一种具有带外抑制功能的微带-波导转换结构

1.本发明涉及微带波导转换技术领域，更具体的是涉及具有带外抑制功能的微带-波导转换结构技术领域。


背景技术：

2.射频前端是指射频收发器和天线之间的一系列组件，主要包括接收模块和发射模块，其中，接收模块用于接收空间传播的信号，发射模块用于发送信号。
3.当采用固态功放作为发射模块时，需要将微带电路的输出转换成波导口，以便信号和天线的馈源口连接时尽量匹配，从而减小能量损失。
4.目前，从微带电路输出口到天线馈源口的连接方式主要有以下两种：（1）微带转波导过渡，再外接双工器进行滤波，其中，双工器采用波导滤波器或腔体滤波器对发射模块的低频噪声进行抑制，以减小对接收模块的干扰，但是额外加入波导滤波器或腔体滤波器，会增大射频前端的重量和体积，不利于射频前端的小型化；（2）在功放输出微带电路端口采用微带滤波器抑制带外干扰，减小功放模块对接收机的噪声干扰，之后再进行微带-波导转换，但是，在卫星通信常用管的ku和ka频段，微带滤波器的插损相对较大，一般在2~3db量级，以40w功放为例，会损失10w以上的能量，微带滤波器额外增加的插损将降低射频前端的性能。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有带外抑制功能的微带-波导转换结构。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种具有带外抑制功能的微带-波导转换结构，包括输入矩形波导和输出矩形波导，所述输入矩形波导和输出矩形波导沿波导传输方向的一端形成短路面，所述输入矩形波导的宽边连接有微带探针，所述输入矩形波导远离短路面的一端和输出矩形波导具有短路面的一端相连接，所述输出矩形波导的宽边插接有多个沿输出矩形波导窄边方向分布的调谐螺钉，所述调谐螺钉延伸到输出矩形波导内，具体的，所述输出矩形波导的短路面上形成矩形孔，所述矩形孔和输入矩形波导相匹配。
7.进一步地，所述输入矩形波导为非标准波导，所述输出矩形波导为标准波导。
8.进一步地，还包括矩形过渡波导，所述矩形过渡波导沿波导传输方向的一端和输入矩形波导相连接，另一端和输出矩形波导相连接。
9.进一步地，所述矩形过渡波导为矩形。
10.进一步地，所述矩形过渡波导由至少两层的矩形波导依次级联而成并且相邻矩形波导的连接处形成台阶，沿波导传输方向矩形过渡波导的矩形波导的矩形截面依次增大。
11.进一步地，矩形过渡波导由多层矩形波导组成时，每层台阶形成过渡短路面，过渡短路面上形成上一层矩形波导相匹配的通孔。
12.进一步地，所述矩形过渡波导的矩形截面最小的一端和输入矩形波导相连接并且矩形截面最大的一端和输出矩形波导相连接。
13.进一步地，所述调谐螺钉包括上螺钉、中螺钉和下螺钉，所述上螺钉和下螺钉设在输出矩形波导中心位置，所述中螺钉偏离输出矩形波导中心位置设置，所述中螺钉和上螺钉的沿波导传输方向的距离等于中螺钉和下螺钉的沿波导传输方向的距离。
14.进一步地，所述输入矩形波导包括上腔和下腔，所述所述输入矩形波导的短路面设在上腔上，所述上腔和下腔之间设有介质基片a，所述介质基片a连接有介质基片b，所述介质基片b沿矩形波导窄边设置，所述微带探针设在介质基片a和介质基片b上。
15.进一步地，所述上腔、介质基片a和下腔沿径向的截面形状相同，即垂直于波导传输方向的截面形状相同。
16.进一步地，所述微带探针包括设在介质基片b上的50欧姆带线和阻抗变换线，所述50欧姆带线和阻抗变换线同轴连接，所述阻抗变换线和50欧姆带线沿矩形波导窄边方向设置，所述阻抗变换线延伸到介质基片a上，所述阻抗变换线的端部设有辐射单元，所述介质基片a上设有多个匹配点即匹配枝节。
17.进一步地，所述阻抗变换线下端和辐射单元沿矩形波导宽边方向的两侧设有匹配点。
18.进一步地，所述介质基片b上设有约束腔。
19.进一步地，所述约束腔和上腔一体成型。
20.进一步地，所述约束腔和介质基片b沿径向的截面形状相同本发明的有益效果如下：（1）调谐螺钉能够对接收频带进行带外抑制，一方面，不用额外引入波导滤波器，降低了射频前端的体积和重量，另一方面，不用加入微带滤波器，避免了额外的插损，提升了射频前端的性能；（2）微带探针具有多个非连续的匹配点，能够形成多个传输极点，具有良好的带内匹配和低插损的优点；（3）矩形过渡波导具有良好的过渡效果，进一步提升了带外抑制的能力。
