小型等相極化器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及小型等相極化器，屬于電子通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種用于軍民用微波通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)設(shè)備、航空航天以及其他目標(biāo)跟蹤的小型等相極化器。該小型等相極化器包括極化分離器、第一矩形波導(dǎo)、極化調(diào)節(jié)電機(jī)、第一連接件和賦形耦合探針，其中，極化分離器包括第二矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、直探針、第三矩形波導(dǎo)和第二連接件。本發(fā)明的極化器Ku頻段器件長(zhǎng)度僅為55mn，體積小、重量輕；本發(fā)明的極化器的水平、垂直極化端口高度相同，有利于緊湊集成；本發(fā)明的極化器水平、垂直極化端口相位一致性高，工作性能穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于相位一致高的天饋系統(tǒng)中，而天饋系統(tǒng)大都對(duì)水平、垂直極化波相位一致有要求。
【專利說明】小型等相極化器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及小型等相極化器，屬于電子通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種用于軍民用微 波通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)設(shè)備、航空航天以及其他目標(biāo)跟蹤的小型等相極化器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代通信、遙控、遙測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)車載、船載、機(jī)載、彈載通信需求日益增 力口。微波器件的高性能及小型化日趨重要。現(xiàn)有的極化器一般通過圓波導(dǎo)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)極化 分配和天線極化角度的匹配，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大且體積難以做到小型化。
[0003]即使采用其他結(jié)構(gòu)解決了圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，電機(jī)功率大的問題，但仍存在以下 問題：
[0004] 1.器件的尺寸依然較大，水平、垂直極化波出口不在同一高度，不利于應(yīng)用于高集 成度、緊湊型天饋系統(tǒng)；
[0005] 2.水平、垂直極化波傳輸距離不同，整個(gè)工作頻帶無法做到較高的相位一致性，若 不外加移相器便無法應(yīng)用于相位一致高的天饋系統(tǒng)中，而天饋系統(tǒng)大都對(duì)水平、垂直極化 波相位一致有要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)極化器產(chǎn)品存在的體積大，不利于緊湊集成的技術(shù)問 題；解決水平、垂直極化波出口相位一致性差，無法應(yīng)用于對(duì)相位一致性高的天饋系統(tǒng)環(huán)境 中。本發(fā)明提出了一種小型化，Ku頻段器件長(zhǎng)度僅為5 5臟，水平、垂直極化端口具有較高的 相位一致性的小型等相極化器。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0008] 本發(fā)明的小型等相極化器，該小型等相極化器包括極化分離器、第一矩形波導(dǎo)、極 化調(diào)節(jié)電機(jī)、第一連接件和賦形耦合探針，其中，極化分離器包括第二矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、直 探針、第三矩形波導(dǎo)和第二連接件；
[0009] 第一矩形波導(dǎo)的端口為公共端口；
[0010] 第二矩形波導(dǎo)的端口為水平極化端口，圓波導(dǎo)與第二矩形波導(dǎo)連接處有一矩形 孔；
[0011] 第三矩形波導(dǎo)的端口為垂直極化端口，圓波導(dǎo)與第三矩形波導(dǎo)連接處有一圓柱 孔；
[0012] 第二矩形波導(dǎo)和第三矩形波導(dǎo)通過圓波導(dǎo)進(jìn)行連接，第二連接件固定連接在第三 矩形波導(dǎo)的圓柱形孔內(nèi)；第二連接件還與圓波導(dǎo)的一側(cè)固定連接；第二連接件為一由聚四 氟乙烯制作成的空心圓柱，直探針為一圓柱形探針，直探針的一部分固定連接在第二連接 件空心內(nèi)，另一部分位于圓波導(dǎo)內(nèi)；
[0013] 第一連接件為一由聚四氟乙烯制作成的圓柱，圓柱的上面部分為實(shí)心的，下面部 分為空心的；第一連接件穿過第一矩形波導(dǎo)的上下兩個(gè)寬面并與第一矩形波導(dǎo)固定連接； 第一連接件的上端穿出第一矩形波導(dǎo)的上寬面，第一連接件的下端與圓波導(dǎo)的內(nèi)腔上表面 相接觸，即第一連接件的下端面與圓波導(dǎo)的內(nèi)腔上表面共面，第一連接件的上端面上固定 連接有電機(jī)，即第一連接件與電機(jī)的輸出軸相連接；賦形耦合探針為一體成型的具有特定 角度的彎折圓柱，賦形耦合探針的一部分固定于第一連接件的空心內(nèi)，另一部分位于圓波 導(dǎo)內(nèi)；
