[实用新型]一种实用的K波段矩形TE10-圆波导TE01模式转换结构

说明书

技术领域

本专利属于微波毫米波波源技术领域，主要应用于测距雷达天线馈源技术。

背景技术

在大型浮顶储液罐内，储液常有搅动，使得雷达液位计无法保证测量精度，这时需要加装导播管以消除储液搅动带来精度误差。而某些储液具有一定的腐蚀性，长期使用后将使得导波管管壁内出现锈蚀，对管壁表面的粗糙度影响巨大，甚至影响管壁表面的几何形状。导播管管壁的几何形状畸变必然使得线极化天线的辐射衰减急剧增加，量程大幅减小。

圆波导TE01模电磁波在圆导播管内传播时，具有整个导波管壁表面电场很小，甚至为零。所以因储液的腐蚀性，对导波管壁造成的结构畸变不会对圆电波TE01的传输造成影响或者影响很小。因此若使用TE01波作为雷达液位计天线的激励，采用导波管传输辐射信号，既可消除储液罐内液面搅动的影响，又可保证其量程。

但目前作为激励源，圆波导的高次模TE01不能直接获得，需要通过其他常用的传输线形式转换而来，如同轴线或者矩形波导等。合理可行的转换方式有矩形波导TE10-圆波导TE01，如：蛇形线微绕结构、环缝耦合结构等。但仍无法满足工程应用方面的要求。

发明内容

发明目的：一种实用的K波段矩形TE10-圆波导TE01模式转换结构，作为浮顶储液罐内雷达液位计天线的激励源，在天线加装导波管后进行测距，可消除导波管壁锈蚀造成的损耗，又可保证量程。

技术方案：一种实用的K波段矩形TE10-圆波导TE01模式转换结构，所述结构的左端截面为矩形，向右渐变为T形截面，向右渐变为与左端截面垂直的矩形截面，向右渐变为X形截面，最右端渐变为圆形截面。

有益效果：

(1)相比于类似串馈原理的环缝耦合结构的较宽，与蛇形线微绕结构的不相上下，在K波段有2G的带宽,VSWR≤1.1；

(2)激励获得的TE01波纯度≥99.5％；

(3)该结构的尺寸与环缝耦合结构相比差不多但带宽更宽，与蛇形线微绕结构相比带宽相当，尺寸远小，其尺寸范围≤Ф19.3mm×110mm；

附图说明

图1为本实用新型矩形TE10-圆波导TE01模式转换结构示意图。

图2为本实用新型矩形TE10-圆波导TE01模式转换过程示意图。

具体实施方式

一种实用的K波段矩形TE10-圆波导TE01模式转换结构，如图1所示，所述结构的左端截面为矩形，向右渐变为T形截面，向右渐变为与左端截面垂直的矩形截面，向右渐变为X形截面，最右端渐变为圆形截面。

如图2所示，图中箭头方向为电场方向。由矩形波导TE10到圆波导TE01的转换，有三个转换步骤：1)由T型结构为中转结构使矩形波导TE10波渐转换为矩形波导中的TE20波；2)矩形波导渐变成十字波导，相应的矩形波导TE20波转换为十字波导中的TE22波；3)十字波导TE22波转换为圆形波导TE01波。

该专利解决了以下技术问题：

1)实现TE10-TE01模式转换99％的效率，保证了圆锥喇叭天线的激励模纯度；

2)大幅缩小了尺寸，约为理论设计尺寸的1/4，满足小型化的工程应用要求；

3)其他电性能指标满足工程应用要求，且加工成本低。