一种宽带一体化结构的新型圆极化器的制作方法

本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种宽带一体化结构的新型圆极化器。

背景技术：

在卫星通信、射电天文等领域，圆极化天线得到了广泛的应用。圆极化器用来将线极化信号转化为圆极化信号，是圆极化天线中的重要部件。

圆极化器是决定天线圆极化性能的主要部件，波导圆极化器在圆极化反射面天线馈源系统中被广泛采用。常用的波导圆极化器型式有螺钉调节型、介质插片型、波纹型、隔板型和脊波导型等。圆波导螺钉极化器是在圆波导管壁内对称插入两排螺钉，螺钉圆极化器的成本低、形式简单、插入损耗小、但调试工作量大，带宽在15％以内。介质插片型极化器是在圆波导内插入介质片，介质插片极化器调试简单，但介质损耗较大，带宽在25％以内。波纹型圆极化器是在圆波导或方波导内加载金属膜片作为移相单元，相对带宽可达到35％，难点主要是对波纹的加工精度和对称度要求高，需要增加调试螺钉微调相位。

技术实现要素：

本发明提供一种宽带一体化结构的新型圆极化器，具有结构简单、免调试、结构一体化等优势，可用于高气密性的使用场景。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种宽带一体化结构的新型圆极化器，包括：波导腔，所述波导腔为直筒结构，并且所述波导腔的内壁截面呈八边形结构；所述波导腔的两端的外部分别设有法兰盘；金属膜片，所述金属膜片成对设置，并分别沿所述波导腔长度方向垂直连接在所述波导腔任意相对的两内壁上。

优选的，各个所述金属膜片为相同结构设置，并且各个所述金属膜片自由端的外缘为具有用于阻抗匹配的阶梯过渡结构。

优选的，所述波导腔两端分别通过所述法兰盘连接有圆波导段。

优选的，各个所述圆波导段分别与正交器、馈源喇叭直接对接。

优选的，所述波导腔内壁的棱边设有倒角；所述金属膜片厚度为0.03λ，λ为中心频率对应的空气波长；所述金属膜片的根部与所述波导腔内壁结合处设有倒角。

优选的，各个所述圆波导段直径为0.83λ，λ为中心频率对应的空气波长。

本发明有益效果为：采用两个简单的金属膜片，在较宽频带内实现两个正交极化波90°相位差。具有工作频带宽、电性能优良、结构简单且一体化、免调试、可靠性高、适合批量生产的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明极化器的结构透视图；

图2为本发明极化器剖视图；

图3为是发明实施例的驻波曲线；

图4为本发明实施例的两个极化的传输相位差；

图5为本发明实施例的圆极化轴比。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明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作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。

实施例一：

根据图1、图2所示，一种宽带一体化结构的新型圆极化器，包括：波导腔1，所述波导腔1为直筒结构，并且所述波导腔1的内壁截面呈八边形结构；所述波导腔1的两端的外部分别设有法兰盘2；金属膜片3，所述金属膜片3成对设置，并分别沿所述波导腔1长度方向垂直连接在所述波导腔1任意相对的两内壁上。各个所述金属膜片3为相同结构设置，并且各个所述金属膜片3自由端的外缘为具有用于阻抗匹配的阶梯过渡结构。所述波导腔1两端分别通过所述法兰盘2连接有圆波导段。各个所述圆波导段分别与正交器、馈源喇叭直接对接。所述波导腔1内壁的棱边设有倒角，该倒角优先选用利于铣刀加工的r3毫米圆倒角；所述金属膜片3厚度为0.03λ,λ为中心频率对应的空气波长，并且所述金属膜片3的根部与所述波导腔1内壁结合处的倒角，该倒角优选选用r0.8毫米的圆倒角。各个所述圆波导段直径为0.83λ，λ为中心频率对应的空气波长。

上述设置中，线极化波可分解为两个等幅同相的线极化波；圆极化波分解为两个幅度相等、相位差为90°的线极化波。当线极化波与波导腔1内的两个金属膜片3所在平面成45角由输入端口输入后，可分解为两个等幅同相的线极化波，两个线极化波的传输相位常数不同，其中垂直于膜片的线极化波相位超前，垂直于膜片的线极化波相位滞后。经过一段传输距离后，两个线极化波幅度相等，相位差90°，在输出端口形成圆极化。

对上述一种宽带一体化结构的新型圆极化器的电气传输性能进行验证，具体如下：

如图3给出了工作频带内两个正交极化波的驻波曲线，可看出在16.8ghz～22.7ghz频率范围内，驻波小于1.1。

如图4给出了工作频带内两个正交器极化波的相位差，可看出在16.8ghz～22.7ghz频率范围内，相位差小于4°。

如图5给出了工作频带内的圆极化轴比，可看出在16.8ghz～22.7ghz频率范围内，轴比小于0.6db。

采用两个简单的金属膜片3，在较宽频带内实现两个正交极化波90°相位差。具有工作频带宽、电性能优良、结构简单且一体化、免调试、可靠性高、适合批量生产的特点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种宽带一体化结构的新型圆极化器，其特征在于，包括：

波导腔，所述波导腔为直筒结构，并且所述波导腔的内壁截面呈八边形结构；所述波导腔的两端的外部分别设有法兰盘；

金属膜片，所述金属膜片成对设置，并分别沿所述波导腔长度方向垂直连接在所述波导腔任意相对的两内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种宽带一体化结构的新型圆极化器，其特征在于：各个所述金属膜片为相同结构设置，并且各个所述金属膜片自由端的外缘为具有用于阻抗匹配的阶梯过渡结构。

3.根据权利要求2所述的一种宽带一体化结构的新型圆极化器，其特征在于：所述波导腔两端分别通过所述法兰盘连接有圆波导段。

4.根据权利要求3所述的一种宽带一体化结构的新型圆极化器，其特征在于：各个所述圆波导段分别与正交器、馈源喇叭直接对接。

5.根据权利要求1所述的一种宽带一体化结构的新型圆极化器，其特征在于：所述波导腔内壁的棱边设有倒角；所述金属膜片厚度为0.03λ,所述λ为中心频率对应的空气波长；所述金属膜片的根部与所述波导腔内壁结合处具有倒角。

6.根据权利要求1所述的一种宽带一体化结构的新型圆极化器，其特征在于：各个所述圆波导段直径为0.83λ，所述λ为中心频率对应的空气波长。

技术总结
本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种宽带一体化结构的新型圆极化器，包括：波导腔，所述波导腔为直筒结构，并且所述波导腔的内壁截面呈八边形结构；所述波导腔的两端的外部分别设有法兰盘；金属膜片，所述金属膜片成对设置，并分别沿所述波导腔长度方向垂直连接在所述波导腔任意相对的两内壁上。本发明具有结构简单、免调试、结构一体化等优势，可用于高气密性的使用场景。

技术研发人员：张明旭
受保护的技术使用者：西安昱科通信技术有限公司
技术研发日：2020.09.11
技术公布日：2020.11.13