專利名稱：一種矩形波導(dǎo)階梯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波毫米波電路的矩形波導(dǎo)階梯，具體的說，是涉及一種能將不同高度和寬度的矩形波導(dǎo)連通的矩形波導(dǎo)階梯。
背景技術(shù)：
波導(dǎo)由于其在功率容量和傳輸損耗方面的優(yōu)勢，在低損耗或高功率微波毫米波傳輸領(lǐng)域得到重要應(yīng)用。在雷達系統(tǒng)、功率合成系統(tǒng)和其它場合，常常需要由微波毫米波波導(dǎo)組成各種復(fù)雜電路。現(xiàn)有的波導(dǎo)器件一般是由多部分組裝而成。由于各個部分的尺寸不一樣，在組裝過程中就要用到波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)。目前見到最常見的波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)是直線漸變、曲線漸變和階梯結(jié)構(gòu)三種，其中直線漸變結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但要想得到較低的反射，長度相對較長，損耗較大。而曲線漸變由于波導(dǎo)是連續(xù)變化，阻抗不存在突變，故帶內(nèi)反射波動小。但曲線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大。階梯波導(dǎo)是采用阻抗變換，可以在最短的長度上實現(xiàn)較低的反射。但階梯波導(dǎo)采用銑切技術(shù)進行加工，這樣就在階梯邊緣倒了一個圓角。當(dāng)頻率到毫米波亞毫米波頻段，甚至是THz頻段時，由于波導(dǎo)尺寸比較小，并且相鄰兩個波導(dǎo)階梯寬度相差不大，這樣就要用很小的銑刀才能加工出來，加工的成本非常昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種矩形波導(dǎo)階梯，解決現(xiàn)有技術(shù)在高頻段加工困難、力口工成本昂貴的問題，減少器件的加工成本。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 一種矩形波導(dǎo)階梯，包括底座，上蓋板，輸入矩形波導(dǎo)，輸出矩形波導(dǎo)，以及至少I個位于輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)之間的介質(zhì)過渡段，所述輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)均設(shè)置在底座與上蓋板之間，所有介質(zhì)過渡段的形狀為上端面接上蓋板、下端面接底座的柱體。輸入矩形波導(dǎo)接上蓋板的端面、輸出矩形波導(dǎo)接上蓋板的端面、以及所有介質(zhì)過渡段的上端面處于同一平面內(nèi)。介質(zhì)過渡段的與軸線垂直的橫截面由包括至少一段圓弧的封閉曲線圍成。所述任意介質(zhì)過渡段的圓弧的半徑大于該介質(zhì)過渡段最大寬度的1/3。所述任意介質(zhì)過渡段的圓弧的半徑等于該介質(zhì)過渡段最大寬度的1/2。所有介質(zhì)過渡段的高度與輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)的相同；或輸入矩形波導(dǎo)、所有介質(zhì)過渡段和輸出矩形波導(dǎo)的高度沿輸入矩形波導(dǎo)到輸出矩形波導(dǎo)的方向單調(diào)增加或單調(diào)減小。其中，輸入矩形波導(dǎo)、所有介質(zhì)過渡段和輸出矩形波導(dǎo)的高度沿輸入矩形波導(dǎo)到輸出矩形波導(dǎo)的方向單調(diào)增加或單調(diào)減小的含義為輸入矩形波導(dǎo)的高度、所有質(zhì)過渡段的高度、輸出矩形波導(dǎo)的高度依次沿著輸入矩形波導(dǎo)到輸出矩形波導(dǎo)的方向逐級增加或逐級減小。