[0014] 賦形耦合探針、圓波導(dǎo)、直探針、第一矩形波導(dǎo)、第二矩形波導(dǎo)、第三矩形波導(dǎo)均為 錯(cuò)材質(zhì)或銅材質(zhì)；
[0015] 第一連接件的軸心線與圓波導(dǎo)的軸心線重合，水平極化端口和垂直極化端口在同 一高度上，相互垂直，即水平極化端口和垂直極化端口的長(zhǎng)邊相互平行，水平極化端口和垂 直極化端口的短邊相互垂直；
[0016] 圓波導(dǎo)的模式為TE模；
[0017] 直探針與圓波導(dǎo)直接耦合，直探針指向圓波導(dǎo)軸心，并將圓波導(dǎo)中的極化波引入 垂直極化端口。
[0018] 有益效果
[0019] 本發(fā)明的極化器Ku頻段器件長(zhǎng)度僅為55mm，體積小、重量輕；本發(fā)明的極化器的 水平、垂直極化端口高度相同，有利于緊湊集成；本發(fā)明的極化器水平、垂直極化端口相位 一致性高，工作性能穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于相位一致高的天饋系統(tǒng)中，而天饋系統(tǒng)大都對(duì)水 平、垂直極化波相位一致有要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的極化器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的極化器的公共端口駐波測(cè)試曲線，測(cè)試范圍13. 5GHz?14. 5GHz， 駐波小于1. 15 ;
[0022]圖3為本發(fā)明的水平、垂直端口隔離度測(cè)試曲線，測(cè)試范圍13· 5GHz?14. 5GH，隔 離度小于-40dB ;
[0023]圖4為本發(fā)明的水平、垂直端口相位測(cè)試曲線，測(cè)試范圍13. 5GHz?14. 5GHz，水 平、垂直端口相位一致性高。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]如圖1所示，小型等相極化器，該極化器包括極化分離器丨、第一矩形波導(dǎo)3、極化 調(diào)節(jié)電機(jī)4、第一連接件5和賦形耦合探針6,其中，極化分離器丨包括第二矩形波導(dǎo)8、圓波 導(dǎo)9、直探針1〇、第三矩形波導(dǎo)η和第二連接件12 ;
[0026]第一矩形波導(dǎo)3的端口為公共端口 2 ;
[0027]第二矩形波導(dǎo)8的端口為水平極化端口 7,圓波導(dǎo)9與第二矩形波導(dǎo)8連接處有一 矩形孔；
[0028]第二矩形波導(dǎo)11的端口為垂直極化端口 I3,圓波導(dǎo)9與第三矩形波導(dǎo)η連接處 有一圓柱孔；
[0029]第二矩形波導(dǎo)8和第三矩形波導(dǎo)U通過圓波導(dǎo)9進(jìn)行連接，第二連接件 12固定 連接在第三矩形波導(dǎo)11的圓柱形孔內(nèi)；第二連接件12還與圓波導(dǎo)9的一側(cè)固定連接；第二 連接件12為一由聚四氟乙烯制作成的空心圓柱，直探針10為一圓柱形探針，直探針10的 一部分固定連接在第二連接件12空心內(nèi)，另一部分位于圓波導(dǎo)9內(nèi)；
[0030] 第一連接件5為一由聚四氟乙烯制作成的圓柱，圓柱的上面部分為實(shí)心的，下面 部分為空心的；第一連接件5穿過第一矩形波導(dǎo)3的上下兩個(gè)寬面并與第一矩形波導(dǎo)3固 定連接；第一連接件5的上端穿出第一矩形波導(dǎo)3的上寬面，第一連接件5的下端與圓波導(dǎo) 9的內(nèi)腔上表面相接觸，即第一連接件5的下端面與圓波導(dǎo)9的內(nèi)腔上表面共面，第一連接 件5的上端面上固定連接有電機(jī)4,即第一連接件5與電機(jī)4的輸出軸相連接；賦形耦合探 針6為一體成型的具有一定角度的兩個(gè)圓柱組成，兩個(gè)圓柱之間的角度為135°，賦形耦合 探針6的一部分固定于第一連接件5的空心內(nèi)，另一部分位于圓波導(dǎo)9內(nèi)；
[0031] 賦形耦合探針6、圓波導(dǎo)9、直探針10、第一矩形波導(dǎo)3、第二矩形波導(dǎo)8、第三矩形 波導(dǎo)11均為鋁材質(zhì)或銅材質(zhì)；
[0032] 第一連接件5的軸心線與圓波導(dǎo)9的軸心線重合，水平極化端口 7和垂直極化端 口 13在同一高度上，相互垂直，即水平極化端口 7和垂直極化端口 13的長(zhǎng)邊相互平行，水 平極化端口 7和垂直極化端口 13的短邊相互垂直；
[0033] 圓波導(dǎo)9的模式為TE11模；
[0034] 直探針10與圓波導(dǎo)9直接耦合，直探針10指向圓波導(dǎo)9軸心，并將圓波導(dǎo)9中的 極化波引入垂直極化端口 13。
[0035]上述的極化器利用波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器從波導(dǎo)公共端口 3把微波信號(hào)耦合到賦形耦 合探針6,然后可旋轉(zhuǎn)的賦形耦合探針6在極化分離器1的圓波導(dǎo)9內(nèi)激勵(lì)起極化角度可旋 轉(zhuǎn)的電磁波TE11模，極化分離器最終分離出能量可以連續(xù)改變的水平極化波和垂直極化 波，分別由水平極化端口 7和垂直極化端口 13輸出。
