專利名稱：一種同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種SDH微波通信天線，尤其涉及一種SDH超高性能微波天線的雙極化饋源。
背景技術(shù)：
在以往的電信網(wǎng)中，多使用TOH系列設備。這種系列對傳統(tǒng)的點到點通信有較好的適應性。而隨著數(shù)字通信的迅速發(fā)展，點到點的直接傳輸越來越少，而大部分數(shù)字傳輸都要經(jīng)過轉(zhuǎn)接，因而PDH系列便不能適合現(xiàn)代電信業(yè)務開發(fā)的需要，以及現(xiàn)代化電信網(wǎng)管理的需要。SDH就是適應這種新的需要而出現(xiàn)的傳輸體系。隨著通信網(wǎng)向數(shù)字化、綜合化、智能化、個性化的發(fā)展，作為通信網(wǎng)的承載體傳輸網(wǎng)就有了寬帶化和規(guī)范化的要求，進而對通信設備的要求也越來越高。在微波通信中，對于終端設備的微波天線的電壓駐波比和交叉極化鑒別率等電氣性能的要求也自然越來越高，一般要求電壓駐波比優(yōu)于1.1，而交叉極化鑒別率要優(yōu)于_38dB ;同時要求天線有很寬的帶寬，而傳統(tǒng)微波天線難以滿足上述要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種SDH微波通信專用的SDH超高性能微波天線的雙極化饋源，旨在解決現(xiàn)有的饋源不能滿足SDH微波通信的問題。為了實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采用如下技術(shù)解決方案:一種同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，該雙極化饋源包括:波紋喇叭，在波紋喇叭的一端依次連接有第一圓波導段、圓-圓過渡單元、第二圓波導段和短路板；在第二圓波導段中心軸線上的設置有短路細金屬棒單元，在第二圓波導段中心軸線上且與短路細金屬棒單元呈45度夾角的位置處設置有極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒；在第二圓波導段下方并列設置有第一極化端口和第二極化端口。本發(fā)明還具有以下其他技術(shù)特點:所述的波紋喇叭為夾角為180度的波紋喇叭，波紋喇叭內(nèi)部至少有一個波紋，波紋槽深為工作波長的四分之一，波紋槽寬為工作波長的1/4或1/2。所述的第一圓波導段為雙?；蚨嗄鬏攬A波導。所述的圓-圓過渡單元為線性漸變過渡，圓-圓過渡單元的最大截面內(nèi)直徑與第一圓波導段內(nèi)直徑相同，最小截面內(nèi)直徑與第二圓波導段內(nèi)直徑相同。所述的第二圓波導段內(nèi)側(cè)同一方向上有兩個耦合矩形通孔，耦合矩形通孔分別與第一極化端口和第二極化端口相連。所述的短路細金屬棒單元為多個平行排列于第二圓波導段中心軸線上且與第二圓波導段中心軸線垂直的金屬細棒。所述的短路板的直徑與第二圓波導段內(nèi)徑相同的圓柱體，在短路板的外側(cè)一面有凹槽。
本發(fā)明采用上述解決方案所能達到的有益效果是:1.將兩個極化端口通過耦合孔放置在同一方向的側(cè)面，通過一個45度的極化旋轉(zhuǎn)金屬細棒實現(xiàn)兩種極化的分離，可以實現(xiàn)超高的交叉極化別率和很寬的帶寬，再加上相應的匹配枝節(jié)，即可實現(xiàn)極低的電壓駐波比，達到SDH通信的要求。2.采用上述結(jié)構(gòu)的雙極化饋源，主體結(jié)構(gòu)可以數(shù)控一體加工，簡化了生產(chǎn)工藝，縮短了生產(chǎn)周期，降低了制造成本，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性，有利于規(guī)?；a(chǎn)。


