專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于天饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)正交模變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種波導(dǎo)正交模變換器，特別是一種用于天饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)正交模變換器。
背景技術(shù)：
正交模變換器是一種廣泛應(yīng)用于天線及饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)元件。特別是在大容量通信系統(tǒng)中，可解決頻率復(fù)用問(wèn)題。在同一頻率上可使用極化方式不同且相互隔離的信道，這樣可容納最大的信道數(shù)量。在國(guó)際上，正交模變換器有多種實(shí)現(xiàn)方案。其中膜片/分支型正交模變換器，也稱(chēng)窄帶II型，是一種常用的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是將膜片引入到正交模變換器內(nèi)部以起到模式分離的作用。但這種結(jié)構(gòu)都采用對(duì)稱(chēng)耦合窗口，此種類(lèi)型的耦合窗容易在旁臂上產(chǎn)生較大駐波，從而影響了正交模變換器的整體性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種用于天饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)正交模變換器，解決傳統(tǒng)正交模變換器端口阻抗匹配不夠理想的問(wèn)題。一種用于天饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)正交模變換器，包括:阻抗變換器、主臂、耦合分支A、耦合分支B、膜片和調(diào)諧螺釘，還包括:非對(duì)稱(chēng)耦合窗和三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)。波導(dǎo)正交模變換器所有組成的材料均為金屬。主臂為方型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，耦合分支A和耦合分支B均為標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。阻抗變換器、主臂和耦合分支A三者一體加工成型。耦合分支B垂直置于主臂表面中間的位置，耦合分支B與主臂焊接固定。耦合分支B的寬邊垂直于耦合分支A的寬邊，耦合分支B的窄邊平行于主臂的口面。膜片為厚度小于0.1毫米的金屬片，置于主臂中心平面內(nèi)，且平行于耦合分支B的口面。膜片長(zhǎng)度小于等于主臂長(zhǎng)度一半。主臂為上部分和下部分，上部分和下部分焊接固定，膜片置于上部分和下部分之間。調(diào)諧螺釘置于耦合分支B寬邊的中心線上，調(diào)諧螺釘與耦合分支B的寬邊螺紋固定。非對(duì)稱(chēng)稱(chēng)合窗口為一矩形窗口，置于稱(chēng)合分支B與主臂相連的部位,其中心置于耦合分支B中心遠(yuǎn)離阻抗變換器方向0.05個(gè)中心工作波長(zhǎng)以上。三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)為等腰三角形，高度小于等于0.2個(gè)中心工作波長(zhǎng)，底邊寬度小于等于耦合分支B的長(zhǎng)邊寬度，三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)置于非對(duì)稱(chēng)耦合窗口的上方。三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)與主臂粘接固定。工作時(shí)，正交模變換器主臂上饋入的信號(hào)含TEltl和TEtll兩個(gè)正交模式。膜片用來(lái)確保只有主臂內(nèi)的TEltl模式的電磁波才能夠傳向耦合分支A。為了使具有矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的耦合分支A和具有正方形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的主臂之間阻抗匹配，需要在兩者之間增加阻抗變換器，該阻抗變換器采用階梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)。耦合分支B的矩形波導(dǎo)方向決定了只有主臂中的TEtll模式的電磁波才能夠沿此分支傳輸。為了減小耦合分支B和主臂之間的反射，增加了三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱(chēng)耦合窗兩個(gè)結(jié)構(gòu)。其中三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)置于非對(duì)稱(chēng)耦合窗口的上方。耦合窗口中心偏離了耦合分支B的中心軸線。由于三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱(chēng)耦合窗口的引入，使得耦合分支B與主臂之間的反射被明顯降低，有效地改進(jìn)了正交模變換器的端口駐波性能，并同時(shí)保持了各端口之間具有很高的隔離度。耦合分支B上的調(diào)諧螺釘用來(lái)對(duì)該分支上的駐波進(jìn)行進(jìn)一步微調(diào)。三角形尖劈凸起和非對(duì)稱(chēng)耦合窗的引入，有效改善了耦合分支B與主臂之間的反射系數(shù)，提高了信號(hào)的通過(guò)性；同時(shí)保持了兩耦合分支之間有較高的隔離度，有效避免了兩個(gè)耦合分支間信號(hào)的串?dāng)_，從而改善了正交模變換器的整體性能。本實(shí)用新型通過(guò)非對(duì)稱(chēng)耦合窗及其頂部的三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)的引入，有效改善了耦合分支B與主臂之間的反射系數(shù)，提高了信號(hào)的通過(guò)性；同時(shí)保持了兩耦合分支之間有較高的隔離度，有效避免了兩個(gè)耦合分支間信號(hào)的串?dāng)_，從而改善了正交模變換器的整體性能。