一种线极化波任意极化角度偏转器的制作方法

本发明涉及一种线极化波任意极化角度偏转器，属于电磁技术领域。

背景技术：

信息化条件下，来自外界的电磁干扰对用频设备的威胁越来越大，电磁波的传播控制成为电磁领域研究的热点。

在通信技术中，利用不同的极化具有不同的传播特性，结合收发天线的极化特性，可以实现电磁波的最佳发射和接受。中波广播采用垂直极化传播，电视信号和调频广播为空间直接波传播，不是地面波传播，不同于上述水平极化波在地球表面传播损耗大的情况，远距离的短波广播为电离层反射传播方式。

电磁波的极化控制是电磁波空间传播控制的重要研究内容，发射的电磁波与接收的天线平行则能量达到最佳接收，如果不平行，则会有极化损失。大多数情况下接收天线与来波方向的有一定的极化角度，因此能量得不到最大的接收。雷达抗干扰的研究中，可以通过垂直极化波的天线工作来抑制敌方水平极化波的干扰。通常一副天线仅具有一种极化，为了适应现代电子战大纵深、全方位、高机动和战场信息密集多变的特点，对天线极化自适应要求日益迫切。为此极化可调的多极化天线在现代雷达、通信及电子侦察与干扰等领域具有重要的新用途。在应用中通常需要电磁波极化转换器进行转换，再将天线辐射出去，但是极化转换的结构复杂。利用一个可以极化偏转的天线罩可以使来波与天线平行以达到能量的最大的接收。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种结构简单，效率高的电磁波的极化转换器。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种线极化波任意极化角度偏转器，包括金属板和位于金属板上的若干个极化单元，若干个极化单元在铜板上沿平面正交方向均匀分布，所述极化单元包括四个金属杆，所述金属杆呈由长边和短边组成的“l”形，金属杆短边与金属板连接且与金属板相垂直，金属杆长边与金属板相平行，四个金属杆分别为第一金属杆、第二金属杆、第三金属杆和第四金属杆，第一、第二金属杆位于金属板正面，第三、第四金属杆位于金属板背面，第一、第三金属杆互相连接，第二、第四金属杆互相连接，位于金属板同一面的两金属杆长边互相垂直，第一、第三金属杆中心对称设置，第二、第四金属杆轴对称设置。

对上述技术方案的进一步设计为：所述金属板在与金属杆连接处设有圆管，所述金属杆一端位于圆管内。

所述圆管由铁氟龙材料制成。

所述第一金属杆长边平行于平面正交的y轴，第二金属杆长边平行于x轴。

所述金属板为铜板。

本发明的有益效果为：

使用本发明的线极化波任意极化角度偏转器，当任意极化方向的电磁波从第一金属杆入射时，都会偏转成与x轴对称的电磁波从第二金属杆透射出去，并且透射转换效率高达99%。利用这个现象，通过旋转整个平板的角度，使本发明构成的x轴位于接收电磁波与接收天线的夹角中间，即可实现能量的最大的接收。

与传统的极化转换器相比本发明结构简单、成本低、效率高易加工通过调节结构的大小可以方便的实现调节谐振频率。

本发明中极化转换器厚度可薄至11mm，占用的体积小，完全符合现代无线电通信低剖面的要求。

本发明提出了新的极化转换方式，即传导耦合。本发明中的计划转换能够进行周期性扩展，使得结构灵活多变，易于实现量产。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中极化单元的结构示意图；

图3为图1中极化单元的主视图；

图4为图1中极化单元的后视图；

图5为本实施例的仿真s11参数图；

图6为本实施例的仿真s21参数图。

图中：1-金属板，2-圆管，3-第一金属杆，4-第二金属杆，5-第三金属杆，6-第四金属杆。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本技术中的技术方案，下面结合附图和具体实施对本发明做进一步的描述。

实施例

如图1所示，本实施例的线极化波任意极化角度偏转器是由多个极化单元沿着正交方向规则排列在金属板1上构成的，本实施例中金属板1为铜板。本实施例是采用一个6*6的周期结构，如图2所示是单个极化单元的结构示意图，每个极化单元结构尺寸为30mm*30mm*11mm。每个极化单元包括四个金属杆，所述金属杆呈由长边和短边组成的“l”形，金属杆短边与金属板1连接且与金属板1相垂直，金属杆长边与金属板1相平行。

如图3和图4所示，第一金属杆3长边与第二金属杆4长边互相垂直，第三金属杆5长边与第四金属杆6长边互相垂直；第一金属杆3长边与平面正交坐标系的y轴平行，第二金属杆4长边与平面正交坐标系的x轴平行。

金属板1在于金属杆连接处设有通孔，孔内设有绝缘的圆管2，本实施例中圆管2为特氟龙材料制成，圆管2的内径是1mm，外径是2.5mm，主要起着固定金属杆和使金属杆与金属板1绝缘的作用。

第一金属杆3与第三金属杆5在圆管2内互相连接，第二金属杆4与第四金属杆6在另一个圆管2内互相连接。第二金属杆4与第四金属杆6关于金属板1对称。第一金属杆3与第三金属杆5沿互相连接点中心对称。

本实施例的极化偏转器，当任意极化方向的电磁波从第一金属杆3入射到极化单元正面，电磁波分解为y方向的电场和x方向的电场，通过传导耦合到背面，x方向的电磁波相位不变，y方向的电磁波相位变化180度，通过场的叠加原理，形成与入射波电场方向关于x轴对称的透射波。

如图3和图4是本实施例中的仿真的s11和s21参数，s11表示的是反射系数，从图中可以看出在5.8g时的s11在-40db以下，说明几乎没有反射。在5.8g的透射接近0db。说明在这个频率点的透射几乎全部透射。因为每个极化偏转角度的s11和s21都一样，所以这里都只给了一条仿真线。本实施中的电磁波极化转换器简单易加工，在5.8g的转化效率99%。通过改变单元结构的大小可以改变转换的频率，所以对于设计具有灵活性。

上述实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施。本领域的技术人员可以更具本发明公开的这些技术做出跟着那个不脱离本发明的各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种线极化波任意极化角度偏转器，该偏转器包括金属板和位于金属板上的若干个极化单元，若干个极化单元在铜板上沿平面正交方向均匀分布，极化单元包括四个金属杆，金属杆呈由长边和短边组成的“L”形，金属杆短边与金属板连接且与金属板相垂直，金属杆长边与金属板相平行，四个金属杆分别为第一金属杆、第二金属杆、第三金属杆和第四金属杆，第一、第二金属杆位于金属板正面，第三、第四金属杆位于金属板背面，第一、第三金属杆互相连接，第二、第四金属杆互相连接，位于金属板同一面的两金属杆长边互相垂直，第一、第三金属杆中心对称设置，第二、第四金属杆轴对称设置，本发明的极化偏转器结构简单，转换效率高。

技术研发人员：王身云;刘伟;岑大维;李阳
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：2018.08.30
技术公布日：2019.01.04