一种新型宽带波导圆极化器的制作方法

本实用新型涉及通信领域，特别是涉及一种新型宽带波导圆极化器。

背景技术：

圆极化器是卫星通信等领域中广泛应用的重要器件，其作用是实现馈源系统中的极化转换，即将圆极化波转换为线极化波或将线极化波转换为圆极化波。波导型圆极化器具有损耗低、功率容量大、加工方便、性能可靠等优点。

近年来，随着微波通信、卫星通信和航天技术的迅速发展，通信系统的工作频带越来越宽，这对圆极化器的性能指标提出了越来越高的要求。传统的圆极化器包括介质插片型、金属插片型、销钉型、隔板型等。这些圆极化器窄带工作时，易于设计且性能指标较好，但其在宽带工作时，设计困难且指标较差。例如介质插片型圆极化器在频率较高时损耗大，结构稳定难；金属插片型和销钉型圆极化器在宽带工作时需要兼顾相位、回波损耗和高次模抑制而难于设计，且指标不理想；隔板型圆极化器在宽带工作时，方波导中的TE11模和TM11模难于抑制，因此频率高端插损大。

为了解决以上问题，本实用新型提出了一种新型宽带波导圆极化器。该圆极化器适合宽带工作，降低了高次模的影响，隔离度高，结构稳定可靠，功率容量高，性能指标优良，特别适合卫星通信天馈系统，具有广阔的应用前景。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种新型宽带波导圆极化器，从上至下依次包括圆形波导输入端口、宽带分路器、宽带移相器、宽带合路器和圆形波导输出端口，其特征在于：所述宽带分路器包括4个矩形波导输出端口，所述矩形波导输出端口形成十字连接在圆形波导输入端口下方，其连接部与圆形波导输入端口同心设置金属匹配装置；

所述宽带移相器上端连接宽带分路器的下端，包括4个尺寸相同的矩形波导，每个矩形波导宽度与宽带分路器上的波导宽度相同，并且，一个对面上的两个波导左右两侧设置若干锯齿，另一个对面上两个波导正面设置若干齿槽；

所述宽带合路器与圆形波导输出端口分别和所述宽带分路器和圆形波导输入端口尺寸结构相同，依次设置在宽带分路器下方。

所述圆形波导输入端口采用TE11c模和TE11s模两种工作模式。

优选地，所述金属匹配装置用于匹配圆波导输入端口和矩形波导输出端口回波。

优选地，所述矩形波导输出端口分别输出圆形波导输入端口所分离开的两种模式，其中相对应面上的两个输出端口输出为同一种模，且其输出的两个模等幅反相。

优选地，所述矩形波导包括容性移相装置和感性移相装置，所对应面上的两个矩形波导采用同一种装置，且均为单模工作，其中采用容性移相装置移相与采用感性移相装置移相后相位差为90°。

优选地，所述所述圆形波导输入端口和圆形波导输出端口还可以是方波导形式。

优选地，连接关系：所述宽带分路器与宽带移相器通过法兰等形式相连接，宽带移相器与宽带分路器、宽带合路器通过法兰形式相连接，宽带合路器与宽带移相器通过法兰等形式相连接。

区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：通过宽带分路器将圆波导TE11c模和TE11s模分离之后，分别在矩形波导中进行宽带相移，所实现的圆极化器工作带宽宽；矩形波导移相器为单模区，不需要考虑高次模的影响，圆极化器易于设计，且损耗小；不使用介质进行相移，结构稳定可靠；此外波导型圆极化器还具有功率容量大的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例新型宽带波导圆极化器宽带波导圆极化器设计方案示意图。

图2是本实用新型实施例新型宽带波导圆极化器宽带波导圆极化器工作原理示意图。

图3是本实用新型实施例新型宽带波导圆极化器宽带波导圆极化器整体结构图。

图4是本实用新型实施例新型宽带波导圆极化器宽带波导圆极化器宽带分路器结构图。

图5是本实用新型实施例新型宽带波导圆极化器宽带波导圆极化器宽带移相器结构图。

图6是本实用新型实施例新型宽带波导圆极化器宽带波导圆极化器宽带合路器结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种新型宽带波导圆极化器。所述的新型宽带波导圆极化器包括宽带分路器、宽带移相器及宽带合路器。宽带分路器用于将圆波导或方波导中的两个模式进行分离；宽带移相器用于将分离开的两个模式分别进行移相，产生±90°相位差；宽带合路器用于将移相后的两个模式合并为圆波导或方波导中的双模式，从而实现线圆极化转换。所述的新型宽带波导圆极化器工作带宽宽，适合宽带工作，且损耗小，指标高。

图1为本实用新型的设计方案示意图。包括宽带分路器101，宽带移相器102及宽带合路器103。宽带分路器101用于将圆波导或方波导中的两个模式进行分离，模式分离后，两个模式单独工作；宽带移相器102用于将分离开的两个模式分别进行移相，产生±90°相位差；宽带合路器103用于将移相后的两个模式合并为圆波导或方波导中的双模式。

图2为本实用新型的工作原理示意图。包括步骤201输入左旋圆极化波或右旋圆极化波，步骤202左旋圆极化波或右旋圆极化波分离成两个独立工作的模式，步骤203将步骤202所述的两个独立工作的模式分别进行±90°移相，步骤204合并为线极化波。

图3为本实用新型实施例的整体结构示意图。包括宽带分路器101，宽带移相器102，宽带合路器103。

图4为本实用新型实施例的宽带分路器结构示意图。1011为圆波导输入端口，1012为金属匹配装置，1013～1016为矩形波导输出端口。1011所述的圆波导输入端口的两个工作模式为TE11c模和TE11s模；1012金属匹配装置用于匹配圆波导输入端口回波；1013～1016矩形波导输出端口分别输出分离开的两个模式，其中1011所述的TE11c模式分离为1013和1015两个矩形波导中的TE10模，两个TE10模式等幅反相，1012所述的TE11s模式分离为1014和1016两个矩形波导中的TE10模，两个TE10模式等幅反相。

图5为本实用新型实施例的宽带移相器结构示意图。包括矩形波导1021～1024和波导E面弯1025。矩形波导1021和1023采用容性移相装置1026，矩形波导1022和1024为采用感性移相装置1027。移相后矩形波导1021(1023)和矩形波导1022和1024产生-90°相位差。也可以在矩形波导1021和1023中采用感性移相装置，矩形波导1022和1024中采用容性移相装置，使移相后矩形波导1021(1023)和矩形波导1022和1024产生+90°相位差。矩形波导1021～1024中均为单模工作，无需考虑高次模抑制，且仅对一个模式进行移相，容易设计且指标高。

图6为本实用新型实施例的宽带合路器结构示意图。包括1031～1034矩形波导输入端口，1035金属匹配装置，1036圆波导输出端口。

101～103所述的圆极化器仅为本实用新型的一种实施例。1011的圆波导输入端口以及1036所述的圆波导输出端口还可以为方波导形式。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。