电路载体和波导之间的耦合及去耦装置的制作方法

本发明涉及电路载体和波导之间的耦合及去耦装置。

背景技术：

为了在波导尤其是介质波导中传输电磁波，椭圆极化的电磁波尤其是圆极化的电磁波相对于线性极化的电磁波更具有技术优势。

优选地，椭圆极化或圆极化电磁波由双极化电磁波形成，即由两个线性极化的电磁波形成，该两个电磁波的极化面彼此正交。

如由us9,728,833b2可知，单个线性极化的电磁波可由相应的射频信号产生，该射频信号通过射频导线传输到天线并且在该天线处作为相应的电磁波传播出去。该射频信号通常在射频电子器件的平面结构上产生，射频电子器件优选为频率振荡器，在平面结构上产生也即在电路板上或基板上产生。

迄今为止，对于通过具有高带宽和高方向特性的天线构造，低成本地将椭圆或圆极化电磁波输入波导或从波导输出，尤其是输入介质波导或从介质波导输出，尚未存在可行的技术方案。

这是亟待改善的现状。

技术实现要素：

在这种背景下，本发明的目的在于提供一种电路载体和波导之间的耦合及去耦装置，该波导优选为介质波导，其天线构造用于发射和接收双极化的电磁波，该耦合及去耦装置具有尽可能宽的带宽和很高的方向特性。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1中的特征的电路载体和波导之间的耦合及去耦装置来实现。

因此，条款如下：

一种电路载体和波导之间的耦合及去耦装置，包括：

-保持元件，其具有用于耦合到所述电路载体的第一端和用于耦合到所述波导的第二端；

-两个偶极子天线，在所述第一端和所述第二端之间交叉并彼此正交布置；以及

-两对相互交叉的导体对，其连接到所述两个偶极子天线以及所述电路载体上的相应接触面，

-其中，在所述第一端固定有导电层，

-所述保持元件为中空波导，

-所述保持元件的所述第一端是所述中空波导的第一端开口，用于耦合到所述电路载体；所述保持元件的所述第二端是所述中空波导的第二端开口，用于耦合到所述波导，

-所述第一端开口被所述导电层封闭。

本发明所基于的认识在于，提供一种通过中空波导来实现的且具有两端的保持元件，电路载体和波导耦合至这两端。在此例子中，第一端通过中空波导的用于耦合电路载体的第一端开口来实现，第二端通过中空波导的用于耦合波导的第二端开口来实现。另外，在保持元件的第一和第二端之间，也即在中空波导的内腔中位于中空波导的第一和第二端开口之间，存在由两个偶极子天线组成的天线构造，这两个偶极子天线相交并彼此正交配置，并因此发射或接受双极化的电磁波。天线构造和电路载体之间的信号传输通过两对交叉配置的导体对进行，导体对连接到两个偶极子天线和电路载体上的相应接触面。另外，保持元件的第一端固定有导电层，该导电层封闭波导管的第一端开口。

在此及下文中，电路载体应理解为印刷电路板，其配备有电子元件或部件，优选为射频电子器件。或者，电路载体应理解为具有集成电子器件的基板，优选为单片集成射频电子器件或混合集成射频电子器件。

在此及下文中，保持元件应理解为这样的元件，在其两端固定有波导和电路载体，因此，波导和电路载体之间彼此隔开。其次，保持元件用于向位于两端之间的传输路径输入和从该传输路径输出至少一个电磁波和相应的差分信号。

中空波导(hollowwaveguide)是本体在纵向上空心的，其完全由导电材料制成或者仅在其内侧面上具有导电涂层。优选地，中空波导具有圆形横截面轮廓的中圆柱形。除了圆形横截面轮廓之外，还可以为矩形、正方形或椭圆形或其他可行的横截面轮廓。在这些横截面轮廓的每一个中，作为实心且闭合的外壳的替代，还可以在外壳区域配置沿中空波导的纵向而平行地延伸且彼此隔开的杆状体。各个杆状体至少在其纵向延伸上的一个位置处通过连接区域而相互连接。两个相邻的杆状体之间的距离可这样选择，以使得一定波长的电磁波在杆状体内被引导。