[0036]當(dāng)賦形耦合探針6旋轉(zhuǎn)到與水平極化端口 7平面平行時(shí)，從公共端口 2輸入的能 量全部耦合到水平極化端口 7,垂直極化端口 13成為隔離端口；當(dāng)賦形耦合探針6旋轉(zhuǎn)至 與水平極化端口 7相互垂直時(shí)，從公共端口 2輸入的全部能量耦合到垂直極化端口 13,水平 極化端口 7成為隔離端口；賦形耦合探針6旋轉(zhuǎn)至與水平極化端口 7平面具有一定角度時(shí) (除水平、垂直情況外），從公共端口 2輸入的部分能量從水平極化端口 7輸出，另一部分能 量從垂直極化端口 13輸出，水平極化端口 7和垂直極化端口 13相位基本保持一致。
[0037]如上所述，通過調(diào)節(jié)賦形耦合探針6的旋轉(zhuǎn)角度，從公共端口 2輸入的電磁波傳輸 至水平極化端口 7和垂直極化端口 13的水平、垂直極化波分配比連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)電磁波極 化角度的控制。
[0038] 經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，應(yīng)用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（型號(hào)：安捷倫8720ES)測(cè)得：在工作頻率 I3. 5GHz?14. 5GHz范圍內(nèi)，極化器公共端口駐波比小于丨.15 ;水平、垂直極化隔離度達(dá)到 40dB;水平輸出端口與垂直輸出端口相位一致性高，相位曲線基本重合，工作頻帶內(nèi)相位差 小于5°。測(cè)試結(jié)果見附圖2、3、4。
[0039]由上可見，本發(fā)明的小型等相極化器采用新穎的極化分離結(jié)構(gòu)，水平、垂直端口相 位一致性高，并具有體積小、重量輕、性能佳等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0040]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了說明，但這些說明不能被理解為限制 了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基 礎(chǔ)上的改動(dòng)都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0041] 本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
【權(quán)利要求】
1.小型等相極化器，其特征在于： 該小型等相極化器包括極化分離器、第一矩形波導(dǎo)、極化調(diào)節(jié)電機(jī)、第一連接件和賦形 耦合探針，其中，極化分離器包括第二矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、直探針、第三矩形波導(dǎo)和第二連接 件； 第一矩形波導(dǎo)的端口為公共端口； 第二矩形波導(dǎo)的端口為水平極化端口，圓波導(dǎo)與第二矩形波導(dǎo)連接處有一矩形孔； 第三矩形波導(dǎo)的端口為垂直極化端口，圓波導(dǎo)與第三矩形波導(dǎo)連接處有一圓柱孔； 第二矩形波導(dǎo)和第三矩形波導(dǎo)通過圓波導(dǎo)進(jìn)行連接，第二連接件固定連接在第三矩形 波導(dǎo)的圓柱形孔內(nèi)；第二連接件還與圓波導(dǎo)的一側(cè)固定連接；第二連接件為一空心圓柱， 直探針為一圓柱形探針，直探針的一部分固定連接在第二連接件空心內(nèi)，另一部分位于圓 波導(dǎo)內(nèi)； 第一連接件為一圓柱，圓柱的上面部分為實(shí)心的，下面部分為空心的；第一連接件穿過 第一矩形波導(dǎo)的上下兩個(gè)寬面并與第一矩形波導(dǎo)固定連接；第一連接件的上端穿出第一矩 形波導(dǎo)的上寬面，第一連接件的下端與圓波導(dǎo)的內(nèi)腔上表面相接觸，第一連接件的上端面 上固定連接有電機(jī)，賦形稱合探針為一體成型的彎折圓柱，賦形稱合探針的一部分固定于 弟一連接件的空心內(nèi)，另一部分位于圓波導(dǎo)內(nèi)； 第一連接件的軸心線與圓波導(dǎo)的軸心線重合，水平極化端口和垂直極化端口在同-高 度上，相互垂直； 直探針與圓波導(dǎo)直接稱合，直探針指向圓波導(dǎo)軸心，并將圓波導(dǎo)中的極化波引入垂直 極化端口。
2·根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型等相極化器，其特征在于：第一連接件的材料為聚四氣 乙烯。 Z
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型等相極化器，其特征在于：第二連接件的材料為取四氟 乙稀。 、來
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型等相極化器，其特征在于：賦形耦合探針、圓 針、第一矩形波導(dǎo)、第二矩形波導(dǎo)、第三矩形波導(dǎo)均為鋁材質(zhì)或銅材質(zhì)。 、
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型等相極化器，其特征在于：圓波導(dǎo)的模式為TE
【文檔編號(hào)】H01Q15/24GK104218277SQ201410407534
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】韓雪, 張強(qiáng), 吳成才, 付平, 趙海娜, 杜文洲, 鄭華山 申請(qǐng)人:北京航天光華電子技術(shù)有限公司