一种多通道平行切换波导开关的制作方法

本发明属于收发结构的极化切换技术领域，具体地讲涉及一种多通道平行切换波导开关。

背景技术：

k/ka波段卫星收发终端的工作带宽是18ghz-30ghz。其中接收频段(下行)为k波段18ghz-20.2ghz，发射频段(上行)为k/ka波段28.1ghz-30ghz，收发频段电磁信号均为圆极化，且收发频段的圆极化左右旋向不同。双圆极化天线具有可接收任意极化的来波、且其辐射波可由任意极化的天线接收等特性,越来越被重视并发挥着重要的作用。

目前国内外卫星通讯收发终端的双圆极化天线,电磁信号圆极化方向一般是固定的，如果要切换接收辐射波的圆极化方向或者切换发射辐射波的极化方向时,需要拆下双圆极化天线进行手动调节后,再重新安装使用,操作繁琐,效率低下。

技术实现要素：

根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种多通道平行切换波导开关，其能够电控切换发射辐射波和接收辐射波的圆极化方向，操作简便，提高了切换效率。

本发明采用以下技术方案：

一种多通道平行切换波导开关，包括电磁线圈、推杆和滑块；所述推杆沿其轴向可活动的设置在电磁线圈内，所述滑块与推杆固定连接；所述滑块沿着推杆的运动方向可滑动的设置在馈源的开关腔体内，所述电磁线圈固定在馈源上；

所述滑块在推杆的作用下左右移动以分别导通用于切换发射辐射波的切换通道ⅰ和用于切换接收辐射波的切换通道ⅱ。

优选的，所述切换通道ⅰ包括u形通道ⅰ和u形通道ⅱ；所述u形通道ⅰ用于连通馈源的发射右旋圆极化通道与负载ⅲ、或发射右旋圆极化通道与发射通道波导口；所述u形通道ⅱ用于连通馈源的发射通道波导口与发射左旋圆极化通道、或发射左旋圆极化通道与负载ⅰ。

进一步优选的，所述切换通道ⅱ包括接收通道ⅰ、u形通道ⅲ和接收通道ⅰ；所述接收通道ⅰ用于连通馈源的接收左旋圆极化通道与接收通道波导口；所述u形通道ⅲ用于连通馈源的负载ⅱ与接收左旋圆极化通道、或负载ⅱ与接收右旋圆极化通道；所述接收通道ⅰ用于连通馈源的接收右旋圆极化通道与接收通道波导口。

更进一步优选的，当滑块处于开关腔体最左端的位置时，设其为切换状态ⅰ，当滑块处于开关腔体最右端的位置时，设其为切换状态ⅱ；所述滑块为切换状态ⅰ时，所述u形通道ⅰ用于连通馈源的发射右旋圆极化通道与负载ⅲ，所述u形通道ⅱ用于连通馈源的发射通道波导口与发射左旋圆极化通道，所述u形通道ⅲ用于连通馈源的负载ⅱ与接收左旋圆极化通道，所述接收通道ⅰ用于连通馈源的接收右旋圆极化通道与接收通道波导口，此时，发射辐射波为右旋圆极化方向、接收辐射波为左旋圆极化方向；所述滑块为切换状态ⅱ时，所述u形通道ⅰ用于连通馈源的发射右旋圆极化通道与发射通道波导口，所述u形通道ⅱ用于连通馈源的发射左旋圆极化通道与负载ⅰ，所述接收通道ⅰ用于连通馈源的接收左旋圆极化通道与接收通道波导口，所述u形通道ⅲ用于连通馈源的负载ⅱ与接收右旋圆极化通道，此时，发射辐射波为左旋圆极化方向、接收辐射波为右旋圆极化方向。

优选的，所述滑块的两侧端分别固定有左挡板和右挡板，所述推杆沿其长度方向固定在左挡板与右挡板之间。

进一步优选的，所述左挡板和右挡板的下部均设有永磁体；所述开关腔体的最左端和最右端的位置处均设置有铁磁体；所述滑块为切换状态ⅰ时，所述左挡板的永磁体与最左端的铁磁体之间相互吸合；所述滑块为切换状态ⅱ时，所述右挡板的永磁体与最右端的铁磁体之间相互吸合。