因此，除了其固定功能之外，中空波导还可有利地实现引导电磁轴的功能。

优选地，和保持元件耦合的波导为介质波导，该波导为位于保持元件第二端的中空波导(也即位于中空波导的第二端部开口)，。可选地，该波导也可以为另一中空波导。

每对由两个单独导体组成的导体对均传输差分信号，以实现相应的偶极子天线的对称输入或输出。因此，导体对也被理解为差分导体对。每个单独的偶极子天线可在线极化的电磁波和相应的中空波导信号之间转换。由于正交配置，两个偶极子天线的组合可以发射和接收双极化电磁波或至少一个椭圆极化或圆极化电磁波。

导电层可导致两个偶极子天线向电路载体发射的电磁波会被全反射回来，导电层固定于保持元件的第一端并且封闭了保持元件(保持元件实现为中空波导)的第一端开口。通过这种方式，有利于改善由两个偶极子天线构成的天线构造的方向特性。

除了优化方向特性之外，固定于保持元件的第一端的导电层还有助于增加耦合及去耦装置的带宽：

具体的，对于传输路径位于两个偶极子天线与电路载体之间的区域，导电层与两个偶极子天线一起构成了可起到电容作用的额外几何形状。

因此，通过各个偶极子天线相对于导电层的适当配置，可以有针对性地改变耦合及去耦装置的起电容作用的几何形状。起电容作用的几何形状的这种变化可带来一个特定的共振频率下共振。传输路径的阻抗在该共振频率处近似为实部，并且因此能与波导和电路载体的阻抗相匹配。在这种情况下，耦合及去耦装置的传输特性在该共振频率处具有另一个最大值。因此，根据本发明，通过该共振频率可进一步增加耦合及去耦装置的带宽。

优选的改进方案和深化方案可由其他从属权利要求及参照附图的描述得到。

可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，不仅可以按照说明的组合方式使用上述特征以及在下文中将要说明的特征，还可以按其他方式组合或单独使用。

在本发明一个优选的改进方案中，至少一个偶极子天线为贴片天线。贴片天线可理解为扁平的天线，优选为四边形金属平面的天线，其长边的长度等于被发射或接收的电磁波的波长的一半。

在本发明另一个优选的改进方案中，至少一个偶极子天线为分形贴片天线。分形贴片天线应理解为这样的一种贴片天线，在每个迭代级别中对矩形金属平面的每条长边和/或每个角进行修改，以使得在后一个迭代级别中所添加的矩形金属表面的每条长边或每个角被再次连接到一个矩形金属平面。与在上一个迭代级别中新创建的四边形金属平面的长边的长度相比，新连接的四边形金属平面的长边的长度被减少了特定的系数。该系数取决于所使用的迭代方式和所使用的平面类型。通过这种方式，各个迭代级别中的这种分形贴片天线可发送和接收另外的电磁波，其波长比在上一迭代级别中由分形贴片天线新发送和接收的电磁波的波长减小了该系数。因此，这种分形贴片天线的带宽在每个迭代级别中增加了该系数。

在本发明耦合及去耦装置的一个改进方案中，两个偶极子天线与保持元件的第一端之间的距离根据耦合及去耦装置所传输的电磁波的频率来设定。在本发明一个优选的改进方案中，两个偶极子天线与保持元件的第一端之间的距离l在满足等式(1)时被最佳设置。其中，n是一个整数：

l＝λ/4+n·λ/2(1)

在这种情况下，有利于由两个偶极子天线向保持元件的第一端发射的电磁波被第一端处的导电层反射回来的电磁波补偿。

在本发明的第一子变形中，两个偶极子天线无拘束地位于耦合及去耦装置内，而在本发明的一个可选改进方案中，两个偶极子天线均被附到支撑隔板(carriermembrane)上。在这种情况下，在保持元件与第一端邻接的区域中，支撑隔板与保持元件相连接。两个偶极子天线配置并固定在支撑隔板朝向保持元件的第一端的端面上，或者在支撑隔板朝向保持元件的第二端的端面上。通过这种方式，有利于两个偶极子天线相互之间实现在布置和定向上的机械稳固性，而且还有利于两个偶极子天线相对于保持元件的两端实现机械稳固性。

