專利名稱：用于雙極化探測系統(tǒng)的改進(jìn)型波導(dǎo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙極化波導(dǎo)探測系統(tǒng)中的波導(dǎo)管，這種探測系統(tǒng)在衛(wèi)星天線中用來接收衛(wèi)星發(fā)出的同一頻段中正交極化的兩種信號。特別地，本發(fā)明涉及和低噪聲塊接收器一起使用的改進(jìn)型波導(dǎo)管，在這種接收器中，放置了兩個探測器把波導(dǎo)管中需要的廣播信號耦合到外部電路。
申請人隨附提供的國際申請書WO92/22938中，描述了一種雙極化波導(dǎo)探測系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，波導(dǎo)管是與低噪聲塊接收器一起使用的，兩個探測器放置于接收器中用來接收在兩個正交方向上線性極化的能量。探測器與單個柱型條反射器在同一縱向平面內(nèi)，且與反射器在相對的兩邊。該反射器反射某一方向的極化信號，同時透過與之正交的信號，使其信號的插入損失最小，然后再反射經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的正交信號。探測器位于離反射器四分之一波長的地方。同時在波導(dǎo)管的一端放置了反射旋轉(zhuǎn)器，該反射器由一個與入射的線性極化信號成45度角的薄片和位于該片的前沿之后大約四分之一波長(λ/4)地方的短路器組成。該盤把入射的能量分解成正交平面內(nèi)兩個相等的分量。一個分量被前沿反射回去，另一個分量被波導(dǎo)管的短路器反射回去。這樣通過信號的重新合成，反射分量之間180度的相移就在入射線性極化平面內(nèi)產(chǎn)生90度旋轉(zhuǎn)，從而使波導(dǎo)管的輸出信號仍然在同一個縱向平面內(nèi)。
此外，申請者提供的國際專利申請PCT/GB96/00332中，描述了一種用于新型衛(wèi)星系統(tǒng)中寬頻帶傳輸?shù)母倪M(jìn)型的雙極化波導(dǎo)探測系統(tǒng)。在這種改進(jìn)的探測器中，探測器殼內(nèi)有一絞合的反射平面，該反射平面至少含有兩個信號反射邊，這樣至少可用來產(chǎn)生兩個獨(dú)立的信號反射。多信號反射結(jié)構(gòu)可以使探測系統(tǒng)在更寬的頻帶輸出信號而使衰減最小。
雖然改進(jìn)型的系統(tǒng)在給定的頻率范圍內(nèi)具有很好的頻率響應(yīng)，但是研究發(fā)現(xiàn)在波段邊緣的耗損電平仍然產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的性能降低。隨著衛(wèi)星系統(tǒng)中使用的信道數(shù)目的增加，希望系統(tǒng)在整個頻率范圍內(nèi)以同樣平穩(wěn)的性能工作，也就是說，在頻段的邊緣部分提供最小的衰減。
本發(fā)明的目標(biāo)之一就是提供一種用于雙極化探測系統(tǒng)的改進(jìn)型波導(dǎo)以消除或者減少所述缺點(diǎn)。
所述構(gòu)想可以通過提供帶有旋轉(zhuǎn)器的用于雙極化波導(dǎo)探測系統(tǒng)的波導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)，該旋轉(zhuǎn)器包含有結(jié)合差分相移部分的反射平面。差分相移部分使波導(dǎo)具有輕微不對稱的交叉部分，這樣在這部分傳輸?shù)恼恍盘柧途哂胁煌慕刂共ㄩL。這就形成了一個旋轉(zhuǎn)器，它能在頻率范圍內(nèi)使波導(dǎo)接收的信號的兩個分量之間具有180度的相移。反射平面和差分相移部分具有互補(bǔ)的頻率特性，所以旋轉(zhuǎn)器合成的相移特性在所需的頻率范圍內(nèi)具有平穩(wěn)的頻率特性。
