专利名称：宽带－偏振滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及到用于在波导管中通过的正交偏振高频波的分离/组合，将这些高频波可以使用在极大的带宽上。
对于正交偏振信号的组合和分离已知各种实施形式。关于这种偏振滤波器或者组合器结构形式的概况叙述在“天线供应系统的波导部件理论和CAD”中，Artech出版社，1993，377页。
因为偏振滤波器和偏振组合器的区别不是在其结构形式上，而是只在电磁波通过的方向上，下面将概念“偏振滤波器”使用在两个方面。
如果在共同的连接波导管上安装只有基波波型H10和H01有传播能力的偏振滤波器，得到简单的结构形式。这种限制将这种结构形式的有用频带限制在大约25％上。
带宽大于30％的偏振滤波器要求复杂的结构，在其中由于分向滤波器分支范围的对称性抑制了在连接波导管中可以传播的比较高的波型的耦合。在上述文献397页中是构成了具有这种对称结构的偏振滤波器，这个有一个入口部分，在其中相互正交的偏振波型是可以传播的，有两个在入口部分的延长部分上延伸的通过间隔分开的对于第一个波型的第一个出口部分和两个在间隔平面侧边方向延伸的对于第二个波型的第二个出口部分。这种结构对应于具有两个对称波导管副的五门-波导管分支，这个相当于第一个或者第二个出口部分，此时每个出口部分的基波波型与入口部分所属偏振的能量信号的一半耦合。第一个和第二个出口部分是相互脱耦的。通过适当的装置如分支，一个不可思议的T等可以将第一个或者第二个出口部分组合在一起，这样就将两个正交偏振各自在一个接头上分支或者可以馈入-在使用偏振滤波器时可以将两个正交偏振在连接波导管中组合在一起-。
在这种已知的偏振滤波器上可以达到的最大带宽大约限制在50％。原因在于在成副的对称的接头部分内部其电磁场与各自的基波波型方向正交的波型是可以传播的，如果波频率是有关接头部分基波波型的两倍时。但是如果连接波导管有能力传输各自正交的偏振时，这个理论不再可以使用，因为在分支区不再存在对于波型要求的短路平面。
从GB 2 175 145中已知一种偏振滤波器，这在其入口部分的内面和在四个内壁延长部分延伸的接头部分有隔板。这种偏振滤波器的结构是复杂的，此外造成事实，所有四个出口部分有与入口部分轴线平行的同样的方向，要求使用复杂的，在多个平面振动的连接导线，以便将位于各自两个出口部分上的正交偏振部件联合在一起。
本发明的优点通过本发明创建一个偏振滤波器，用这个可以将连接在偏振滤波器入口部分的共同波导管的正交波型在非常宽的频带上独立地耦合。频带宽度可以是56％和超过56％。
在具有一个入口部分的偏振滤波器上的这个优点，在其中相互正交的偏振波型是可以传播的，两个在入口部分延长部分延伸的，通过间隔分开的对于第一个波型的第一个出口部分和两个在间隔平面侧边方向延伸的对于第二个波型的第二个出口部分是这样达到的，将第二个出口部分构成为同轴导线。间隔的作用是将在入口部分可以传播的两个正交偏振的波型H10，H01中的那个平行于间隔方向的E-场进行反射。因此对于这个波型产生一个短路平面，这样在相应的最大场强中在间隔的前面同轴导线进行耦合。如果间隔有一个进入入口部分逐渐变细的前边部分是相宜的，以便达到与间隔垂直的E-场的波型与第一个出口部分尽可能无反射的耦合。第二个出口部分符合目的地于是通向尖端和入口部分前边部分的基面之间。
为了扩大偏振滤波器的单一性范围，将其入口部分的壁上安排向内突出的，对准纵向方向的间隔是相宜的。
在入口部分的那个壁上，在其上不通向第二个出口部分，的隔板适合于延长进入第一个出口部分，以便也扩大其单一性范围。
用这种隔板(Stege)安排的波导管比没有相应尺寸隔板的波导管有比较深的临界频率。因此具有隔板的波导管的单一性范围比较大。
