[发明专利]一种用于波导中传动轴的级联宽带扼流装置

说明书

本发明涉及微波传输技术领域，提供了一种用于波导中传动轴的级联宽带扼流装置，包括传动轴以及波导壁，波导壁呈圆筒状的中空结构，传动轴纵向贯穿波导壁且不与波导壁接触，波导壁的内部设置有至少一个夹层，夹层用于将波导壁的内部沿传动轴的轴向依次分隔为多个容置腔，传动轴贯穿夹层且不与夹层接触；容置腔内设置有介质片，介质片的外壁与容置腔的内壁紧密接触，传动轴贯穿介质片且不与介质片接触。本发明提供的扼流装置通过采用夹层将波导壁的内部分隔为多个不同的容置腔，并在每个容置腔内单独设置介质片，以使得该扼流装置能够形成级联的多层扼流结构，在提升扼流装置的扼流效果的同时拓宽了扼流装置的工作频带。

技术领域

本发明涉及微波传输技术领域，具体而言，涉及一种用于波导中传动轴的级联宽带扼流装置。

背景技术

对于阵列天线、雷达等系统，馈电系统与各种部件的交连不可避免地会造成微波泄露，如何抑制微波泄露成为保证整个系统稳定运行的重要问题。扼流装置是一种避免微波外泄的装置，被广泛应用于微波天馈系统的交连、机械扫描雷达天线中的旋转关节等场合，而不同的应用场合也对扼流装置的设计提出了不同要求。

随着机电一体化的发展和深入研究，在微波系统中使用机械传动装置的场合越来越多，其中，在波导中引入传动轴是一种常见的情况。在这种情况下，需要在传动轴和波导壁之间留有一定的空隙，从而保证传动轴的良好转动。但这些空隙会导致波导结构的不连续，从而产生了微波泄露问题，会对波导的驻波、损耗和功率容量等性能造成严重影响。

现阶段，可应用于波导中传动轴的扼流装置还很少。张建穹等首次提出了用于机械传动轴的扼流装置，扼流装置内壁分别与外壳、传动轴之间形成了两段四分之一波长的传输线，通过两段传输线进行阻抗变换后在扼流装置外壳顶部形成电短路，从而抑制了微波泄露[张健穹,刘庆想,李相强,赵柳,一种用于导波系统中传动轴的小型宽带扼流装置,四川：CN101702456A,2010]。然而，由于这种结构受限于四分之一波长的长度要求，其尺寸很难减小，因此无法应用在一些对于体积尺寸要求比较严格的场合。为此，李相强等设计的超小型扼流装置通过在阻抗段使用介质填充，使扼流装置的体积得到了有效的减小[李相强,张健穹,刘庆想,刘庆,一种用于波导中传动轴的超小型扼流装置,四川：CN205657149U,2016]。但是，其泄露损耗小于-30dB的相对带宽仅有10.4％，泄露损耗小于-40dB的相对带宽仅有3.2％，并不能满足微波传输对于宽频带的需求。因此，研究一种用于波导中传动轴的宽带扼流装置具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于波导中传动轴的级联宽带扼流装置，在有效解决传动轴进入波导后传动轴入口处的微波泄露问题的基础上，具有可级联、宽频带、体积小、易加工、微波泄露少等特点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于波导中传动轴的级联宽带扼流装置，包括传动轴以及波导壁，所述波导壁呈圆筒状的中空结构，所述传动轴纵向贯穿波导壁且不与波导壁接触；

所述波导壁的内部设置有至少一个夹层，所述夹层用于将波导壁的内部沿传动轴的轴向依次分隔为多个容置腔，所述传动轴贯穿夹层且不与夹层接触；

所述容置腔内设置有介质片，所述介质片的外壁与容置腔的内壁紧密接触，所述传动轴贯穿介质片且不与介质片接触。

本发明的工作原理为：位于容置腔内的一个介质片单独形成了一段径向阻抗段，而一个介质片、一个夹层与传动轴之间的间隙形成了一段轴向阻抗段，通过两个阻抗段的阻抗变换后即可在微波泄漏处形成电短路，从而抑制微波的泄漏，也就是说，根据阻抗变换原理，一个介质片与一个夹层形成了一层扼流结构，通过将介质片与夹层交替使用，多层介质片与夹层形成了多层扼流结构的级联，从而可以有效提升扼流装置的扼流效果，并拓宽扼流装置的工作频带。