在一優(yōu)選方案中，反射器包括只帶有一個反射表面的單反射片，差分相移部分在波導(dǎo)腔內(nèi)鑄有兩組反射平面，第一對平面安裝在與該反射片相距第一距離的位置處，并且第二對平面安裝在與該反射片相距更近的第二距離處，第二對反射面插入腔壁的程度較淺，這樣第二對反射面距離反射器腔或者中心軸線的距離更短。反射器的另一種實(shí)現(xiàn)方案是在與圓柱形波導(dǎo)耦合在一起的橢圓形波導(dǎo)內(nèi)部形成單個反射平面。橢圓形部分在不同交叉部分產(chǎn)生的差異就為正交信號形成兩種不同的截止波長。另外，通過交叉部分的不對稱從而產(chǎn)生不同截止波長的其它適當(dāng)結(jié)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)差分相移部分。
本發(fā)明的第一方面是提供用于至少能接收兩條正交極化信號的雙極化波導(dǎo)探測系統(tǒng)中的波導(dǎo)，所述波導(dǎo)包含至少能接收兩條正交信號的波導(dǎo)管。該波導(dǎo)由以下部分組成從波導(dǎo)腔壁伸到波導(dǎo)內(nèi)部的第一個探測器。所述第一個探測器適合接收所述與探測器在同一縱向平面、穿行于波導(dǎo)腔內(nèi)的正交信號。
從波導(dǎo)腔壁伸出來的反射器裝置，反射器裝置位于縱向平面內(nèi)第一探測器的下游，用于把所述第一正交平面內(nèi)的信號反射到第一探測裝置，同時讓第二正交平面內(nèi)的信號沿波導(dǎo)傳輸；位于所述縱向平面內(nèi)第一反射器的下游且從波導(dǎo)腔壁伸展到波導(dǎo)內(nèi)部的第二探測裝置；包括波導(dǎo)末端的短路器的信號反射和旋轉(zhuǎn)裝置，它位于所述第二探測器的下游方向，用于接收、旋轉(zhuǎn)所述第二正交極化信號，并把它沿所述波導(dǎo)反射回去，這樣第二探測裝置就可以接收經(jīng)過旋轉(zhuǎn)、反射的信號，所述信號反射旋轉(zhuǎn)裝置包括作為第一反射旋轉(zhuǎn)裝置的包含前沿在其上的反射片，以提供至少一個反射邊部分來反射所述第二正交極化信號的第一分量，該反射邊部分位于波導(dǎo)末端距離短路器適當(dāng)?shù)奈恢谩２罘窒嘁蒲b置鄰近旋轉(zhuǎn)平面，所述差分相移裝置具有稍微不對稱的交叉部分，因此所述第二正交極化信號第一和第二分量在差分相移部分產(chǎn)生相位偏移。然后，在傳輸回差分相移部分進(jìn)一步移相，分別從所述反射邊部分和短路器反射回去，以便重新合成，所述第一和第二分量具有不同的截止波長，用于由第二探測裝置檢測重新合成信號。
最好，所述反射和旋轉(zhuǎn)裝置在波導(dǎo)的寬度方向只有單個反射邊部分。差分相移裝置可以方便地由鑄造在波導(dǎo)內(nèi)部反射面的不對稱裝置來實(shí)現(xiàn)。最好，這兩個反射面分別位于波導(dǎo)的兩側(cè)，平行地沿著波導(dǎo)方向從反射平面伸展。另外，這種不對稱部分可以由橢圓波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)。上游反射面可以放置在比下游反射面離波導(dǎo)表面更遠(yuǎn)的地方，從而與第一(下游)反射面形成阻抗匹配結(jié)構(gòu)。
波導(dǎo)差分相移裝置可以方便地通過至少兩對階躍反射面來實(shí)現(xiàn)。另外，不對稱部分也可以通過沿著波導(dǎo)沒有明顯階躍的平滑過渡來實(shí)現(xiàn)，從而替代反射面。平滑過渡與反射邊部分平行地鑄造在波導(dǎo)的側(cè)面。
