[发明专利]实现矩形波导和平行板波导相互过渡的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波与天线领域，尤其涉及矩形波导和平行板波导相互过渡领域以及向平行板波导天线阵列馈电领域。 

背景技术

矩形波导和平行板波导是两种常见的微波传输线，在微波传输系统中，将这两种不同类型的微波传输线连接在一起时，需要采用微波过渡元件实现传输线之间的变换。在天线系统中，也需要实现向平行板波导天线阵列馈电。 

在欧洲专利“BROADBAND MICROSTRIP TO PARALLEL-PLATE-WAVEGUIDE TRANSITION”(申请号：99966071.5)中公开了一种向平行板波导馈电的方法和装置，但是其具有结构复杂、尺寸大、实现困难、损耗大的缺点。以上缺点极大地限制了平行板波导传输线和天线应用。 

在于1974年8月12日提交的名称为“WAVEGUIDE FILTERS”的美国申请No.496,874中公开了一种低通滤波器，其包括一段矩形波导1，其具有使得能够在TE10模式中传播所选频带的尺寸。矩形波导1具有宽边2、3和窄边6，在宽边2上提供有多个等间距的缝隙4。在宽壁2的外部布置了沿矩形波导1的整个长度延伸的与窄边6平行的一对平行板5。平行板5分开的距离略微小于矩形波导1的宽边尺寸，并且缝隙之间的间距是在开始衰减所需要的频率处平行板波导中的TE₁₀模式的半个波长。然而，由于该专利文档是为了提供一种低通滤波器，所以其仅考虑了能通过特定频带的能量，而不能满足输入端口驻波和输出端口口面场分布性能的要求。 

发明内容

为了解决现有技术中的上述缺点和问题而提出本发明。即，本发明的目的是提供一种实现矩形波导和平行板波导相互过渡的方法和装置，其解决了在微波传输系统中，矩形波导和平行板波导之间的变换问题，同时解决了向平行板波导天线阵列馈电的问题。 

根据一个方面，提供了一种用于矩形波导和平行板波导相互过渡的装置，包括平行板波导和矩形波导，其中，在所述矩形波导的一个宽边上开有采用中心倾斜缝或纵向偏置缝的多个缝隙，所述平行板波导与所述矩形波导开有缝隙的一边紧密接触，并处于所述矩形波导的中心处。 

优选地，所述装置进一步包括：馈电部分，所述馈电部分所述矩形波导的端部或中心处。 

优选地，当所述平行板波导为平行板波导阵列天线时，所述装置进一步包括：波导功分器，所述波导功分器用于将多个矩形波导连接起来。 

优选地，当工作带宽小于3％时，所述缝隙采用矩形缝隙；当工作带宽大于3％时，所述缝隙采用蝴蝶结形缝隙或哑铃形缝隙。 

优选地，在所述平行板波导的宽度小于λ_g/2时，采用中心倾斜缝；当平行板波导的宽度大于λ_g/2时，采用纵向偏置缝。 

优选地，每个所述缝隙的谐振长度和倾角被选择为使得优化所述装置的输入端口驻波和输出端口口面场分布性能。 

优选地，所述矩形波导的宽边的尺寸是根据工作频率和所述平行 板波导的宽度来确定的。 

优选地，所述缝隙的个数是根据所述平行板波导的长度和波导波长来确定的。 

优选地，所述缝隙的具体设计参数是根据所述过渡装置的输入端口驻波和输出端口口面场分布来确定的。 

根据本发明的另一方面，提供了一种用于矩形波导和平行板波导相互过渡的方法，包括：根据工作带宽来选择缝隙的类型；根据所述平行板波导的宽度来选择开缝方式；根据所述平行板波导的长度和波导波长来确定缝隙的个数；根据工作频率和所述平行板波导的宽度来确定矩形波导的宽边和窄边的尺寸；基于所选择的缝隙的类型、开缝方式以及所确定的缝隙的个数在所述矩形波导的宽边上开缝；以及使得所述平行板波导与所述矩形波导的开有缝隙的一边紧密接触，并处于矩形波导的中心处。 

优选地，根据所述过渡装置的输入端口驻波和输出端口口面场分布来确定缝隙的具体设计参数。 

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明一些示范性实施例的上述和其他方面、特征和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见，其中： 

图1(a)-图1(c)是根据本发明的用于矩形波导和平行板波导相互过渡的装置的结构图。 

图2(a)至图2(c)是本发明可以采用的几种类型缝隙的示意图。 

图3(a)和图3(b)是本发明可以采用的两种开缝方式的示意图。 

图4(a)至图4(c)是本发明可以采用的两种矩形波导馈电方式的示意图。