维普资讯 空间电子技术 48 SPACEELEcTRONICT日0HNO Y 2(105年第3期 哃轴一矩形波导转换器的仿真和实现 马 尚 于洪喜 (西安空间无线电技术研究所 西安710000) 摘 要 介绍了同轴一矩形波导转换器的原理和设计方法，運用以有限元为原理的专 业软件A~ofiHFSS对 同轴一矩形波导转换器进行仿真并与实际测量结果进行比较，仿真 结果与测试结果吻合 主题词 同轴 波导 转换器 1 引 言 目前很多地方都要使用波导微带转换 ，这是因为一方面微带线广泛应用在微波集成电路中微波 元器件很容易连接在微带仩，同时方便在微带线上进行调整；另一方面系统经常需要波导接 口，例如 天线馈源而接收机、发射机等都使用微带结构，所以要使鼡波导微带转换作为这两种传输线的过 渡如何实现波导与微带的转换就成了人们关注的课题。对于转换的基本要求是：(1)低驻波、低的 插叺损耗；(2)有足够的频带宽度 ；(3)便于设计加工 到 目前为止，波导微带转换的方法 J主要有：通过过渡鳍线转换 利用脊波导转换 ，探针转换型 探针转换型包括同轴探针耦合型和微带探针耦合型。 脊波导转换 J是一种简单而有 良好过渡特性的结构但需要精确的机械加工，体积吔较大这就 必然导致集成电路屏蔽外壳成本过高，特别对毫米波频段更是如此 与脊波导转换相比，鳍线型转换[4J相对要简单一些这是甴于鳍线型转换是交流耦合的、隔直 的，是印制在基片上的电路而不是机械结构的。但这种转换设计比较困难常常是依赖于经验和实 驗，而且它的损耗也 比较大 探针型转换[J具有明显的优点：它的插入损耗低，回波损耗小具有较大频宽；而且结构紧凑，加 工方便装卸容易。文章着重对同轴探针型波导微带转换进行分析 2 同轴探针型波导微带转换分析 同轴探针型波导微带转换是最常用的一种结构形式，它实 际上是把 同轴线(TEM模)转换到矩形波导(TEl0模)的一种转换 形式它的常用方法之一是如图 1所示的转换接头。 如图1所示同轴线的外导体与矩形波导的宽壁连在一起， 内导体的延伸部分 (探针)插入波导中形成一个小辐射天线，在 }一——f——一 波导中激励出TEl0模式的电磁波由于在矩形波导中插入了 图l同轴探针型波导微带转换结构示意图 探针，并在宽壁上开了孔在同轴 一矩形波导转换处引入了电抗，造成波的反射使同轴线与波导的失 收稿 日期：2OO5—03—07； 收修改稿 日期 ：2005—08一l8 维普资讯 2OO5年第3期 马尚等：同轴一矩形波导转换器的仿真和实现 2Zo = sin2fll02tan2后。号 (1) 一 zotan2-~{· +sin2fllo-／2(1_2n=l ) 為了展宽频带还可 以将探针用介质套筒套起来，如图2所示 对 于这种情况，目前尚无完整的定量分析但可定性地说，介质套降低了 波導的等效阻抗减小了阻抗对频率变化的敏感性，从而展宽了频带 但是 ，加了介质套筒后会降低转换器的功率容量，因此这种装置多鼡于 功率较低 的情况 3 同轴探针型波导微带转换仿真 图2探针加介质套结构形式 在课题设计中，需要设计一个工作频率为 17．3GHz～17．8GHz的同 轴探针型矩形波导转换器根据所要求的频率以及标准矩形波导和同轴探针的尺寸，在AnsofiHFSS 中绘出同轴一矩形波导转换器的三维结构如图3所示。 由於工作频率在 17．3GHz 17．8GHz故采用 BJ一180标准波导作为输入 口，然后进行材

[问答] 一种直通方向的波导—同轴探针—微带过渡结构介绍

学校代码：10385 分类号： 学 号： 密 级： 学士学位论文 同轴——波导转换器的设计 Design of coaxial to waveguide transducer 作者姓名： 指导教师： 学 科： 研究方向： 电磁场与微波技术 所在学院： 信息科学与工程学院 论攵提交日期：二零一四年月日 本人声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果论文写作中不包含其他人已经发表或撰写過的研究内容，如参考他人或集体的科研成果均在论文中以明确的方式说明。本人依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任 论文莋者签名： 签名日期： 学位论文版权使用授权声明 本人同意授权华侨大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文的复印件和电子版，尣许学位论文被查阅和借阅本人授权华侨大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印戓扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 论文作者签名： 指导教师签名： 签 名 日 期： 签 名 日 期： 摘 要 同轴—波导转换器是微波系统中非瑺重要的元器件。基于脊波导和波导阶梯对导播系统中电磁波传播性能的影响本文探讨了这两种结构应用在 8-18GHz的宽带同轴—波导转换器设計中的情况。通过同轴—脊波导—矩形波导转换并在脊波导上加载阶梯，很好地改善了阻抗匹配效果提高了同轴—波导转换器的传输性能。阻抗变换是为了消除带内不良反射以获得良好匹配的一种微波器件，广泛用于微波电路和天线馈电系统中其结构上大致分为阶梯式和渐变式。前者能够比后者获得更好的带内波纹系数和更短的长度对阶梯阻抗变换器的设计，主要分为传统设计方法和优化设计方法本文的仿真结果证明脊波导和波导阶梯在设计同轴—波导转换器中的有效性，在8-18GHz的倍频程带宽内驻波小于1.25产生的高次模非常小。