本方面的第二方面提供了一種方法，該方法在單個波導(dǎo)的頻率范圍內(nèi)，至少能夠接收到第一和第二兩種正交極化信號，且在相同的縱向平面內(nèi)提供兩種輸出信號，以便在頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生平穩(wěn)的響應(yīng)特性。所述方法包括以下步驟在所述波導(dǎo)中提供第一探測器，接收第一正交極化信號；提供波導(dǎo)內(nèi)平行于所述第一探測器下游的反射裝置，以反射所述第一正交極化信號和通過所述第二正交極化信號；提供波導(dǎo)內(nèi)平行于所述反射裝置且在其下游方向的第二探測器，第二探測器與所述第二正交極化信號完全正交，使第二正交極化信號透過第二探測器而不被接收；在波導(dǎo)的末端提供信號反射和旋轉(zhuǎn)裝置，把所述第二正交極化信號的第一分量反射回所述第二探測器；
讓所述第二正交極化信號的第二分量傳輸?shù)讲▽?dǎo)的短路器，改變此第二分量的幅值使之具有與第一分量不同的截止波長。
把所述第二分量從波導(dǎo)的短路器反射回去。
重新合成所述第二正交極化信號的第一、第二分量，以生成合成的反射信號，該合成的反射信號與所述第二探測器在同一平面內(nèi)，從而可以被第二探測器檢測到。所述第一和第二分量具有互補(bǔ)的頻率特性，這樣在合成時就在所述頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生平穩(wěn)的頻率響應(yīng)。
反射和旋轉(zhuǎn)裝置由差分相移部分和反射平面組成。差分相移部分與入射信號成45度角，這樣就在正交(水平)信號的所述第一和第二分量之間產(chǎn)生相移。進(jìn)一步的相移由下游的反射面產(chǎn)生。這些步驟的組合就在重新組合信號的兩部分之間產(chǎn)生180度的相移，在第二探測器平面內(nèi)提供合成信號。
本發(fā)明的其它方面提供了雙極化波導(dǎo)探測裝置，所述裝置包括波導(dǎo)、波導(dǎo)內(nèi)的第一和第二探測器和隔離它們的第一反射器，(所述第一第二探測器和反射器在同一平面內(nèi)。)以及為所述第二探測器提供極化分量的第二探測信號提供裝置。而所述第二探測器提供裝置包括信號反射和旋轉(zhuǎn)裝置，該反射和旋轉(zhuǎn)裝置為第二探測器的接受反射旋轉(zhuǎn)極化分量，所述反射和旋轉(zhuǎn)裝置包括反射所述極化信號第一分量的反射邊部分和差分相移部分，而差分相移部分由輕微不對稱波導(dǎo)部分和波導(dǎo)末端的短路器組成，從而使反射回去的第二分量具有與所述第一分量不同的截止波長。第一和第二分量具有互補(bǔ)的頻率特性，在重新合成時，就會在頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生平穩(wěn)的頻率特性。
在下面結(jié)合附圖對本專利的描述中，所述及其它方面將更加清楚，


如下圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的低噪聲塊接收器部分的分解圖，該接收器中的波導(dǎo)探測器由波導(dǎo)、反射平面以及差分相移裝置組成。
圖2為圖1中波導(dǎo)沿2-2線的剖面圖。
圖3為圖2中沿3-3線的剖面圖。
圖4為圖2中沿4-4線的剖面圖。
圖5為顯示隨著頻率的變化，波導(dǎo)波長與空載波長之比的變化情況。圖中顯示兩種不同的空載波長情況下，波導(dǎo)波長隨頻率的變化。
圖6a、b、c和d比較用圖1-6顯示的實(shí)施例中波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的雙極化波導(dǎo)探測系統(tǒng)的響應(yīng)。在這里，圖6a顯示相移隨頻率的變化；圖6b顯示插入損耗隨頻率的變化；圖6c返回?fù)p耗隨頻率的變化；圖6d顯示相移隨頻率的變化，與圖6a相似，但尺度較大。
圖7a,b顯示帶有在波導(dǎo)腔壁內(nèi)的另一種分布方案的反射面的旋轉(zhuǎn)器。
圖8a,b顯示波導(dǎo)的另一種具有微小區(qū)別的的差分相移部分的剖面圖。
圖9與圖8b相似，但其反射平面具有凸起以抑制插入損耗“低頻干擾”。
圖10a,10b分別是不帶反射平面或絞合平面，只具有差分相移平面的波導(dǎo)的側(cè)面和縱向剖面圖。
