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      偏振器和操作偏振器的方法

      文檔序號:9383286閱讀:674來源:國知局
      偏振器和操作偏振器的方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及偏振器,具體涉及一般稱為“隔板偏振器”的特定類型的偏振器,其中三角形形狀的金屬元件用于在圓偏振和線偏振信號/能量之間轉(zhuǎn)換。
      【背景技術(shù)】
      [0002]隔膜偏振器可見于KR20100131147。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003]本發(fā)明涉及對隔板偏振器的改進,其中可以改變偏振元件,使得接收機/發(fā)射機可保持在相同位置,但互換偏振。
      [0004]在第一方面中,本發(fā)明涉及一種偏振器,包括至少一個中央波導以及通向所述中央波導的第一波導和第二波導,其中:
      [0005]所述第一和第二波導通向所述中央波導之一,所述第一波導和第二波導在延伸穿過一個中央波導并包括所述中央波導縱軸的平面的不同側(cè)通向所述一個中央波導開口,
      [0006]每個中央波導具有開口,并且其中包括沿所述縱軸在所述平面內(nèi)延伸的偏振元件,所述偏振元件是導電元件,并且當所述導電元件投影在所述平面上時,所述導電元件在所述縱軸的一側(cè)上具有第一面積并且在所述縱軸相對的另一側(cè)上具有比所述第一區(qū)域小的第二區(qū)域,
      [0007]所述偏振器配置為在兩個狀態(tài)之間變化,其中:
      [0008]在第一狀態(tài)中,所述第一和第二波導開口所通向的實際中央波導的偏振元件在具有第一區(qū)域的所述平面內(nèi)延伸,所述第一區(qū)域位于所述實際波導縱軸的第一側(cè)上所述平面的第一部分中;以及
      [0009]在第二狀態(tài)中,所述第一和第二波導所通向的實際中央波導的偏振元件在具有第一區(qū)域的所述平面內(nèi)延伸,所述第一區(qū)域位于所述實際中央波導縱軸與第一側(cè)相對的第二側(cè)上所述平面的第二部分中。
      [0010]在該上下文中,偏振器是適用于改變接收或發(fā)射的輻射或信號的偏振的元件。該偏振器配置為在線偏振和圓偏振信號之間進行轉(zhuǎn)換,同時控制或引導波導內(nèi)的信號。
      [0011 ] 存在多個中央波導。其數(shù)量可以是1、2、3、4、5、6或更多。在優(yōu)選實施例中,使用單個中央波導。在另一個實施例中,使用兩個中央波導,但可以在需要時使用更多中央波導。
      [0012]第一和第二波導通向中央波導開口,使得信號可從中央波導流向第一和第二波導,或者反之亦然。在一個實施例中,將一個或多個波導形成配置為分別引導第一、第二波導和中央波導之間的信號。
      [0013]第一和第二波導可以是用于引導信號的中空波導,或者可以是其他類型的信號引導,例如同軸線纜,同軸線纜具有延伸入中央波導中的一個或多個導體,以將信號從其導出并沿波導引導。
      [0014]第一和第二波導通向一個中央波導中。任意附加的中央波導不起作用,盡管它們可執(zhí)行接收、轉(zhuǎn)換和輸出信號的功能。
      [0015]第一波導和第二波導在延伸穿過一個中央波導并包括所述中央波導縱軸的平面的不同側(cè)通向所述一個中央波導??v軸可以是中央波導的中心軸和/或?qū)ΨQ軸。一般地,波導可具有任何形狀,但矩形/正方形、圓形/橢圓形更佳。
      [0016]當偏振元件是導電元件(優(yōu)選金屬),并且所述導電元件投影在所述平面上時在所述縱軸的一側(cè)上具有第一區(qū)域并且在所述縱軸相對的另一側(cè)上具有比所述第一區(qū)域小的第二區(qū)域時,所述偏振元件可實現(xiàn)隔板偏振器中的所謂隔板的功能,從而將中央波導中朝著偏振元件傳播的圓偏振信號將轉(zhuǎn)換為通常只在偏振元件的一側(cè)上傳播的線偏振信號。這樣,信號可被引導到第一和第二波導中的一個。右旋和左旋偏振信號將被引導到偏振元件的兩個相對側(cè)。本質(zhì)上,可以將信號方向反轉(zhuǎn),從而獲得偏振元件的相反操作。
