正交模變換器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種正交模變換器，包括：方形波導（4）、T形波導（5）、矩形波導階梯（6）、第一分支矩形波導（8）、E平面彎波導（7）、以及第二分支矩形波導（9）。所述T形波導（5）一端連接到所述方形波導（4），另一端形成互相垂直的第一分支和第二分支。矩形波導階梯（6）連接到所述第一分支；第一分支矩形波導（8）連接到所述矩形波導階梯（6）。該變換器采用T形波導進行極化信號分離或匯合，然后分別通過矩形波導階梯組與90°E平面彎波導引出或引入，代替傳統的耦合窗口結構和膜片結構，降低了加工難度（特別是在E-band頻段），提高產品的良品率，加入波導階梯進行阻抗匹配，具有較大的帶寬，在E-band頻段帶寬內獲得良好的性能。
【專利說明】正交模變換器
【【技術領域】】
[0001]本實用新型涉及一種無源通信器件，更具體地，涉及一種正交模交換器。
【【背景技術】】
[0002]隨著移動寬帶的高速發展，網絡容量增長迅猛，微波通信系統已從傳統頻段微波(6-42GHZ)向更高頻段頻擴展。特別是E-Band波段(71-86GHZ)因其頻帶資源豐富、傳輸容量大、頻譜使用費低廉以及高頻窄波束適應密集部署等優勢，正被廣泛應用。
[0003]正交模變換器(0ΜΤ)，也稱極化分離器，是微波通信系統中一個重要的組成部分。工程中使用正交模轉換器來增加單個天線的通信能力，既可以通過在同一頻率下同時使用2個極化方式不同且相互隔離的信道，增加信道總量，解決頻率復用問題。
[0004]現有正交模變換器結構主要有以下兩種實現方式，分別為膜片分支OMT和錐變分支0ΜΤ，分別如圖1，圖2所示。方式一如圖1所示需要在公共波導中加入金屬膜片I來分離相互正交的極化信號，結構復雜，體積大。方式二如圖2所示，采用錐變式臺階2來分離相互正交的極化信號，結構緊湊，解決了方式一中膜片結構復雜及體積大的缺點。但是兩種方式都存在一個缺點，就是位于公共波導側面的矩形波導分支都需要通過耦合窗口 3來提取極化信號。該耦合窗口尺寸相對較小，特別是在E-Band頻段時，導致加工難度極大，成本較高。另外，以上兩種結構方式OMT帶寬較窄，無法滿足E-Band帶寬內性能的需求。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型旨在克服上述現`有技術的缺陷，降低正交模變換器的加工難度。
[0006]為此，本實用新型提供一種正交模變換器，包括:方形波導、T形波導、矩形波導階梯、第一分支矩形波導、E平面彎波導、以及第二分支矩形波導。所述T形波導一端連接到所述方形波導，另一端形成互相垂直的第一分支和第二分支。矩形波導階梯連接到所述第一分支的，第一分支矩形波導連接到所述矩形波導階梯。E平面彎波導連接到所述第二分支，第二分支矩形波導連接到所述E平面彎波導。
[0007]作為一種改進方案，所述方形波導、所述T形波導的第一分支、所述矩形波導階梯、所述第一分支矩形波導呈直線排列。
[0008]作為一種改進方案，所述T形波導的第二分支的中心線與所述方形波導的中心線垂直并相交。
[0009]作為一種改進方案，所述方形波導、T形波導、矩形波導階梯、第一分支矩形波導、E平面彎波導、第二分支矩形波導位于共同平面。
[0010]作為一種改進方案，所述T形波導包括互相垂直的第一矩形波導組合和第二矩形波導組合，所述第一矩形波導組合形成所述第一分支，第二矩形波導組合形成所述第二分支。
[0011]作為一種改進方案，所述第一矩形波導組合包括邊長逐漸變化的至少兩個階梯，所述第二矩形波導組合包括邊長逐漸變化的至少兩個階梯。[0012]作為一種改進方案，所述方形波導作為公共波導用于接收互相垂直的第一路極化信號和第二路極化信號，所述矩形波導階梯用于傳播所述第一路極化信號并截止所述第二路極化信號，所述E平面彎波導用于傳播所述第二路極化信號并截止所述第一路極化信號。
[0013]作為一種改進方案，所述方形波導包括四個波導階梯。