圖1為本發(fā)明的剖視示意圖。圖2為本發(fā)明的波紋喇叭的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的實施例1.8m5.925-6.425GHz天線的垂直極化的回波損耗圖。圖4為本發(fā)明的實施例1.8m5.925-6.425GHz天線的水平極化的回波損耗圖。圖5為本發(fā)明的實施例1.8m5.925-6.425GHz天線的水平極化端口與垂直極化端口的隔尚度。圖6為本發(fā)明的實施例1.8m5.925-6.425GHz天線的中心頻點的垂直極化的測試主極化方向圖。圖7為本發(fā)明的實施例1.8m5.925-6.425GHz天線的中心頻點的垂直極化的測試交叉極化方向圖。圖8為本發(fā)明的實施例1.8m5.925-6.425GHz天線的中心頻點的水平極化的測試
主方向圖。圖9為本發(fā)明的實施例1.8m5.925-6.425GHz天線的中心頻點的水平極化的測試交叉極化主方向圖。圖中各符號分別表示以下含義:1、波紋喇叭，2、第一圓波導段，3、圓-圓過渡單元，4、第二圓波導段，5、短路細金屬棒單元，6、極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒，7、短路板，8、第一極化端口，9、第二極化端口，10、耦合矩形通孔。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明的具體內(nèi)容做進行進一步詳細說明。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案，及優(yōu)點更加清楚明白，應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供的雙極化饋源主要應用于SDH微波通信天線中，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分，詳述如下:本發(fā)明是一種SDH超高性能微波天線的雙極化饋源，該雙極化饋源包括:波紋喇叭1，在波紋喇叭I的一端依次連接有第一圓波導段2、圓-圓過渡單元3、第二圓波導段4和短路板7 ;在第二圓波導段4中心軸線上的設置有短路細金屬棒單元5，在第二圓波導段4中心軸線上且與短路細金屬棒單元5呈45度夾角的位置處設置有極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒6 ；在第二圓波導段4下方并列設置有第一極化端口 8和第二極化端口 9 ;所述的第二圓波導段4內(nèi)側(cè)同一方向上有兩個耦合矩形通孔10，耦合矩形通孔10分別與第一極化端口 8和第二極化端口 9相連。采用本發(fā)明實施例提供的雙極化饋源能有效的提高天線口面的利用率，減小饋源對于口面的遮擋，達到極低的電壓駐波比，超高的交叉極化鑒別率以及很寬的帶寬，即電壓駐波比優(yōu)于1.1，交叉極化鑒別率優(yōu)于38dB，而相對帶寬則能達到20%。在本發(fā)明的實施例中，波紋喇叭1、第一圓波導段2、圓-圓過渡單元3、第二圓波導段4和短路板7這個五個部件的中心軸線在同一條直線上。其中的第一圓波導段2、圓-圓過渡單元3、第二圓波導段4這三個部分為一個整體結(jié)構(gòu)件，一般稱為激勵器，通過數(shù)控機械加工的方式進行生產(chǎn)制造。