如果入口部分没有隔板，但是第一个出口部分由于大的带宽是用隔板构成的，在入口部分和第一个出口部分之间的过渡接头上安排一个台阶，此时隔板从台阶开始只经过入口部分长度的一部分延伸是适宜的。于是可以适当地这样决定截面，入口部分没有隔板部分相应波型的临界频率和第一个出口部分的临界频率是相同的。
本发明的其他特征和优点是在附图基础上的实施例下面的说明中得到的。
附图附
图1至3表示了按照本发明的偏振滤波器不同结构的各个投影视图。
说明实施例附图1表示了按照本发明第一个结构的偏振滤波器1。偏振滤波器具有正方形截面的入口部分2的直角平行六面体形状的物体，在其中波型H10和H01是可以传播的，和两个连接在其上的第一个出口部分3，3′，将这些是通过一个分隔壁或一个间隔4分开的，这可以由与偏振滤波器的壁同样导电的材料构成的。在第一个出口部分3，3′上各自只有波型H10是可以传播的。两个第一个出口部分的截面是同样的，则在入口部分2上出现的H10-波的能量以同样的部分分布在这两个出口部分3，3′上。相反在间隔4上将H10-波反射。
当H10-波型与第一个出口部分3，3′耦合时为了将反射保持尽可能的小，在间隔4上安排了一个前边部分5，这个尖端延伸通向入口部分2。将同轴导线形状的第二个出口部分6安装在通过间隔连接的偏振滤波器的壁上和在对称垂直于偏振滤波器的纵向方向上延伸，也就是说附图表示坐标系的x-方向。与侧壁接触的间隔区域的作用对于H01-波型是一个短路。被同轴导线6耦合出现的电场强度最大值位于间隔的尖端19范围。通过尖端的适当的形状设计可以将宽频率范围的耦合功能最佳化。
同轴导线6在入口部分2借助于位于入口部分2内部前面的内部导线7的端部进行电容耦合。这个端部不会达到间隔的前边部分5。为了改善其耦合在内部导线7上自由站立的端部上各自安排了由导电材料构成的珠子或密封8。珠子8的准确形状是与决定宽带耦合的间隔的轮廓相联系的，例如它可以是球形的，平面圆柱形的或盘形的，和其直径典型的显著大于内部导线的直径，但是小于整个同轴导线。
这个解决方法例如相对于在GB 2 175 145 A中只有分支的波导管门的已知解决方法的优点是，第二个出口部分6的同轴门对于第一个出口部分3，3′的纵向的波导管分支的配置只有不重要的反作用。
偏振滤波器由于建议的装置的对称性也还可以使用高于入口部分的或者连接在波导管上的H20/H02-波型的临界频率。为此先决条件是在第一个出口部分中没有比较高的波型是可以传播的，入口部分的正交波型H01可以耦合在其上。
在附图2上表示了按照本发明的偏振滤波器的一个变型，在其中入口部分2有安排在所有四个壁中间的在纵向方向定向的隔板10，11，12，13。隔板10，11，这个是从下边或者上边的壁向偏振滤波器内部延伸的，经过入口部分2继续进入通过间隔4定义的第一个出口部分3，3′。因此这些隔板的作用不仅在入口部分2而且在第一个出口部分将单一性范围扩大。在偏振滤波器的侧边的壁上在间隔4平面上延伸的隔板12，13，各自在通向同轴导线6，6′的范围终止。间隔4前边部分的轮廓和隔板12，13也有可能在这里将同轴导线6，6′在非常宽的频率范围上进行耦合，此时在这个例子中代表一个电耦合，也就是说同轴导线的内部导线7与间隔4的前边部分5是导电连接的。
附图3表示了一个实施例，在其中首先将入口部分2构成为正方形的和没有隔板的，在其中隔板14，15只在入口部分上边的和下边的端部大约在间隔前边部分5的高度上或者同轴导线6，6′通向入口部分的高度上延伸。
将与隔板14，15平行的隔板16，17各自构成在入口部分继续延伸的第一个出口部分3，3′的外壁上。因为在同样的临界频率时隔板波导管比没有受干扰的矩形波导管有比较小的截面尺寸，在附图3实施例中的第一个出口部分3，3′比没有隔板的附图1可以用比较小的截面构成。第一个出口部分3，3′和入口部分2在一个台阶18上相遇，台阶位于间隔前边部分5基面的高度上，也就是说在那里，即前边部分的侧边到达壁的地方。将从台阶18开始延伸进入入口部分2的隔板部分14，15用于逐渐地，尽可能无反射地将入口部分2的H10-波型与第一个出口部分耦合。
