一种一体化极化复用双工组件制造技术

本发明专利技术公布了一种一体化极化复用双工组件，包括正交模耦合器和两个双工器，所述两个双工器的输入端分别与所述正交模耦合器的水平极化输出端和垂直极化输出端相连接，其特征在于：所述垂直极化输出端通过一个转向结构将垂直极化的电磁波就变为水平极化方式，使得垂直极化端双工器的调谐螺钉和水平极化端双工器的调谐螺钉在同一个面上。本发明专利技术结构器件少，结构简单，成本低，集成度高，可靠性好，更加容易加工；而且电性能指标更加优良。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化极化复用双工组件
本专利技术属于电子通讯
，特别是涉及一种一体化极化复用双工组件，用于实现通信设备的极化复用。
技术介绍
人们对通信速率以及通信设备的可靠性要求越来越高，解决通信速率最有效的办法是增加信道数量，但是在电磁频谱日益拥挤的今天，简单的通过增加带宽显然不现实，于是极化复用便成为增加信道最有效的方法，通过交叉极化复用，可以使得通信速率增加一倍。目前各大通信设备制造商(包括爱立信、NEC、华为、中兴等)都在开展相关方面的研制工作。为了在通信设备中实现极化复用，就必须在波导射频前端中用到OMT正交模耦合器和双工器。目前通用的做法是分别设计出OMT、双工器。然后将它们组装在一起。这样的好处是两种器件分别设计，难度小，技术成熟，风险小，这两种波导器件大部分的器件供应商都能提供。但是其缺点也十分明显：1.两种器件组合在一起，由于不可能理论上的完全匹配，必然会导致性能指标下降，回波变差，插损增加，从而影响收发机单元和天线的匹配，增加系统噪声，降低发射总功率；2.两种器件组合在一起，集成度不高，体积大，重量大；3.两种器件分别采购组装，成本高，兼容性低；4.器件在组装时连接面处不可避免的存在缝隙，这些缝隙会带来电磁泄漏，从而带来电磁兼容问题；另外还会带来防水和气密问题，增加密封成本；5.器件数目的增加必然会导致系统的复杂性增加，整体可靠性降低，从而导致后期设备的维护成本增加。为了克服上述问题，将OMT和双工器这两种器件集成为一个整体，作为系统的一个部件是一个有效的选择。但是将这两种器件集成在一起，并且有较好的可制造性，满足大规模生产的需求，一直是一个难题。之前人们已经做过很多的工作，比如2003年的美国专利Reflector/feedantennawithreflectormountedwaveguidediplexer-OMT(专利号：US20030184487A1)，在该专利中，OMT采用的是膜片结构的OMT，该中结构的OMT性能不可靠，另外它的双工器也是不可调谐的，对加工精度要求极高；2007年Cross-PolarandCo-PolarTransceiver(专利号：US20070296518A1)的OMT采用的是用金属杆代替金属膜片的结构，虽然较之前有较大的改进但是仍需要后期手工安装，影响性能，另外它采用很多的部件拼接而成，调谐螺钉也不在同一个平面上，因而成本很高，调试也不方便，不便于大规模的生产。这两个专利中提出的产品都存在结构复杂，加工困难，仅仅是实现了集成的功能，从理论和实践上证明了这种集成的技术可行性，但是他们所提出的产品形式都不能实现规模化生产，应用于实际的工程当中。这是由于以下两个原因(1)传统的OMT需要金属膜片隔离交叉极化的电磁波，但膜片的加工的精度以及安装的精度和可靠性很难保证，这就造成传统OMT加工制造过程中必然有一定的不合格品。如果用传统OMT集成双工器，就会出现一旦OMT不合格，就会导致整个集成器件全部报废，带来较大经济损失；(2)之前传统方法将OMT和双工器集成在一起，由于两路电磁波信号极化互相垂直的缘故，双工器的输出端口和调谐螺钉必然不能在同一个面上，这就导致整个器件的零件较多，这样不但生产成本高，且会导致性能下降，调谐螺钉不在同一个面上，会导致在生产调试时极为麻烦。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术的缺陷提供一种结构紧凑，加工和调整方便，精度高，适合于大规模批量生产的一体化极化复用双工组件。