波导同轴转换器的制作方法

1.本技术涉及波导同轴转换器技术领域，具体而言，涉及一种波导同轴转换器。


背景技术：

2.在各种雷达系统、精密在射频微波领域的信号传输，除了无线信号的传输不需要传输线以外，大部分场景还是需要传输线来进行信号传导，其中同轴线和波导管广泛用来传输微波射频能量。市面上应用最为广泛的波导管是矩形波导管，通信最常用的同轴线是50ω的同轴电缆组件，这两种传输线在大小尺寸和材质以及传输特性上有巨大的差异。但是由于其应用的广泛性，经常会遇到需要将两种传输线互连的场合，这时就需要一个波导同轴转换器。波导同轴转换器在各种雷达系统、精密制导系统以及测试设备中都不可或缺。
3.现有常见的波导同轴转换器，均采用波导窄边高度设计成多台阶形式的四分之一阻抗变换器或者同轴连接器微带定位部分作为探针形式从波导宽边悬置到波导腔体中。该两种形式的波导同轴转换，第一种：加工难度较大，精度很难保证，尤其到高频或甚高频各项指标更难保证。第二种：要获得高性能产品，对调试要求较高，难操作，尤其在高频段。
4.在所述背景技术部分，公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术信息。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本技术旨在提供一种波导同轴转换器
6.本技术提供了一种波导同轴转换器，波导同轴转换器包括：下壳体；盖板，具有第一定位孔和第一安装孔，所述盖板设置于所述下壳体的顶端，且所述盖板和所述下壳体围绕形成具有开口端的腔体；四分之一阻抗变换器，具有第二定位孔，所述四分之一阻抗变换器设置于所述腔体内；同轴连接器，包括连接器主体、微带定位部和弹性微带，所述微带定位部穿过所述第一定位孔并伸入所述第二定位孔内，所述弹性微带设置于所述微带定位部的端部，且所述弹性微带与所述第二定位孔的内壁紧密贴合，所述连接器主体通过所述第一安装孔安装于所述盖板。
7.根据本技术的一些实施例，所述弹性微带与所述第二定位孔的配合关系为过盈配合。
8.根据本技术的一些实施例，所述弹性微带的直径大于所述微带定位部的直径。
9.根据本技术的一些实施例，所述弹性微带为圆环状弹性微带。
10.根据本技术的一些实施例，所述四分之一阻抗变换器为阶梯状四分之一阻抗变换器，所述第二定位孔位于所述四分之一阻抗变换器的最高台阶段。
11.根据本技术的一些实施例，所述波导同轴转换器还包括：第一法兰盘，设置于所述盖板的一侧；第二法兰盘，与所述第一法兰盘对应地设置于所述下壳体的一侧。
12.根据本技术的一些实施例，所述第一法兰盘的侧壁上安装有多个第一法兰定位销；和/或所述第二法兰盘的侧壁上安装有多个第二法兰定位销。
13.根据本技术的一些实施例，所述盖板和所述下壳体通过第一固定螺栓螺纹连接。
14.根据本技术的一些实施例，所述盖板和所述同轴连接器通过第二固定螺栓螺纹连接。
15.根据本技术的一些实施例，所述四分之一阻抗变换器采用数控铣床整体铣在所述腔体的内部。
16.本技术通过采用具有弹性微带的同轴连接器，有效的解决了同轴连接器与腔体之间的紧配合问题，同时腔体结构在尺寸上并没有产生明显的变化，也没有增加波导同轴转换器的加工难度。
17.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1示出根据本技术示例实施例的波导同轴转换器的结构示意图。
20.图2示出根据本技术示例实施例的波导同轴转换器的俯视图。
21.图3示出根据本技术一些实施例的波导同轴转换器的结构示意图。
22.图4示出根据本技术一些实施例的弹性微带的装配结构示意图。
23.图5示出根据本技术一些实施例的同轴连接器的结构示意图。
24.图6示出根据本技术示例实施例的波导同轴转换器的装配方法流程图。
25.图7示出根据本技术示例实施例的波导同轴转换器的性能仿真示意图。
26.图8示出根据本技术示例实施例的波导同轴转换器的性能实测示意图。
具体实施方式
27.现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本技术将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
28.所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。
29.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
