專利名稱：一種用于天饋線系統(tǒng)的波導正交模變換器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種波導正交模變換器，特別是一種用于天饋線系統(tǒng)的波導正交模變換器。
背景技術(shù)：
正交模變換器是一種廣泛應用于天線及饋線系統(tǒng)的波導元件。特別是在大容量通信系統(tǒng)中，可解決頻率復用問題。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。在國際上，正交模變換器有多種實現(xiàn)方案。其中膜片/分支型正交模變換器，也稱窄帶II型，是一種常用的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的特點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)都采用對稱耦合窗口，此種類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。
實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種用于天饋線系統(tǒng)的波導正交模變換器，解決傳統(tǒng)正交模變換器端口阻抗匹配不夠理想的問題。一種用于天饋線系統(tǒng)的波導正交模變換器，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:非對稱耦合窗和三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)。波導正交模變換器所有組成的材料均為金屬。主臂為方型波導結(jié)構(gòu)，耦合分支A和耦合分支B均為標準矩形波導結(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。膜片長度小于等于主臂長度一半。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。非對稱稱合窗口為一矩形窗口，置于稱合分支B與主臂相連的部位,其中心置于耦合分支B中心遠離阻抗變換器方向0.05個中心工作波長以上。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個中心工作波長，底邊寬度小于等于耦合分支B的長邊寬度，三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)置于非對稱耦合窗口的上方。三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)與主臂粘接固定。工作時，正交模變換器主臂上饋入的信號含TEltl和TEtll兩個正交模式。膜片用來確保只有主臂內(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結(jié)構(gòu)的耦合分支A和具有正方形波導結(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渡結(jié)構(gòu)。耦合分支B的矩形波導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)和非對稱耦合窗兩個結(jié)構(gòu)。其中三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)置于非對稱耦合窗口的上方。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)和非對稱耦合窗口的引入，使得耦合分支B與主臂之間的反射被明顯降低，有效地改進了正交模變換器的端口駐波性能，并同時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)諧螺釘用來對該分支上的駐波進行進一步微調(diào)。三角形尖劈凸起和非對稱耦合窗的引入，有效改善了耦合分支B與主臂之間的反射系數(shù)，提高了信號的通過性；同時保持了兩耦合分支之間有較高的隔離度，有效避免了兩個耦合分支間信號的串擾，從而改善了正交模變換器的整體性能。本實用新型通過非對稱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)，提高了信號的通過性；同時保持了兩耦合分支之間有較高的隔離度，有效避免了兩個耦合分支間信號的串擾，從而改善了正交模變換器的整體性能。本裝置提出非對稱耦合窗，原有膜片/分支型正交模變換器的設計方案不包含本實用新型中的非對稱耦合窗。原有的耦合窗中心都位于耦合分支B矩形波導的中心位置，屬于對稱型的耦合窗。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。雖然原有設計同樣有調(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)。非對稱耦合窗也改善了耦合分支B與主臂之間的反射。在非對稱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)的引入在有效改進耦合分支B和主臂之間反射的同時，還不會破壞耦合分支A和主臂之間傳輸路徑，并且對隔離度也有改善效果。傳統(tǒng)凸起結(jié)構(gòu)為平臺形狀凸起結(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)的波導正交模變換器的立體圖；圖2 —種用于天饋線系統(tǒng)的波導正交模變換器的剖視圖。1.阻抗變換器 2.主臂 3.稱合分支A 4.稱合分支B 5.非對稱稱合窗6.三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu) 7.膜片 8.調(diào)諧螺釘。
具體實施方式
一種用于天饋線系統(tǒng)的波導正交模變換器，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:非對稱耦合窗5和三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6。波導正交模變換器所有組成的材料均為金屬。主臂2為方型波導結(jié)構(gòu)，耦合分支A3和耦合分支B4均為標準矩形波導結(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長度小于等于主臂2長度一半。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]非對稱稱合窗5 口為一矩形窗口，置于稱合分支B4與主臂2相連的部位,其中心置于耦合分支B4中心遠離阻抗變換器I方向0.05個中心工作波長以上。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個中心工作波長，底邊寬度小于等于耦合分支B4的長邊寬度，三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6置于非對稱耦合窗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，正交模變換器主臂2上饋入的信號含TElO和TEOl兩個正交模式。膜片7用來確保只有主臂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結(jié)構(gòu)的耦合分支A3和具有正方形波導結(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采用階梯形過渡結(jié)構(gòu)。耦合分支B4的矩形波導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和非對稱耦合窗5兩個結(jié)構(gòu)。其中三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6置于非對稱稱合窗5 口的上方。稱合窗口中心偏離了稱合分支B4的中心軸線。由于三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)6和非對稱耦合窗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，有效地改進了正交模變換器的端口駐波性能，并同時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用來對該分支上的駐波進行進一步微調(diào)。三角形尖劈凸起和非對稱耦合窗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)，提高了信號的通過性；同時保持了兩耦合分支之間有較高的隔離度，有效避免了兩個耦合分支間信號的串擾，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:非對稱耦合窗(5)和三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6); 波導正交模變換器所有組成的材料均為金屬；主臂(2)為方型波導結(jié)構(gòu)，耦合分支A(3)和耦合分支B (4)均為標準矩形波導結(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)長度小于等于主臂(2)長度一半；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； 非對稱稱合窗(5) 口為一矩形窗口，置于稱合分支B (4)與主臂(2)相連的部位,其中心置于耦合分支B (4)中心遠離阻抗變換器(I)方向0.05個中心工作波長以上； 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個中心工作波長，底邊寬度小于等于耦合分支B (4)的長邊寬度，三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)置于非對稱耦合窗(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，正交模變換器主臂(2)上饋入的信號含TElO和TEOl兩個正交模式；膜片(7)用來確保只有主臂(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結(jié)構(gòu)的耦合分支A (3)和具有正方形波導結(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)采用階梯形過渡結(jié)構(gòu)；耦合分支B (4)的矩形波導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)和非對稱耦合窗(5)兩個結(jié)構(gòu)；其中三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)置于非對稱稱合窗(5) 口的上方；稱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)和非對稱耦合窗(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，有效地改進了正交模變換器的端口駐波性能，并同時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)用來對該分支上的駐波進行進一步微調(diào)；三角形尖劈凸起和非對稱耦合窗(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)，提高了信號的通過性；同時保持了兩耦合分支之間有較高的隔離度，有效避免了兩個耦合分支間信號的串擾，從而改善了正交模變換器的整體性能。
專利摘要本實用新型公開了一種用于天饋線系統(tǒng)的波導正交模變換器，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)，還包括非對稱耦合窗(5)和三角形尖劈凸起結(jié)構(gòu)(6)。本實用新型通過非對稱耦合窗(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)，提高了信號的通過性；同時保持了耦合分支A(3)和耦合分支B(4)之間有較高的隔離度，有效避免了兩個耦合分支間信號的串擾，從而改善了正交模變換器的整體性能。
文檔編號H01P1/161GK203026625SQ201220695940
公開日2013年6月26日 申請日期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 申請人:中國航天科工集團第二研究院二〇三所