[0029]准平面正交模转接器的最高工作频率，指能有效地(插损很低，比如低于3dB)通过该准平面正交模转接器的公共端的微波信号的最高频率。根据使用目的，该准平面正交模转接器的正交极化的两个信号的频段可能相同，也可能不同。
【具体实施方式】
[0030]实施实例I
如图1所示。
[0031]准平面正交模转接器，包括3个耦合段5，公共端1，端口 A2，端口 B3。公共端I中心处的法线方向沿-Z方向。所有耦合段5沿Z方向相互连通构成耦合腔。端口 A2和端口 B3分别通过2个匹配段6与耦合腔连通。公共端I通过2个匹配段6与耦合腔连通。
[0032]公共端I的横截面形状为正方形。
[0033]所述准平面正交模转接器的所有部分的上表面齐平。所述准平面正交模转接器包括所有耦合段5、匹配段6、公共端1、端口 A2和端口 B3。
[0034]端口 A2中心处的法线方向与Z方向之间的夹角为O度。端口 B3中心处的法线方向与Z方向之间的夹角为90度。
[0035]在端口 A2外接波导A。同时外接波导A的与端口 A2连接处的横截面的几何中心点与公共端I的中心点的连线与Z方向平行。
[0036]端口 A2的横截面为矩形并且其宽度小于其高度；端口 B3的横截面为矩形并且其宽度大于其高度。
[0037]所述耦合段5的数目为3 ;所有的耦合段5的最大高度之间至少相差10%。所有的耦合段5的最大宽度之间至少相差10%。
[0038]所述公共端I和位于公共端I与耦合腔之间的2个匹配段6的最大高度之间至少相差10%。所述公共端I和位于公共端I与耦合腔之间的2个匹配段6的最大宽度之间至少相差10%。
[0039]端口 A2和位于端口 A2与耦合腔之间的2个匹配段6的最大高度之间至少相差10%。端口 A2和位于端口 A2与耦合腔之间的2个匹配段6的最大宽度之间至少相差10%。
[0040]端口 B3和位于端口 B3与耦合腔之间的2个匹配段6的最大宽度之间至少相差10% ;端口 B3和位于端口 B3与耦合腔之间的2个匹配段6的最大高度之间至少相差10% ;
实施实例2 如图2所示。
[0041]与实施实例I的区别仅在于，所有的耦合段5和匹配段6的形状都为矩形体。端口 A2的横截面为矩形并且其宽度大于其高度；端口 B3的横截面为矩形并且其宽度小于其高度。
[0042]实施实例3
如图3所示。
[0043]本实施实例在实施实例2的基础上，增加了几级匹配段6，同时I的横截面为矩形并相对于其对称面平面Q成左右镜像对称。在端口 A2与原有的2个匹配段6之间增加了另外两个匹配段6，而且使端口 A2的横截面的宽度小于其高度。同时，在端口 B3与原有的2个匹配段6之间增加了另外3个匹配段6。而且使端口 B3的法线方向转向Z轴方向，与端口 A2的法线方向平行。通过适当设计，我们可以使端口 A2和端口 B3分别与公共端I之间的相位差在工作频带内相同或接近相同。
[0044]在端口 A2外和端口 B3外分别与外接波导A和外接波导B连接。外接波导A和外接波导B的横截面相同，并且它们分别与端口 A2和端口 B3的连接面在垂直于Z方向的平面P内齐平；外接波导A和外接波导B为标准矩形波导，它们相对于对称平面Q成左右镜像对称。
[0045]同时，所述外接波导A和外接波导B的长度相同；微波信号从公共端I到外接波导A的指向该准平面正交模转接器外的一端的相位与微波信号从公共端I到外接波导B的指向该准平面正交模转接器外的一端的相位之差在该准平面正交模转接器的工作频带内大于-10度，小于10度。
[0046]实施实例4 如图4所示。
[0047]与实施实例I的区别仅在于，端口 A2的中心处的法线方向与端口 B3的中心处的法线方向变化为成180度夹角。
[0048]实施实例5 如图5所示。
[0049]与实施实例2的区别仅在于，耦合腔上设置了一个波导短路支节:构成耦合腔的三个耦合段中的中间一个的宽度比与之相连的两个耦合段的宽度大E。其中E为所述准平面正交模转接器最高工作频率处自由空间波长的20%。实施实例2的极化隔离度在30db以下，本实施例的极化隔离度在35db以上，本发明的极化隔离度参数性能更加。
[0050]实施实例6 如图6所示。
[0051]与实施实例2的区别仅在于，耦合腔上设置了一个波导短路支节:有一个只与相邻的耦合段5连通的耦合段5在平行于Z轴方向上的最大尺寸大于所述准平面正交模转接器最高工作频率处自由空间波长的20%。
[0052]上述仅为举例。实际生产中，为了便于采用数控铣床加工，构成该准平面正交模转接器的各部分之间的连接处需要倒角。这种改变属于微波器件设计加工中的普遍做法。其影响应该在设计中被考虑到。
【主权项】
1.准平面正交模转接器，其特征在于，包括至少一个耦合段(5)，还包括公共端(I)、端口 A (2)、端口 B (3);公共端(I)中心处的法线方向沿-Z方向；所有耦合段(5)沿Z方向相互连通构成耦合腔；端口 A (2)和端口 B(3)直接与耦合腔连通或通过至少一个匹配段(6)分别与耦合腔连通；公共端(I)直接与耦合腔连通或通过至少一个匹配段(6)与耦合腔连通；公共端(I)的最大宽度和最大高度相差小于20%。
