專利名稱：波導(dǎo)和微帶線模式變換器以及包含它的接收變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從例如通信衛(wèi)星接收信號的波導(dǎo)和微帶線模式變換器以及包含這種模式變換器的接收變頻器。
近來，利用通信衛(wèi)星的廣播和通信日益廣泛。通信衛(wèi)星發(fā)送的無線電信號由水平極化波和垂直極化波構(gòu)成用以在一個(gè)信道上傳送兩套節(jié)目，這兩種極化波取決于電場變化的方向。
例如，在日本公開特許公報(bào)No.3-36243中揭示了一種接收這兩種極化波的衛(wèi)星接收變頻器所采用的普通波導(dǎo)和微帶線模式變換器耦合結(jié)構(gòu)。
在該公報(bào)揭示的波導(dǎo)和微帶線模式變換器耦合結(jié)構(gòu)中，如用來表示波導(dǎo)和微帶線模式變換器耦合結(jié)構(gòu)的

圖1A和沿圖1A中A-A’剖取的剖面圖1B所示，接收水平和垂直極化波的探針天線31和32在圓波導(dǎo)1內(nèi)放置為相互正交。
在作為另一現(xiàn)有技術(shù)的包含波導(dǎo)和微帶線模式變換器耦合結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星接收變頻器中，如用來表示包含波導(dǎo)和微帶線模式變換器的衛(wèi)星接收變頻器結(jié)構(gòu)的圖2A和沿圖2A中B-B’剖取的剖面圖2B所示，電介質(zhì)襯底4插入圓波導(dǎo)1，分別用于水平極化波和垂直極化波的在電介質(zhì)襯底4上的微帶線形成了波導(dǎo)和微帶線模式變換器51和52，并且這些波導(dǎo)和微帶線模式變換器51和52相互正交放置。
在這種普通波導(dǎo)和微帶線模式變換器耦合結(jié)構(gòu)與包含它的衛(wèi)星接收變頻器中，當(dāng)從發(fā)送水平極化波和垂直極化波的通信衛(wèi)星上接收無線電波時(shí)，接收水平極化波和垂直極化波的兩根探針天線，或者用于形成水平極化波和垂直極化波的波導(dǎo)和微帶線模式變換器的兩條微帶線藉電場相互耦合，并且無法獲得作為變頻器的足夠大的交叉極化差異。
本發(fā)明的目的就在于解決這個(gè)問題，因而其主要目標(biāo)是提供一種波導(dǎo)和微帶線模式變換器以及包含它的衛(wèi)星接收變頻器，使其能在接收來自通信衛(wèi)星的混合了水平極化波和垂直極化波的無線電波時(shí)獲得作為變頻器的足夠大的交叉橫向極化差異。
為此，本發(fā)明提供一種波導(dǎo)和微帶線模式變換器，它包含一圓波導(dǎo)、正交放置的第一和第二導(dǎo)體以及第三導(dǎo)體，第一和第二導(dǎo)體位于波導(dǎo)中的垂直圓波導(dǎo)軸的平面上，同水平極化波和垂直極化波對應(yīng)，其兩端嚴(yán)格隔離，而第三導(dǎo)體的電勢與圓波導(dǎo)的電勢相等，放置在靠近第一和第二導(dǎo)體的每一端。
本發(fā)明的衛(wèi)星接收變頻器包含上述波導(dǎo)和微帶線模式變換器。
在這種構(gòu)造中，第三導(dǎo)體的電勢與接地的圓波導(dǎo)的電勢相等，對應(yīng)于水平極化波和垂直極化波的第一和第二導(dǎo)體正交放置，在它們內(nèi)部激發(fā)電場的極性變得朝向第三導(dǎo)體，從而使第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間不發(fā)生電場耦合。
圖1A為現(xiàn)有技術(shù)中波導(dǎo)和微帶線耦合結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖1B為沿圖1A中箭頭A-A’方向剖取的剖面圖；圖2A為在另一現(xiàn)有技術(shù)中包含波導(dǎo)和微帶線耦合結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星接收變頻器結(jié)構(gòu)的側(cè)視剖面圖；圖2B為沿圖2A中箭頭B-B’方向剖取的剖面圖；圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中包含波導(dǎo)和微帶線模式變換器的衛(wèi)星接收變頻器結(jié)構(gòu)的側(cè)視剖面圖；以及圖4為沿圖3中箭頭C-C’方向剖取的剖面圖。
以下借助附圖詳細(xì)描述在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中包含波導(dǎo)和微帶線模式變換器的衛(wèi)星接收變頻器。
圖3為包含本實(shí)施例的波導(dǎo)和微帶線模式變換器的衛(wèi)星接收變頻器結(jié)構(gòu)的側(cè)視剖面圖。在圖3中，變頻器外罩3緊靠輸入波導(dǎo)1(圓波導(dǎo))放置，這樣放置絕緣襯底4，使其一端插入輸入波導(dǎo)1而另一端在變頻器外罩3內(nèi)。絕緣襯底4的平面垂直于輸入波導(dǎo)1的軸向。在輸入波導(dǎo)1內(nèi)的絕緣襯底4的部分上，正交形成微帶線51和52(它們分別是對應(yīng)于水平極化波和垂直極化波的第一和第二導(dǎo)體)，兩導(dǎo)體端部互相隔離，從而構(gòu)成一個(gè)波導(dǎo)和微帶線模式變換器。作為第三導(dǎo)體的金屬桿2連接成與輸入波導(dǎo)1的電勢相等，并穿過絕緣襯底4，放置得不與微帶線51和52的隔離的端部接觸。絕緣襯底4通常由電介質(zhì)材料構(gòu)成，并在變頻器外罩3內(nèi)部的某一位置上形成變頻器電路。變頻器電路的輸出通過信號輸出插座引出。
