UHF宽带同轴-矩形波导转换器新结构
8-18GHz同轴-波导转换器的分析与设计
第24卷增刊微波学报V ol.24Supplement 2008年10月JOURNAL OF MICROWA VES Oct.2008 8-18GHz同轴-波导转换器的分析与设计魏振华田立松冯旭东尹家贤胡粲彬（国防科学技术大学电子科学与工程学院一系，长沙410073）摘要：同轴—波导转换器是微波系统中非常重要的元器件。
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—波导转换器设计中的情况。
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。
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1.22，产生的高次模非常小。
关键词：同轴—波导转换，脊波导，波导阶梯阻抗变换Analysis and Design on8-18GHz Coaxial-Waveguide TransitionWEI Zhen-hua,TIAN Li-song,FENG Xu-dong,YIN Jia-xian,HU Can-bin(College of Electronic Science and Engineering,NUDT,Changsha410073,China)Abstract：Coaxial-waveguide transition plays an important role in microwave system.Based on the influence of ridge waveguide and waveguide ladder exerted on transmission performance of electromagnetic wave in guided wave system,this paper discussed the situations of these two structures applied in the8-18GHz broadband coaxial-waveguide converter designation.Through the conversion of coaxial-ridge waveguide-rectangular waveguide,and ladder loading of ridge waveguide,the effectiveness of impedance matching is well-improved,and the transmission performance of coaxial-waveguide converter is highly-advanced.Simulation results proved the effectiveness of ridge waveguide and waveguide ladder in designing coaxial-waveguide converters.The VSWR of coaxial-waveguide transition designed in this paper is less than1.22in the8-18GHz octave bandwidth,and the high modulus produced is very small.Key words：Coaxial-waveguide transition,Ridge waveguide,Waveguide ladder impedance transformation引言同轴波导转换器在微波系统中应用非常广泛，是雷达设备、精确制导和微波测试电路中的重要无源连接器件。
矩形波导的特点
矩形波导的特点矩形波导是一种常见的电磁波传输器件。
它是由一对平行的金属板组成，中间夹着一段介质。
矩形波导可以传输高频电磁波，因为金属板可以防止电磁波向外辐射，而介质起到传输电磁波的作用。
矩形波导还有一些其他的特点，这篇文章将详细介绍矩形波导的特点。
1. 频率范围宽矩形波导的频率范围非常宽，一般从几千兆赫到几百兆赫都可以使用。
这意味着矩形波导可以用于传输多种高频电磁波。
在实际应用中，矩形波导被广泛用于微波通信、雷达、遥感、卫星通信、物联网等领域。
2. 低损耗矩形波导的传输损耗非常小，可以在长距离传输高频信号时保持很好的信号质量。
这是因为矩形波导中的介质可以降低电磁波的传输损耗，使其在传输时能够更好地保持信号的强度和功率。
3. 占用空间小相比于其他高频传输器件，矩形波导占用的空间非常小。
这是因为矩形波导是一种平面结构，可以将其与其他电路元件集成到一个小型电路板中。
这种特点使得矩形波导在微波通信、雷达、卫星通信等领域应用非常广泛。
4. 带宽宽矩形波导的带宽非常宽，可以传输多种不同频率的电磁波。
这是因为矩形波导的工作原理与传统的同轴电缆不同，矩形波导不需要套管，因此不会受到频率限制。
这种特点使得矩形波导在高速数据传输和宽带通信领域应用非常广泛。
5. 结构简单矩形波导的结构非常简单，由一对平行的金属板和中间的介质组成。
这种结构简单性使得矩形波导的制造成本非常低，且容易维护和升级。
这也是矩形波导被广泛应用的原因之一。
总之，矩形波导具有频率范围宽、低损耗、占用空间小、带宽宽、结构简单等特点。
这些特点使得矩形波导在微波通信、雷达、卫星通信、物联网等领域应用非常广泛。
7~18GHz带SMA接头同轴波导转换器设计
7~18GHz带SMA接头同轴波导转换器设计作者：穆思亲来源：《硅谷》2010年第18期摘要：介绍带SMA接头的同轴一双脊波导转换器所完成的研究工作。
在7～18GHz 频段下利用HESS仿真软件设计和仿真t仿真结果捕入损耗小于0 007dB，最大驻波比小于1.085。
这具有频带宽、插损低、驻波小等优点。
关键词：SMA接头；双脊波导；转换器中图分类号：TN-9文献标识码：A文章编号：1671--7597(2010)0920045--010引言同轴波导转换器是雷达系统设备、制导系统和微波测试系统中极其重要的无源器件。
为了实现宽频带内好的阻抗匹配性，通常广泛采用同轴一波导转换器。
我们对转换器的要求是：插损低、驻波小。
本文通过HFSS仿真软件在7～18GHz频段下对同轴波导转换器进行设计、仿真、优化，实现了频带宽、插损低、驻波小等优良性能。
1同轴波导转换器的设计自从1947~Cohn引入脊波导后，对脊波导的研究没有间断过。
相比矩形波导，脊波导的优点是单模带宽宽以及主模的截至波长长。
本文中介绍双脊波导WRD650到同轴SMA接头转换器的设计，双脊波导具有宽的工作带宽和低的特性阻抗。
标准的SMA接头其尺寸是外导体为内径1=4130cm，内导体外径为2=1.27mm。
我们在同轴段采用阶梯阻抗变换，实现宽频段的阻抗旺配，在这里我们采用1／4波长阶梯阻抗变换方法来设计阻抗匹配。
为了得到好的宽带匹配，采用三节阻抗变换，同轴段采用聚四氟乙烯为填充介质。