在本发明的第二子变形中，为了将支撑隔板轴向固定于中空波导，在中空波导邻近第一端开口的区域中，在中空波导内侧面有至少一个隔片(web)，该隔片的形状设计为使得支撑隔板紧靠在隔片上。通过中空波导-电路载体-导体对-偶极子天线-支撑隔板的连接，支撑隔板可施加所需要的接触压力给至少一个隔片。

在本发明的第二子变形中，两个偶极子天线可以配置并固定在支撑隔板朝向第一端开口的端面上或朝向第二端开口的端面上。

在本发明的第三子变形中，支撑隔板夹持于中空波导内的槽口(depression)中。在本发明的第三子变形中，两个偶极子天线配置并固定在朝向第一端开口的端面上。此外，在第三子变形中，支撑隔板也是刚性的。在第三子变形中，每对导体对按压在相应的偶极子天线的两个天线臂上，以形成对相应的偶极子天线的充分电气和机械接触。

在本发明的第四子变形中，作为第三子变形的一种特殊形式，支撑隔板是弹性的。在本发明的第四子变形中，导体对这样按压在相应的偶极子天线的天线区域，以使得一方面其与相应的偶极子天线的充分电气和机械接触得到保障。另外，导体对在相应的偶极子天线上的挤压，会导致中空波导内优选地在两个偶极子天线的区域中被夹持在波导内的支撑隔板呈凹形，优选地呈槽形(trough-shapedshaping)。槽形在此和下文中应理解为凹形，在中空波导内，优选地在两个偶极子天线区域中，该凹形具有槽形的凹度。

除了本发明提供的一种实施例，在该实施例中，两对导体对位于两个相应的偶极子天线与中空波导的第一端开口之间，该两对导体对仅被中空波导内的空气包围，本发明还提供了另一实施例，在该另一实施例中，两对导体对由介电材料制成的信号引线来引导。

在第三和第四子变形中夹持支撑隔板的槽口具有横向延伸和与支撑隔板的厚度对应的宽度。因此，槽口的两个端面与支撑隔板的介电材料一起形成对两个偶极子天线所径向发射的电磁波起电容作用的几何形状。槽口的端面的延伸形成对两个偶极子天线所径向发射的电磁波起电感作用的几何形状。

在本发明中，根据槽口的深度、支撑隔板的厚度和支撑隔板所使用的介电材料的相对介电常数，可设定耦合及去耦装置在相应的共振频率下反射最小的传输特性。

在根据本发明所提供的耦合及去耦装置的另一实施例中，在下文中称为第二实施例，作为本发明所提供的用于增加双极化电磁波的带宽的另一技术措施，在第二端开口和两个偶极子天线之间，中空波导形成有多个轴向连续的区域，各个区域分别具有相应的内径，优选为不同的内径，并且具有相应的轴向延伸，优选为不同的轴向延伸。

在本发明中，通过对各个区域的内径和轴向延伸的适当设置，能够在该区域改变中空波导起电容和电感作用的几何形状。通过这种方式，也可以在中空波导中实现具有相应的共振频率的共振。因此，中空波导起电容和电感作用的几何形状在每个区域具有对应于相应共振频率的传输特性的另一最大值。因此，在本发明中，能够使耦合及去耦装置的带宽额外增加这些共振频率。

在本发明所提供的耦合及去耦装置的第三实施例中，在两个偶极子天线与中空波导的第二端开口之间的区域，在中空波导的内侧面上设置有至少一个指向内的隔板。在各个隔板处，两个偶极子天线向第二端开口发射的电磁波会被部分反射回来。每个隔板优选具有不同的相对两个偶极子天线的距离、不同的纵向延伸及不同的横向延伸。每个单独隔板的横向延伸优选地随着距两个偶极子天线的距离的增加而增加。