2.根据权利要求1所述的准平面正交模转接器，其特征在于，所述公共端(I)的横截面为左右镜面对称形状，其对称面为平面Q ；所述端口 A (2)外与外接波导A连接，端口 B (3)外与外接波导B连接；外接波导A和外接波导B的横截面相同，并且它们分别与端口 A(2)和端口 B (3)的连接面在垂直于Z方向的平面P内齐平；外接波导A过平面P的横截面为截面A，外接波导B过平面P的横截面为截面B，截面A和截面B关于平面Q成镜面对称。
3.根据权利要求2所述的准平面正交模转接器，其特征在于，所述外接波导A和外接波导B的长度相同；微波信号从公共端(I)到外接波导A的指向该准平面正交模转接器外的一端的相位与微波信号从公共端(I)到外接波导B的指向该准平面正交模转接器外的一端的相位之差在该准平面正交模转接器的工作频带内大于-10度，同时小于10度。
4.根据权利要求1所述的准平面正交模转接器，其特征在于，所述端口A (2)外与外接波导A连接；同时外接波导A与端口 A (2)连接处的横截面的几何中心点与公共端(I)的中心点的连线为线条M，线条M与Z方向平行。
5.根据权利要求1所述的准平面正交模转接器，其特征在于，端口A (2)和端口 B (3)的横截面为矩形；当端口 A (2)的宽度大于端口 A (2)的高度时，则端口 B (3)的宽度小于端口 B (3)的高度；当端口 B (3)的宽度大于端口 B (3)的高度时，则端口 A (2)的宽度小于端口 A (2)的高度。
6.根据权利要求1所述的准平面正交模转接器，其特征在于，所述耦合段(5)的数目为2或大于2;在所有的耦合段(5)中，至少有一个耦合段(5)的最大宽度比另一个耦合段(5)的最大宽度大10% ;或者至少有一个耦合段(5)的最大高度比另一个耦合段(5)的最大高度大10% ;或者至少有一个耦合段(5)的最大宽度比另一个耦合段(5)的最大宽度大10%，同时，至少有一个耦合段(5)的最大高度比另一个耦合段(5)的最大高度大耦合段(5) 10%。
7.根据权利要求1所述的准平面正交模转接器，其特征在于，在所述公共端(I)和位于公共端(I)与耦合腔之间的所有匹配段(6)中，器件为公共端(I)或上述匹配段(6)，至少有一个器件的最大宽度比另一个器件的最大宽度大10%;或者，至少有一个器件的最大高度比另一个器件的最大高度大10%;或者，至少有一个器件的最大宽度比另一个器件的最大宽度大10%，同时，至少有一个器件的最大高度比另一个器件的最大高度大10%。
8.根据权利要求1所述的准平面正交模转接器，其特征在于，在所述端口A (2)和位于端口 A (2)与耦合腔之间的所有匹配段(6)中，器件为端口 A (2)或上述匹配段(6)，至少有一个器件的最大宽度比另一个器件的最大宽度大10% ;或者至少有一个器件的最大高度比另一个器件的最大高度大10% ;或者至少有一个器件的最大宽度比另一个器件的最大宽度大10%，同时，至少有一个器件的最大高度比另一个器件的最大高度大10%。
9.根据权利要求1所述的准平面正交模转接器，其特征在于，在所述端口B (3)和位于端口 B (3)与耦合腔之间的所有匹配段(6)中，器件为端口 B (3)或上述匹配段(6)，至少有一个器件的最大宽度比另一个器件的最大宽度大10% ;或者至少有一个器件的最大高度比另一个器件的最大高度大10%;或者至少有一个器件的最大宽度比另一个器件的最大宽度大10%，同时，至少有一个器件的最大高度比另一个器件的最大高度大10%。
10.根据权利要求1所述的准平面正交模转接器，其特征在于，至少一个耦合段(5)的宽度大于D+E ;其中D为与所述耦合腔直接相连的所有匹配段(6)、与所述耦合腔直接相连的公共端(I)、与所述耦合腔直接相连的端口 A (2)和与所述耦合腔直接相连的端口 B (3)的宽度的最大值；E为所述准平面正交模转接器最高工作频率处自由空间波长的20%。
【专利摘要】本发明公布了一种准平面正交模转接器，通过采用不同宽度和高度的耦合段和匹配段，使传统的三维结构的正交模转接器转变为准平面的结构。这种结构可以分为底座和底部为平面的盖板两部分。所有的微波结构都被安排在底座上，可以通过普通数控铣床无需翻转被加工件一次性加工完成。本发明在保证器件的加工精度的同时，可以显著地降低底座和盖板之间的对位误差对器件的性能的影响，在高频率的毫米波和太赫兹器件领域具有明显的优越性。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。
【IPC分类】H01P1-161
【公开号】CN104868203
【申请号】CN201510277717
【发明人】王清源
【申请人】成都赛纳赛德科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月28日