圖11顯示圖10a和10b所示波導(dǎo)在頻率范圍內(nèi)相移與頻率的變化關(guān)系。
圖12顯示圖10a和10b所示波導(dǎo)在頻率范圍內(nèi)插入損耗與頻率的變化關(guān)系。
圖13a,b與圖3相似，顯示波導(dǎo)的縱向剖面圖，這兩波導(dǎo)分別帶有5mm和3mm的反射平面。
圖14,15和16分別顯示圖16所示帶有5mm和3mm反射平面的波導(dǎo)相位、插入損耗、返回?fù)p耗與頻率的關(guān)系。
首先參照圖1，圖1中的低噪聲塊接收器(總體由標(biāo)識號10表示)以常規(guī)的技術(shù)方式被調(diào)整安裝到衛(wèi)星接收天線中。眾所周知，低噪聲塊接收器10接收來自衛(wèi)星天線的高頻輻射信號并進(jìn)行處理給出輸出信號，該輸出信號饋送給依次接到衛(wèi)星接收器譯碼單元(為清楚起見，未在圖中顯示)的電纜12，塊接收器10包括波導(dǎo)14(為清楚顯示其內(nèi)部元件，被部分剖開。)波導(dǎo)為圓柱性金屬。波導(dǎo)前端具有開口16朝向衛(wèi)星天線以接收來自喇叭天線18(虛線顯示，安裝在波導(dǎo)的前端)的電磁輻射信號。波導(dǎo)和喇叭天線18與申請者提供的國際專利申請PCT/GB96/00332和WO92/22938所描述的完全一樣。因此，位于波導(dǎo)內(nèi)同一縱向平面內(nèi)的是第一探測器20、反射柱22和第二探測器24。在此實(shí)施例中，反射柱22貫穿波導(dǎo)內(nèi)徑。探測器20和24沿著同一縱向平面(標(biāo)識號28表示)穿過波導(dǎo)腔壁26。第一探測器20與反射柱22之間的距離以及反射柱22與第二探測器之間的距離標(biāo)定為λ/4，這里入為輸入波導(dǎo)內(nèi)部信號的波長。在遠(yuǎn)離前端開口的波導(dǎo)的下游端，反射平面30安置在波導(dǎo)的內(nèi)部。在圖2中更清楚看出，反射平面與探測器20、24以及反射柱22所在的平面成45度角。反射平面的遠(yuǎn)端在腔壁32處終結(jié)，從而形成短路器，這將在下面詳細(xì)描述。
可以看出反射平面很薄，且具有與波導(dǎo)軸正交的前沿34。前沿34與短路器32相距固定的距離。通過這種安排，就可以看出在與腔壁32相距預(yù)定距離的反射平面的前沿30只有單一的發(fā)射邊，參考圖2到4，波導(dǎo)的內(nèi)部腔壁上鑄造了兩對平面36和38。在圖2中清楚看出，此實(shí)施例中兩組平面36和38與反射平面30平行。平面36比平面38更深地鑄入波導(dǎo)腔壁，這樣該波導(dǎo)具有圖4所示的截面輪廓，這里波導(dǎo)向反射平面30的底部會聚。這些平面造成交叉部分的不對稱能夠提供差分相移部分。這些平面相對于反射面的尺寸關(guān)系(毫米單位)如圖3所示。
在工作中，來自衛(wèi)星天線的信號通過喇叭天線18和開口16進(jìn)入波導(dǎo)14，且依照常識，信號會沿著波導(dǎo)14傳輸。衛(wèi)星發(fā)出的信號包括同一波段內(nèi)正交極化的兩組信號，分別用V1和V2表示(見如圖1)，分別極化在垂直和水平平面內(nèi)。這兩組平面能影響下面描述的兩組正交分量V2O和V2P的截止波長。截止波長的改變導(dǎo)致波導(dǎo)波長λg的改變，因?yàn)樗鼈冎g有如下關(guān)系1λg2=1λo2=-1λc2]]>其中λo為空載波長；λg為波導(dǎo)波長；λc為截止波長。
由于V2P和V2O具有不同的波導(dǎo)波長，因此每經(jīng)過一單位波導(dǎo)長度就在它們之間形成合成相移。此相移是頻率的函數(shù)，頻率越低，相移越大。由圖5就可以看出。頻率越低，波長之間的差異越大，因?yàn)樵诟哳l端當(dāng)截止波長λc接近λo時，λg就趨向無窮大。這種相移隨頻率的漂移與由反射平面產(chǎn)生的相移漂移相反。當(dāng)信號沿著波導(dǎo)傳輸時，第一探測器20接收垂直極化分量V2。第一探測器距離反射柱22四分之一波長，從而保證它們之間的最大空間，而與探測器最佳匹配。探測器20不影響水平極化信號V2,V2可以繼續(xù)沿波導(dǎo)傳輸。