更进一步优选的，所述u形通道ⅰ、u形通道ⅱ、u形通道ⅲ的转弯处均设有向通道内凸起的凸块。

更进一步优选的，所述u形通道ⅰ、u形通道ⅱ、接收通道ⅰ、u形通道ⅲ、接收通道ⅰ的上下左右四个方向均设有用于增加隔离度的扼流槽。

更进一步优选的，所述扼流槽距相应的通道边缘的距离设置为辐射波波长的1/8至1/6；所述扼流槽的深度设为辐射波波长的1/4。

本发明的有益效果在于：

1)目前国内外卫星通讯收发终端的双圆极化天线,电磁信号圆极化方向一般是固定的，如果要切换接收辐射波或发射辐射波的圆极化方向时,需要拆下双圆极化天线进行手动调节,再重新安装使用,操作繁琐,效率低下。本发明中设有用于改变发射辐射波和接收辐射波的圆极化方向的平行波导切换单元，圆极化方向的切换工作可以通过电控或远程遥控完成，省时省力、提高了切换效率；同时，传统的切换装置至少需要两个同轴波导开关才能实现切换，而本发明使用一个平行波导切换单元就能实现四个通道的切换，具有结构简单、操作便捷、成本低的优点。

2)所述u形通道ⅰ、u形通道ⅱ、接收通道ⅰ、u形通道ⅲ、接收通道ⅰ的上下左右四个方向均设有用于增加隔离度的扼流槽。减少了上述各通道间的电磁耦合、增加了通道间的隔离抑制。

附图说明

图1为本发明的波导开关的立体分解结构图。

图2为本发明的波导开关安装在馈源上的立体结构图。

图3为本发明的滑块为切换状态ⅰ时的局部结构图。

图4为本发明的滑块为切换状态ⅱ时的局部结构图。

图5为本发明的滑块为切换状态ⅰ时的信号走向示意图。

图6为本发明的滑块为切换状态ⅱ时的信号走向示意图。

图7为本发明的波导开关安装在馈源上的剖视图。

图8a、图8b分别为切换面存在缝隙不加扼流槽的仿真模型图和电场示意图。

图9a、图9b分别为切换面存在缝隙加扼流槽的仿真模型图和电场示意图。

附图标记：1-馈源，2-切换通道ⅰ，3-切换通道ⅱ，21-发射通道波导口，22-接收通道波导口，41-发射右旋圆极化通道，42-发射左旋圆极化通道，43-接收左旋圆极化通道，44-接收右旋圆极化通道，51-电磁线圈，52-推杆，53-滑块，54-左挡板，55-右挡板，231-负载ⅰ，232-负载ⅱ，233-负载ⅲ，531-u形通道ⅰ，532-u形通道ⅱ，533-接收通道ⅰ，534-u形通道ⅲ，535-接收通道ⅰ，56-永磁体，57-铁磁体，58-凸块，59-扼流槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图7所示，一种多通道平行切换波导开关，包括电磁线圈51、推杆52和滑块53；所述推杆52沿其轴向可活动的设置在电磁线圈51内，所述滑块53与推杆52固定连接；所述滑块53沿着推杆52的运动方向可滑动的设置在馈源1的开关腔体2内，所述电磁线圈51固定在馈源1上；

所述滑块53在推杆52的作用下左右移动以分别导通用于切换发射辐射波的切换通道ⅰ3和用于切换接收辐射波的切换通道ⅱ4。

所述切换通道ⅰ2包括u形通道ⅰ531和u形通道ⅱ532；所述u形通道ⅰ531用于连通馈源1的发射右旋圆极化通道41与负载ⅲ233、或发射右旋圆极化通道41与发射通道波导口21；所述u形通道ⅱ532用于连通馈源1的发射通道波导口21与发射左旋圆极化通道42、或发射左旋圆极化通道42与负载ⅰ231。

所述切换通道ⅱ3包括接收通道ⅰ533、u形通道ⅲ534和接收通道ⅰ535；所述接收通道ⅰ533用于连通馈源1的接收左旋圆极化通道43与接收通道波导口22；所述u形通道ⅲ534用于连通馈源1的负载ⅱ232与接收左旋圆极化通道43、或负载ⅱ232与接收右旋圆极化通道44；所述接收通道ⅰ535用于连通馈源1的接收右旋圆极化通道44与接收通道波导口22。

