金属体长度变化的紧凑型圆极化器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公布了一种金属体长度变化的紧凑型圆极化器，通过采用不同宽度、不同高度、图同长度的金属体沿其纵向非均匀加载，实现紧凑、宽带和低圆极化轴比。本实用新型可以广泛用于微波，特别是毫米波和太赫兹频段的卫星通信和其它通信系统中。
【专利说明】
金属体长度变化的紧凑型圆极化器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种金属体长度变化的紧凑型圆极化器。具体地说，涉及一种加工容易，加工精度容易保证的紧凑型宽带低轴比圆极化器。
【背景技术】
[0002]圆极化波在是卫星通信中应用广泛。圆极化器被广泛用于将线极化波转换为圆极化波。在圆极化器的输入端输入两个幅度和相位都相同的正交极化的线极化波，由于结构的不对称性，两个线极化波通过圆极化器后，其相位差从原来的零度变化为90度。圆极化器的上述功能是在方波导或圆波导中相对内壁上加载金属柱来实现的。传统的圆极化器中加载的金属柱的宽度和长度一般相同或相近，其高度沿圆极化器的轴向先单调增加，然后再单调减小。而且沿圆极化器的轴线方向相邻金属柱的中心之间的间距近似为1/4倍波导波长。上述设计思路使传统的圆极化器在宽带、小型化和低圆极化轴比方面受到限制。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种加工容易，加工精度容易保证的紧凑型宽带低轴比圆极化器。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]金属体长度变化的紧凑型圆极化器，包括一根波导，和至少2列沿Z轴方向排列的金属体;所述波导为柱状;每列金属体包括至少3个金属体；每列金属体中所有金属体只与所述波导的左内壁、右内壁、上内壁、下内壁中的一个内壁相连;任列金属体与另外一列金属体分别设置在波导的两个相对的内壁上;任一一列金属体中沿Z轴方向相邻的金属体之间存在间隙;所述Z轴方向是波导轴线方向，也就是该金属体长度变化的紧凑型圆极化器的长度方向；所述左方指X轴方向，所述右方指-X轴方向；所述上方指Y轴方向，所述下方指-Y轴方向；与波导的左内壁或右内壁相连的任一金属体的最大高度指位于该金属体上的任意两点的连线在X轴方向上的投影长度的最大值;与波导的左内壁或右内壁相连的任一金属体的最大宽度指位于该金属体上的任意两点的连线在Y轴方向上的投影长度的最大值；与波导的上内壁或下内壁相连的任一金属体的最大高度指位于该金属体上的任意两点的连线在Y轴方向上的投影长度的最大值；与波导的上内壁或下内壁相连的任一金属体的最大宽度指位于该金属体上的任意两点的连线在X轴方向上的投影长度的最大值;任一金属体的最大长度指位于该金属体上的任意两点的连线在Z轴方向上的投影长度的最大值；任意一对相邻金属体之间的最小距离指分别位于该对相邻金属体上的任意两点的连线在Z轴方向上的投影长度的最小值。
[0006]属于同一列的金属体为至少5个;属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的三个金属体，在其中每一组相邻的三个金属体中，中间的金属体的最大宽度大于其两端的金属体的最大宽度;该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。
[0007]属于同一列的金属体为至少5个;属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的三个金属体，在其中每一组相邻的三个金属体中，中间的金属体的最大高度大于其两端的金属体的最大高度;该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。
[0008]为了改善器件的性能，我们放松了传统设计中对所述金属体宽度、高度、长度和间距的限制。
[0009]沿Z轴方向，所述金属体的最大宽度允许非单调变化:属于同一列的金属体为至少5个；属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的三个金属体，在其中每一组相邻的三个金属体中，中间的金属体的最大宽度大于其两端的金属体的最大宽度或者中间的金属体的最大宽度小于其两端的金属体的最大宽度；该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。传统的结构所述金属体的宽度沿Z轴方向不变。本实用新型的金属体中，至少存在两个金属体的宽度最大值，可以获得更佳带宽、更低圆极化轴比或更短的圆极化器。
[0010]沿Z轴方向，所述金属体的最大高度允许非单调变化:属于同一列的金属体为至少5个；属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的三个金属体，在其中每一组相邻的三个金属体中，中间的金属体的最大高度大于其两端的金属体的最大高度或者中间的金属体的最大高度小于其两端的金属体的最大高度；该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。传统的结构中所述金属体的高度沿Z轴方向线单调增加，然后单调减小，只有一个高度最大值。本实用新型的金属体中，至少存在两个金属体的高度最大值，可以获得更佳带宽、更低圆极化轴比或更短的圆极化器。