与两个偶极子天线和第二端开口之间的原始中空波导的有效几何形状相比，每个隔板通过其相应的横向延伸和纵向延伸而改变该段波导管起电容作用的几何形状，以及通过其相对于中空波导中的最接近中断处的距离—即相对于位置最接近的隔板或相对于两个偶极子天线—而改变该段中空波导起电感作用的几何形状。因此，通过对单个隔板的适当的几何布置及合适的设计，可以分别在各段中空波导中产生相应共振频率的共振行为。通过这种方式，中空波导的有效几何形状在每个共振频率具有传输特性的另一最大值。因此，在本发明中，能够使耦合及去耦装置的带宽进一步增加这些共振频率。

本发明所提供的耦合及去耦装置的第四实施例中，在两个偶极子天线与中空波导的第二前端开口之间的区域中，配置有至少一个导电元件，优选地，至少一个金属元件。导电元件可以为旋转对称元件，例如螺钉或销；或者为长方体元件，例如板或小块板；或者为任意合适成形的物体。

根据本发明，每个导电元件就其布置和几何形状这样设计，以使得能够实现对第一及第二端开口之间待传输的电磁波的相应的滤波作用。

最后，在本发明的又一实施例中，在第二端开口与两个偶极子天线之间的这段中空波导中设有转换部件，该转换部件可用于在至少一个椭圆偏振的电磁波与至少一个线性偏振的电磁波之间进行转换。

在能实用的情况下，上述配置和深化方案可根据需要任意相互组合。本发明的其他可能的配置、深化方案和实施方式还包括未明确说明的、由以上或以下相关的实施例所描述的特征的组合。特别地，本领域技术人员还将增加各个方面，作为对本发明的各个基本形式的改进或补充。

附图说明

下面根据示意性附图所提供的具体实施例，对本发明进行更详细地说明。图示为：

图1为本发明所提供的耦合及去耦装置的三维示意图；

图2a为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第一子变形的剖视图；

图2b为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第一子变形中的分形偶极子结构的截面图；

图2c为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第一子变形中的导体对的截面图；

图3a为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第二子变形的截面图；

图3b为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第二子变形中的分形偶极子结构的截面图；

图3c为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第二子变形中的导体对的截面图；

图4a为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第三子变形的截面图；

图4b为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第四子变形的截面图；

图4c为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第四子变形中的导体对的放大截面图；

图5为本发明所提供的耦合及去耦装置的第二实施例的剖视图；

图6为本发明所提供的耦合及去耦装置的第三实施例的剖视图；

图7为本发明所提供的耦合及去耦装置的第四实施例的剖视图；

图8为本发明所提供的耦合及去耦装置的又一实施例的剖视图；

图9a为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例中传输因数的频谱示图；

图9b为本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例及第三实施例结合时传输因数的频谱示图。

附图旨在传达对本发明实施例的进一步理解。这些附图示出了实施例，并且结合说明书来解释本发明的原理和概念。通过图示还可以得出其他实施例和多个上述的优点。图示的元件可不必相对于彼此按比例显示。

在附图中，除非另有说明，否则相同的、具有相同功能的及起相同作用的元件、特征和部件均使用相同的附图标记。

以下将一贯并全面地描述附图。

具体实施方式

接下来将结合附图详细描述根据本发明所提供的耦合及去耦装置的各个实施例及各个子变形：

图1示出本发明所提供的位于电路载体与波导之间的耦合及去耦装置的一个优选实施例的三维示意图，该波导优选为介质波导。

优选地，耦合及去耦装置由中空波导1实现。优选地，该中空波导1为圆筒形。圆柱形中空波导1具有与介质波导的圆形横截面轮廓相适应的圆形横截面轮廓，除此之外，本发明还涵盖其他横截面轮廓，例如矩形、正方形或椭圆形轮廓。中空波导优选为一体成型。

中空波导1在第一端开口2处与电路载体耦合。在相对的第二端开口3处中空波导1耦合到波导4，优选地耦合到介质波导4。

电路载体可为单层的电路板或多层的电路板。电路板通常配备有常规的电子元件或部件，且优选为用于发送和接收高频信号的高频电子器件。可选地，电路载体还可以是基板，该基板中以单片或混合技术集成有相关电子器件，优选为相关高频电子器件。