[0014]作為一種改進方案，所述正交模變換器包括第一外殼分體和第二外殼分體；所述方形波導、T形波導、矩形波導階梯、第一分支矩形波導、E平面彎波導、第二分支矩形波導安裝到所述第一外殼分體和第二外殼分體形成的空腔。
[0015]作為一種改進方案，所述第一外殼分體和第二外殼分體的接合面形成凹凸卡結構。
[0016]本實用新型采用T形波導進行極化信號分離或匯合，然后分別通過矩形波導階梯組與90° E平面彎波導引出或引入，代替傳統的耦合窗口結構和膜片結構，減少小尺寸結構，大大降低了加工難度(特別是在E-band頻段)，提高產品的良品率，同時通過加入波導階梯進行阻抗匹配，具有較大的帶寬，能滿足E-band頻段帶寬內獲得良好的性能。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0017]圖1是一種已知正交模變換器的結構示意圖；
[0018]圖2是一種已知正交模變換器的結構示意圖；
[0019]圖3是本實用新型的一種E-band波段的正交模變換器的透視圖；
[0020]圖4是圖3所示正交模變換器使用的T形波導組結構示意圖；
[0021]圖5是圖3所示正交模變換器使用的組裝結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0022]下面將結合具體的實施例對本實用新型進行說明。
[0023]如圖3所示，本實施例提供的正交模變換器為一種具有空腔結構的無源器件，包括一個方形波導4，T形波導5，矩形波導階梯6，90度E面彎波導7，直臂分支矩形波導8(第一分支矩形波導)，側臂分支矩形波導9 (第二分支矩形波導)。
[0024]所述方形波導4作為公共波導，傳輸兩路極化相互垂直的信號A和B。方形波導4一端與雙極化天線連接，另一端與所述T形波導5連接。所述方形波導4由至少一級方形波導階梯，其作用是作為一段變換段實現阻抗匹配。方形波導4的臺階數根據正交模變換器的電性能要求而定。作為一種優選方案，本實施例采用如圖3所示4級方形波導階梯401、402,403,404共同構成方形波導。
[0025]所述T形波導5 —端連接方形波導4，另一端形成互相垂直的第一分支和第二分支，用于分別連接矩形波導階梯6和90度E面彎波導7，以分別引出或引入兩路極化信號A和B。即，通過矩形波導階梯6傳播極化信號A，E面彎波導7傳播計劃信號B。
[0026]所述T形波導5由至少一級T形波導成，其臺階數根據正交模變換器的電性能要求而定。作為一種優選方案，本實施例采用如圖4所示3級T形波導501、502、503共同構成階梯方波導組。
[0027]如圖4所示，所述T形波導501、502、503可以看成由兩個相互垂直的矩形波導組合(即，第一矩形波導組合、第二矩形波導組合)而成的異形截面波導。根據矩形波導傳輸的原理，只需保證上述兩個矩形波導的窄邊長度小于極化信號最小傳輸波長的一半，則當極化方向垂直于上述窄邊的信號將在該矩形波導處截止。而極化方向平行于上述窄邊的信號將在該矩形波導處傳輸。同時，如圖4所示，作為一種優選方案，上述T形波導501、502、503尺寸呈階梯變化的，并且邊長長度501a>502a>503a，501b〈502b〈503b。其作用是通過階梯實現阻抗匹配，拓展正交模變換器的帶寬，提高正交模變換器的回撥損耗和隔離度。
[0028]如圖3所示，所述直臂分支矩形波導8可以看出正交模變換器的一路極化信號端口，通過至矩形波導階梯6與T形波導5連接，引入或引出第一種極化信號A。第二種極化信號B在本矩形波導階梯6處截止，無法通過。
[0029]所述矩形波導階梯6由至少一級矩形波導組成，其作用是作為一段變換段實現阻抗匹配。矩形波導階梯6的臺階數根據正交模變換器的電性能要求而定。作為一種優選方案，本實施例采用如圖3所示2級T形波導601、602共同構成矩形波導階梯6。
[0030]如圖3所示，所述側臂分支矩形波導9可以看成正交模變換器的另一路極化信號端口，通過一個90度E平面彎波導7與T形波導5連接，引入或引出另外第二種極化信號B，第一種極化信號A在本90度E平面彎波導7處截止，無法通過。