所有介質(zhì)過渡段的寬度與輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)的相同；或輸入矩形波導(dǎo)、所有介質(zhì)過渡段和輸出矩形波導(dǎo)的寬度沿輸入矩形波導(dǎo)到輸出矩形波導(dǎo)的方向單調(diào)增加或單調(diào)減小。其中，所述輸入矩形波導(dǎo)、所有介質(zhì)過渡段和輸出矩形波導(dǎo)的寬度沿輸入矩形波導(dǎo)到輸出矩形波導(dǎo)的方向單調(diào)增加或單調(diào)減小的含義為輸入矩形波導(dǎo)的寬度、所有質(zhì)過渡段的寬度、輸出矩形波導(dǎo)的寬度依次沿著輸入矩形波導(dǎo)到輸出矩形波導(dǎo)的方向逐級增加或逐級減小。介質(zhì)過渡段的與軸線垂直的橫截面由兩段半徑不同的圓弧封閉圍成。介質(zhì)過渡段為空氣層。為了便于采用較大直徑的銑刀銑切加工，所述的介質(zhì)過渡段的圓弧的半徑大于該介質(zhì)過渡段最大寬度的1/3。最佳方案是所述的介質(zhì)過渡段的圓弧的半徑等于該介質(zhì)過渡段最大寬度的1/2。一般對于輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)高度相同的情況，所有的介質(zhì)過渡段的高度相同。對于輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)高度不相同的情況，所述的介質(zhì)過渡段的高度沿輸入矩形波導(dǎo)到輸出矩形波導(dǎo)的方向單調(diào)增加或減小。對于輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)寬度相同的情況，所有的介質(zhì)過渡段的寬度相同。對于輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)寬度不相同的情況，所述的介質(zhì)過渡段的寬度沿輸入矩形波導(dǎo)到輸出矩形波導(dǎo)的方向單調(diào)增加或減小。本發(fā)明中對于上述情況沒有限定，可進行自由組合。根據(jù)實際的需要進行最佳的現(xiàn)場調(diào)試組合處理即可。為了最大限度地增大介質(zhì)過渡段倒角的半徑，以利于采用盡量大的銑刀銑切加工，所述的介質(zhì)過渡段的橫截面可以只由兩段半徑不同的圓弧的封閉圍成。在通常情況下，所述的介質(zhì)過渡段為空氣層。

本發(fā)明的原理是利用四分之一波導(dǎo)波長實現(xiàn)阻抗匹配。按照傳輸線上多次部分反射疊加的原理表明，選取適當(dāng)?shù)碾A梯波導(dǎo)的阻抗和長度，可以得到所需的反射系數(shù)響應(yīng)。本發(fā)明的優(yōu)點在于能提供一種矩形波導(dǎo)階梯，可解決現(xiàn)有技術(shù)在高頻段加工困難、加工成本昂貴的問題，減少器件的加工成本。


圖1為本發(fā)明的縱向剖面圖。圖2為圖1的A-A向示意圖。圖3為實施實例2的A-A向示意圖。圖4為實施實例3的A-A向示意圖。圖5為實施實例4的A-A向示意圖。圖6為實施實例5的縱向剖面圖。圖7為實施實例6的A-A向示意圖。圖中的標(biāo)號分別表不為1、底座；2、上蓋板；3、輸入矩形波導(dǎo)；4、輸出矩形波導(dǎo)；
5、介質(zhì)過渡段。本文中所述方向定義如下
寬度方向，指矩形波導(dǎo)橫截面的寬邊所在方向，在圖1中對應(yīng)于從紙面指向讀者的方向。高度方向，指矩形波導(dǎo)橫截面的窄邊所在方向，在圖1中對應(yīng)于豎直方向。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型實施方式不限于此。實施例1
如圖1、圖2所示，一種矩形波導(dǎo)階梯，包括底座1，上蓋板2，輸入矩形波導(dǎo)3，輸出矩形波導(dǎo)4，以及至少I個位于輸入矩形波導(dǎo)3和輸出矩形波導(dǎo)4之間的介質(zhì)過渡段5，所述輸入矩形波導(dǎo)3和輸出矩形波導(dǎo)4均設(shè)置在底座I與上蓋板2之間，所有介質(zhì)過渡段5的形狀為上端面接上蓋板2、下端面接底座I的柱體。輸入矩形波導(dǎo)3接上蓋板2的端面、輸出矩形波導(dǎo)4接上蓋板2的端面、以及所有介質(zhì)過渡段5的上端面處于同一平面內(nèi)。介質(zhì)過渡段5為空氣層。介質(zhì)過渡段5的與軸線垂直的橫截面由兩段圓弧封閉圍成。并且介質(zhì)過渡段5的圓弧的半徑大于該介質(zhì)過渡段5最大寬度的1/3。輸入矩形波導(dǎo)3、介質(zhì)過渡段5和輸出矩形波導(dǎo)4的高度和寬度沿輸入矩形波導(dǎo)3到輸出矩形波導(dǎo)4的方向單調(diào)增加或減小。實施例2
如圖1、3所示，與實施實例I不同的是介質(zhì)過渡段5的與軸線垂直的橫截面由四段圓弧和兩條線段封閉圍成。并且介質(zhì)過渡段5的圓弧的半徑大于該介質(zhì)過渡段5最大寬度的1/3。 實施例3
如圖1、4所示，與實施實例I不同的是介質(zhì)過渡段5與軸線垂直的的橫截面由兩段圓弧和兩條線段封閉圍成。并且介質(zhì)過渡段5的圓弧的半徑大于該介質(zhì)過渡段5最大寬度的1/3。實施例4
如圖1、5所示，與實施實例I不同的是介質(zhì)過渡段5的與軸線垂直的橫截面由四段圓弧和四條線段封閉圍成。并且介質(zhì)過渡段5圓弧的半徑大于該介質(zhì)過渡段5最大寬度的1/3。實施例5
