本文主要針對常用頻段波導(dǎo)類微波器件實際調(diào)試和測試的工程需要，設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、 調(diào)試容易，并能覆蓋較寬頻帶的探針激勵形式波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換，該種形式的WCC 現(xiàn)已覆蓋BJ32、BJ48 等標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)口徑，帶寬均已達到40%以上，并在上述波導(dǎo)口徑所覆蓋的全頻帶內(nèi)獲得優(yōu)良的電氣性能。
　　1.引言
　　在一個微波系統(tǒng)中，有時難免會出現(xiàn)兩種不同類型的傳輸線，例如既有同軸線又有矩形波導(dǎo)，或既有同軸線又有微帶線，把兩種不同類型傳輸線連接起來的微 波元件稱為激勵器或轉(zhuǎn)換器。由于激勵器或轉(zhuǎn)換器直接影響整個系統(tǒng)的性能，故而研究此類元件從而提高它們的性能顯得十分重要［1］。然而激勵器或轉(zhuǎn)換器邊界 條件十分復(fù)雜，要嚴(yán)格地進行理論分析十分困難，只有極少數(shù)結(jié)構(gòu)較為規(guī)則的激勵器可作定量分析，傳統(tǒng)的研究方法主要依賴試驗測定 和調(diào)節(jié)，設(shè)計周期較長，因此選擇行之有效的仿真工具可大大提高設(shè)計效率。 為了滿足工程需要，本文的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換選用探針激勵形式。根據(jù)現(xiàn)有的探針激勵形式的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換研究理論，結(jié)合以往的工程經(jīng)驗，利用Ansoft 公司的HFSS 軟件進行仿真設(shè)計與優(yōu)化，獲得了優(yōu)良的工作性能。這種波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換的帶寬可以達到40%以上，基本 可以覆蓋波導(dǎo)口徑所對應(yīng)的主?？捎妙l帶。
　　2.波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換設(shè)計與測試
　　2.1 波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換基本原理
　　常用波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換采用探針激勵來實現(xiàn)，它的輸出是通過作為同軸線內(nèi)導(dǎo)體的細(xì)圓柱（即探針）插入矩形波導(dǎo)的寬壁來激勵主模TE10 波的。在這種裝置中，探針兩邊都將激勵起電磁波，因此要很好的選擇短路面的位置來使同軸線與波導(dǎo)之間很好的匹配。值得注意的是，金屬探針還會激勵起不少其 它的模式，如TE11、TE01、TE12、TM11、TM12 等，但只要選擇合適的波導(dǎo)尺寸，使得λ g（其它模式）《 λ 《λg（TE10），就能使其它高次模在靠近激勵裝置的附近就衰減了。一般情況下，根據(jù)傳輸功率的大小，所要求的頻帶寬度等激勵裝置都由經(jīng)驗確定。 激勵裝置應(yīng)與波導(dǎo)很好的匹配，使大部分能量都傳入波導(dǎo)。習(xí)慣上我們將探針作為一小天線向矩形波導(dǎo)輻射能量。波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換除了要求激勵所需模式外還要 求輸出最大功率，使激勵裝置與波導(dǎo)匹配，波導(dǎo)中不存在反射。探針天線向波導(dǎo)內(nèi)輻射功率的大小，通常用探針的輻射電阻R 來表示，可以寫成
　　
　　可從上述（1）式中明顯地看出：適當(dāng)?shù)剡x擇探針的長度d和短路位置l 就能使輻射電阻R等于同軸線的等效阻抗Ze，這樣就能保證同軸線探針的功率大部分傳輸?shù)骄匦尾▽?dǎo)中去。