电路载体的这两种变形均可通过常规的固定技术，例如通过螺栓固紧，在第一端开口2的区域机械固定至中空波导1。

在本发明的优选实施例中，电路载体如此配置在中空波导1的第一端开口2的区域，即，在中空波导1的第一端开口2的区域，导电涂层，优选为金属涂层在电路载体朝向中空波导1的表面上形成为导电层5。可选地，第一端开口2处的导电层5也可以是独立且相对电路载体分离的层状物或层状的圆盘。在这种情况下，电路载体位于导电层5背离波导管1的一侧临近该导电层5的位置。

波导4，优选为介质波导4，如图1所示，优选可精确地从第二端开口3插入到中空波导1中。为了实现波导4和中空波导1之间的阻抗和波型匹配，波导4面向中空波导1的端部如图1中的波导4的阶梯状所示那样，可被实现成各种技术上可行的形式。

在中空波导1临近第一端开口2的区域，配置有两个偶极子天线61和62。两个偶极子天线61和62被配置分别为在中空波导1内的同一轴向位置上交叉并且彼此正交。两个偶极子天线的两个天线臂因此分别相对于中空波导1的纵轴成直角。

两个偶极子天线61和62的两个天线臂分别电气并机械地连接到导体对71和72。据此，两对导体对71和72及其各自两个单独导体也被配置为彼此交叉。两对导体对71和72各自从两个偶极子天线61和62的两个天线臂延伸到电路载体上的相应的接触区域。

如图2a中本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第一子变形的剖视图所示，两个偶极子天线61和62以及相应的导体对71和72均被无拘束地引导及配置于中空波导1的内腔。

如图2b所示，两个偶极子天线61和62分别被实现为分形偶极子天线。每个天线臂在此被实现为菱形形式的四边形天线平面，该四边形天线平面在其一个角处被延伸为另外两个四边形天线平面。虽然在先提及的四边形天线平面分别具有的边长同等级于偶极子天线61和62所发射或接收的电磁波的四分之一波长，但各个延伸出来的四边形天线平面的边长对应于一半波长减小一定系数后的波长。分形偶极子天线中每个单独的矩形天线平面扩展的迭代级数不仅限于因子1，而是可以包含任何技术上可行的迭代级数。在每个迭代级别中，分形偶极子天线的带宽根据该特定的因子而增加。只要技术上可行，两个偶极子天线61和62的迭代扩展也可以在单个四边形天线平面的多个角处进行。最后，迭代扩展也可以存在于单个四边形天线平面的一条边线上或多条边线上。作为菱形天线平面的替代，也可以为正方形或任意形状的天线平面。

图2c示出了两对导体对71和72交叉布置，这使得能够以相应的差分高频信号对每个偶极子天线61和62进行对称供电，或者对称地传输所接收的差分高频信号。类似于两个偶极子天线61和62的正交布置，两对导体对71和72也彼此正交定向。

图1和图2a均示出了在两个偶极子天线61和62与中空波导1的第二端开口3之间的区域中，在中空波导1的内侧面上的环状且径向向内的隔板。该环状且径向向内的隔板将在图6所示的本发明所提供的耦合及去耦装置的第三实施例的描述中更详细地说明。

两个偶极子天线61和62可发射或接收线极化的电磁波。由于中空波导1中的两个偶极子天线61和62的正交定向，两个发送出去的电磁波具有正交的极化面。通过适当的供电，可产生双极化电磁波。可选地，也可以产生至少一个椭圆或圆极化的电磁波。反过来，通过两个偶极子天线61和62，可以准确地接收双极化电磁波，即，具有正交的极化面的两个线极化的电磁波。可选地，也可以接收至少一个椭圆或圆极化的电磁波。最后，两个偶极子天线61和62能够准确地接收单个线极化的电磁波，其极化面不同于两个偶极子天线61和62的朝向或者指向两个偶极子天线61和62的朝向。

