[發明專利]準平面正交模轉接器

有效

• 申請號: 201510277717.5
• 申請日: 2015-05-28
• 公開（公告）號: CN104868203B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 王清源
• 申請（專利權）人: 成都賽納賽德科技有限公司
• 主分類號: H01P1/161
• 分類號: H01P1/161
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公布了一種準平面正交模轉接器，通過采用不同寬度和高度的耦合段和匹配段，使傳統的三維結構的正交模轉接器轉變為準平面的結構。這種結構可以分為底座和底部為平面的蓋板兩部分。所有的微波結構都被安排在底座上，可以通過普通數控銑床無需翻轉被加工件一次性加工完成。本發明在保證器件的加工精度的同時，可以顯著地降低底座和蓋板之間的對位誤差對器件的性能的影響，在高頻率的毫米波和太赫茲器件領域具有明顯的優越性。可以廣泛用于微波，特別是毫米波和太赫茲頻段的衛星通信和其它通信系統中。

技術領域

本發明涉及一種準平面正交模轉接器。具體地說，涉及一種加工容易，加工精度容易保證的準平面正交模轉接器。

背景技術

正交模轉接器（Orthogonal Mode Transducer, OMT）是衛星通信中的關鍵元件。在線極化工作模式中，異頻正交模轉接器被用來將上行和下行的信號根據其交叉的線極化方式不同加以分離。同頻正交模轉接器用來將同頻率的兩個互相垂直的極化方向的信號相加產生一個線極化波，以克服信號傳輸過程中極化方向的旋轉帶來的問題。正交模轉接器為三端口器件。傳統的準平面正交模轉接器為三維三端口器件， 一般采用開模鑄造方式生產。當產品批量不大和工作頻率很高（比如在毫米波頻段和太赫茲頻段）時，該方法成本很高， 精度有限， 難以滿足要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種精度容易保證，加工成本低的準平面正交模轉接器。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

準平面正交模轉接器，包括由至少一個耦合段，公共端，端口A， 端口B。公共端中心處的法線方向沿-Z方向。所有耦合段沿Z方向相互連通構成耦合腔。端口A和端口B直接與耦合腔連通或通過至少一個匹配段分別與耦合腔連通；公共端直接與耦合腔連通或通過至少一個匹配段分別與耦合腔連通。

一般的，端口A的指向沿Y方向，公共端的指向沿-Z方向，端口B的指向沿-X方向。

公共端的最大寬度和最大高度相差小于20%。較佳的實現方式，公共端的最大寬度和最大高度相同， 一般為方波導或圓波導。

為了便于加工，特別是在高頻毫米波頻段和太赫茲頻段保證加工的進度，降低加工成本，我們將整個器件分為底座和蓋板并且將器件的所有的電磁場結構都安排在底座上。 所述蓋板的底面為平面的一部分。 這種安排的另一個好處是， 底座和蓋板之間的對位誤差對器件的性能的影響被大大降低。為此，我們讓所述準平面正交模轉接器的所有部分的上表面齊平。所述準平面正交模轉接器包括所有耦合段、匹配段、公共端、端口A和端口B。

關于各端口的方向，我們有幾種不同組合：

第一種情況，端口A中心處的法線方向與Z方向之間的夾角大于-45度，小于45度。端口B中心處的法線方向與Z方向之間的夾角大于45度，小于135度。即端口A中心處的法線方向與Z方向之間的夾角為夾角A，夾角A的取值范圍為：45度≥A≥-45度，端口B中心處的法線方向與Z方向之間的夾角為夾角B，夾角B的取值范圍為：135度≥A≥45度；較佳的情況，端口A的法線方向與Z方向之間的夾角為零，端口B中心處的法線方向與Z方向之間的夾角為90度。

為了改善該準平面正交模轉接器的公共端的極化隔離度，我們選擇在所述耦合腔上設置波導短路支節：至少一個耦合段的寬度大于D+E；其中D為與所述耦合腔直接相連的所有匹配段、與所述耦合腔直接相連的公共端、與所述耦合腔直接相連的端口A和與所述耦合腔直接相連的端口B的寬度的最大值；E為所述準平面正交模轉接器最高工作頻率處自由空間波長的20%。

這時，為了實現公共端和端口A端口之間的對中，我們在端口A外接波導A。同時外接波導A的與端口A連接處的橫截面的幾何中心點與公共端的中心點的連線與Z方向平行。