圖4為沿圖3所示衛(wèi)星接收變頻器的箭頭C-C’方向剖取的剖面圖，它示出了金屬桿與波導(dǎo)和微帶線(分別對應(yīng)于電介質(zhì)襯底上的水平極化波和垂直極化波)模式變換器的構(gòu)造。在圖4中，微帶線51連同圓波導(dǎo)1構(gòu)成了接收水平極化波的模式變頻器。微帶線52和圓波導(dǎo)1共同構(gòu)成了接收垂直極化波的模式變頻器。微帶線51和52在與圓波導(dǎo)1的軸相垂直的電介質(zhì)襯底4平面上正交放置。電介質(zhì)襯底4內(nèi)開有一孔，連接成電勢與圓波導(dǎo)1的電勢相等的金屬桿插入微帶線51和52之間。
以下描述這種結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星接收變頻器的操作。
來自通信衛(wèi)星的包含水平和垂直極化波分量的無線電波進(jìn)入輸入圓波導(dǎo)1，由微帶線51接收水平極化波分量，而由微帶線52接收垂直極化波分量。
相應(yīng)于接收到的極化波分量，分別在微帶線51和52內(nèi)激發(fā)起電場，而在微帶線之間，由于有一電勢與輸入波導(dǎo)1的電勢相等的金屬桿2，它靠近但不接觸微帶線51和52，因此微帶線51和52的激發(fā)電場直接被引導(dǎo)至金屬桿2附近，從而避免了微帶線51和52通過電場耦合。
在此操作中，當(dāng)接收到來自通信衛(wèi)星的同時(shí)包含水平和垂直極化波分量的無線電波時(shí)，就可以獲得作為變頻器的足夠大的交叉極化差異。
因此按照本發(fā)明，金屬桿的電勢與接地的圓波導(dǎo)的電勢相等，而對應(yīng)于水平極化波和垂直極化波在由波導(dǎo)和微帶線組成的模式變換器的各微帶線內(nèi)部激發(fā)的電場具有變得朝向金屬桿的極化，從而可以避免微帶線通過電場的相互耦合。
因此，當(dāng)接收到來自通信衛(wèi)星的同時(shí)包含水平和垂直極化波分量的無線電波時(shí)，就可以獲得作為變頻器的足夠大的交叉極化差異。
在本實(shí)施例中，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)體代替在絕緣板上形成的微帶線作第一和第二導(dǎo)體。
以上闡述的是接收來自通信衛(wèi)星的無線電波的情形，但本發(fā)明并不局限于接收通信衛(wèi)星發(fā)送的無線電波。本發(fā)明可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)作各種變動而不只限于已闡述的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種波導(dǎo)和微帶線模式變換器，其特征在于包含圓波導(dǎo)；正交放置的第一和第二導(dǎo)體，相應(yīng)于水平極化波和垂直極化波，其兩端嚴(yán)格隔離，并位于垂直于波導(dǎo)中圓波導(dǎo)軸的平面上；以及電勢與接地的所述圓波導(dǎo)的電勢相同的第三導(dǎo)體，放置得緊靠所述第一和第二導(dǎo)體的各端。
2.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)和微帶線模式變換器，其特征在于進(jìn)一步包含一放置于所述圓波導(dǎo)內(nèi)的絕緣襯底，所述第一和第二導(dǎo)體是形成于所述絕緣襯底上的微帶線。
3.如權(quán)利要求2所述的波導(dǎo)和微帶線模式變換器，其特征在于所述絕緣襯底為電介質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的波導(dǎo)和微帶線模式變換器，其特征在于所述第三導(dǎo)體是一金屬桿。
5.一種包含波導(dǎo)和微帶線模式變換器的接收變頻器，其特征在于包含圓波導(dǎo)；沿垂直于所述圓波導(dǎo)的軸插入所述圓波導(dǎo)內(nèi)的絕緣襯底；第一和第二導(dǎo)體，它們是正交放置在波導(dǎo)內(nèi)部的所述絕緣襯底部分內(nèi)的微帶線，對應(yīng)于水平極化波和垂直極化波，其兩端嚴(yán)密隔離；以及電勢與接地的所述圓波導(dǎo)的電勢相同的第三導(dǎo)體，放置得緊靠所述第一和第二導(dǎo)體的各端，其中，轉(zhuǎn)換電路放在所述圓波導(dǎo)外部的所述絕緣襯底上。
6.如權(quán)利要求5所述的包含波導(dǎo)和微帶線模式變換器的接收轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述絕緣襯底為電介質(zhì)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的包含波導(dǎo)和微帶線模式變換器的接收變頻器，其特征在于所述第三導(dǎo)體是一金屬桿。
全文摘要
本發(fā)明提供一種波導(dǎo)和微帶線模式變換器以及包含它的衛(wèi)星接收變頻器，該變換器包括圓波導(dǎo)、正交放置的第一和第二導(dǎo)體以及第三導(dǎo)體，第一和第二導(dǎo)體位于垂直于波導(dǎo)中圓波導(dǎo)軸的平面上，同水平極化波和垂直極化波對應(yīng)，其兩端嚴(yán)密隔離，第三導(dǎo)體的電勢與環(huán)形波導(dǎo)的電勢相等，放置在靠近第一和第二導(dǎo)體的每一端，從而在接收來自通信衛(wèi)星的混合有水平極化波和垂直極化波的無線電波時(shí)獲得作為變頻器的足夠大的交叉極化差異。
文檔編號H01P5/107GK1140912SQ96102599
公開日1997年1月22日 申請日期1996年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月6日
發(fā)明者木下彰, 吉村芳和 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社