[0011]沿Z轴方向，所述金属体的最大长度允许非单调变化:属于同一列的金属体为至少5个；属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的三个金属体，在其中每一组相邻的三个金属体中，中间的金属体的最大长度大于其两端的金属体的最大长度或者中间的金属体的最大长度小于其两端的金属体的最大长度；该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。传统的结构中所述金属体的长度度沿Z轴方向不变。本实用新型的金属体中，至少存在两个金属体的长度最大值，可以获得更佳带宽、更低圆极化轴比或更短的圆极化器。
[0012]沿Z轴方向，所述相邻金属体之间的的最小间距允许非单调变化:属于同一列的金属体为至少5个;属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的四个金属体，在其中每一组相邻的四个金属体中，中间的两个相邻的金属体之间的最小距离大于其两端的两个相邻的金属体之间的最小距离或者中间的两个相邻的金属体之间的最小距离小于其两端的两个相邻的金属体之间的最小距离；该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。传统的结构中所述相邻金属体沿Z轴方向的间距保持不变。本实用新型的金属体中，至少存在两个相邻金属体沿Z轴方向的间距的最大值，可以获得更佳带宽、更低圆极化轴比或更短的圆极化器。
[0013]所述金属体的最大宽度允许较大变化:属于同一列的金属体为至少5个;属于同一列的所有金属体中，至少有一个金属体的最大宽度比另一个金属体的最大宽度大20%以上。
[0014]所述金属体的最大长度允许较大变化:属于同一列的金属体为至少5个;属于同一列的所有金属体中，至少有一个金属体的最大长度比另一个金属体的最大长度大20%以上；
[0015]所述同一列的相邻金属体之间的最小距离允许较大变化:属于同一列的金属体为至少5个;属于同一列的所有金属体中，至少有一对相邻金属体之间的最小距离比另一对相邻金属体之间的最小距离大50%以上。上述两对相邻金属体可以包括相同的金属体。比如所述两对相邻金属体包括共3个金属体，两对相邻金属体都包括中间的一个金属体。
[0016]较佳的设计，所述金属体长度变化的紧凑型圆极化器构成左右镜像对称结构，同时所述金属体长度变化的紧凑型圆极化器构成上下镜像对称结构。
[0017]所述波导的横截面为正方形，圆形，长方形或椭圆形。以正方形，圆形为较佳的设
i+o
[0018]较佳的设计，所述金属体为垂直于Z轴方向的柱状体，其横截面为矩形体、圆柱体、椭圆柱体或其它横截面为多边形的柱状体。其中以矩形体为最佳。
[0019]本实用新型最重要的特点在于，通过采用宽度、高度和长度不同、甚至差别很大的金属体，同时让它们之间的间距变化甚至急剧变化，实现紧凑型宽带低圆极化轴比的圆极化器。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的横截面示意图和实施实例I的横截面示意图。
[0021]图2为图1的A-A方向剖视示意图。
[0022]图3为本实用新型实施实例2的横截面示意图。
[0023]图4为本实用新型实施实例3的横截面示意图。
[0024]图5为图4的A-A方向剖视示意图。
[0025]附图中标号对应名称:1-金属板，11-金属体。
【具体实施方式】
[0026]实施实例I
[0027]如图1和2所示。
[0028]金属体长度变化的紧凑型圆极化器，包括一根波导I，和2列沿Z轴方向排列的金属体11。所述波导I为柱状。每列金属体11包括至7个金属体11。所有金属体11只在一个方向上与所述波导I的内壁相连。每一列金属体11与另外一列金属体11分别设置在波导I的上下两个相对的内壁上。沿Z轴方向相邻的金属体11之间存在间隙。
[0029]为了改善器件的性能，我们放松了传统设计中对所述金属体宽度、高度、长度和间距的限制。
[0030]所述金属体的最大宽度允许较大变化:属于同一列的所有金属体11中，沿Z轴方向，第三个金属体11的最大宽度比第二个金属体11的最大宽度大20%以上。
[0031]属于同一列的所有金属体11中，沿Z轴方向，第二个金属体11的最大高度比第一个金属体11的最大高度大。同时，第六个金属体11的最大高度比第七个金属体11的最大高度大。
[0032]属于同一列的所有金属体11中，沿Z轴方向，第三个金属体11的最大长度比第二个金属体11的最大长度大20%以上；
[0033]属于同一列的所有金属体11中，第三个和第二个金属体11之间的最小距离比第四个和第三个金属体11之间的最小距离大50%以上。上述两对相邻金属体11都包括了第三个金属体11。
[0034]沿Z轴方向，所述金属体的最大宽度允许非单调变化:属于同一列的所有金属体11中，第2、3、4个相邻的三个金属体11中，中间的金属体11的最大宽度大于其两端的金属体11的最大宽度。同时，第4、5、6个相邻的三个金属体11中，中间的金属体11的最大宽度大于其两端的金属体11的最大宽度。该两组相邻的三个金属体11中都包括了第四个金属体11。
[0035]属于同一列的所有金属体11中，第1、2、3个相邻的三个金属体11中，中间的金属体11的最大高度大于其两端的金属体11的最大高度。同时，第5、6、7个相邻的三个金属体11中，中间的金属体11的最大高度大于其两端的金属体11的最大高度。
[0036]属于同一列的所有金属体11中，第2、3、4个相邻的三个金属体11中，中间的金属体11的最大长度大于其两端的金属体11的最大长度。同时，在第4、5、6个相邻的三个金属体11中，中间的金属体11的最大长度大于其两端的金属体11的最大长度。