波紋喇叭I為夾角為180度的波紋喇叭，其中至少有一個波紋，波紋槽深約為工作波長的四分之一，波紋槽寬約為工作波長的四分之一或二分之一。波紋喇叭I與第一圓波導段2通過釬焊方式緊密配合連接在一起。第一圓波導段2為雙?；蚨嗄鬏攬A波導，傳輸?shù)氖菑牡诙A波導段4過來的主模TElO模，以及從圓-圓過渡單元3激起的有益高次模。第一圓波導段2的長度要大于二分之一個波導波長。圓-圓過渡單元3為從結(jié)構(gòu)上講是線性漸變過渡，最大截面內(nèi)直徑與第一圓波導段內(nèi)直徑相同，最小截面內(nèi)直徑與第二圓波導段內(nèi)直徑相同。從電氣上講，圓-圓過渡單元3實質(zhì)上是一個圓錐喇叭，通過在圓錐喇叭中激起有益的高次模，對初級方向圖進行修正，用以改善整體天線的輻射性能。而波紋喇叭I則進一步起到對初級方向圖進行修正的作用，來提高天線口面的照射效率。圓-圓過渡單元3之所以采用線性漸變，而非其他形式的過渡方式，一方面考慮到方便加工的因素，另一方面從電氣設計方面進行考慮，避免引起不必要的高次模，影響天線的電氣性能。第二圓波導段4傳輸主模TElO模，是整個饋源激勵器的主傳輸波導，在第二圓波導段4內(nèi)側(cè)同一方向上有兩個耦合矩形通孔10，矩形通孔10外側(cè)連接第一極化端口 8，矩形通孔10外側(cè)連接第二極化端口 9。第一極化端口 8 一般為水平極化，第二極化端口 9 一般為垂直極化，兩個極化端口內(nèi)傳輸?shù)氖窍嗤瑯O化的極化波。一般為了使兩個極化端口獲得較低的駐波比，可以分別對兩個極化端口與第二圓波導段4之間的耦合矩形通孔10的尺寸進行調(diào)整，包括調(diào)整耦合矩形通孔10的大小尺寸和高度。為了獲得更好的電壓駐波比，可以將本發(fā)明實施例中的矩形耦合通孔10可以為二階或者三階臺階式耦合矩形通孔，通過這樣的方式可以使端口阻抗匹配的更好。不過這樣也會增加加工制作的難度，所以在具體設計時要有所取舍。不過一般如本發(fā)明實施例中所圖示的一階耦合矩形通孔10已可滿足要求。短路細金屬棒單元5為若干個平行排列于第二圓波導段中心軸線上且與中心軸線垂直的金屬細棒。這若干個金屬細棒選用統(tǒng)一的直徑，一般金屬細棒的直徑取值在
0.5mm-2mm之間，根據(jù)不同的頻段選取不同的直徑，一般頻率越高，金屬細棒直徑越小，頻率越低，金屬細棒直徑越大。極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒6與短路細金屬棒單元5呈45度夾角，且位于第二極化端口的上方，且極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒6 —般采用與短路細金屬棒單元5相同直徑的金屬細棒。這些若干個金屬細棒可以阻斷水平極化電磁波的傳輸，當天線作為接收天線時，電磁信號先輻射到反射面，再由反射面反射到波紋喇叭內(nèi)的波導里。如果是水平極化的電磁波，當其傳輸?shù)降谝粯O化端口所對應的耦合矩形通孔10的上方時，會被前方的短路細金屬棒單元5阻擋，使得電磁波通過耦合矩形通孔10耦合到第一極化端口 8 ;如果是垂直極化的電磁波，則不會被短路細金屬棒單元5給阻斷，電磁波會順利通過短路細金屬棒單元5繼續(xù)向前傳輸，當遇到極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒6時，原本垂直極化的電磁波被旋轉(zhuǎn)90度變成水平極化的電磁波，電磁波繼續(xù)向前傳輸則會被短路板7阻斷，然后電磁波則會通過耦合矩形通孔10耦合到第二極化端口 9。.
