一種一體化極化復用雙工組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子通訊技術領域，特別是涉及一種一體化極化復用雙工組件，用于實現通信設備的極化復用。
【背景技術】
[0002]人們對通信速率以及通信設備的可靠性要求越來越高，解決通信速率最有效的辦法是增加信道數量，但是在電磁頻譜日益擁擠的今天，簡單的通過增加帶寬顯然不現實，于是極化復用便成為增加信道最有效的方法，通過交叉極化復用，可以使得通信速率增加一倍。目前各大通信設備制造商(包括愛立信、NEC、華為、中興等)都在開展相關方面的研制工作。
[0003]為了在通信設備中實現極化復用，就必須在波導射頻前端中用到OMT正交模耦合器和雙工器。
[0004]目前通用的做法是分別設計出OMT、雙工器。讓后將他們組裝在一起。這樣的好處是兩種器件分別設計，難度小，技術成熟，風險小，這兩種波導器件大部分的器件供應商都能提供。但是其缺點也十分明顯:1.兩種器件組合在一起，由于不可能理論上的完全匹配，必然會導致性能指標下降，回波變差，插損增加，從而影響收發機單元和天線的匹配，增加系統噪聲，降低發射總功率；2.兩種器件組合在一起，集成度不高，體積大，重量大；3.兩種器件分別采購組裝，成本高，兼容性低；4.器件在組裝時連接面處不可避免的存在縫隙，這些縫隙會帶來電磁泄漏，從而帶來電磁兼容問題；另外還會帶來防水和氣密問題，增加密封成本；5.器件數目的增加必然會導致系統的復雜性增加，整體可靠性降低，從而導致后期設備的維護成本增加。
[0005]為了克服上述問題，將OMT和雙工器這兩種器件集成為一個整體，作為系統的一個部件是一個有效的選擇。
[0006]但是將這兩種器件集成在一起，并且有較好的可制造性，滿足大規模生產的需求，一直是一個難題。之前人們已經做過很多的工作，比如2003年的美國專利Reflector/feedantenna with reflector mounted waveguide diplexer-OMT (專利號:US 20030184487Al)，在該專利中，OMT采用的是膜片結構的0ΜΤ，該中結構的OMT性能不可靠，另外它的雙工器也是不可調諧的，對加工精度要求極高；2007年Cross-Polar and Co-PolarTransceiver (專利號:US 20070296518 Al)的OMT采用的是用金屬桿代替金屬膜片的結構，雖然較之前有較大的改進但是人需要后期手工安裝，影響的性能，另外它采用很多的部件拼接而成，調諧螺釘也不在同一個平面上，因而成本很高，調試也不方便，不便于大規模的生產。這兩個專利中提出的產品都存在結構復雜，加工困難，僅僅是實現了集成的功能，從理論和實踐上證明了這種集成的技術可行性，但是他們所提出的產品形式都不能實現規模化生產，應用于實際的工程當中。這是由于一下兩個原因(I)傳統的OMT需要金屬膜片隔離交叉極化的電磁波，但膜片的加工的精度以及安裝的精度和可靠性很難保證，這就造成傳統OMT加工制造過程中必然有一定的不合格品。如果用傳統OMT集成雙工器，就會出現一旦OMT不合格，就會導致整個集成器件全部報廢，帶來較大經濟損失；(2)之前傳統方法將OMT和雙工器集成在一起，由于兩路電磁波信號極化互相垂直的緣故，雙工器的輸出端口和調諧螺釘必然不能在同一個面上，這就導致整個器件的零件較多，這樣不但生產成本高，且會導致性能下降，調諧螺釘不在同一個面上，會導致在生產調試時極為麻煩。
【發明內容】
[0007]本發明目的在于針對現有技術的缺陷提供一種結構緊湊，加工和調整方便，精度高，適合于大規模批量生產的一體化極化復用雙工組件。