因?yàn)榉瓷渲?2為垂直方向，所以V2分量不會被反射柱反射而繼續(xù)沿波導(dǎo)傳輸，也因同樣的原因而透過第二探測器24。當(dāng)水平極化分量V2反射和旋轉(zhuǎn)裝置的前面邊緣時(反射平面的開始)，信號就會分解成V2P和V2O分量。反射面的影響使V2P分量產(chǎn)生一個相對于V2O分量的相移，當(dāng)信號遇到反射平面時，V2P分量被邊34反射回來。反射平面產(chǎn)生的相移的組合使反射信號V2OR和V2PR之間在反射平面的開始端具有180度的相位差，它們重新合成為輸出信號V2R。
現(xiàn)在參見圖6a,6b,6c和6d。首先參考圖6a，可以看出在Astra衛(wèi)星10.7-12.75GHz的頻率范圍內(nèi)，旋轉(zhuǎn)器帶來180度的相移漂移。也可以看出在整個頻率范圍內(nèi)反射信號V2PR相對于V2OR總具有固定的180度相移。這種方法比申請者提供的申請PCT/GB96/00332中現(xiàn)有的絞合平面方案有實(shí)質(zhì)性的改善。現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的響應(yīng)在圖6a,6b,6c和6d中用虛線表示。這也有效地說明信號的重新合成非常好且第二探測器平面能產(chǎn)生很好的頻率響應(yīng)和插入損耗。
出于這種考慮，參見圖6b，圖中示出圖1到4所示實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)器的插入損耗與所述申請中公開的所述階躍絞合平面方案的插入損耗之間的比較?？梢钥闯?，插入損耗和傳輸損耗(用分貝表示)比采用現(xiàn)有技術(shù)的方案要小得多，特別在波段的上下限。也就是說，在這些頻率范圍內(nèi)具有很好的頻率響應(yīng)和信號響應(yīng)。
圖6c為信號返回?fù)p耗圖?？梢钥闯觯c階躍絞合平面方案比較，在整個頻率范圍內(nèi)具有較少的信號損耗，而且最小返回?fù)p耗的頻率范圍也更寬，也就在頻率范圍內(nèi)有普遍的改善。
參考圖6d，它是圖6a的放大圖。在這里可以看出相移特性在180度左右基本平穩(wěn)，而且比現(xiàn)有技術(shù)方案(用虛線表示)有明顯的提高。
在某些情況下，在幾兆赫茲相對窄的波段內(nèi)會發(fā)生插入損耗。一般認(rèn)為這是由于制造偏差而帶來絞合平面或反射平面的輕微不對稱所造成的。一種解決方法是在絞合平面30內(nèi)放置半圓柱形的突起40、42(如圖9所示)，這樣就把插入損耗抑制在可接收的水平。這些突起40、42與反射平面30一起鑄造。
參見圖10a,10b,11和12，圖中示出沒有絞合平面或者反射平面的波導(dǎo)。圖10a和圖10b可以看出波導(dǎo)只具有平面46，否則就和圖1所示的波導(dǎo)一樣。對具有所示尺寸的波導(dǎo)，圖11顯示在所針對的10.7-12.75GHz的頻率范圍內(nèi)的相移。圖12顯示插入損耗和返回?fù)p耗與頻率的關(guān)系。從圖11和12中可以看出該波導(dǎo)與申請者隨附提供申請書PCT/GB96/00332中描述的波導(dǎo)一樣，工作良好。
作為例子，圖14,15和16比較相同尺寸的波導(dǎo)在不同長度的反射平面(分別為5毫米和3毫米)和如圖13a、13b所示不同長度的平面情況下的優(yōu)越性。5毫米的器件把插入損耗干擾移出頻段的高端而只帶來輕微的性能惡化。
