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  • 同轴-波导转换器

    2013-01-12 18:58:25
    同轴-波导转换器同轴-波导转换器同轴-波导转换器同轴-波导转换器
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    UHF

    宽带同轴

    -

    矩形波导转换器新结构

    刘建生

    ;

    居继龙

    ;

    李钦

    【期刊名称】

    《电视技术》

    【年

    (

    ),

    期】

    2009(033)0z2

    【摘要】

    研制了一种

    UHF

    波段宽带的同轴一矩形波导转换器

    .

    这种转换器采用

    了新结构

    ,

    它的同轴探针呈阶梯状

    ,

    并在波导宽壁上配有

    2

    个调谐螺钉

    .

    经测试

    ,

    换器在

    490

    750

    MHz

    的频段内

    (

    矩形波导

    TE

    单模工作带宽

    ),

    回波损耗

    低于

    -31 dB,

    483

    782 MHz

    的频段内回波损耗低于

    -30 dB.

    【总页数】

    3

    (116-118)

    【关键词】

    宽带

    ;UHF

    波段

    ;

    同轴线

    ;

    矩形波导

    ;

    模式转换器

    【作者】

    刘建生

    ;

    居继龙

    ;

    李钦

    【作者单位】

    中国传媒大学京隆广播技术研究所

    ,

    北京

    ,100024;

    中国传媒大学京

    广

    ,

    ,100024;

    广

    ,

    ,100024

    【正文语种】

    中文

    【中图分类】

    TN814

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    适配RF Switch Ⅰ/ II座射频探针

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    波导同轴转换

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  • 所加工的波导同轴转换实物如下图:图7 BJ40 口径波导同轴转换实物图8 BJ120 口径波导同轴转换实物加工的两种波导同轴转换如图9 与图10 所示:图9 BJ40 口径波导同轴转换测试结果图10 BJ120 口径波导同轴转换...

    2.4 实测结果

    根据设计方案制作加工了BJ40 和BJ120 两种口径的波导同轴转换,使用Agilent E8363C 矢量网络分析仪进行器件的测试,完成对仿真结果的验证。

    所加工的波导同轴转换实物如下图:

    图7 BJ40 口径波导同轴转换实物

    图8 BJ120 口径波导同轴转换实物

    加工的两种波导同轴转换如图9 与图10 所示:

    图9 BJ40 口径波导同轴转换测试结果

    图10 BJ120 口径波导同轴转换测试结果

    BJ40口径测试频段为3.4GHz~4.8GHz,测试结果优于-28dB,BJ120 口径测试频段为9.5GHz~15GHz,测试结果在绝大部分频段优于-21dB。

    2.5 误差分析

    从测试结果可以看出,BJ40 口径的波导同轴转换实测结果与仿真曲线符合得很好,而BJ120 口径的波导同轴转换实测结果与仿真曲线有一定差别。这是由于实验用的BJ120 口波导同轴转换采用SFT-50-2-1 的半钢同轴电缆外皮作为探针加粗部分,而非专门加工制成,焊接后探针实际尺寸与仿真尺寸有一定的差异,对器件驻波特性影响较大。通过实际装配调试,可以看出波导同轴转换的装配工艺水平会对器件的电气性能有直接影响,装配精度越高, 实测的结果与仿真结果符合度越好。工作频段越高,对器件的加工、装配工艺的精度要求越高。

    3.结论

    本文依据现有的波导同轴转换和波导理论,结合工程实践,提出了一种能覆盖矩形波导常用口径型号的波导同轴转换,并利用HFSS 仿真软件对工程设想进行有效的设计和优化,达到了令人满意的效果。该形式波导同轴转换工作带宽基本超过40%,绝大部分频段回波损耗优于-25dB,具有良好的工作特性,并且结构简单,无需过多的组装和调试,具有很强的工程实用特性。

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    注:
    1.TEmn波对应Hmn,TMmn波对应Emn
    2.要会看波导模式分布图已知工作波长时,工作波长<截止波长,可能出现截止波长对应的传输波型Hmn/Emn。
    3.已知尺寸时,只有波长<截止波长,该波才能传输。

    1.矩形波导

    矩形波导典型的有BJ-32

    矩形波导是以主模TE10波工作的
    其波形的两个波节之间距离为λg/2

    为保证单模传输,尺寸要求:
    a、b:尺寸
    λ:传输的波的截止波长
    λ/2<a<λ
    0<b<λ/2
    一般来说,先由工作波长λ来确定波导宽边a的大小,然后对照矩形波导的标准系列选用合适的波导(参见书末附录)。选好波导尺寸a、b后,再根据前面的公式计算常见参数。上一篇文章提及的公式均适用于矩形波导。

    2.圆波导

    圆波导常应用TE11(主模)、TE01(功率损耗最低)、TM01三个主要模式。

    常见参数

    截止波长λc
    a:圆波导半径
    对于TM波:
    在这里插入图片描述
    对于TE波:
    在这里插入图片描述
    Pmn需要查表。需要注意:TE波和TM波的Pmn是不一样的。
    圆波导除了λc的计算与矩形波导不一样,其他传播常数的计算方法和矩形波导是一样的。

    3.同轴线

    TEM波:

    截止波长λc
    λc=∞

    相速Vp
    在这里插入图片描述

    尺寸选择

    为满足只传输主模TEM波,应满足:
    a:内半径
    b:外半径
    工作波长λ
    在这里插入图片描述
    特性阻抗Zc
    在这里插入图片描述

    4.波的激励与耦合

    孔、缝激励
    波导的开孔、开缝以波导内壁上电流分布为依据。
    (1)当需要在波导壁上开缝,而又要求不影响原来波导的传输特性不希望波导向外辐射时,则开缝必须选择在不切割管壁电流线的地方,并使缝尽量狭窄
    (2)如希望波导传输的能量向外辐射,或将波导的能量通过波导壁的开缝耦合到另一个波导去,则开缝的位置应切断电流线

    展开全文
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同轴波导