專利名稱：圓形極化無輻射介質波導的制作方法
技術領域：
無輻射介質波導因其具有低損耗率和無輻射的特性，被公認為一種有效的毫米波集成電路。
背景技術：
無輻射介質波導是一種結構，其中平行的導電板彼此單獨排列，其間的間隙等于或小于使用頻率波長的一半；其中在兩片平行導電板之間嵌入一個介質帶，其高度同兩片導電板之間的間隙相等，寬度固定。通常在自由空間里傳送的波是橢圓形極化波。例如，由于從傳送部傳送的垂直極化波或水平極化波在自由空間傳送時有可能變形，接收部便可能無法接收到要求的極化波。因此，所需的信號可能無法得到或者常常在接收部受干擾。況且使用毫米波范圍的要求在迅速增加。目前在相似頻率波段很有可能出現波干擾。
發明內容
本發明具有一個圓形極化波發生器，其可將無輻射介質波導上的入射LSM型波轉換成圓形極化波，包括一個TE模式抑制器5，一個LSE模式抑制器6和一個TE-LSM模式轉換器7。本發明以圓形或橢圓行極化波的方式傳送波，旨在提高波的傳送效率。
本發明的另一目的是防止或者降低在自由空間里傳送垂直或水平極化波過程中，由極化波變形引起的相似頻帶內的波干擾。
本發明包括一個桿狀天線3，其將LSM型波傳送入一個無輻射介質波導；一個TE模式抑制器7，其傳輸所有的LSM型波入射到桿狀天線3并將來自TE-LSM模式抑制器7的TE模反射波傳回該TE-LSE模式抑制器6；一個LSE模抑制器7，用于抑制TE-LSE模式抑制器前面和后面可能出現的多余的LSE型；一個絕緣傳送線4，用于通過電磁波。LSM型波經桿狀天線3傳送到無輻射介質波導。所有的入射LSM型波穿過TE模抑制器5。然后，LSM型波被TE-LSM模式轉換器7分成LSM型和TE型。通過使這兩種型波具有相同的幅度和π/2奇數倍的相位差，產生圓形極化波成為可能。
從TE-LSM模式轉換器7產生的TE型反射波被設計成通過TE模抑制器6重新回到TE-LSM模式轉換器7。LSE模式抑制器6安裝在TE-LSM模轉換器的前部和后部，用來抑制在轉換過程中可能產生的SE型波。
本發明最重要的部分是TE模抑制器5和TE-LSM模轉換器之間的間隔。換而言之，絕緣傳送線4和LSE模抑制器6的總長度L2+L3必須是TE型波λ/4的奇數倍。同時，必須確定從TE-LSM模轉換器7到輸出L5+L6天線3的間隙，以便使TE型波和LSM型波之間的相差為π/2奇數倍。TE模抑制器5和TE-LSM模式轉換器7間的間距是33.69mm，即λ/4的35倍，TE-LSM模轉換器7到天線3的間距為31.54mm，以使相差變成λ/2的19倍。
圖1為圓形極化波發生器透視圖，其將入射LSM型波轉換成圓形極化波并反射轉換后的波。
圖2為圓形極化波發生器頂視圖，其將入射LSM型波轉換成圓形極化波并反射轉換后的波。
圖3為用于無輻射介質波導內抑制TE型波的TE模式抑制器前視圖，圖4為在無輻射介質波導內將TE型轉換成LSM型的TE-LSM模式轉換器的前視圖。
圖5為用于在無輻射介質波導內抑制LSE型波的LSE模式抑制器透視圖。
圖6本發明TE模式抑制器傳輸特性曲線圖，由網絡分析器測量。
圖7是本發明中TE-LSM模式轉換器傳輸和反射特性曲線圖，由網絡分析器測量。
圖表重要部分代碼說明1上層導電板；2下層導電板；3桿狀天線；4絕緣傳輸線；5TE模式抑制器；6LSE模式抑制器；7TE-LSM模式轉換器；8，10介質襯墊；9，11，13薄金屬(銅)膜層；12薄特氟綸。
發明最佳實施方案本發明的實施方案將參照附圖予以詳細說明。