[0008]本發明為實現上述目的，采用如下技術方案:
一種一體化極化復用雙工組件，包括正交模耦合器和兩個雙工器，所述兩個雙工器的輸入端分別與所述正交模耦合器的水平極化輸出端和垂直極化輸出端相連接，其特征在于:所述垂直極化輸出端或水平極化輸出端通過一個轉向結構轉向后，使得垂直極化端雙工器和水平極化端雙工器在同一個平面上。
[0009]一種實施方式:所述垂直極化輸出端通過一個轉向結構將垂直極化的電磁波就變為水平極化方式，使得垂直極化端雙工器的調諧螺釘和水平極化端雙工器的調諧螺釘在同一個面上。
[0010]其進一步特征在于:所述轉向結構為矩形波導，所述矩形波導長邊平行于正交模耦合器垂直極化輸出端，所述矩形波導短邊垂直于正交模耦合器垂直極化輸出端。
[0011]所述正交模耦合器采用縫隙耦合的方式實現極化分離。
[0012]進一步的:所述兩個雙工器的諧振腔分別設置在一塊整體模板兩側，即兩個雙工器由腔體和蓋板兩個部件組成。所述整體模板中部連接有正交模耦合器部件(nose頭)，所述正交模耦合器部件上具有波導腔體；所述正交模耦合器部件與整體模板相組合形成正交模親合器。
[0013]所述正交模耦合器和水平極化的雙工器之間采用一個E面的波導90度轉彎結構相連，所述正交模耦合器和垂直極化的雙工器采用一個H面的波導90度轉彎結構相連。
[0014]本發明中采用的新型正交模耦合器0MT，采用非膜片極化分離方式，完全克服了傳統正交模耦合器OMT中因為膜片導致加工生產困難的問題。
[0015]在垂直極化方向的采用一種全新的模式變化耦合方式，完全克服原來正交模耦合器OMT和雙工器結合時雙工器的輸出端口和調諧螺釘不能在同一個面上的問題，從而能從真正意義上實現集成波導前端。
[0016]本發明在結構只有三個部件組成，分別是nose頭，蓋板，腔體，具有體積小，重量輕，結構簡單，成本低，適于大規模的生產。在電性能上，由于一體化設計，避免了器件連接過程中的損耗問題，因而大大改善整個前端的插損，經計算集成波導前端比兩種器件分別設計，再連接的前端，插損改善0.4dB以上，這將大大提高通信系統的接收靈敏度和發射功率，從而提高系統的作用距離；另外可以通過雙工器的調諧作用補償加工誤差帶來的回波惡化，預計采用集成設計的波導前端相較于之前的做法，可以改善回波5dB以上，能改善收發機和天線之間的匹配問題，且能夠降低加工的精度要求，大大的縮減加工時間，降低加工的成本。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明電路原理圖。
[0018]圖2為本發明具體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示一種一體化極化復用雙工組件的電路原理圖。該雙工組件包括一個正交模耦合器OMT、兩個波導90度轉彎結構、一個極化轉換結構、兩個雙工器。正交模耦合器OMT公共口連接天線，天線接收的電磁波信號經過正交模耦合器0ΜΤ，分離為水平極化和垂直極化兩路信號。這兩路極化不同的信號分別被兩個波導雙工器濾波；其中垂直極化方向的波導雙工器的公共端采用了一種新型的模式變換耦合結構。
[0020]圖2是一體化極化復用雙工組件內部結構圖，正交模耦合器OMT沒有分離極化的膜片或者金屬桿結構，僅僅采用縫隙耦合的方式實現極化分離。采用該結構的正交模耦合器OMT由于沒有后期安裝膜片的需要，因而其結構精度完全由加工的精度決定，加工方便，成本低，可靠性高，更加容易集成。連接水平極化端雙工器4和連接垂直極化端雙工器5的公共端口采用了一種模式轉換的耦合方式，該結構將波導的TElO模轉換為THll模，經過該結構，垂直極化的電磁波就變為水平極化方式，這樣就能使得垂直極化端雙工器5的調諧螺釘和水平極化端雙工器4的調諧螺釘在同一個面上，這個對于方便生產而言非常重要。本實施例中，轉向結構為矩形波導6，所述矩形波導6長邊平行于正交模耦合器OMT垂直極化輸出端，所述矩形波導短邊垂直于正交模親合器OMT垂直極化輸出端。正交模親合器OMT和水平極化的雙工器之間采用一個波導E面90度轉彎結構相連，正交模耦合器OMT和垂直極化的雙工器之間采用一個H面的波導90度轉彎結構相連。