图1和图2a所示的本发明所提供的耦合及去耦装置的传输因数s21的频率相关量具有四个最大值：

传输因数s21的量在频谱曲线中的一个最大值对应于由非分形偶极子天线构造发射的双极化电磁波的频率。根据仅进行了单次迭代扩展的两个偶极子天线61和62的分形结构，得到传输因数s21的量在频谱曲线中的另一个最大值。传输因数s21的量在频谱曲线中的又一个最大值由环形且径向向内的隔板引起，这在下面对图6的描述中将进一步详细说明。

最后，传输因数s21的量在频谱曲线中的第四个最大值由两对偶极子天线71和72相对于中空波导1的第一端开口2处的导电层5的布置引起。

两个金属的偶极子天线71和72与金属层5一起在第一端开口2处形成了起电容作用的几何形状，该几何形状通过相应的几何设计和相应的相互距离可改变原始中空波导1的传输特性。通过适当的设计几何设计以及上述元件—偶极子天线和金属层—之间的距离，可以在中空波导1中以一个共振频率产生额外的共振，该共振频率对应于传输因数s21的量在频谱曲线中的第四个最大值的频率。

当设计两个偶极子天线71和72与中空波导1的第一端开口2之间的距离时，需要注意其优选具有基于等式(1)的值。在这种情况下，由两个偶极子天线61和62向第一端开口2的方向发射的电磁波与被金属层5全反射回来的相应电磁波会进行促进性叠加。通过这种方式，天线构造的方向特性被进一步改善。

图3a、3b和3c示出了本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的另一个子变形，即第二子变形：

在第二子变形中，两个偶极子天线61和62及其正交定向于中空波导1的纵轴的两个天线臂至少被配置及固定在支撑隔板8上。在此及下文中，支撑隔板应理解为由介电材料制成的具有两个端面的板状体。该介电材料在本发明的第二子变形中为刚性材料。两个端面中的一个用于两个偶极子天线61和62的布置及固定。

对于两个偶极子天线61和62在支撑隔板8上的布置，在第二子变形中，可以布置在支撑隔板8朝向中空波导1的第一端开口2的端面上，或者布置在支撑隔板8朝向中空波导1的第二端开口3的端面上。支撑隔板8通常由介电材料例如fr4或二氧化硅制成。对于两个偶极子天线61和62在支撑隔板8上的固定，在此可以利用通常的制造技术来实现，例如通过组装技术或粘接。

在第二子变形中，若偶极子天线被附到支撑隔板8朝向中空波导1的第二端开口3的端面，则两对导体对71和72被沿轴向地引导穿过支撑隔板8。为了更好地在中空波导1中引导两对导体对71和72，特别地如图3c所示，可将两对不同导体对71和72的两个单独导体插入由合适的介电材料制成的信号引线9中。另外，通过嵌入到信号引线9的绝缘材料中，两对不同导体对71和72的单独导体被额外机械固定住，因为信号引线1的外径适配于支撑隔板8或金属层5中轴向通孔的内径。与第一子变形相比，第二子变形中的介电信号引线9使得两对导体对71和72相对于金属层5具有更好的电绝缘性。

在第二子变形中，支撑隔板8在中空波导1上的机械固定通过在中空波导1的内侧面上形成的至少一个隔片10来实现，其中，支撑隔板及其端面贴紧在该隔片上。信号引线9的轴向延伸被这样设计，以使得与电路载体的接触面并同时与偶极子天线61和62进而与支撑隔板8连接的信号引线9对至少一个隔片10施加来自支撑隔板8的充分接触压力。至少一个隔片10可形成为单个环形隔片，或者多个沿中空波导1的角度扇形延伸的隔片的组合。

在第二子变形中，两个偶极子天线61和62与中空波导1的第一端开口2之间的距离优选同样根据等式(1)设计。

在第一实施例的第二子变形中，在为传输因数s21的量在频谱曲线中的第四个最大值设计共振频率时，需要考虑支撑隔板8'与信号引线9的介电材料的相对介电常数。

在本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第三子变形中，支撑隔板8'被夹持于中空波导1的两部分之间中空波导1的内侧面上的径向槽口11中，优选为凹槽形的槽口中。为此，如图4a所示，第三子变形的支撑隔板8'与第二子变形的支撑隔板8相比被延长了。支撑隔板8'的这种延长和相应的径向槽口11优选根据等式(1)来设计。

