正交模变换器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种正交模变换器，包括：方形波导（4）、T形波导（5）、矩形波导阶梯（6）、第一分支矩形波导（8）、E平面弯波导（7）、以及第二分支矩形波导（9）。所述T形波导（5）一端连接到所述方形波导（4），另一端形成互相垂直的第一分支和第二分支。矩形波导阶梯（6）连接到所述第一分支；第一分支矩形波导（8）连接到所述矩形波导阶梯（6）。该变换器采用T形波导进行极化信号分离或汇合，然后分别通过矩形波导阶梯组与90°E平面弯波导引出或引入，代替传统的耦合窗口结构和膜片结构，降低了加工难度（特别是在E-band频段），提高产品的良品率，加入波导阶梯进行阻抗匹配，具有较大的带宽，在E-band频段带宽内获得良好的性能。
【专利说明】正交模变换器
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及一种无源通信器件，更具体地，涉及一种正交模交换器。
【【背景技术】】
[0002]随着移动宽带的高速发展，网络容量增长迅猛，微波通信系统已从传统频段微波(6-42GHZ)向更高频段频扩展。特别是E-Band波段(71-86GHZ)因其频带资源丰富、传输容量大、频谱使用费低廉以及高频窄波束适应密集部署等优势，正被广泛应用。
[0003]正交模变换器(0ΜΤ)，也称极化分离器，是微波通信系统中一个重要的组成部分。工程中使用正交模转换器来增加单个天线的通信能力，既可以通过在同一频率下同时使用2个极化方式不同且相互隔离的信道，增加信道总量，解决频率复用问题。
[0004]现有正交模变换器结构主要有以下两种实现方式，分别为膜片分支OMT和锥变分支0ΜΤ，分别如图1，图2所示。方式一如图1所示需要在公共波导中加入金属膜片I来分离相互正交的极化信号，结构复杂，体积大。方式二如图2所示，采用锥变式台阶2来分离相互正交的极化信号，结构紧凑，解决了方式一中膜片结构复杂及体积大的缺点。但是两种方式都存在一个缺点，就是位于公共波导侧面的矩形波导分支都需要通过耦合窗口 3来提取极化信号。该耦合窗口尺寸相对较小，特别是在E-Band频段时，导致加工难度极大，成本较高。另外，以上两种结构方式OMT带宽较窄，无法满足E-Band带宽内性能的需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在克服上述现`有技术的缺陷，降低正交模变换器的加工难度。
[0006]为此，本实用新型提供一种正交模变换器，包括:方形波导、T形波导、矩形波导阶梯、第一分支矩形波导、E平面弯波导、以及第二分支矩形波导。所述T形波导一端连接到所述方形波导，另一端形成互相垂直的第一分支和第二分支。矩形波导阶梯连接到所述第一分支的，第一分支矩形波导连接到所述矩形波导阶梯。E平面弯波导连接到所述第二分支，第二分支矩形波导连接到所述E平面弯波导。
[0007]作为一种改进方案，所述方形波导、所述T形波导的第一分支、所述矩形波导阶梯、所述第一分支矩形波导呈直线排列。
[0008]作为一种改进方案，所述T形波导的第二分支的中心线与所述方形波导的中心线垂直并相交。
[0009]作为一种改进方案，所述方形波导、T形波导、矩形波导阶梯、第一分支矩形波导、E平面弯波导、第二分支矩形波导位于共同平面。
[0010]作为一种改进方案，所述T形波导包括互相垂直的第一矩形波导组合和第二矩形波导组合，所述第一矩形波导组合形成所述第一分支，第二矩形波导组合形成所述第二分支。
[0011]作为一种改进方案，所述第一矩形波导组合包括边长逐渐变化的至少两个阶梯，所述第二矩形波导组合包括边长逐渐变化的至少两个阶梯。[0012]作为一种改进方案，所述方形波导作为公共波导用于接收互相垂直的第一路极化信号和第二路极化信号，所述矩形波导阶梯用于传播所述第一路极化信号并截止所述第二路极化信号，所述E平面弯波导用于传播所述第二路极化信号并截止所述第一路极化信号。
[0013]作为一种改进方案，所述方形波导包括四个波导阶梯。