[0037]属于同一列的所有金属体11中，第1、2、3、4个相邻的四个金属体11，中间的两个相邻的金属体11之间的最小距离大于其两端的两个相邻的金属体11之间的最小距离。
[0038]所述金属体11为垂直于Z轴方向的柱状体。
[0039]实施实例2
[0040]如图3所示。
[0041]与实施实例I相比，本实施实例的不同点仅在于，所述波导I的横截面为圆形。
[0042]实施实例3
[0043]如图4和图5所示。
[0044]与实施实例I相比，本实施实例的不同点仅在于，所述波导I的横截面为正方形。所述所有金属体11形状为矩形体。
【主权项】
1.金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，包括一根波导(I)，和至少2列沿Z轴方向排列的金属体(11);所述波导(I)为柱状;每列金属体(11)包括至少3个金属体(11);每列金属体中所有金属体(11)只与所述波导(I)的左内壁、右内壁、上内壁、下内壁中的一个内壁相连;任 列金属体(I I)与另外一列金属体(I I)分别设置在波导(I)的两个相对的内壁上;任一一列金属体中沿Z轴方向相邻的金属体(11)之间存在间隙；所述Z轴方向是波导轴线方向，也就是该金属体长度变化的紧凑型圆极化器的长度方向；左方指X轴方向，右方指-X轴方向；上方指Y轴方向，下方指-Y轴方向；与波导(I)的左内壁或右内壁相连的任一金属体(I I)的最大高度指位于该金属体(I I)上的任意两点的连线在X轴方向上的投影长度的最大值；与波导(I)的左内壁或右内壁相连的任一金属体(11)的最大宽度指位于该金属体(11)上的任意两点的连线在Y轴方向上的投影长度的最大值；与波导(I)的上内壁或下内壁相连的任一金属体(11)的最大高度指位于该金属体(11)上的任意两点的连线在Y轴方向上的投影长度的最大值;与波导(I)的上内壁或下内壁相连的任一金属体(11)的最大宽度指位于该金属体(11)上的任意两点的连线在X轴方向上的投影长度的最大值;任一金属体(11)的最大长度指位于该金属体(11)上的任意两点的连线在Z轴方向上的投影长度的最大值;任意一对相邻金属体(11)之间的最小距离指分别位于该对相邻金属体(11)上的任意两点的连线在Z轴方向上的投影长度的最小值； 属于同一列的金属体(11)为至少5个；属于同一列的所有金属体(11)中，至少有两组相邻的三个金属体(11)，在其中每一组相邻的三个金属体(11)中，中间的金属体(11)的最大长度大于其两端的金属体(11)的最大长度;该两组相邻的三个金属体(11)中可以包括共同的金属体(11)。2.根据权利要求1所述的金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，属于同一列的金属体(11)为至少5个;属于同一列的所有金属体(11)中，至少有两组相邻的四个金属体(11)，在其中每一组相邻的四个金属体(11)中，中间的两个相邻的金属体(11)之间的最小距离大于其两端的两个相邻的金属体(11)之间的最小距离;该两组相邻的三个金属体(11)中可以包括共同的金属体(11)。3.根据权利要求1所述的金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，属于同一列的金属体(11)为至少5个;属于同一列的所有金属体(11)中，至少有一个金属体(11)的最大宽度比另一个金属体(11)的最大宽度大20%以上。4.根据权利要求1所述的金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，属于同一列的金属体(11)为至少5个;属于同一列的所有金属体(11)中，至少有一个金属体(11)的最大长度比另一个金属体(11)的最大长度大20%以上。5.根据权利要求1所述的金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，属于同一列的金属体(11)为至少5个;属于同一列的所有金属体(11)中，至少有一对相邻金属体(11)之间的最小距离比另一对相邻金属体(11)之间的最小距离大50%以上;上述两对相邻金属体(11)可以包括相同的金属体(11)。6.根据权利要求1所述的金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，所述金属体长度变化的紧凑型圆极化器构成左右镜像对称结构。7.根据权利要求1所述的金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，所述金属体长度变化的紧凑型圆极化器构成上下镜像对称结构。8.根据权利要求1所述的金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，所述波导(I)的横截面为正方形，圆形，长方形或椭圆形。9.根据权利要求1所述的金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，所述金属体(II)为垂直于Z轴方向的柱状体。10.根据权利要求1所述的金属体长度变化的紧凑型圆极化器，其特征在于，所述金属体(11)为矩形体或圆柱体或椭圆柱体或其它横截面为多边形的柱状体。
【文档编号】H01Q15/24GK205488572SQ201620072482
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】王清源
【申请人】成都赛纳赛德科技有限公司