1。进一步的，所述短路板2通过螺钉连接至波导腔体1。进一步的，所述绝缘子5为聚四氟乙烯材质的对称结构，用于固定插针4。本发明涉及的椭圆波导同轴转换器，采用端接的馈电形式，可直接与椭圆波导配接，省去传统椭圆-矩形转换器的使用。由此带来的有益效果包括：1.简化组件结构，节省安装空间，降低成本，波导腔体为矩形界面，降低了装配难度；规避了椭圆-矩形转换器带来的电压驻波比和衰减性能损失，采用多级圆弧阶梯平稳圆滑实现模式变换，并可进一步实现多节阻抗变换台阶组合变换方案。2.具有端接的馈电结构，同轴口与波端口的轴向保持在同一直线，便于施工安装及接头防护。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术波导同轴转换器配接椭圆波导示意图；图2为本发明椭圆波导同轴转换器剖面结构示意图；图3为本发明椭圆波导同轴转换器配接椭圆波导示意图；图4为本发明椭圆波导同轴转换器部件拆分结构示意图；图5为本发明多级圆弧阶梯结构示意图；图6为本发明椭圆波导同轴转换器配接BT62型椭圆波导的电压驻波比数据；其中：1波导腔体，2短路板，3螺套，4插针，5绝缘子，6阻抗变换台阶，7多级圆弧阶梯，8波端口，9同轴口，10椭圆波导，11法兰，12椭圆矩形转换器，13矩形波导同轴转换器，71对称阶梯，72单面阶梯具体实施方式为进一步阐述本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的一种椭圆波导同轴转换器具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。本发明提出的一种椭圆波导同轴转换器由六部分组成，基础结构包括波导腔体1，短路板2，螺套3，插针4，绝缘子5和阻抗变换台阶6，波导腔体1为矩形截面，宽边有多级圆弧阶梯7，圆弧圆心位于矩形的正中位置。多级圆弧阶梯7包括靠近波端口8的对称阶梯71和位于腔体内部的单面阶梯72；阻抗变换台阶6是一个多节切比雪夫阻抗变换阶梯，各阶梯的阻抗缓慢变化，确保了各阶梯反射波彼此完全抵消；短路板2通过螺钉连接至波导腔体1；插针4与绝缘子5穿过短路板2，插入阻抗变换台阶6中，并在螺套3与短路板2的配合下得到固定；阻抗变换台阶6通过螺钉连接至波导腔体1。矩形宽边的多级圆弧阶梯7和阻抗变换台阶6分别实现了椭圆-矩形和矩形-同轴的阻抗变换。并且，多级圆弧阶梯7的非全对称设计为两者融合应用提供了空间，大大降低了波导同轴转换器的外尺寸。多级圆弧阶梯7和阻抗变换台阶6的阶梯数目不局限于图2所呈现的图2各含三级阶梯，可根据实际需求灵活设计。下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。实施例1：TBT62NK型椭圆波导同轴转换器1结构：参见附图1，TBT62NK型椭圆波导同轴转换器由基础结构的波导腔体1，短路板2，螺套3，插针4，绝缘子5和阻抗变换台阶6组成，本实施例中，椭圆波导同轴转换器具备波端口8和同轴口9两个端口，波端口8和同轴口9轴向保持平行构成端接的馈电结构，多级圆弧阶梯7为自波端口8起，在波导腔体1的宽边设1个对称阶梯71，后在上宽边设2个单面阶梯72的非全对称结构，阻抗变换台阶6包含3个矩形台阶且该矩形台阶设置在单面阶梯72对应的下宽边上，多级圆弧阶梯7和矩形台阶构成嵌套组合式阻抗变换单元。阻抗变换台阶6通过螺钉连接至波导腔体1。短路板2通过螺钉连接至波导腔体1。绝缘子5为聚四氟乙烯材质的对称结构。2材料：波导腔体1，短路板2，螺套3和阻抗变换台阶6采用环保铜H62；插针4采用铍青铜QBe2-Y；绝缘子5采用聚四氟乙烯；椭圆波导同轴转换器装配后外表面喷漆处理。3组装：短路板通过螺钉连接至波导腔体上；插针4与绝缘子5穿过短路板2，插入阻抗变换台阶6中，并在螺套3与短路板2的配合下得到固定；装配后，短路板2外侧涂胶，完全覆盖短路板2与波导腔体1的缝隙及安装螺钉，以保证整体的密封性。4性能测试：通过附图6的测试结果显示，本实例中配接BT62型椭圆波导，传输频段为5.4～6.1GHz，组件的电压驻波比小于1.09。实施例2：在实施例1的基础上，多级圆弧阶梯7的结构替换为：自波端口8起，在波导腔体1的宽边设2个对称阶梯71，后在上宽边设4个单面阶梯72的非全对称结构，阻抗变换台阶包含4个矩形台阶且该矩形台阶设置在单面阶梯72对应的下宽边上。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求：1.一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述椭圆波导同轴转换器包括波导腔体1、短路板2、螺套3、插针4、绝缘子5和阻抗变换台阶6，所述波导腔体1为矩形截面且宽边设有多级圆弧阶梯7，所述多级圆弧阶梯7圆弧圆心位于所述波导腔体1矩形截面的正中位置，所述多级圆弧阶梯7包括靠近椭圆波导同轴转换器波端口8的对称阶梯71和位于波导腔体1内部的单面阶梯72。2.根据权利要求1所述的一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述阻抗变换台阶6为多节切比雪夫阻抗变换阶梯，所述短路板2连接至所述波导腔体1；所述插针4与所述绝缘子5穿过所述短路板2插入至阻抗变换台阶6中并在螺套3与短路板2的配合下固定；所述阻抗变换台阶6连接至波导腔体1。3.根据权利要求1或2所述的一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述的椭圆波导同轴转换器具备波端口8和同轴口9两个端口，所述波端口8和同轴口9轴向保持平行构成端接的馈电结构。4.根据权利要求3所述的一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述多级圆弧阶梯7为自波端口8起，在波导腔体1的宽边设1～2个对称阶梯71，后在上宽边设2～4个单面阶梯72的非全对称结构。5.根据权利要求4所述的一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述阻抗变换台阶6包含3～4个矩形台阶且该矩形台阶设置在单面阶梯72对应的下宽边上，所述多级圆弧阶梯7和矩形台阶构成嵌套组合式阻抗变换单元。6.根据权利要求1或2所述的一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述阻抗变换台阶6通过螺钉连接至波导腔体1。7.根据权利要求1或2所述的一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述短路板2通过螺钉连接至波导腔体1。8.根据权利要求1或2所述的一种椭圆波导同轴转换器，其特征在于，所述绝缘子5为聚四氟乙烯材质的对称结构，用于固定插针4。

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