还可以有选择地将多个台阶安排在入口部分和第一个出口部分之间的过渡区域，和它们还可以经过同轴导线6，6′的连接区域向外在与入口部分2连接的正方波导管的方向延伸。
间隔前边部分的曲线不仅可以是连续的，如附图1至附图3表示的，而且还可以是台阶形状的。此外有可能，间隔在其下边和上边有一个隔板，这样例如在附图2和3上第一个出口部分各自在两个宽边有可能有一个隔板。在这种情况下是有益的，将间隔在前边部分的区域与在前边部分的尖端19方向同样构成为减小尺寸，例如具有连续减小的高度或台阶，以便达到尽可能无反射的分支。
可以将第一个和第二个出口部分只用非常简单的通过适当的手段用这种方法连接在一起，将每个偏振的信号部分进行组合和在一个所属的接口上进行分支或当使用偏振滤波器时可以馈入作为组合器。
对于在偏振滤波器的纵向方向延伸的第一个出口部分可以将这个简单地通过使用E-平面-分支或在间隔端部通过折叠的不可思议的T完成。有益的是如果为此在间隔区域将第一个出口部分的窄边减小，以便在分支区域或者不可思议的T区域达到单一的截面和这样就排除了由于比较高的波型的损害。
将同轴导线可以经过同轴的耦合装置组合在一起。另外的可能性在于，将同轴导线用适合的波导管过渡接头连接在一起，这样就可以将信号经过E-平面-分支或不可思议的T组合在一起。与波导管技术唯一的解决方法相反在这里避免了为了减小截面的非常长的波导管变换器，因为在同轴导线过渡接头上可以考虑相应地减小分支的截面。因此偏振滤波器装置得到了非常紧凑的结构。
权利要求
1.在波导管中引导高频波的偏振滤波器，具有一个入口部分(2)，在其上两个相互正交偏振的波型是可以传播的，两个在入口部分(2)的延长部分上延伸的、通过间隔(4)分开的对于第一个波型的第一个出口部分(3，3′)和两个在间隔(4)平面的侧边延伸的对于第二个波型的第二个出口部分(6，6′)，其特征为，将第二个出口部分(6，6′)构成为同轴导线。
2.按照权利要求1的偏振滤波器，其特征为，间隔(4)有一个逐渐变细的前边部分(5)，和前边部分(5)的尖端(19)和基面(20)之间的第二个出口部分(6，6′)通向入口部分(2)。
3.按照权利要求1或2的偏振滤波器，其特征为，在入口部分(2)的壁上安排了向内突出的，在纵向方向定向的隔板(10，11，12，13)。
4.按照权利要求3的偏振滤波器，其特征为，在入口部分(2)的壁上的间隔是延长进入第一出口部分(3，3′)的，第二个出口部分(6，6′)不通向那个壁。
5.按照权利要求3或4的偏振滤波器，其特征为，在入口部分(2)和第一个出口部分(3，3′)之间的过渡接头上构成一个台阶(18)，和隔板(14，15)从台阶(18)开始只在入口部分(2)长度的一部分上面延伸。
6.按照上述权利要求之一的偏振滤波器，其特征为，同轴导线(6，6′)有一个内导线(7)，该内导线在其入口部分向外突出的端部支撑一个珠子(8)。
全文摘要
本发明涉及到在波导管中引导高频波的偏振滤波器。上述滤波器由一个进入部分(2),在其中波型是正交偏振的涉及到另外的是有能力传播的。本发明的偏振滤波器由两个出口部分(3,3′)组成的,这是沿着入口部分(2)的长度延伸的,是用间隔(4)分开的,和这些倘若是第一个波型。另外偏振滤波器有两个第二个出口部分,这些是在间隔(4)平面的侧边延伸的第二个波型,和将这个构成为同轴导线(6,6′)。
文档编号H01P1/16GK1379920SQ00814251
公开日2002年11月13日 申请日期2000年8月10日 优先权日1999年8月12日
发明者U·罗森贝格, W·斯佩尔德里希 申请人:马科尼通讯股份有限公司