多模波导制造技术

多模波导。一种设备包括波导(100)。该波导(100)包括具有与主传播模式关联的形状的波导壁(102)。该波导(100)包括第一介电材料(110)，该第一介电材料(110)具有沿着波导(100)的一部分(106)的长度变化的横截面积。

Multimode waveguide

Multimode waveguide. A device includes a waveguide (100). The waveguide (100) includes a waveguide wall (102) having a shape associated with the main propagation mode. The waveguide (100) includes a first dielectric material (110), and the first dielectric material (110) has a cross section area that varies along the length of a part (106) of the waveguide (100).

【技术实现步骤摘要】
多模波导
本公开涉及波导。
技术介绍
微波天线可发射具有包括主瓣和旁瓣的辐射图案的能量。旁瓣能量可能是不期望的。例如，旁瓣能量可从主瓣汲取能量并且可使得发射器的检测更容易。可通过减小孔径天线或波导的口处的纵向边缘电流来减小旁瓣能量。可通过以包括主传播模式和高阶传播模式的混合传播模式传播能量以消除纵向电流来减小纵向边缘电流。混合传播模式可通过将以主传播模式传播的能量转换为以高阶传播模式传播的能量来获得。波导的尺寸(例如，内部区域的横截面积)可沿其长度变化，以便呈现边界值摄动(perturbation)，其导致将以主传播模式传播的能量转换为以高阶传播模式传播的能量。例如，波导壁可包括耀斑(flare)、虹膜(iris)、凹槽或台阶以将能量转换为高阶传播模式。然而，使波导壁的横截面积变化可能是不可取的。例如，许多系统包括具有大致恒定的横截面积的波导，更换这些系统中的波导的成本高。
技术实现思路
在特定实现方式中，一种设备包括波导。该波导包括具有与主传播模式关联的形状的波导壁。该波导包括第一介电材料，该第一介电材料具有沿着波导的至少一部分的长度变化的横截面积。在另一特定实现方式中，一种波导包括供给部分、模式组合器部分、模式转变部分和折射率(index)匹配器。模式转变部分包括介电材料并且被设置在供给部分和模式组合器部分之间。折射率匹配器包括介电材料。模式组合器部分被设置在折射率匹配器和模式转变部分之间。在另一特定实现方式中，一种方法包括在波导处接收信号。该波导包括波导壁和介电材料，所述介电材料具有沿着波导的一部分的长度变化的横截面积。波导壁的形状与主传播模式关联。该方法还包括通过使信号穿过包括介电材料的波导的所述一部分传播来将信号的一部分从主传播模式转换为次传播模式。本文所描述的特征、功能和优点可在各种实施方式中独立地实现，或者可在其它实施方式中被组合，其进一步的细节参照以下描述和附图来公开。附图说明图1A例示了包括模式转变部分的波导的立体图，其中，部分106例如是模式转变部分；图1B例示了图1A的波导的供给部分的横截面图；图1C例示了图1A的波导的模式转变部分的横截面图；图1D例示了图1A的波导的模式组合器部分的横截面图；图1E例示了图1A的波导的侧面横截面图，其中，部分106例如是模式转变部分；图2例示了具有圆锥渐缩器的(波导的模式转变部分的)介电材料的立体图；图3例示了具有椭圆渐缩器的(波导的模式转变部分的)介电材料的侧视图；图4例示了具有对数渐缩器的(波导的模式转变部分的)介电材料的侧视图；图5例示了不包括图1A的模式转变部分的圆形波导的表面电流的示例；图6例示了包括图1A的模式转变部分的圆形波导的表面电流的示例；图7是例示使信号穿过包括介电材料的波导传播的方法的特定示例的流程图，所述介电材料具有沿着波导的一部分的长度变化的横截面积；图8是例示包括波导的飞行器的生命周期的流程图，该波导包括模式转变部分；以及图9是包括波导的飞行器的例示性实施方式的框图，该波导包括模式转变部分。具体实施方式下面参照附图来描述本公开的特定实施方式。在说明书中，贯穿附图，共同的特征由共同的标号来指代。附图和以下描述例示了具体示例性实施方式。将理解，本领域技术人员将能够想到各种布置方式，这些布置方式尽管未在本文中明确地描述或示出，仍具体实现了本文所描述的原理并且包括在说明书后的权利要求书的范围内。另外，本文所描述的任何示例旨在帮助理解本公开的原理，将被解释为非限制性的。结果，本公开不限于下面所描述的具体实施方式或示例，而是由权利要求书及其等同物限定。图1A例示了包括模式转变部分(例如，部分106)的波导100的立体图。图1B例示了沿着图1A的线B的图1A的波导100的横截面图，图1C例示了沿着图1A的线C的图1A的波导100的横截面图，图1D例示了图沿着1A的线D的图1A的波导100的横截面图。图1E例示了沿着图1A的线A-A的图1A的波导100的横截面图。如图1E所示，波导100包括介电材料110，该介电材料110具有沿着波导100的部分106(例如，模式转变部分)的长度变化的尺寸(例如，横截面的半径、直径或长度)。波导100包括具有第一端114和第二端116的波导壁102。波导壁102可具有与主传播模式关联的横截面形状(例如，几何形状)。例如，波导壁102可为圆形(例如，波导100可为圆形波导)，主传播模式可对应于横电11(TE11)模式。另选地，波导壁102可为正方形或矩形(例如，波导100可为正方形波导或矩形波导)，主传播模式可对应于TE11模式。波导100包括支持以主传播模式传播能量的供给部分104。使用圆形波导来例示，供给部分104接收信号103，信号103完全或主要以主传播模式(例如，TE11)朝着部分106传播。如图1B所示，波导100的供给部分104可包括由沿着波导100的供给部分104的波导壁102的内表面197限定或界定的内部区域195。在例示的实现方式中(例如，对于圆形波导)，内部区域195沿着供给部分104的长度具有与A＝πR2(式1)对应的横截面积(A)，其中R对应于内部区域195的横截面的半径R。在其它实现方式中(例如，对于正方形或矩形波导)，波导100的内部区域195具有圆形以外的横截面形状。在这些示例中，由波导壁102限定的供给部分104的内部区域195具有使用与式1的关系式不同的关系式来限定的横截面积。例如，如上所述，波导壁102可为正方形或矩形(例如，波导壁102的内表面197可限定正方形或矩形)。为了例示，沿着供给部分104的内表面197可限定正方形，并且内部区域195可具有与(由沿着供给部分104的内表面197限定的横截面形状的)长度的平方对应的横截面积。作为另一示例，沿着供给部分104的内表面197可限定矩形，并且内部区域195可具有与由沿着供给部分104的内表面197限定的横截面形状的长度乘以横截面形状的宽度对应的横截面积。供给部分104的内部区域195可具有比部分106的内部区域的低的介电常数。例如，如下面更详细描述的，供给部分104的内部区域195可填充有空气，其介电常数低于部分106的介电材料110。信号103从供给部分104向部分106传播。从供给部分104接近或进入部分106的信号103主要或完全以主传播模式传播。部分106的介电材料110用于将在部分106的入口处(即，在第一端187处)以主传播模式传播的信号103的一些部分转换为在部分106的第二端188处以次模式传播的能量。如图1C所示，波导100的部分106可包括由沿着波导100的部分106的波导壁102的内表面197限定或界定的内部区域196。在一些实现方式中(例如，对于圆形波导)，内部区域196沿着部分106的长度具有与A＝πR2(式2)对应的横截面积(A)，其中R对应于内部区域196的横截面的半径R。在其它实现方式中(例如，对于正方形或矩形波导)，波导100的内部区域196具有圆形以外的横截面形状。在这些示例中，部分106的内部区域196具有使用与式2的关系式不同的关系式来限定的横截面积。例如，如上所述，波导壁102可为正方形或矩形(例如，波导壁102的内表面197可限定正方形或矩形)。为了例示，沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，该设备包括：波导(100)，该波导(100)包括：波导壁(102)，该波导壁(102)具有与主传播模式关联的形状；以及第一介电材料(110)，该第一介电材料(110)具有沿着所述波导(100)的一部分(106)的长度变化的横截面积。