可以對上文所述波導(dǎo)中使用的旋轉(zhuǎn)器裝置作不同的改變，而不脫離本發(fā)明的范圍。例如，單個平行平面，兩組或者更多組平面都可以如圖7a所示加工在波導(dǎo)的腔壁上。另外，平面也不必是階躍的，可以如圖7b所示由平滑過渡曲線提供。同時，波導(dǎo)交叉部分的不對稱可以有多種形態(tài)，如圖8a所示的橢圓形或者如圖8b所示更寬的部分交叉?？梢岳斫猓S著特定信號和所需頻率范圍的不同，平面、過渡曲線和交叉部分的精確尺寸以及反射平面的大小都可以不同。也可以理解，突起可以有其它適合的形狀，也可以由單個或者一對組成。它們可以在器件鑄造好以后安裝到反射平面上。所謂“適合的形狀”是指能夠抑制任何由于平面不對稱而帶來窄波帶上的插入損耗。然而應(yīng)該理解基本的發(fā)明是反射平面和波導(dǎo)邊內(nèi)差分相移部分的組合，在這里，輕微不對稱的交叉裝置提供差分相移部分，從而使第二正交極化信號反射回來的正交分量具有不同的截止波長，當(dāng)重新合成時，合成的反射信號在所需的頻率范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的180度相移。
可以看出本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是反射和旋轉(zhuǎn)方案可以在現(xiàn)有的衛(wèi)星波段范圍內(nèi)使用LNB，卻在頻率的上下極限具有更好的頻率特性。這就可以在整個頻率波段內(nèi)使用更多的信道而具有相同穩(wěn)定的性能，在頻率波段的邊緣提供最小的衰變。這種方案另外的優(yōu)點(diǎn)就是可以使用現(xiàn)有的制造技術(shù)而不需特殊的材料。也可以看出這種特殊的設(shè)備和方法可以用來改善所述Astra頻率范圍外其它頻段的帶寬。
權(quán)利要求
1．一種用于雙極化波導(dǎo)探測系統(tǒng)至少可以接收兩種正交極化信號的波導(dǎo)，所述波導(dǎo)具有能接收并傳輸至少兩種正交極化信號的波導(dǎo)管，其特征在于，該波導(dǎo)包括從波導(dǎo)腔壁伸向波導(dǎo)內(nèi)部的第一探測器，該探測器適合接收所述與它在同一縱向平面內(nèi)的正交極化信號；從波導(dǎo)腔壁伸出的反射器裝置，該反射器裝置位于縱向平面內(nèi)第一探測器的下游方向，它把第一正交平面內(nèi)的信號反射回第一探測裝置，并讓所述第二正交平面內(nèi)的信號沿波導(dǎo)傳輸；位于所述縱向平面內(nèi)所述第一反射器裝置的下游方向，從波導(dǎo)腔壁伸向波導(dǎo)內(nèi)部的第二探測裝置；信號反射和旋轉(zhuǎn)裝置，它位于第二探測裝置的下游方向，包括波導(dǎo)末端的短路器，該短路器把所述第二正交極化信號沿波導(dǎo)反射回去，以便所述第二探測裝置能夠接收該反射和旋轉(zhuǎn)的信號；所述反射和旋轉(zhuǎn)裝置包括的第一反射和旋轉(zhuǎn)裝置，它為帶有一條前沿在其上的平面，它具有至少一條反射邊部分以反射第二正交極化信號的第一分量，該反射邊部分與波導(dǎo)末端的短路器之間具有所需的距離；一差分相移裝置鄰近反射平面，該差分相移裝置具有輕微不對稱的交叉部分，從而使所述第二正交極化信號的第一和第二分量在差分相移部分具有各自不同的相移，然后分別從所述反射邊部分和短路器反射回去，當(dāng)它們沿著差分相移部分傳輸回去重新合成時將進(jìn)一步移相；所述第一和第二分量具有不同的截止波長，以提供用于由所述第二探測裝置檢測的重新合成信號。
2．如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)，其特征在于，反射和旋轉(zhuǎn)裝置具有貫穿波導(dǎo)寬度方向的單個反射邊部分。
3．如權(quán)利要求1和2所述的波導(dǎo)，其特征在于，差分相移裝置由鑄造在波導(dǎo)內(nèi)部裝置中平面的不對稱裝置產(chǎn)生。
4．如權(quán)利要求3所述的波導(dǎo)，其特征在于，波導(dǎo)的兩邊具有兩個平面，它們平行地沿著波導(dǎo)從反射器平面伸展。
5．如權(quán)利要求1或2所述的波導(dǎo)，其特征在于，輕微不對稱裝置由橢圓形的波導(dǎo)產(chǎn)生。