30.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别
不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
31.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
32.现有常见的波导同轴转换器，均采用波导窄边高度设计成多台阶形式的四分之一阻抗变换器或者同轴连接器微带定位部分作为探针形式从波导宽边悬置到波导腔体中。该两种形式的波导同轴转换，第一种：加工难度较大，精度很难保证，尤其到高频或甚高频各项指标更难保证。第二种：要获得高性能产品，对调试要求较高，难操作，尤其在高频段。
33.具体的，现有常见的波导同轴转换器中，部分波导同轴转换器的盖板与同轴接头、匹配柱与波导、盖板与波导都是采用锡焊焊接方式，由于各个零件及接头的焊接难度较大，这种方式成型的波导同轴转换器的精度很难保证，尤其到高频或甚高频各项指标更难保证。而在现有的非焊接连接方式的波导同轴转换器中，由于微带定位部分和四分之一阻抗变换器之间的连接方式限制，要获得高性能产品，对调试要求较高，难操作，生产效率低，一致性差。以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。
34.图1示出根据本技术示例实施例的波导同轴转换器的结构示意图。图2示出根据本技术示例实施例的波导同轴转换器的俯视图。
35.参见图1和图2，示例实施例的波导同轴转换器100包括下壳体110、盖板120、四分之一阻抗变换器130和同轴连接器140。
36.如图1和图2所示，盖板120具有第一定位孔121和第一安装孔122，盖板120设置于下壳体110的顶端，且盖板120和下壳体110围绕形成具有开口端150的腔体160。
37.四分之一阻抗变换器130具有第二定位孔131，四分之一阻抗变换器130设置于腔体160内。
38.同轴连接器140包括连接器主体141、微带定位部142和弹性微带143，微带定位部142穿过第一定位孔121并伸入第二定位孔131内。弹性微带143设置于微带定位部142的端部，且弹性微带143与第二定位孔131的内壁紧密贴合，连接器主体141通过第一安装孔122安装于盖板120。
39.根据本技术的实施例，弹性微带143的直径大于微带定位部142的直径，从而通过弹性微带143与第二定位孔131之间的紧密贴合实现微带定位部142在第二定位孔内的径向位移限制。
40.弹性微带143为圆环状弹性微带，套设于微带定位部142的端部，沿第二定位孔131的周向紧密贴合。
41.图3示出根据本技术一些实施例的波导同轴转换器的结构示意图。
42.参见图1-5，一些实施例的波导同轴转换器100包括下壳体110、盖板120、四分之一阻抗变换器130和同轴连接器140。
43.如图1-5所示，盖板120具有第一定位孔121和第一安装孔122，盖板120设置于下壳体110的顶端，且盖板120和下壳体110围绕形成具有开口端150的腔体160。
44.四分之一阻抗变换器130具有第二定位孔131，四分之一阻抗变换器130设置于腔体160内。
45.同轴连接器140包括连接器主体141、微带定位部142和弹性微带143。微带定位部142穿过第一定位孔121并伸入第二定位孔131内。弹性微带143设置于微带定位部142的端部，且弹性微带143与第二定位孔131的内壁紧密贴合，连接器主体141通过第一安装孔122安装于盖板120。
46.其中，四分之一阻抗变换器130为阶梯状四分之一阻抗变换器，至少具有两层台阶，第二定位孔131位于四分之一阻抗变换器130的最高台阶段，四分之一阻抗变换器130的台阶数量可以根据性能需求灵活调整，本技术于此不做具体限定。
47.根据本技术的实施例，弹性微带143与第二定位孔131之间的配合关系为过盈配合，如图3所示，弹性微带143的原始直径d大于第二定位孔131的孔径d。在弹性微带143与第二定位孔131装配的过程中，先控制弹性微带143产生部分弹性形变，使得弹性微带143得以进入第二定位孔131内，当弹性微带143到达预定安装点后，通过弹性微带143的回弹力使得弹性微带143与第二定位孔131的内壁紧密贴合，从而实现微带定位部142在第二定位孔131内的定位。