【技术特征摘要】
2016.07.28 US 15/222,8361.一种设备，该设备包括：波导(100)，该波导(100)包括：波导壁(102)，该波导壁(102)具有与主传播模式关联的形状；以及第一介电材料(110)，该第一介电材料(110)具有沿着所述波导(100)的一部分(106)的长度变化的横截面积。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述波导壁(102)具有圆形横截面，并且所述主传播模式包括横电11(TE11)模式。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一介电材料(110)具有渐缩形状。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述渐缩形状包括圆锥形状、椭圆形状或对数形状。5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一介电材料(110)具有沿着所述波导(100)的所述一部分(106)的长度线性地变化的尺寸。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，其中，所述波导(100)还包括折射率匹配器(112)，该折射率匹配器(112)包括第二介电材料，该折射率匹配器(112)靠近所述波导(100)的第二端(116)设置。7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述一部分(106)包括模式转变部分(106)，并且其中，所述波导(100)还包括在所述模式转变部分(106)和所述第二端(116)之间的模式组合器部分(108)。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述模式组合器部分(108)的内部区域(198)具有低于所述模式转变部分(106)的内部区域(196)的介电常数。9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述波导(100)还包括在所述模式转变部分(106)和所述波导(100)的第一端(114)之间的供给部分(104)，并且其中，所述供给部分(104)的内部区...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·L·萨维奇，T·R·达布罗夫斯基，C·M·撒克，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US