6．如權(quán)利要求4所述波導(dǎo)，其特征在于，上游平面比下游(第一)平面更加深入波導(dǎo)的表面，從而和下游平面形成阻抗匹配裝置。
7．如權(quán)利要求3、4或6所述的波導(dǎo)，其特征在于，波導(dǎo)差分相移裝置至少由兩對階躍平面產(chǎn)生。
8．如權(quán)利要求1、2或5所述的波導(dǎo)，其特征在于，不對稱部分由沿著波導(dǎo)的平滑漸變段產(chǎn)生。
9．如權(quán)利要求8所述的波導(dǎo)，其特征在于，平滑漸變段平行于反射邊部分鑄造在波導(dǎo)的側(cè)面。
10．如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的波導(dǎo)，其特征在于，反射平面上至少有一個突起，以抑制所需頻率范圍內(nèi)插入損耗的干擾。
11．一種方法，它至少能夠接收頻率范圍內(nèi)的第一和第二正交極化信號，并且至少能夠在同一縱向平面內(nèi)產(chǎn)生兩種輸出，從而在頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生平穩(wěn)定位響應(yīng)特性，其特征在于，所述方法包括以下步驟在所述波導(dǎo)內(nèi)提供第一探測器以接收第一正交極化信號；在所述波導(dǎo)內(nèi)提供平行于第一探測器且在其下游方向的反射裝置，以反射所述第一正交極化信號，通過第二正交極化信號；在所述波導(dǎo)內(nèi)提供平行于所述反射器裝置且在其下游方向的第二探測器，該探測器完全與所述第二正交極化信號正交，從而讓其透過而不被接收；在波導(dǎo)的末端提供信號反射和旋轉(zhuǎn)裝置，把所述第二正交極化信號的第一分量反射回所述第二探測器。所述短路器，它讓所述第二正交極化信號的第二分量傳輸?shù)讲▽?dǎo)短路器，并改變第二分量的幅度，從而使之與第一分量具有不同的截止波長；從所述波導(dǎo)短路器把第二分量反射回去；重新合成所述第二正交極化信號的第一和第二分量以生成合成后的反射信號，該反射信號與所述第二探測器在同一平面內(nèi)從而被檢測，所述第一和第二反射分量具有互補(bǔ)的頻率特性，合成后在所述頻率范圍內(nèi)具有平穩(wěn)的頻率響應(yīng)。
12．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該方法包括通過組合差分相移部分和反射平面而形成反射和旋轉(zhuǎn)裝置的步驟。
13．如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，通過把差分相移部分與入射信號定向成45度角而使正交信號的第一和第二分量之間具有相移。
14．如任何權(quán)利要求10到13中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其中包括在絞合平面上提供突起而最小限度地降低所針對頻段上插入損耗干擾的方法。
15．一種雙極化波導(dǎo)探測結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述裝置包括波導(dǎo)、波導(dǎo)內(nèi)部被第一反射器隔離的第一和第二探測器，所述第一、第二探測器以及反射器在同一平面內(nèi)，第二探測器的信號提供裝置向第二探測器提供極化分量，所述第二探測器的信號提供裝置包括信號反射和旋轉(zhuǎn)裝置以反射和旋轉(zhuǎn)極化分量以給第二探測器接收，所述反射和旋轉(zhuǎn)裝置包括反射所述極化信號第一分量的反射邊部分和波導(dǎo)輕微不對稱部分產(chǎn)生的差分相移部分以及反射第二分量的波導(dǎo)短路器，該第二分量具有與第一分量不同的截止波長，第一和第二分量具有互補(bǔ)的頻率特性，當(dāng)它們重新合成時，在頻率范圍內(nèi)具有平穩(wěn)的頻率特性。