      [0017]本質(zhì)上,第一和第二的功能區(qū)域或者偏振元件對應(yīng)部分的功能由這些區(qū)域自身以及形成第一和第二區(qū)域的偏振元件部分的形狀來確定。如下文進一步描述,偏振元件優(yōu)選為大致三角形形狀,因而其在平面上的投影也大致為三角形形狀,但是其他變化也可以。US4395685描述了形成隔板功能的偏振元件的多個形狀,包括與單個三角形形狀明顯不同的形狀。
      [0018]在這方面,第一和第二區(qū)域通常是由偏振元件的投影輪廓線和縱軸限定的區(qū)域。
      [0019]在相對于偏振元件遠離中央波導開口的縱向位置上,輪廓線/區(qū)域或者偏振元件可分隔為投影時偏振元件在平面中延伸或延展中央波導寬度的至少50% (例如至少75%、至少90%)的位置。在一些情形中,偏振元件可固定在中央波導上,從而系扣/固定位置上的偏振元件的邊界可限定在多個位置。
      [0020]優(yōu)選地,第一區(qū)域為是第二區(qū)域的至少110%、例如至少120%、至少130%、至少150 %、至少 160 %、至少 175%。
      [0021]優(yōu)選地,第一區(qū)域和/或形成第一區(qū)域的偏振元件的部分比第二區(qū)域和/或形成第二區(qū)域的偏振元件的部分在縱向上更多地向開口延伸。相比第二區(qū)域最靠近的開口的點,第一區(qū)域可以在縱向上再延伸從開口到第一區(qū)域最靠近開口的點之間的距離的至少1%,例如至少2%、至少5%、至少10%。
      [0022]在一個實施例中,包括或包含形成或生成第一區(qū)域的偏振元件的部分優(yōu)選大致為三角形,例如以下所描述的形狀或結(jié)構(gòu)。偏振元件的另一部分可具有另一種形狀,例如沿縱軸延伸的大致細長或三角形形狀。每個中央波導具有開口,開口優(yōu)選地配置為接收和/或發(fā)射電磁能量。如果需要,該波導可附接或連接到其他波導或天線結(jié)構(gòu),例如拋物線型反射器。
      [0023]所述平面包括縱軸,并且如果波導具有對稱的橫截面,該平面優(yōu)選是波導的對稱面。
      [0024]本質(zhì)上,可以替代地通過沿另一方向轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的其他部分來獲得沿一個方向轉(zhuǎn)動一個元件的結(jié)果。在當前上下文中,使用相同平面來確定第一和第二狀態(tài)。因而,所述平面將保持與偏振元件和/或中央波導的轉(zhuǎn)動/平移的獨立。例如,可以在第一狀態(tài)中確定平面并在第二狀態(tài)中使用。通常來說,實際中央波導的縱軸在兩個狀態(tài)中相同,即使使用多個中央波導也是這樣。
      [0025]偏振元件投影在平面上時具有請求保護的特征,一般可以是具有兩個平行邊的扁平單元。備選地,偏振元件可具有非扁平的形狀,例如錐形形狀,優(yōu)選在偏振元件最靠近開口的第一部分具有較尖部分,在背部具有較厚部分。在這種情形中,在中央波導中從開口向偏振元件傳播并通過偏振元件的信號在沿偏振元件從第一部分向背部傳播時,將經(jīng)受越來越大的偏振元件厚度。
      [0026]偏振器配置為在兩個狀態(tài)之間變化??梢杂枚鄠€方式來實現(xiàn)這種變化,如下文所述。
      [0027]一般來說,所述平面包括縱軸,所述縱軸將平面分為位于其一側(cè)的第一部分和位于其另一側(cè)的第二部分。
      [0028]偏振元件位于所述平面上,從而縱軸在偏振元件的至少一部分內(nèi)延伸。然后,根據(jù)信號的偏置方向,偏振元件的操作是將(從開口)接收的圓偏振信號(直接導引向偏振元件的一側(cè),從而第一和第二波導將分別從平面的一側(cè)通向中央波導開口,使得第一和第二波導之一可以從偏振元件和平面的一側(cè)接收能量,而第一和第二波導的另一個從偏振元件
      /平面的另一側(cè)接收能量。
      [0029]第一和第二波導可以通向中央波導的側(cè)面或其底部。
      [0030]通過查看左旋圓偏振信號從實際中央波導的開口向其中偏振元件傳播時的操作,可以示出兩個狀態(tài)的全部操作。在第一狀態(tài)中,第一區(qū)域在平面的第一部分中;但在第二狀態(tài)中,第一區(qū)域在平面的第二部分中。因此,偏振元件的形狀在這兩個狀態(tài)中改變,使得所得到的線偏振信號在一個狀態(tài)中在偏振元件的一側(cè)生成,并且在另一個狀態(tài)中在另一側(cè)生成。對于中央波導中從開口向偏振元件傳播的右旋圓偏振信號來說,情況相同(但相反)。此外,這兩個
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