通過調(diào)整短路細金屬棒單元5里金屬細棒的個數(shù)，相互位置，以及粗細可以很好的匹配第一極化端口 8的電壓駐波比，通過調(diào)整短路板在激勵器里的位置，則可以匹配第二極化端口 9的電壓駐波比，通過調(diào)整極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒6的位置，可以匹配第一極化端口8與第二極化端口 9之間的隔離度，進而提高整個天線交叉極化鑒別率的性能。本發(fā)明所提供的雙極化饋源在選材加工時均選用同一材質(zhì)的金屬材料，一般以銅材為佳。對一些涉及電氣性能的關鍵尺寸的公差的要求也極其嚴格，同時雙極化饋源內(nèi)部的表面粗糙度要求也比較高，當這些機械加工的條件能夠保障時，才能使得本發(fā)明所提供的雙極化饋源達到要求的電氣性能指標，才能符合SDH通信的要求。本發(fā)明可以在不離開其精神實質(zhì)和主要特征的情況下以其他各種形式實施。因此上述施例所有的要點只不過是例示，而不是限定性的解釋。本發(fā)明的范圍是權(quán)利要求書所述的范圍，不受說明書的限制。還有，屬于權(quán)利要求書的等效范圍的變形或變更均屬本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，該雙極化饋源包括:波紋喇叭(1)，其特征在于:在波紋喇叭(I)的一端依次連接有第一圓波導段(2)、圓-圓過渡單元(3)、第二圓波導段(4)和短路板(7);在第二圓波導段(4)中心軸線上的設置有短路細金屬棒單元(5)，在第二圓波導段(4)中心軸線上且與短路細金屬棒單元(5)呈45度夾角的位置處設置有極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒(6);在第二圓波導段(4)下方并列設置有第一極化端口(8)和第二極化端口(9);所述的第二圓波導段(4)內(nèi)側(cè)同一方向上有兩個耦合矩形通孔(10)，耦合矩形通孔(10)分別與第一極化端口(8)和第二極化端口(9)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，其特征在于:所述的波紋喇叭(I)為夾角為180度的波紋喇叭，波紋喇叭內(nèi)部至少有一個波紋，波紋槽深為工作波長的四分之一，波紋槽寬為工作波長的1/4或1/2。
3.如權(quán)利要求1所述的同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，其特征在于:所述的第一圓波導段(2)為雙?；蚨嗄鬏攬A波導。
4.如權(quán)利要求1所述的同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，其特征在于:所述的圓-圓過渡單元(3)為線性漸變過渡，圓-圓過渡單元(3)的最大截面內(nèi)直徑與第一圓波導段(2)內(nèi)直徑相同，最小截面內(nèi)直徑與第二圓波導段(4)內(nèi)直徑相同。
5.如權(quán)利要求1所述的同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，其特征在于:所述的第二圓波導段(4)內(nèi)側(cè)同一方向上有兩個耦合矩形通孔(10)，耦合矩形通孔(10)分別與第一極化端口(8)和第二極化端口(9)相連。
6.如權(quán)利要求1所述的同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，其特征在于，所述的短路細金屬棒單元(5)為多個平行排列于第二圓波導段(4)中心軸線上且與第二圓波導段(4 )中心軸線垂直的金屬細棒；極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒(6 )為與短路細金屬棒單元(5 )相同直徑的金屬細棒。
7.如權(quán)利要求1所述的同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，其特征在于，所述的矩形耦合通孔(10)為二階或者三階臺階式耦合矩形通孔。
8.如權(quán)利要求1所述的同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，其特征在于，所述的短路板(7)的直徑與第二圓波導段(4)內(nèi)徑相同的圓柱體，在短路板(7)的外側(cè)一面有凹槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步數(shù)字體系的微波天線的雙極化饋源，該雙極化饋源包括波紋喇叭，在波紋喇叭的一端依次連接有第一圓波導段、圓-圓過渡單元、第二圓波導段和短路板；在第二圓波導段中心軸線上的設置有短路細金屬棒單元，在第二圓波導段中心軸線上且與短路細金屬棒單元呈45度夾角的位置處設置有極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒；在第二圓波導段下方并列設置有第一極化端口和第二極化端口。本發(fā)明提供的雙極化饋源通過極化旋轉(zhuǎn)細金屬棒將兩個相互垂直的極化端口的饋電波導平行置于同一平面。這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了較小的口面遮擋，減小了對天線方向圖對稱性的影響，實現(xiàn)了低電壓電壓駐波比，超高性能的前后比和超高的交叉極化鑒別率。
文檔編號H01Q15/24GK103078177SQ201310014609
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者魚軍浪, 馮建, 張鐵軍, 袁衛(wèi)東, 呂磊, 田鵬, 李鵬 申請人:西安普天天線有限公司