从两个偶极子天线61和62径向辐射出去的电磁波实际上会在径向槽口11的径向端被全反射回来。这样一来，该全反射回来的电磁波完全补偿了径向辐射出去的电磁波。通过该技术措施，天线布置的方向特性还得到了优化。

在根据图4a的第三子变形中，两个偶极子天线61和62配置及固定在支撑隔板8'朝向中空波导1的第一端开口2的端面上。这样一来，两对导体对71和72及包含两对导体对71和72的信号引线9不再穿过支撑隔板8'。第三子变形的支撑隔板8'类似于第二子变形的支撑隔板8，也由刚性介电材料制成。两对导体对71和72通过其顶端12分别按压在两个偶极子天线61和62的相应天线区域上，以使得两个偶极子天线61和62的天线臂与相应的导体对71和72之间形成充分的电气和机械接触。

中空波导1中设置的用于夹紧支撑隔板8'的凹槽11的两个相对端面与被延长的支撑隔板8'的介电材料一起，改变原始中空波导1的传输特性。中空波导1中设置的用于夹持支撑隔板8'的凹槽11的径向延伸也改变原始中空波导1的传输特性。通过凹槽11的适当的几何设计以及通过支撑隔板8'的介电材料的适当选择，根据本发明因而能够在另一共振频率下产生另一共振，这可引起传输因数s21的量在频谱曲线中的另一个最大值，及第五个最大值。通过这种方式，能够额外增加本发明所提供的耦合及去耦装置的带宽。

图4b和4c中示出了本发明所提供的耦合及去耦装置的第一实施例的第四子变形：

在第四子变形中，两个偶极子天线61和62如第三子变形那样被布置及固定在支撑隔板8”朝向中空波导1的第一端开口2的端面上。因此，分别与两个偶极子天线61和62的两个天线臂及电路载体的相应接触面接触的两对导体对71和72不会被引导穿过支撑隔板8”。

第三子变形的支撑隔板8”由弹性介电材料制成。两对导体对71和72及信号引线9的轴向延伸可如此选择，使得两对导体对71和72的单个导体通过其顶端12分别按压在两个偶极子天线61和62的相应天线区域上，以使得弹性的支撑隔板8”发生变形。支撑隔板8”此时呈现为朝向第二端开口3的凹形，优选为槽形。此时，若偶极子天线61和62使用相对更具刚性的材料，则偶极子天线61和62可以位于支撑隔板8”的槽形结构的槽底部的区域。若偶极子天线61和62使用相对更具弹性的材料，则两个偶极子天线61和62也可以至少部分地位于支撑隔板8”的槽形结构的槽壁区域。

在本发明所提供的耦合及去耦装置的第二实施例中，中空波导在两个偶极子天线61和62与中空波导1的第二端开口3之间具有多个区域131、132、133及134，每个区域具有相应的内径、相应的轴向延伸及相应的到两个偶极子天线61和62的距离。内径、轴向延伸及到偶极子天线的距离这三个参数在各个区域131、132、133及134间可完全不同或仅部分不同。

通过在各个区域中对内径和轴向延伸参数的适当设置，与原始中空波导1的起电容和电感作用的几何形状相比，可以改变各个区域内起电容和电感作用的几何形状。通过这种方式，可以以相应的共振频率分别在中空波导1内各个区域131、132、133及134中产生额外的共振。这些按照相应共振频率的额外共振分别引起在这些共振频率处的传输因数s21的量在频谱曲线中的附加最大值。通过这种方式，能够额外增加本发明所提供的耦合及去耦装置的带宽。

在图6所示的本发明所提供的耦合及去耦装置的第三实施例中，在两个偶极子天线61和62与中空波导1的第二端开口3之间的中空波导1的内侧面上，形成有至少一个环形的且径向向内的隔板141、142及143，且优选地，形成有多个环形且径向向内的隔板141、142及143。在各个隔板处，向第二端开口3发射的电磁波会被部分反射。