圖3所示的TE模式抑制器5表示當實現TE模式抑制器5時的最佳傳輸損耗結果，包括一個介質襯墊8，其電容率為2.6，厚度為0.3mm；介質襯墊上的薄金屬膜層，其中每個薄金屬膜層的寬度W1為0.2mm，薄金屬膜層9的間隙W2是0.3mm。
當介質襯墊10的電容率為2.56，厚度為0.33mm，介質襯墊10上薄金屬膜層11寬度W3為0.2mm，薄金屬膜層11彎曲部分的間隙W4是0.2mm時，圖4所示的TE-LSM模式轉換器的傳輸損耗很小。圖5中，LSE模式抑制器6在其兩邊有薄特氟綸12和一個寬度W5、W6為K/4的嵌在薄特氟綸12之間的扼流過濾器。
圖6由網絡分析器測出，說明在TE模式抑制器5上的薄金屬膜層的寬度W1為0.2mm，薄金屬膜層之間的間隙為0.3mm時，TE模式抑制器5的傳輸特點。其表示傳輸損耗通常在55GHZ-65GHZ的低范圍內。
圖7由網絡分析器測出，表示當TE模式抑制器5和LSE模式抑制器6按圖1排列且TE-LSM模式轉換器7嵌在LSE模式抑制器6之間時的TE-LSM模式轉換器7的傳輸特點和反射特點。
本發明的上述事實方案和優點僅僅是示范性的，不可解釋成對本發明的限制。本方法可用于其它類型的設備。本發明的說明旨在闡述，并不對權利要求做出限定。針對方案的選擇，改進，變更對于業內專家是顯而易見的。權利要求意在覆蓋其中描述列舉功能的結構，不僅覆蓋結構上的等同物，而且覆蓋等同的結構。
工業實用性本發明中，TE模轉換器7將無輻射介質波導上的入射LSM型波分離成LSM型和TE型，被分離的兩種型波具有相同的幅度，相差為π/2的奇數倍。結果，波便有可能以圓形極化波的或者以橢圓形極化波的方式傳輸。因此，本發明提高了波在自由空間的傳輸效率。此外，在垂直/水平極化波在自由空間里傳播過程中，本發明中的極化波抑制變形效果使得接收部分能夠接收到理想的極化波。
同時，圓形極化波或者橢圓形極化波可被用于降低相同頻帶內的波的干擾。
權利要求
1.一個用于無輻射介質波導的圓形極化波發生器，其將無輻射介質波導上的入射LSM型波轉換成圓形極化波。包括一個桿狀天線，其將LSM型波傳輸至無輻射介質波導；一個TE模式抑制器，使所有的桿狀天線上的入射LSM型波傳輸并將來自TE-LSM模抑制器的TE模反射波返回到TE-LSM模抑制器；一個絕緣傳輸線路和一個LSE模式抑制器，其使TE模式抑制器和TE-SLM模抑制器的間隙為TE型波λ/4的奇數倍并同時傳輸TE型波；和一個LSE模式抑制器，其用來抑制可能在TE-LSM模抑制器前部和后部產生的多余的LSE型波。
2.用于權利要求1的無輻射介質波導的圓形極化波發生器；其中絕緣傳輸線和LSE模式抑制器的總長度為TE型波λ/4的奇數倍；至輸出天線的TE-LSM模式轉換器的長度是TE型波和TSM型波的相差可能是λ/2的奇數倍，從而TE模反射波通過TE-LSM模式轉換器被傳輸回，便生成圓形極化波或者橢圓形波。
全文摘要
本發明涉及在無輻射介質波導內將入射LSM型波轉換為圓形極化波。LSM型波進入桿狀天線(3)，通過TE模式抑制器(5)，TE模式抑制器抑制TE型波成分并僅傳輸LSM波，然后，LSM波經過絕緣線路(4)到達LSE模式抑制器(6)。TE－LSM模式轉換器將LSM型波分成LSM型和TE型。按照本發明，以一定的間隙安裝TE模式抑制器(5)和TE－LSM模抑制器(7)便可生成圓形極化波，從而能使TE型波和LSM型波具有相同幅度，相差為π/2的奇數倍。
文檔編號H01P3/08GK1491454SQ02805000
公開日2004年4月21日 申請日期2002年1月26日 優先權日2001年2月20日
發明者申千雨 申請人:Nrd技術有限公司, 申千雨