附图说明
21.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的结构示意图（去掉上腔）;附图标记：1-输出矩形波导、2-调谐螺钉、3-下腔、4-上腔、5-约束腔、6-介质基片b、7-介质基片a、8-矩形过渡波导、9-50欧姆带线、10-阻抗变换线、11-辐射单元、12-匹配点。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1参见图1，本实施例提供一种具有带外抑制功能的微带-波导转换结构，包括输入矩形波导和输出矩形波导1，所述输入矩形波导和输出矩形波导1沿波导传输方向的一端形成短路面，所述输入矩形波导的宽边连接有微带探针，所述输入矩形波导远离短路面的一端和输出矩形波导1具有短路面的一端相连接，所述输出矩形波导1的宽边插接有多个沿输出矩形波导1窄边方向分布的调谐螺钉2，所述调谐螺钉2延伸到输出矩形波导1内，具体的，所述输出矩形波导1的短路面上形成矩形孔，所述矩形孔和输入矩形波导相匹配。
25.优选的，输入矩形波导和输出矩形波导1形成阶梯状。
26.输入矩形波导为非标准的bj180，输出矩形波导1为标准的bj120。
27.优选的，所述输入矩形波导和输出矩形波导1由铝板制成。
28.实施例2参见图1，本实施例在实施例1的基础上做了进一步改进，具体为还包括矩形过渡波导8，所述矩形过渡波导8沿波导传输方向的一端和输入矩形波导相连接，另一端和输出矩形波导1相连接。
29.实施例3参见图1，本实施例在实施例2的基础上做了进一步改进，具体为所述矩形过渡波导8由至少两层的矩形波导依次级联而成并且相邻矩形波导的连接处形成台阶，沿波导传输方向矩形过渡波导8的矩形波导的矩形截面依次增大。
30.优选的，所述矩形过渡波导8的矩形截面最小的一端和输入矩形波导相连接并且矩形截面最大的一端和输出矩形波导1相连接。
31.实施例4参见图1，本实施例在实施例3的基础上做了进一步改进，具体为所述调谐螺钉2包括上螺钉、中螺钉和下螺钉，所述上螺钉和下螺钉设在输出矩形波导1中心位置，所述中螺钉偏离输出矩形波导1中心位置设置，所述中螺钉和上螺钉的沿波导传输方向的距离等于中螺钉和下螺钉的沿波导传输方向的距离。
32.实施例5参见图1，本实施例在实施例4的基础上做了进一步改进，具体为所述输入矩形波导包括上腔4和下腔3，所述输入矩形波导的短路面设在上腔4上，所述上腔4和下腔3之间设有介质基片a7，所述介质基片a7连接有介质基片b6，所述介质基片b6沿输入矩形波导窄边设置，所述微带探针设在介质基片a7和介质基片b6上。
33.优选的，所述上腔4、介质基片a7和下腔3沿径向的截面形状相同。
34.优选的，介质基片a7和介质基片b6采用0.2mm的4003板材制成。
35.优选的，所述介质基片a7和介质基片b6一体成型，沿径向的截面为t形。
36.实施例6参见图1和图2，本实施例在实施例5的基础上做了进一步改进，具体为所述微带探
针包括设在介质基片b6上的50欧姆带线9和阻抗变换线10，所述50欧姆带线9和阻抗变换线10同轴连接，所述阻抗变换线10和50欧姆带线9沿输入矩形波导窄边方向设置，所述阻抗变换线10延伸到介质基片a7上，所述阻抗变换线10的端部设有辐射单元11，所述介质基片a7上设有多个匹配点12，所述辐射单元11采用铅锡材料制成并进行镀银处理。
37.优选的，所述辐射单元11为沿输入矩形波导宽边方向设置的矩形片。
38.实施例7参见图1和图2，本实施例在实施例6的基础上做了进一步改进，具体为所述阻抗变换线10下端和辐射单元11沿输入矩形波导宽边方向的两侧设有匹配点12。
39.实施例8参见图1，本实施例在实施例7的基础上做了进一步改进，具体为所述介质基片b6上设有约束腔5，约束腔5用于约束微波信号，避免微波信号向外辐射。
40.优选的，所述约束腔5和上腔4一体成型。
41.优选的，所述约束腔5和介质基片b6沿径向的截面形状相同。
42.工作原理：调谐螺钉2能够对接收频带进行带外抑制，一方面，不用额外引入波导滤波器，降低了射频前端的体积和重量，另一方面，不用加入微带滤波器，避免了额外的插损，提升了射频前端的性能；微带探针具有多个非连续的匹配点12，能够形成多个传输极点，具有良好带内匹配和低插损的优点；矩形过渡波导8具有良好的过渡效果，进一步提升了带外抑制的能力。