[0031]如圖5所示，本實用新型提供的正交模變換器被剖開成上下對稱的兩塊波導腔體分體11、12進行分體加工。并對腔體直角邊例如直角邊15進行導圓弧處理，這樣做降低了加工難度，保證加工精度。同時，分體11和12上增加了凹凸卡槽結構15、16進行限位，還有螺釘螺孔18等進行限位，保證上下兩塊波導腔體裝配精度，保證產品性能的穩定性，有利于產品的批量生產。
[0032]本實施例中，所述方形波導4、所述T形波導5的第一分支、所述矩形波導階梯6、所述第一分支矩形波導8呈直線排列。所述T形波導5的第二分支的中心線與所述方形波導4的中心線垂直并相交。所述方形波導4、T形波導5、矩形波導階梯6、第一分支矩形波導8、E平面彎波導7、第二分支矩形波導9位于共同平面。所述T形波導5包括互相垂直的第一矩形波導組合和第二矩形波導組合，所述第一矩形波導組合形成所述第一分支，第二矩形波導組合形成所述第二分支。
[0033]綜上所述，本實用新型提出的一種適用于E-band頻段正交模變換器，采用方形波導作為公共波導，采用的T形波導進行極化信號分離或匯合，然后分別通過矩形波導階梯與90° E平面彎波導引出或引入，代替傳統的耦合窗口結構和膜片結構，減少小尺寸結構，大大降低了加工難度，提高產品的良品率，同時通過加入波導階梯的匹配方式，具有較大的帶寬，能滿足E-band頻段帶寬的良好的性能。
[0034]對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種正交模變換器，其特征在于，包括: 方形波導(4)； T形波導(5)，所述T形波導(5)—端連接到所述方形波導(4)，另一端形成互相垂直的第一分支和第二分支； 連接到所述第一分支的矩形波導階梯(6)； 連接到所述矩形波導階梯(6)的第一分支矩形波導(8)； 連接到所述第二分支的E平面彎波導(7)； 連接到所述E平面彎波導(7)的第二分支矩形波導(9)。
2.如權利要求1所述的正交模變換器，其特征在于，所述方形波導(4)、所述T形波導(5)的第一分支、所述矩形波導階梯(6)、所述第一分支矩形波導(8)呈直線排列。
3.如權利要求1所述的正交模變換器，其特征在于，所述T形波導(5)的第二分支的中心線與所述方形波導(4)的中心線垂直并相交。
4.如權利要求1所述的正交模變換器，其特征在于，所述方形波導(4)、T形波導(5)、矩形波導階梯(6)、第一分支矩形波導(8)、E平面彎波導(7)、第二分支矩形波導(9)位于共同平面。
5.如權利要求1所述的正交模變換器，其特征在于，所述T形波導(5)包括互相垂直的第一矩形波導組合和第二矩形波導組合，所述第一矩形波導組合形成所述第一分支，第二矩形波導組合形成所述第二分支。
6.如權利要求5所述的正交模變換器，其特征在于，所述第一矩形波導組合包括邊長逐漸變化的至少兩個階梯，所述第二矩形波導組合包括邊長逐漸變化的至少兩個階梯。
7.如權利要求1所述的正交模變換器，其特征在于，所述方形波導(4)作為公共波導用于接收互相垂直的第一路極化信號(A)和第二路極化信號(B)，所述矩形波導階梯(6)用于傳播所述第一路極化信號(A)并截止所述第二路極化信號(B)，所述E平面彎波導(7)用于傳播所述第二路極化信號(B)并截止所述第一路極化信號(A)。
8.如權利要求1所述的正交模變換器，其特征在于，所述方形波導(4)包括至少兩個波導階梯(401、402、403、404)。
9.如權利要求1至8中任意一項所述的正交模變換器，其特征在于: 所述正交模變換器包括第一外殼分體(11)和第二外殼分體(12)； 所述方形波導(4)、T形波導(5)、矩形波導階梯(6)、第一分支矩形波導(8)、E平面彎波導(7)、第二分支矩形波導(9)安裝到所述第一外殼分體(11)和第二外殼分體(12)形成的空腔。
10.如權利要求9所述的正交模變換器,其特征在于,所述第一外殼分體(11)和第二外殼分體(12)的接合面形成凹凸卡結構(15、16)。
【文檔編號】H01P1/161GK203674349SQ201320725641
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】鄧澤陽, 王毅 申請人:深圳國人通信股份有限公司