[0021]從圖2中可見該器件只有三個部件mose頭3、腔體2和蓋板I。兩個雙工器的諧振腔分別設置在一塊整體模板兩側，即兩個雙工器由腔體2和蓋板I兩個部件組成。所述整體模板中部連接有正交模耦合器部件(nose頭3)，所述正交模耦合器部件上具有波導腔體；所述正交模耦合器部件與整體模板相組合形成正交模耦合器。本發明結構器件少，結構簡單，成本低。該一體化極化復用雙工組件的外形尺寸為190 X 120 X 40mm，不到現在方法分別采購然后組裝產品體積的十分之一，而且電性能指標更加優良。
[0022]同樣的原理，也可以在所述水平極化輸出端通過一個轉向結構將水平極化的電磁波就變為垂直極化方式，使得垂直極化端雙工器和水平極化端雙工器在同一個平面上。
【主權項】
1.一種一體化極化復用雙工組件，包括正交模耦合器和兩個雙工器，所述兩個雙工器的輸入端分別與所述正交模耦合器的水平極化輸出端和垂直極化輸出端相連接，其特征在于:所述垂直極化輸出端或水平極化輸出端通過一個轉向結構轉向后，使得垂直極化端雙工器和水平極化端雙工器在同一個平面上。
2.根據權利要求1所述的一體化極化復用雙工組件，其特征在于:所述垂直極化輸出端通過一個轉向結構將垂直極化的電磁波就變為水平極化方式，使得垂直極化端雙工器的調諧螺釘和水平極化端雙工器的調諧螺釘在同一個面上。
3.根據權利要求2所述的一體化極化復用雙工組件，其特征在于:所述轉向結構為矩形波導，所述矩形波導長邊平行于正交模耦合器垂直極化輸出端，所述矩形波導短邊垂直于正交模親合器垂直極化輸出端。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一體化極化復用雙工組件，其特征在于:所述正交模耦合器采用縫隙耦合的方式實現極化分離。
5.根據權利要求4所述的一體化極化復用雙工組件，其特征在于:所述兩個雙工器的諧振腔分別設置在一塊整體模板兩側，所述整體模板中部連接有正交模耦合器部件，所述正交模耦合器部件上具有波導腔體；所述正交模耦合器部件與整體模板相組合形成正交模親合器。
6.根據權利要求5所述的一體化極化復用雙工組件，其特征在于:所述正交模耦合器和水平極化的雙工器之間采用一個E面的波導90度轉彎結構相連，所述正交模耦合器和垂直極化的雙工器采用一個H面的波導90度轉彎結構相連。
【專利摘要】本發明公布了一種一體化極化復用雙工組件，包括正交模耦合器和兩個雙工器，所述兩個雙工器的輸入端分別與所述正交模耦合器的水平極化輸出端和垂直極化輸出端相連接，其特征在于：所述垂直極化輸出端通過一個轉向結構將垂直極化的電磁波就變為水平極化方式，使得垂直極化端雙工器的調諧螺釘和水平極化端雙工器的調諧螺釘在同一個面上。本發明結構器件少，結構簡單，成本低，集成度高，可靠性好，更加容易加工；而且電性能指標更加優良。
【IPC分類】H01P1-161, H01P1-20
【公開號】CN104681898
【申請號】CN201510031684
【發明人】江順喜, 殷實, 林身平, 梁國春, 宋永民, 項顯, 莫艷紅
【申請人】江蘇貝孚德通訊科技股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月21日