本裝置提出非對(duì)稱(chēng)耦合窗，原有膜片/分支型正交模變換器的設(shè)計(jì)方案不包含本實(shí)用新型中的非對(duì)稱(chēng)耦合窗。原有的耦合窗中心都位于耦合分支B矩形波導(dǎo)的中心位置，屬于對(duì)稱(chēng)型的耦合窗。這種結(jié)構(gòu)容易在耦合分支B和主臂間造成較大的反射。雖然原有設(shè)計(jì)同樣有調(diào)諧螺釘，但由于反射量較大，調(diào)諧螺釘?shù)淖饔靡膊荒芎芎皿w現(xiàn)。非對(duì)稱(chēng)耦合窗也改善了耦合分支B與主臂之間的反射。在非對(duì)稱(chēng)耦合窗口上方增加了三角形尖劈形狀凸起結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的引入在有效改進(jìn)耦合分支B和主臂之間反射的同時(shí)，還不會(huì)破壞耦合分支A和主臂之間傳輸路徑，并且對(duì)隔離度也有改善效果。傳統(tǒng)凸起結(jié)構(gòu)為平臺(tái)形狀凸起結(jié)構(gòu)，容易造成較大的阻抗突變從而影響耦合分支的反射特性。

圖1 一種用于天饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)正交模變換器的立體圖；圖2 —種用于天饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)正交模變換器的剖視圖。1.阻抗變換器 2.主臂 3.稱(chēng)合分支A 4.稱(chēng)合分支B 5.非對(duì)稱(chēng)稱(chēng)合窗6.三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu) 7.膜片 8.調(diào)諧螺釘。
具體實(shí)施方式
一種用于天饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)正交模變換器，包括:阻抗變換器1、主臂2、耦合分支A3、耦合分支B4、膜片7和調(diào)諧螺釘8，還包括:非對(duì)稱(chēng)耦合窗5和三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6。波導(dǎo)正交模變換器所有組成的材料均為金屬。主臂2為方型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，耦合分支A3和耦合分支B4均為標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。阻抗變換器1、主臂2和耦合分支A3三者一體加工成型。耦合分支B4垂直置于主臂2表面中間的位置，耦合分支B4與主臂2焊接固定。耦合分支B4的寬邊垂直于耦合分支A3的寬邊，耦合分支B4的窄邊平行于主臂2的口面。膜片7為厚度小于0.1毫米的金屬片，置于主臂2中心平面內(nèi)，且平行于耦合分支B4的口面。膜片7長(zhǎng)度小于等于主臂2長(zhǎng)度一半。主臂2為上部分和下部分，上部分和下部分焊接固定，膜片7置于上部分和下部分之間。調(diào)諧螺釘8置于耦合分支B4寬邊的中心線上，調(diào)諧螺釘8與耦合分支B4的寬邊螺紋固定。[0021]非對(duì)稱(chēng)稱(chēng)合窗5 口為一矩形窗口，置于稱(chēng)合分支B4與主臂2相連的部位,其中心置于耦合分支B4中心遠(yuǎn)離阻抗變換器I方向0.05個(gè)中心工作波長(zhǎng)以上。三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6為等腰三角形，高度小于等于0.2個(gè)中心工作波長(zhǎng)，底邊寬度小于等于耦合分支B4的長(zhǎng)邊寬度，三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6置于非對(duì)稱(chēng)耦合窗5 口的上方。三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6與主臂2粘接固定。工作時(shí)，正交模變換器主臂2上饋入的信號(hào)含TElO和TEOl兩個(gè)正交模式。膜片7用來(lái)確保只有主臂2內(nèi)的TElO模式的電磁波才能夠傳向耦合分支A3。為了使具有矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的耦合分支A3和具有正方形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的主臂2之間阻抗匹配，需要在兩者之間增加阻抗變換器1，該阻抗變換器I采用階梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)。耦合分支B4的矩形波導(dǎo)方向決定了只有主臂2中的TEOl模式的電磁波才能夠沿此分支傳輸。為了減小耦合分支B4和主臂2之間的反射，增加了三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6和非對(duì)稱(chēng)耦合窗5兩個(gè)結(jié)構(gòu)。其中三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6置于非對(duì)稱(chēng)稱(chēng)合窗5 口的上方。稱(chēng)合窗口中心偏離了稱(chēng)合分支B4的中心軸線。由于三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6和非對(duì)稱(chēng)耦合窗5 口的引入，使得耦合分支B4與主臂2之間的反射被明顯降低，有效地改進(jìn)了正交模變換器的端口駐波性能，并同時(shí)保持了各端口之間具有很高的隔離度。耦合分支B4上的調(diào)諧螺釘8用來(lái)對(duì)該分支上的駐波進(jìn)行進(jìn)一步微調(diào)。三角形尖劈凸起和非對(duì)稱(chēng)耦合窗5的引入，有效改善了耦合分支B4與主臂2之間的反射系數(shù)，提高了信號(hào)的通過(guò)性；同時(shí)保持了兩耦合分支之間有較高的隔離度，有效避免了兩個(gè)耦合分支間信號(hào)的串?dāng)_，從而改善了正交模變換器的整體性能。