[0014]作为一种改进方案，所述正交模变换器包括第一外壳分体和第二外壳分体；所述方形波导、T形波导、矩形波导阶梯、第一分支矩形波导、E平面弯波导、第二分支矩形波导安装到所述第一外壳分体和第二外壳分体形成的空腔。
[0015]作为一种改进方案，所述第一外壳分体和第二外壳分体的接合面形成凹凸卡结构。
[0016]本实用新型采用T形波导进行极化信号分离或汇合，然后分别通过矩形波导阶梯组与90° E平面弯波导引出或引入，代替传统的耦合窗口结构和膜片结构，减少小尺寸结构，大大降低了加工难度(特别是在E-band频段)，提高产品的良品率，同时通过加入波导阶梯进行阻抗匹配，具有较大的带宽，能满足E-band频段带宽内获得良好的性能。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0017]图1是一种已知正交模变换器的结构示意图；
[0018]图2是一种已知正交模变换器的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型的一种E-band波段的正交模变换器的透视图；
[0020]图4是图3所示正交模变换器使用的T形波导组结构示意图；
[0021]图5是图3所示正交模变换器使用的组装结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0022]下面将结合具体的实施例对本实用新型进行说明。
[0023]如图3所示，本实施例提供的正交模变换器为一种具有空腔结构的无源器件，包括一个方形波导4，T形波导5，矩形波导阶梯6，90度E面弯波导7，直臂分支矩形波导8(第一分支矩形波导)，侧臂分支矩形波导9 (第二分支矩形波导)。
[0024]所述方形波导4作为公共波导，传输两路极化相互垂直的信号A和B。方形波导4一端与双极化天线连接，另一端与所述T形波导5连接。所述方形波导4由至少一级方形波导阶梯，其作用是作为一段变换段实现阻抗匹配。方形波导4的台阶数根据正交模变换器的电性能要求而定。作为一种优选方案，本实施例采用如图3所示4级方形波导阶梯401、402,403,404共同构成方形波导。
[0025]所述T形波导5 —端连接方形波导4，另一端形成互相垂直的第一分支和第二分支，用于分别连接矩形波导阶梯6和90度E面弯波导7，以分别引出或引入两路极化信号A和B。即，通过矩形波导阶梯6传播极化信号A，E面弯波导7传播计划信号B。
[0026]所述T形波导5由至少一级T形波导成，其台阶数根据正交模变换器的电性能要求而定。作为一种优选方案，本实施例采用如图4所示3级T形波导501、502、503共同构成阶梯方波导组。
[0027]如图4所示，所述T形波导501、502、503可以看成由两个相互垂直的矩形波导组合(即，第一矩形波导组合、第二矩形波导组合)而成的异形截面波导。根据矩形波导传输的原理，只需保证上述两个矩形波导的窄边长度小于极化信号最小传输波长的一半，则当极化方向垂直于上述窄边的信号将在该矩形波导处截止。而极化方向平行于上述窄边的信号将在该矩形波导处传输。同时，如图4所示，作为一种优选方案，上述T形波导501、502、503尺寸呈阶梯变化的，并且边长长度501a>502a>503a，501b〈502b〈503b。其作用是通过阶梯实现阻抗匹配，拓展正交模变换器的带宽，提高正交模变换器的回拨损耗和隔离度。
[0028]如图3所示，所述直臂分支矩形波导8可以看出正交模变换器的一路极化信号端口，通过至矩形波导阶梯6与T形波导5连接，引入或引出第一种极化信号A。第二种极化信号B在本矩形波导阶梯6处截止，无法通过。
[0029]所述矩形波导阶梯6由至少一级矩形波导组成，其作用是作为一段变换段实现阻抗匹配。矩形波导阶梯6的台阶数根据正交模变换器的电性能要求而定。作为一种优选方案，本实施例采用如图3所示2级T形波导601、602共同构成矩形波导阶梯6。
[0030]如图3所示，所述侧臂分支矩形波导9可以看成正交模变换器的另一路极化信号端口，通过一个90度E平面弯波导7与T形波导5连接，引入或引出另外第二种极化信号B，第一种极化信号A在本90度E平面弯波导7处截止，无法通过。