如图3、图4所示，当滑块53处于开关腔体2最左端的位置时，设其为切换状态ⅰ，当滑块53处于开关腔体2最右端的位置时，设其为切换状态ⅱ；所述滑块53为切换状态ⅰ时，所述u形通道ⅰ531用于连通馈源1的发射右旋圆极化通道41与负载ⅲ233，所述u形通道ⅱ532用于连通馈源1的发射通道波导口21与发射左旋圆极化通道42，所述u形通道ⅲ534用于连通馈源1的负载ⅱ232与接收左旋圆极化通道43，所述接收通道ⅰ535用于连通馈源1的接收右旋圆极化通道44与接收通道波导口22，此时，发射辐射波为右旋圆极化方向、接收辐射波为左旋圆极化方向；所述滑块53为切换状态ⅱ时，所述u形通道ⅰ531用于连通馈源1的发射右旋圆极化通道41与发射通道波导口21，所述u形通道ⅱ532用于连通馈源1的发射左旋圆极化通道42与负载ⅰ231，所述接收通道ⅰ533用于连通馈源1的接收左旋圆极化通道43与接收通道波导口22，所述u形通道ⅲ534用于连通馈源1的负载ⅱ232与接收右旋圆极化通道44，此时，发射辐射波为左旋圆极化方向、接收辐射波为右旋圆极化方向。

所述滑块53的两侧端分别固定有左挡板54和右挡板55，所述推杆52沿其长度方向固定在左挡板54与右挡板55之间。

所述左挡板54和右挡板55的下部均设有永磁体56；所述开关腔体2的最左端和最右端的位置处均设置有铁磁体57；所述滑块53为切换状态ⅰ时，所述左挡板54的永磁体56与最左端的铁磁体57之间相互吸合；所述滑块53为切换状态ⅱ时，所述右挡板55的永磁体56与最右端的铁磁体57之间相互吸合。

所述u形通道ⅰ531、u形通道ⅱ532、u形通道ⅲ534的转弯处均设有向通道内凸起的凸块58。

所述u形通道ⅰ531、u形通道ⅱ532、接收通道ⅰ533、u形通道ⅲ534、接收通道ⅰ535的上下左右四个方向均设有用于增加隔离度的扼流槽59。

所述扼流槽59距相应的通道边缘的距离设置为辐射波波长的1/8至1/6；所述扼流槽59的深度设为辐射波波长的1/4。

具体的，如图8a、图8b、图9a、图9b所示，图8a、图8b分别为切换面存在缝隙不加扼流槽的仿真模型图和电场示意图，图9a、图9b分别为切换面存在缝隙加扼流槽的仿真模型图和电场示意图。从图中能够看出，不加扼流槽59时，电场会从缝隙中泄露出来，恶化电性能；而加扼流槽59后，电场几乎都被限制在扼流槽59里，较少泄露出来，有效地减少了通道间的电磁耦合，增加了通道间隔离抑制。

本发明的波导开关应用在馈源1时，通过控制电磁线圈51的受电方向，使得滑块53为切换状态ⅰ或者切换状态ⅱ。当电磁线圈51按某一受电方向通电后，此时推杆52受到推力带动滑块53往左滑动，当左挡板54上的永磁体56与靠近左挡板54的铁磁体57接近到一定程度且相互吸合时，实现对滑块53的锁紧和定位，此时滑块53位于最左端，即此时滑块53为切换状态ⅰ。

同理，当需要切换滑块53的状态时，此时给予电磁线圈51相反的受电方向通电，推杆52对滑块53产生的推力将大于左挡板54上的永磁体56与靠近左挡板54的铁磁体57之间的吸合力，使得左挡板54上的永磁体56与靠近左挡板54的铁磁体57之间分开，从而带动滑块53脱离最左端的位置向右移动，推杆52行程至最右端时，右挡板55的永磁体56与靠近右挡板55的铁磁体57之间相互吸合，实现对滑块53的锁紧和定位，此时滑块53位于最右端，即此时滑块53为切换状态ⅱ。

如图5所示，当滑块53为切换状态ⅰ时，由发射机发射信号从发射通道波导口21输入，进入发射左旋圆极化通道42，最后送到圆极化器，而发射右旋圆极化通道41的信号连接到负载ⅲ233被短路；从圆极化器接收的信号进入接收右旋圆极化通道44，进而经过接收通道ⅰ533到达接收通道波导口22，最后进入接收机。

如图6所示，当滑块53为切换状态ⅱ时，由发射机发射信号从发射通道波导口21输入，进入发射右旋圆极化通道41，最后送到圆极化器，而发射左旋圆极化通道42的信号连接到负载ⅰ231被短路；从圆极化器接收的信号进入接收左旋圆极化通道43，进而经过接收通道ⅰ535到达接收通道波导口22，最后进入接收机。

综上所述，本发明的波导开关能够电控切换发射辐射波和接收辐射波的圆极化方向，操作简便，提高了切换效率。