權(quán)利要求1.一種用于天饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)正交模變換器，包括:阻抗變換器(I)、主臂(2)、耦合分支A (3)、耦合分支B (4)、膜片(7)和調(diào)諧螺釘(8)，其特征在于還包括:非對(duì)稱(chēng)耦合窗(5)和三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6); 波導(dǎo)正交模變換器所有組成的材料均為金屬；主臂(2)為方型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，耦合分支A(3)和耦合分支B (4)均為標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；阻抗變換器(I)、主臂(2)和耦合分支A (3)三者一體加工成型；耦合分支B (4)垂直置于主臂(2)表面中間的位置，耦合分支B (4)與主臂(2)焊接固定；耦合分支B (4)的寬邊垂直于耦合分支A (3)的寬邊，耦合分支B (4)的窄邊平行于主臂(2)的口面； 膜片(7)為厚度小于0.1毫米的金屬片，置于主臂(2)中心平面內(nèi)，且平行于耦合分支B (4)的口面；膜片(7)長(zhǎng)度小于等于主臂(2)長(zhǎng)度一半；主臂(2)為上部分和下部分，上部分和下部分焊接固定，膜片(7)置于上部分和下部分之間； 調(diào)諧螺釘(8)置于耦合分支B (4)寬邊的中心線上，調(diào)諧螺釘(8)與耦合分支B (4)的寬邊螺紋固定； 非對(duì)稱(chēng)稱(chēng)合窗(5) 口為一矩形窗口，置于稱(chēng)合分支B (4)與主臂(2)相連的部位,其中心置于耦合分支B (4)中心遠(yuǎn)離阻抗變換器(I)方向0.05個(gè)中心工作波長(zhǎng)以上； 三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)為等腰三角形，高度小于等于0.2個(gè)中心工作波長(zhǎng)，底邊寬度小于等于耦合分支B (4)的長(zhǎng)邊寬度，三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)置于非對(duì)稱(chēng)耦合窗(5) 口的上方；三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)與主臂(2)粘接固定； 工作時(shí)，正交模變換器主臂(2)上饋入的信號(hào)含TElO和TEOl兩個(gè)正交模式；膜片(7)用來(lái)確保只有主臂(2)內(nèi)的TElO模式的電磁波才能夠傳向耦合分支A (3);為了使具有矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的耦合分支A (3)和具有正方形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的主臂(2)之間阻抗匹配，需要在兩者之間增加阻抗變換器(1)，該阻抗變換器(I)采用階梯形過(guò)渡結(jié)構(gòu)；耦合分支B (4)的矩形波導(dǎo)方向決定了只有主臂(2)中的TEOl模式的電磁波才能夠沿此分支傳輸；為了減小耦合分支B (4)和主臂(2)之間的反射，增加了三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)和非對(duì)稱(chēng)耦合窗(5)兩個(gè)結(jié)構(gòu)；其中三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)置于非對(duì)稱(chēng)稱(chēng)合窗(5) 口的上方；稱(chēng)合窗口中心偏離了耦合分支B (4)的中心軸線；由于三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)和非對(duì)稱(chēng)耦合窗(5) 口的引入，使得耦合分支B (4)與主臂(2 )之間的反射被明顯降低，有效地改進(jìn)了正交模變換器的端口駐波性能，并同時(shí)保持了各端口之間具有很高的隔離度；耦合分支B (4)上的調(diào)諧螺釘(8)用來(lái)對(duì)該分支上的駐波進(jìn)行進(jìn)一步微調(diào)；三角形尖劈凸起和非對(duì)稱(chēng)耦合窗(5)的引入，有效改善了耦合分支B (4)與主臂(2)之間的反射系數(shù)，提高了信號(hào)的通過(guò)性；同時(shí)保持了兩耦合分支之間有較高的隔離度，有效避免了兩個(gè)耦合分支間信號(hào)的串?dāng)_，從而改善了正交模變換器的整體性能。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于天饋線系統(tǒng)的波導(dǎo)正交模變換器，包括阻抗變換器(1)、主臂(2)、耦合分支A(3)、耦合分支B(4)、膜片(7)和調(diào)諧螺釘(8)，還包括非對(duì)稱(chēng)耦合窗(5)和三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)。本實(shí)用新型通過(guò)非對(duì)稱(chēng)耦合窗(5)及其頂部的三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)的引入，有效改善了耦合分支B(4)與主臂(2)之間的反射系數(shù)，提高了信號(hào)的通過(guò)性；同時(shí)保持了耦合分支A(3)和耦合分支B(4)之間有較高的隔離度，有效避免了兩個(gè)耦合分支間信號(hào)的串?dāng)_，從而改善了正交模變換器的整體性能。
文檔編號(hào)H01P1/161GK203026625SQ201220695940
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者程春悅 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科工集團(tuán)第二研究院二〇三所