[科普中国]-波导接头

定义

把波导系统中的各种可拆的配合件紧固在一起作电气连接的一种机械器件。亦称波导耦合器。它是一种重要的波导元件，作用是将多个波导元件连接在一起构成微波电路，使电磁波的几种波型的功率按一定比例关系分配在各种元件之间。

螺口式和套筒式波导接头1.螺口套筒式波导接头。结构如图所示。它是由套筒、密封环、辅助环、推进环等组成。由于波导管连接的同心度和平直度是靠定位面来保证的，因此，不但对它的精度、光洁度要求较高，而且应与波导管管轴同心。

连接时，首先利用波导管端部与套筒中部的螺纹把两根波导管头顶头地上到套筒中。然后旋转推进环，把推进环上到套筒上去。由于推进环的旋动，使密封环受力而向内压进，尽力旋转推进环，直至把密封环压紧为止。

图:螺口套筒式波导接头

2.套筒式接头。它的特点是不用螺纹连接，因此特别适用于波导管不能转动的情况。它主要由与波导管管轴同心的法兰、密封环、定位环、压力锁紧环等组成，如图所示。波导管连接的直线度和同心度主要靠跟波导管连成一体的法兰来保证。因此，法兰不但须保证与波导管管轴同心，而且端面应与其外圆垂直。另外，为了使定位环和压力锁紧环配合，定位环外圆和压力锁紧环内圆都有一定锥度。

连接时，首先把定位环卡到与波导管管轴同心的法兰上，再把压力锁紧环套在定位环上，尽力向右推动，于是定位环在其压力下，借着自己内壁两端台阶的斜面，把被连接的两根波导管的法兰卡紧。与此同时，法兰也把密封环压紧，保证了波导管的密封。

以上介绍的两种接头，除了强度高、密封较好、错位和倾斜较小外，还具有结构简单，外径较小，装卸方便等特点。

图：套筒式接头

平接头和抗流接头（1）波导平接头2：下图所示为平接头，由于波导宽面有纵向电流，要求加工精密以保证两连接波导端面的可靠接触，因而制造困难，如加工不良造成接触不好，则会在连接处产生反射，泄漏功率，在高功率情形下还会打火。但这种接头的优点是频带宽，故常用在小功率宽频带的微波测量仪器中。

图：波导平接头

（2）波导抗流接头：为了克服平接头存在的问题，可以采用抗流结构的形式，如下图所示,其工作原理是利用λ/4波长传输线的阻抗变换来实现的。将接头的机械连接面设计在没有纵向电流处，即在开路面上，所以连接面的接触良好与否不会产生影响，这就是抗流原理。根据接头的结构和波导中的电场分布，可将接头等效为两段双线传输线，可见需要连接的两段波导在机械上并不接触，但在电气性能上面具有良好的接触。

图：波导抗流接头

波导接头的重要意义如果只是采用机械的方法使两段波导直接连接，而不采用波导接头连接，则容易产生接触不良引发如下不良现象：

（1）当波导为矩形且传输波时，波导壁有Z向电流。接触不良时，接触电阻大，纵向电流经过连接处时会产生很大大功率损耗。

（2）电磁波在接触不良时反射很大。

（3）电磁波在接触不良的空隙处会向空间辐射。

（4）在传输大功率信号时，接触处的空隙可能会出现放电。