48.根据本技术的一些实施例，波导同轴转换器100还包括第一法兰盘170和第二法兰盘180，第一法兰盘170设置于盖板120的一侧。与第一法兰盘170对应地，第二法兰盘180设置于下壳体110的一侧，在波导同轴转换器100装配成型后，第一法兰盘170和第二法兰盘180共同组成一个完整的圆盘。进一步的，第一法兰盘170的侧壁上安装有多个第一法兰定位销171，第二法兰盘180的侧壁上也安装有多个第二法兰定位销181。
49.在加工过程中，第一法兰盘和第二法兰盘的平整度和表面光洁度保持一致，以保持性能的一致性。第一法兰盘和第二法兰盘的平整度为0-0.04，可选地为0.02。第一法兰盘和第二法兰盘的表面光洁度为1-2，可选的为1.6。
50.根据本技术的一些实施例，盖板120上设置有多个第一固定螺栓123，多个第一固定螺栓123连接于盖板120和下壳体110之间，使得盖板120和下壳体110完成固定。
51.同轴连接器140整体呈t型状，连接器主体141包括下部的安装法兰1411和上部的螺纹段1412。连接器主体141的安装法兰1411上螺接有多个第二固定螺栓144，对应的，盖板120上设置有多个第一安装孔122，第一安装孔122为螺纹孔，同轴连接器140整体通过多个第二固定螺栓144和多个第一安装孔122的螺纹配合固定于盖板120。
52.图6示出根据本技术示例实施例的波导同轴转换器的装配方法流程图。
53.在本技术的波导同轴转换器100加工的过程中，首先在步骤s1，将装置依次进行加工安装，在制造的过程中对本装置进行镀金的表面处理，且四分之一阻抗变换器130的设计为阶梯状，其形式为非全波导宽边的设计形式。这种非全波导宽边的四分之一阻抗变换器130的设计保证了加工精度，利于装配调试，性能优，加工、装配难度低，适用于高频宽带正交式波导同轴转换器，如bj400型号至bj900型号等。
54.其中，四分之一阻抗变换器130可以是采用数控铣床整体铣在腔体160的内部，以保证装配精度。
55.然后在步骤s2，再对加工完成的装置进行组装，首先将盖板120放置在下壳体110上，并将多个第一固定螺栓123连接于盖板120和下壳体110之间，使得盖板120和下壳体110完成固定。
56.随后在步骤s3，控制弹性微带143产生部分弹性形变，使得弹性微带143得以进入第二定位孔131内，当弹性微带143到达预定安装点后，通过弹性微带143的回弹力使得弹性微带143与第二定位孔131的内壁紧密贴合，从而实现微带定位部142在第二定位孔131内的定位。
57.在步骤s4，通过多个第二固定螺栓144和多个第一安装孔122的螺纹配合，完成同轴连接器140与盖板120固定，从而完成波导同轴转换器100的整体装配。
58.本技术的波导同轴转换器100的装配过程操作简单方便，安装效率高，同时能够保证装置的精度，同轴连接器140位于腔体160内四分之一阻抗变换器130最高台阶段的宽边的中央，距离波导封闭段四分之一波长，应用四分之一阻抗变化原理。将非全波导宽边的四分之一阻抗变换器130与腔体160做成一个整体的形式，从而实现装置的正常工作。
59.本技术实施例的波导同轴转换器100适用于高频宽带正交式波导同轴转换器，如bj400型号至bj900型号等，高频宽带正交式波导同轴转换器在进行制造时，依据不同的型号需求可以选用不同的制作参数的波导同轴转换器100，如下示例：制作bj400标准波导时，bj400的工作频率范围为32.9ghz-50.1ghz，可根据所要求的工作频率范围，选取相应的标准口径矩形波导及同轴连接器140的波导同轴转换器100。
60.具体地，当高频宽带正交式波导同轴转换器的工作频率范围为32.9ghz-50.1ghz之间时，选取bj400标准波导及1.85mm标准同轴连接器140的波导同轴转换器100。结合说明书附图的图7、8所示，可以看出本技术的波导同轴转换器100在全波导待宽范围内驻波比小于1.06(-30.098db)，性能非常好。
61.同理，在制作bj900标准波导时，高频宽带正交式波导同轴转换器的工作频率范围为73.8ghz-112ghz。可以根据所要求的工作频率范围，选取相应的标准口径的矩形波导及同轴连接器140的波导同轴转换器100。
62.具体地，当频率范围为73.8ghz-112ghz之间时，选取bj900标准波导及1.0mm标准同轴连接器140的波导同轴转换器100。
63.本技术的波导同轴转换器安装至高频宽带正交式波导同轴转换器时，相较于传统的波导同轴转换器，本技术的波导同轴转换器具有更好的性能。不仅如此，本技术的波导同轴转换器便于安装，制作时精度更为准确。
64.最后应说明的是：以上所述仅为本公开的示例实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。