各个隔板分别具有相应的径向延伸、相应的轴向延伸及相应的轴向距离，该轴向距离是指相对于最靠近第一端开口2而形成的隔板的距离，或者是指相对于两个偶极子天线61和62的距离。因此，各个隔板141、142及143可在其相应的轴向延伸范围内，通过其相应的径向和轴向延伸而改变原始中空波导1起电容作用的几何形状。此外，各个隔板141、142及143通过其相对于上述最靠近隔板或相对于两个偶极子天线61和62的距离，来改变原始中空波导1起电感作用的几何形状。

通过适当地确定径向延伸、轴向延伸及轴向距离的参数大小，根据本发明，可以为各个隔板141、142及143，在中空波导1内以相应的共振频率产生额外共振。

具有相应的共振频率的这些额外共振也同样会分别引起在这些共振频率处的传输因数s21的量在频谱曲线中的附加最大值。通过这种方式，能够额外增加本发明所提供的耦合及去耦装置的带宽。

在图7所示的本发明所提供的耦合及去耦装置的第四实施例中，在第二前端开口3与两个偶极子天线61和62之间的中空波导1的内侧面上，配置有至少一个导电元件15，优选地，配置有至少一个金属元件15。该导电元件15从中空波导1的内侧面突出到中空波导1的内腔16，并且相对于两个偶极子天线61和62具有相应的轴向距离。

导电元件15可以为旋转对称体，例如图7所示的螺钉或销；或者为长方体，例如板或小块板；或者为任意形状的物体。导电元件15在中空波导1上的固定可通过已知的紧固技术，例如通过拧紧来实现。导电元件15的径向延伸可以是恒定的，或者可以借助于相应的电动机而可变地调节。

导电元件15通过其相应的几何形状及其相对于另一导电元件或两个偶极子天线61和62的轴向距离，改变原始中空波导1起电容和电感作用的几何形状。这样一来，根据每个单独的导电元件15的相应的形状和位置，可以实现每个单独的导电元件15对中空波导1的传输行为的相应的滤波作用。因此，可以设置相应的滤波器类型-高通滤波器、带通滤波器或带阻滤波器-以及相应的滤波器参数-中心频率、带宽或截止频率。

在图8所示的本发明所提供的耦合及去耦装置的又一实施例中，优选在中空波导1的内腔16中精确配合地插入部件17，以用于在至少一个椭圆偏振的电磁波与至少一个线性偏振的电磁波之间进行转换。优选地，该用于转换的部件17位于第二端开口3与所有设置在中空波导1中的隔板14、141、142及143之间。

优选地，用于在至少一个椭圆极化的电磁波和至少一个线极化的电磁波之间转换的部件17基于不同的有效介电常数，在两个相互正交的方向上，在两个线性偏振的电磁波之间进行90°的相移。通过这种方式，有利于实现从至少一个线极化电磁波产生椭圆或圆极化电磁波所需的90°的相移。这种需求出现在必须通过天线构造以相位同步方式发射或接收两个线极化的电磁波时。

通过比较图9a和9b中的传输因数s21的量的频谱示图可以看出，与图9a相比，在图9b中存在两个另外的最大值。这两个另外的最大值由图6中的另两个隔板引起，每个隔板在相应的共振频率处出现了另外的共振。通过这种表明，通过本发明所提供的耦合及去耦装置的适当选择和适当组合，以及通过适当地确定各个实施例的参数，有利于增加本发明所提供的耦合及去耦装置的带宽，以及进一步地由本发明所提供的耦合及去耦装置所传输的双极化电磁波的带宽。

尽管以上已经基于优选的实施方式对本发明进行了充分描述，但是本发明不仅限于此，还可以根据其他各种方法或方式进行修改。

附图标记：

1中空波导

2第一端开口

3第二端开口

4波导

5导电层

61,62导体对

71,72偶极子天线

8,8',8”支撑隔板

9信号引线

10隔片

11槽口

12顶端

131,132,133,134区域

14,141,142,143,隔板

15导电元件

16内腔

17用于在至少一个椭圆极化的电磁波和至少一个线极化的电磁波之间转换的部件