[0031]如图5所示，本实用新型提供的正交模变换器被剖开成上下对称的两块波导腔体分体11、12进行分体加工。并对腔体直角边例如直角边15进行导圆弧处理，这样做降低了加工难度，保证加工精度。同时，分体11和12上增加了凹凸卡槽结构15、16进行限位，还有螺钉螺孔18等进行限位，保证上下两块波导腔体装配精度，保证产品性能的稳定性，有利于产品的批量生产。
[0032]本实施例中，所述方形波导4、所述T形波导5的第一分支、所述矩形波导阶梯6、所述第一分支矩形波导8呈直线排列。所述T形波导5的第二分支的中心线与所述方形波导4的中心线垂直并相交。所述方形波导4、T形波导5、矩形波导阶梯6、第一分支矩形波导8、E平面弯波导7、第二分支矩形波导9位于共同平面。所述T形波导5包括互相垂直的第一矩形波导组合和第二矩形波导组合，所述第一矩形波导组合形成所述第一分支，第二矩形波导组合形成所述第二分支。
[0033]综上所述，本实用新型提出的一种适用于E-band频段正交模变换器，采用方形波导作为公共波导，采用的T形波导进行极化信号分离或汇合，然后分别通过矩形波导阶梯与90° E平面弯波导引出或引入，代替传统的耦合窗口结构和膜片结构，减少小尺寸结构，大大降低了加工难度，提高产品的良品率，同时通过加入波导阶梯的匹配方式，具有较大的带宽，能满足E-band频段带宽的良好的性能。
[0034]对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种正交模变换器，其特征在于，包括: 方形波导(4)； T形波导(5)，所述T形波导(5)—端连接到所述方形波导(4)，另一端形成互相垂直的第一分支和第二分支； 连接到所述第一分支的矩形波导阶梯(6)； 连接到所述矩形波导阶梯(6)的第一分支矩形波导(8)； 连接到所述第二分支的E平面弯波导(7)； 连接到所述E平面弯波导(7)的第二分支矩形波导(9)。
2.如权利要求1所述的正交模变换器，其特征在于，所述方形波导(4)、所述T形波导(5)的第一分支、所述矩形波导阶梯(6)、所述第一分支矩形波导(8)呈直线排列。
3.如权利要求1所述的正交模变换器，其特征在于，所述T形波导(5)的第二分支的中心线与所述方形波导(4)的中心线垂直并相交。
4.如权利要求1所述的正交模变换器，其特征在于，所述方形波导(4)、T形波导(5)、矩形波导阶梯(6)、第一分支矩形波导(8)、E平面弯波导(7)、第二分支矩形波导(9)位于共同平面。
5.如权利要求1所述的正交模变换器，其特征在于，所述T形波导(5)包括互相垂直的第一矩形波导组合和第二矩形波导组合，所述第一矩形波导组合形成所述第一分支，第二矩形波导组合形成所述第二分支。
6.如权利要求5所述的正交模变换器，其特征在于，所述第一矩形波导组合包括边长逐渐变化的至少两个阶梯，所述第二矩形波导组合包括边长逐渐变化的至少两个阶梯。
7.如权利要求1所述的正交模变换器，其特征在于，所述方形波导(4)作为公共波导用于接收互相垂直的第一路极化信号(A)和第二路极化信号(B)，所述矩形波导阶梯(6)用于传播所述第一路极化信号(A)并截止所述第二路极化信号(B)，所述E平面弯波导(7)用于传播所述第二路极化信号(B)并截止所述第一路极化信号(A)。
8.如权利要求1所述的正交模变换器，其特征在于，所述方形波导(4)包括至少两个波导阶梯(401、402、403、404)。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的正交模变换器，其特征在于: 所述正交模变换器包括第一外壳分体(11)和第二外壳分体(12)； 所述方形波导(4)、T形波导(5)、矩形波导阶梯(6)、第一分支矩形波导(8)、E平面弯波导(7)、第二分支矩形波导(9)安装到所述第一外壳分体(11)和第二外壳分体(12)形成的空腔。
10.如权利要求9所述的正交模变换器,其特征在于,所述第一外壳分体(11)和第二外壳分体(12)的接合面形成凹凸卡结构(15、16)。
【文档编号】H01P1/161GK203674349SQ201320725641
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】邓泽阳, 王毅 申请人:深圳国人通信股份有限公司