如圖2、6所示，與實施實例I不同的是所有介質(zhì)過渡段5的高度相同，介質(zhì)過渡段5的與軸線垂直的橫截面由至少有一段圓弧的封閉曲線封閉圍成。并且介質(zhì)過渡段5的圓弧的半徑大于該介質(zhì)過渡段5最大寬度的1/3。實施例6
如圖1、7所示，與實施實例I不同的是所有介質(zhì)過渡段5的寬度相同，介質(zhì)過渡段5的與軸線垂直的橫截面由至少有一段圓弧的封閉曲線封閉圍成。并且介質(zhì)過渡段5的圓弧的半徑等于該介質(zhì)過渡段5最大寬度的1/2。
權(quán)利要求
1.一種矩形波導(dǎo)階梯，包括底座(1)，上蓋板(2)，輸入矩形波導(dǎo)(3)，輸出矩形波導(dǎo)(4)，以及至少I個位于輸入矩形波導(dǎo)(3)和輸出矩形波導(dǎo)(4)之間的介質(zhì)過渡段(5)，其特征在于，所述輸入矩形波導(dǎo)(3)和輸出矩形波導(dǎo)(4)均設(shè)置在底座(I)與上蓋板(2)之間，所有介質(zhì)過渡段(5)的形狀為上端面接上蓋板(2)、下端面接底座(I)的柱體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矩形波導(dǎo)階梯，其特征在于，輸入矩形波導(dǎo)(3)接上蓋板(2)的端面、輸出矩形波導(dǎo)(4)接上蓋板(2)的端面、以及所有介質(zhì)過渡段(5)的上端面處于同一平面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種矩形波導(dǎo)階梯，其特征在于，介質(zhì)過渡段(5)的與軸線垂直的橫截面由包括至少一段圓弧的封閉曲線圍成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種矩形波導(dǎo)階梯，其特征在于，所述任意介質(zhì)過渡段(5)的圓弧的半徑大于該介質(zhì)過渡段(5)最大寬度的1/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種矩形波導(dǎo)階梯，其特征在于，所述任意介質(zhì)過渡段(5)的圓弧的半徑等于該介質(zhì)過渡段(5)最大寬度的1/2。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種矩形波導(dǎo)階梯，其特征在于，所有介質(zhì)過渡段(5)的高度與輸入矩形波導(dǎo)(3)和輸出矩形波導(dǎo)(4)的相同；或輸入矩形波導(dǎo)(3)、所有介質(zhì)過渡段(5)和輸出矩形波導(dǎo)(4)的高度沿輸入矩形波導(dǎo)(3)到輸出矩形波導(dǎo)(4)的方向單調(diào)增加或單調(diào)減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的矩形波導(dǎo)階梯，其特征在于，所有介質(zhì)過渡段(5)的寬度與輸入矩形波導(dǎo)(3)和輸出矩形波導(dǎo)(4)的相同；或輸入矩形波導(dǎo)(3)、所有介質(zhì)過渡段(5)和輸出矩形波導(dǎo)(4)的寬度沿輸入矩形波導(dǎo)(3)到輸出矩形波導(dǎo)(4)的方向單調(diào)增加或單調(diào)減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形波導(dǎo)階梯，其特征在于，介質(zhì)過渡段(5)的與軸線垂直的橫截面由兩段半徑不同的圓弧封閉圍成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項的矩形波導(dǎo)階梯，其特征在于，介質(zhì)過渡段(5)為空氣層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種矩形波導(dǎo)階梯，包括底座，上蓋板，輸入矩形波導(dǎo)，輸出矩形波導(dǎo)，以及至少1個位于輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)之間的介質(zhì)過渡段，所述輸入矩形波導(dǎo)和輸出矩形波導(dǎo)均設(shè)置在底座與上蓋板之間，所有介質(zhì)過渡段的形狀為上端面接上蓋板、下端面接底座的柱體。本發(fā)明的優(yōu)點在于能提供一種矩形波導(dǎo)階梯，可解決現(xiàn)有技術(shù)在高頻段加工困難、加工成本昂貴的問題，減少器件的加工成本。
文檔編號H01P5/02GK103066361SQ20111031860
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者王清源, 譚宜成, 文松 申請人:成都賽納賽德科技有限公司