[發(fā)明專利]一種正交模耦合器及設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210228502.4
• 申請(qǐng)日: 2022-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN114335963B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘星洋;許明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州中雷電科科技有限公司
• 主分類號(hào): H01P5/18
• 分類號(hào): H01P5/18;H01Q1/50;G06F30/20
• 代理公司: 北京信諾創(chuàng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11728
• 代理人: 張偉杰;黃姝

1.一種正交模耦合器，其特征在于，包括：矩形波導(dǎo)（1）、主波導(dǎo)（2）、側(cè)臂匹配轉(zhuǎn)換器（3），所述主波導(dǎo)（2）一端為圓形波導(dǎo)（21），所述圓形波導(dǎo)（21）通過矩圓過渡段（22）與所述主波導(dǎo)（2）另一端的矩形波導(dǎo)（1）連接，所述矩圓過渡段（22）與所述側(cè)臂匹配轉(zhuǎn)換器（3）連接，所述側(cè)臂匹配轉(zhuǎn)換器（3）與所述矩圓過渡段（22）的連接面設(shè)置有耦合槽，所述正交模耦合器采用壓鑄成型，所述矩圓過渡段（22）與所述耦合槽對(duì)應(yīng)位置開設(shè)有沿所述主波導(dǎo)（2）延伸方向的極化槽（23）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交模耦合器，其特征在于，所述矩圓過渡段（22）沿所述矩形波導(dǎo)（1）向所述圓形波導(dǎo)（21）方向依次設(shè)置多階階梯，每一階階梯的長(zhǎng)度大于下一階階梯的長(zhǎng)度，每一階階梯的高度小于下一階階梯的高度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正交模耦合器，其特征在于，所述矩圓過渡段（22）沿所述矩形波導(dǎo)（1）向所述圓形波導(dǎo)（21）方向依次包括第一階階梯（221）、第二階階梯（222）、第三階階梯（223），所述第一階階梯（221）的長(zhǎng)度為6.1毫米，高度為10.46毫米，所述第二階階梯（222）的長(zhǎng)度為6毫米，高度為14.6毫米，第三階階梯（223）的長(zhǎng)度為5.7毫米，高度為17.6毫米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述正交模耦合器，其特征在于，所述耦合槽的長(zhǎng)度為13.5毫米，所述耦合槽的寬度為2.8毫米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交模耦合器，其特征在于，所述極化槽（23）的極化偏心距離為9.4毫米、極化長(zhǎng)度為11.95毫米、極化槽高度為4.22毫米、極化槽寬度為2.62毫米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交模耦合器，其特征在于，所述側(cè)臂匹配轉(zhuǎn)換器（3）沿所述主波導(dǎo)（1）向遠(yuǎn)離所述主波導(dǎo)（1）的接收口（30）方向依次設(shè)置多節(jié)阻抗段，每一節(jié)阻抗段的長(zhǎng)度小于下一節(jié)阻抗段的長(zhǎng)度，每一節(jié)阻抗段的高度小于下一節(jié)阻抗段的高度，每一節(jié)阻抗段的寬度小于下一節(jié)阻抗段的寬度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的正交模耦合器，其特征在于，所述側(cè)臂匹配轉(zhuǎn)換器（3）沿所述主波導(dǎo)（1）向遠(yuǎn)離所述主波導(dǎo)（1）的接收口（30）方向依次設(shè)置第一節(jié)阻抗段（31）、第二節(jié)阻抗段（32）、第三節(jié)阻抗段（33），所述第一節(jié)阻抗段（31）的長(zhǎng)度為14.6毫米、寬度為2.62毫米、高度為4.7毫米，所述第二節(jié)阻抗段（32）的長(zhǎng)度為18.5毫米、寬度為3.4毫米、高度為6.8毫米，所述第三節(jié)阻抗段（33）的長(zhǎng)度為18.88毫米、寬度為6.46毫米、高度為8.7毫米。

8.一種如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的正交模耦合器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：

根據(jù)工作頻帶，確定所述圓形波導(dǎo)（21）的理論直徑；

根據(jù)工作頻帶確定所述耦合槽的理論尺寸；

根據(jù)工作頻帶確定矩圓過渡段（22）的理論尺寸；

確定所述側(cè)臂匹配轉(zhuǎn)換器（3）的理論尺寸；

基于所述圓形波導(dǎo)（21）的直徑、所述耦合槽的理論尺寸、所述矩圓過渡段（22）的理論尺寸、以及所述側(cè)臂匹配轉(zhuǎn)換器（3）的理論尺寸，建立三維仿真模型，通過優(yōu)化，根據(jù)壓鑄成型及抽芯要求，依據(jù)仿真模型對(duì)內(nèi)腔工程化仿真，在內(nèi)腔增加拔模斜度，得到最佳結(jié)構(gòu)尺寸。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的正交模耦合器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：

所述根據(jù)工作頻帶確定所述耦合槽的理論尺寸，具體包括：

計(jì)算工作頻帶中心頻率的對(duì)應(yīng)波導(dǎo)波長(zhǎng)λ_g0，計(jì)算耦合槽的理論長(zhǎng)度d=(0.3～0.4) λ_g0，耦合槽的理論寬度w=(0.1～0.2) λ_g0；

所述矩圓過渡段（22）沿所述矩形波導(dǎo)（1）向所述圓形波導(dǎo)（21）方向依次設(shè)置多階階梯，所述根據(jù)工作頻帶確定矩圓過渡段（22）的理論尺寸，具體包括：

確定每一階階梯的理論長(zhǎng)度為L(zhǎng)=λ_Lλ_H/ 2( λ_L+λ_H)，其中：λ_L為工作頻帶的起始頻率波導(dǎo)波長(zhǎng)，λ_H為工作頻帶的終止頻率波導(dǎo)波長(zhǎng)。