[發明專利]一種高隔離度的微波模式變換器及其設計方法

在審

• 申請號: 201911246281.8
• 申請日: 2019-12-08
• 公開（公告）號: CN111129687A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 武永;曾慶生;邱添;石源;周平;唐江梅
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01P11/00
• 分類號: H01P11/00;H01P1/16
• 代理公司: 南京科闊知識產權代理事務所(普通合伙) 32400
• 代理人: 蘇興建

一種高隔離度的微波模式變換器的設計方法，步驟包括：1)波導圓柱形腔體的第一端耦合公共圓波導口，圓柱形腔體的第二端耦合BJ84波導發射口，圓柱形腔體耦合接收波導部分；2)在圓柱形腔體的頂面開耦合縫，使圓柱形腔體通過耦合縫與BJ84波導接收口耦合，公共圓波導口內的TE11模通過耦合縫耦合轉變成TE01模；3)設計具有波導截止衰減特性的波導傳輸線，連接于圓柱形腔體和BJ84波導發射口之間；4)通過調整波導傳輸線來得到最優結構下的發射通道的整體結構；5)調整接收通道的結構：接收波導部分的長方體形腔體內設阻抗變換臺階。本發明的結構簡單，加工方便，裝配對性能指標的影響幾乎可以忽略，性價比高，技術指標優良。

技術領域

本發明屬于微波衛星通信饋線或雷達技術領域，具體涉及的是一種高隔離度的微波模式變換器及其設計方法。

背景技術

隨著信息技術的不斷發展，對通信方式的便捷性和高速度的需求越來越高，微波衛星通信技術是解決這個需求的一種通信形式。在微波通信中，天線的饋線部分的高隔離度是非常重要的指標，如果饋線的隔離度不高的話，通信就會產生自干擾，造成通信質量嚴重下降的后果。所以，高隔離度的微波模式變換器在衛星通信系統中所扮演的角色非常重要。傳統的微波模式變換器在結構、指標、性能等方面都有不盡如人意的地方。這就需要有全新的符合設備高要求的高隔離度的微波模式變換器來取代之，高隔離度的微波模式變換器就在這樣的要求下應運而生。

發明內容

本發明的目的是實現一種高隔離度的微波模式變換器。針對目前衛星通信系統的高要求，提供一種具有結構簡單，加工復雜度低、裝配誤差對技術指標影響小等突出優點，同時由于結構簡單，提高了生產效率，也大大的提高了器件的可靠性，能有效地滿足微波衛星通信系統的相關要求，在微波衛星通信中有著廣闊的應用前景。

本發明提出了一種高隔離度的雙頻微波模式變換器，屬于微波衛星通信領域。主要解決了高隔離度的微波模式變換器設計結構復雜、加工難度大、結構裝配誤差影響產品性能等技術難題。

一種高隔離度的微波模式變換器的設計方法，步驟包括：

1-設計波導結構為密閉的圓柱形腔體；

圓柱形腔體的第一端耦合公共圓波導口6，圓柱形腔體的第二端耦合標準的BJ84波導發射口2，圓柱形腔體耦合接收波導部分7；

2-設計腔體與接收波導部分7的耦合結構：

接收波導部分7包括長方體形腔體；長方體形腔體的頂端連接標準的BJ84波導接收口8，長方體形腔體內部與標準的BJ84波導接收口8耦合；

在圓柱形腔體的頂面開耦合縫4，長方體形腔體的底端可拆卸地連接在腔體頂面，且耦合縫4在長方體形腔體的底面范圍內，使圓柱形腔體通過耦合縫與標準的BJ84波導接收口耦合8，公共圓波導口6內的TE11模通過耦合縫4耦合轉變成TE01模；

3-設計圓柱形腔與標準的BJ84波導發射口2的耦合結構：

在圓柱形腔體的第二端的設計具有波導截止衰減特性的波導傳輸線3，波導傳輸線3連接于圓柱形腔體和標準的BJ84波導發射口2之間，使公共圓波導口6、標準的BJ84波導發射口2以及標準的BJ84波導接收口耦合8耦合；

4-調整發射通道1的結構：

通過波導傳輸線3來調整圓柱形腔體的第二端與BJ84波導發射口2之間波導(該波導是由長方體形腔體構成)的寬邊和窄邊，同時調整波導傳輸線3自身的長度，以得到最優結構下的發射通道1的整體結構；

5-調整接收通道的結構：

接收波導部分7的長方體形腔體內設阻抗變換臺階9；阻抗變換臺階9的結構要求是阻抗變換臺階9的寬度與長方體腔體構成的波導的寬邊尺寸相同，阻抗變換臺階9的長度與波長對應；