16．一種用于雙極化波導(dǎo)探測系統(tǒng)中的波導(dǎo)，其特征在于，它至少接收兩種正交極化的信號，該波導(dǎo)由至少能夠接收并傳輸兩種正交極化信號的波導(dǎo)管組成，該波導(dǎo)包括從波導(dǎo)腔壁伸向波導(dǎo)內(nèi)部的第一探測器，所述第一探測器適合接收同一縱向平面內(nèi)傳輸?shù)臉O化信號，從波導(dǎo)腔壁伸展出來的反射器裝置，它在縱向平面內(nèi)第一探測器的下游方向，該反射器把第一之間平面內(nèi)的信號反射回第一探測裝置，讓第二正交平面內(nèi)的信號透過并沿波導(dǎo)傳輸，位于第一反射器裝置的下游方向的第二正交平面內(nèi)的第二探測裝置，從波導(dǎo)腔壁伸展到波導(dǎo)的內(nèi)部，包括位于波導(dǎo)末端的短路器的信號反射和旋轉(zhuǎn)裝置，它在第二探測器下游方向，用于接收、旋轉(zhuǎn)所述第二正交極化信號并把該信號沿所述波導(dǎo)反射回去，讓第二探測裝置接收經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和反射的信號，所述信號反射和旋轉(zhuǎn)裝置還包括位于第二探測器和短路器之間的差分相移裝置，該差分相移裝置具有輕微不對稱的交叉部分，因此在差分相移部分，所述第二正交極化信號的第一和第二分量具有不同的相移，然后在通過差分相移部分而發(fā)生進(jìn)一步的相移以用于合成之前，分別從所述短路器反射回來，所述第一和第二分量具有不同的截止波長，為所述第二探測裝置提供重組信號。
17．如權(quán)利要求16所述的波導(dǎo)，其特征在于，差分相移裝置由鑄造在波導(dǎo)裝置內(nèi)部的平面的不對稱裝置產(chǎn)生的。
18．如權(quán)利要求17所述的波導(dǎo)，其特征在于，兩個平面位于波導(dǎo)的兩個側(cè)面，平行于波導(dǎo)，并沿著波導(dǎo)從反射器平面延伸。
19．如權(quán)利要求16或17所述的波導(dǎo)，其特征在于，由橢圓形波導(dǎo)提供產(chǎn)生輕微不對稱的部分。
20．如權(quán)利要求18所述的波導(dǎo)，其特征在于，上游平面比下游(第一)平面更深入波導(dǎo)的表面，從而和下游平面形成阻抗匹配裝置。
21．如權(quán)利要求17、18或20所述的波導(dǎo)，其特征在于，波導(dǎo)差分相移裝置至少由兩組階躍平面產(chǎn)生。
22．如權(quán)利要求16、17或19所述的波導(dǎo)，其特征在于，不對稱由沿著波導(dǎo)的平滑漸變段產(chǎn)生。
23．如權(quán)利要求22所述的波導(dǎo)，其特征在于，平滑漸變段平行于反射邊部分地鑄造在波導(dǎo)的側(cè)面上。
全文摘要
一種與雙極化波導(dǎo)探測系統(tǒng)一起使用的波導(dǎo),它在所需的頻率范圍內(nèi)(10.7－12.75GHz),特別在頻段的邊緣部分,改善頻率響應(yīng)。這可以通過提供帶有旋轉(zhuǎn)器(14)的波導(dǎo)來實(shí)現(xiàn),該旋轉(zhuǎn)器包含有結(jié)合差分相移部分(36,38)的反射平面(30)。差分相移部分使波導(dǎo)具有輕微不對稱的交叉部分,這樣在這部分傳輸?shù)恼恍盘柧途哂胁煌慕刂共ㄩL。這就形成了一個旋轉(zhuǎn)器,它能在頻率范圍內(nèi)使波導(dǎo)接收的信號的兩個分量之間具有180度的相移。反射平面和差分相移部分具有互補(bǔ)的頻率特性,所以旋轉(zhuǎn)器合成的相移特性就具有平穩(wěn)的頻率特性。
文檔編號H01P1/16GK1232577SQ9719850
公開日1999年10月20日 申請日期1997年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月9日
發(fā)明者安德魯·帕特里克·貝爾德 申請人:劍橋工業(yè)有限公司