我们建立转换器的HFSS仿真模型图。
2仿真结果3结论本文介绍利用HFSS仿真软件对同轴到波导之间的转换做的一些研究，得到比较好的仿真结果，插损低于0.007dB、最大驻波比小于1.085。
这在工程上也易于实现，为同轴波导转换器的应用提供了较高的参考价值。
参考文献：[1]廖承恩，微波技术基础，西安：西安电子科技大学出版社，1994，[2]柯林，微波工程基础，北京：人民邮电出版社，1981，[3]David M Pozar Microwave Engineering(Third EdJtlon)，北京：电子工业出版社，2006，。
同轴波导转换器的设计要点
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文提交日期：二零一四年五月二十日华侨大学学士学位论文学位论文独创性声明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过的研究内容，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。
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论文作者签名：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，允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、缩印或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常重要的元器件。
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—波导转换器设计中的情况。
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。
关键词：同轴—波导转换脊波导波导阶梯阻抗变换IAbstractCoaxial-waveguide transition plays an important role in microwave system.Based on the influence of ridge waveguide and waveguide ladder exerted on transmission performance of electromagnetic wave in guided wave system, this paper discussed the situations of these two structures applied in the 8-18GHz broadband coaxial-waveguide converter designation. Through the conversion of coaxial-ridge waveguide-rectangular waveguide, and ladder loading of ridge waveguide, the effectiveness of impedance matching is well improved,and the transmission of coaxial-waveguide converter is highly advanced. Impedance transformation is to eliminate in-band bad reflection, in order to obtain a good matching microwave devices, widely used in microwave circuit and antenna feed system. Its structure is largely divided into stepwise and gradual type. The former can be better than the latter in-band ripple coefficient and the shorter length. The design of stepped impedance converter, mainly divides into the traditional design method and optimization design method.Simulation results proved the effectiveness of ridge waveguide and waveguide ladder in designing coaxial- waveguide converters.The VSWR of coaxial-waveguide transition designed in this paper is less than 1.25 in the 8-18 GHz octave bandwidth, and the high modulus produced is very small.Key words：Coaxial-waveguide transition Ridge waveguide Waveguide ladder impedance transformationII目录摘要 (I)Abstract ............................................................ I I 第1章绪论 (1)1.1 同轴—波导转换器的设计背景 (1)1.2 国内外研究动态 (2)1.3 论文的研究内容和创新 (3)1.3.1 论文的研究目地和意义 (3)1.3.2 论文的主要工作和创新 (3)第2章同轴—波导转换器理论分析 (4)2.1 同轴—波导转换器的介绍 (4)2.2 同轴—波导转换器的原理 (4)2.2.1 波导的设计原理 (4)2.2.2 脊型波导器件的设计原理与优势 (10)2.2.3 阶梯阻抗变换基本原理 (14)2.3 同轴—波导转换器的性能参数介绍 (17)2.3.1 输入驻波比 (17)2.3.2 频率范围 (17)2.3.3 插入损耗 (17)2.3.4 S参数 (17)2.3.5 电压驻波比 (18)第3章同轴—波导转换器的仿真设计 (19)3.1 HFSS 软件的介绍 (19)3.2 设计指标 (20)3.3 各类同轴—波导转换器的优化设计 (20)3.3.1 普通同轴－波导转换器 (20)3.3.2 宽带同轴－脊波导转换器 (24)3.3.3 优化后的同轴－脊波导转换器 (26)III华侨大学学士学位论文3.4各类同轴—波导转换器的性能比较 (28)第4章总结 (35)参考文献 (36)致谢 (38)附录 (39)IV第1章绪论第1章绪论1.1 同轴—波导转换器的设计背景在现代卫星通讯、干扰与抗干扰等高科技领域，高频率、宽频带电子系统的发展日新月异。