[發明專利]一種K波段小型化正交模轉換器

有效

• 申請號: 201711004887.1
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108011160B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 吳秋逸;王洪志;范晨暉;史小衛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01P1/161
• 分類號: H01P1/161
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪;李霞

本發明屬于衛星通信技術領域，公開了一種K波段小型化正交模轉換器，包括：輸入接口、第一輸出接口和第二輸出接口。輸入接口采用漸變式公共波導，輸出接口通過矩形波導直接耦合于公共波導兩側來進行實現，實現了每個端口的良好的匹配以及輸入信號理想的分離效果。本發明結構簡單、易于生產，在21?24GHz頻帶內端口駐波比均小于1.2，兩個正交端口隔離參數小于?45dB。其有別于其他模式轉換器的特點在于具有很好的模式分離傳輸性能且其結構簡單、尺寸較小，便于加工及工程應用。

技術領域

本發明屬于衛星通信技術領域，尤其涉及一種K波段小型化正交模轉換器。

背景技術

正交模轉換器，也稱雙模變換器。正交模轉換器一般是用于在無線電電子設備系統前端的天線饋電網絡中，實現兩個正交極化信號的獨立工作，并且可以鑒別公共端口上兩個獨立信號的模式，并將它們分別傳輸給兩個獨立端口并實現兩個端口的單一模式輸出。正交模轉換器能使所有端口匹配，其作為雙極化天線中的重要部件，在解決頻率復用方面發揮著重要作用。現有的正交模耦合器為了保證每個輸出端口良好的模式傳輸性能及器件的結構簡單，兩輸出端口通常為相互垂直的兩個標準矩形波導端口，并且通過調整輸出端口標準矩形波導的尺寸來控制其傳輸模式，在實際工程應用中，這兩個相互垂直的輸出端口最終仍需要連接到雙工器的兩平行矩形波導端口上，這中間需要加入過渡波導和彎波導才能實現，這大大增加了設計的復雜度，過多的過渡波導和彎波導帶來更大的損耗，影響系統性能指標，更不利于系統集成。為了設計出滿足工程指標要求的正交模轉換器，通常會使得器件的物理尺寸較大，不利于實際應用及工程實現。若解決OMT在此技術上存在的問題，則會使得OMT的應用范圍更廣，從而真正實現頻率復用，提高信道的使用效率。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有的正交模轉換器兩個相互垂直的輸出端口最終仍需要連接到雙工器的兩平行矩形波導端口上，中間需要加入許多過渡波導及彎波導才能實現，大大增加了設計的復雜度；過多的過渡波導帶來更大的損耗，影響系統性能指標，更不利于系統集成。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種K波段小型化正交模轉換器、無線電電子設備。

本發明是這樣實現的，一種K波段小型化正交模轉換器，所述K波段小型化正交模轉換器設置有：

采用漸變式公共波導的輸入接口；

采用公共波導耦合側矩形波導的兩個輸出接口。

進一步，所述輸入接口為φ4.5mm非標圓波導。

進一步，第一、二輸出接口均為10.67mm×4.32mm非標矩形波導，嚴格的電對稱性抑制了兩個輸出接口中高次模的傳輸。

進一步，所述輸入接口為圓形波導，并在波導壁分支處的對邊進行矩形切割，切割深度不同形成漸變式公共波導，保證了輸入端良好的匹配和回波損耗特性。

進一步，所述輸出接口通過公共波導壁上直接耦合矩形波導，在公共波導中段耦合矩形波導，極大的簡化了OMT結構，使得所述OMT便于設計和工程應用。

進一步，通過幾個不同尺寸矩形波導過渡到第一輸出接口，保證了輸出端口良好的匹配效果輸出水平極化信號；在公共波導底部耦合矩形波導，方向與第一輸出端口分支的方向相反；通過幾個不同尺寸過渡到第二輸出接口，輸出垂直極化信號。

進一步，在公共波導與側邊矩形波導耦合處含有耦合凹槽，保證了輸出端口的良好的匹配和回波損耗特性。

本發明的另一目的在于提供一種使用所述K波段小型化正交模轉換器的無線電電子設備。

本發明輸入接口輸入一組正交的極化信號，由圓形公共波導傳播，在圓形公共波導中的場分布可表示為：

H_z＝AsinφJ₁(k_cρ)e^-jβz