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案：一种一体化极化复用双工组件，包括正交模耦合器和两个双工器，所述两个双工器的输入端分别与所述正交模耦合器的水平极化输出端和垂直极化输出端相连接，其特征在于：所述垂直极化输出端或水平极化输出端通过一个转向结构转向后，使得垂直极化端双工器和水平极化端双工器在同一个平面上。一种实施方式：所述垂直极化输出端通过一个转向结构将垂直极化的电磁波就变为水平极化方式，使得垂直极化端双工器的调谐螺钉和水平极化端双工器的调谐螺钉在同一个面上。其进一步特征在于：所述转向结构为矩形波导，所述矩形波导长边平行于正交模耦合器垂直极化输出端，所述矩形波导短边垂直于正交模耦合器垂直极化输出端。所述正交模耦合器采用缝隙耦合的方式实现极化分离。进一步的：所述两个双工器的谐振腔分别设置在一块整体模板两侧，即两个双工器由腔体和盖板两个部件组成。所述整体模板中部连接有正交模耦合器部件(nose头)，所述正交模耦合器部件上具有波导腔体；所述正交模耦合器部件与整体模板相组合形成正交模耦合器。所述正交模耦合器和水平极化的双工器之间采用一个E面的波导90度转弯结构相连，所述正交模耦合器和垂直极化的双工器采用一个H面的波导90度转弯结构相连。本专利技术中采用的新型正交模耦合器OMT，采用非膜片极化分离方式，完全克服了传统正交模耦合器OMT中因为膜片导致加工生产困难的问题。在垂直极化方向的采用一种全新的模式变化耦合方式，完全克服原来正交模耦合器OMT和双工器结合时双工器的输出端口和调谐螺钉不能在同一个面上的问题，从而能从真正意义上实现集成波导前端。本专利技术在结构只有三个部件组成，分别是nose头，盖板，腔体，具有体积小，重量轻，结构简单，成本低，适于大规模的生产。在电性能上，由于一体化设计，避免了器件连接过程中的损耗问题，因而大大改善整个前端的插损，经计算集成波导前端比两种器件分别设计，再连接的前端，插损改善0.4dB以上，这将大大提高通信系统的接收灵敏度和发射功率，从而提高系统的作用距离；另外可以通过双工器的调谐作用补偿加工误差带来的回波恶化，预计采用集成设计的波导前端相较于之前的做法，可以改善回波5dB以上，能改善收发机和天线之间的匹配问题，且能够降低加工的精度要求，大大的缩减加工时间，降低加工的成本。附图说明图1为本专利技术电路原理图。图2为本专利技术具体结构示意图。具体实施方式如图1所示一种一体化极化复用双工组件的电路原理图。该双工组件包括一个正交模耦合器OMT、两个波导90度转弯结构、一个极化转换结构、两个双工器。正交模耦合器OMT公共口连接天线，天线接收的电磁波信号经过正交模耦合器OMT，分离为水平极化和垂直极化两路信号。这两路极化不同的信号分别被两个波导双工器滤波；其中垂直极化方向的波导双工器的公共端采用了一种新型的模式变换耦合结构。图2是一体化极化复用双工组件内部结构图，正交模耦合器OMT没有分离极化的膜片或者金属杆结构，仅仅采用缝隙耦合的方式实现极化分离。采用该结构的正交模耦合器OMT由于没有后期安装膜片的需要，因而其结构精度完全由加工的精度决定，加工方便，成本低，可靠性高，更加容易集成。连接水平极化端双工器4和连接垂直极化端双工器5的公共端口采用了一种模式转换的耦合方式，该结构将波导的TE10模转换为TH11模，经过该结构，垂直极化的电磁波就变为水平极化方式，这样就能使得垂直极化端双工器5的调谐螺钉和水平极化端双工器4的调谐螺钉在同一个面上，这个对于方便生产而言非常重要。本实施例中，转向结构为矩形波导6，所述矩形波导6长边平行于正交模耦合器OMT垂直极化输出端，所述矩形波导短边垂直于正交模耦合器OMT垂直极化输出端。正交模耦合器OMT和水平极化的双工器之间采用一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体化极化复用双工组件，包括正交模耦合器和两个双工器，所述两个双工器的输入端分别与所述正交模耦合器的水平极化输出端和垂直极化输出端相连接，其特征在于：所述垂直极化输出端或水平极化输出端通过一个转向结构转向后，使得垂直极化端双工器和水平极化端双工器在同一个平面上。

【技术特征摘要】
1.一种一体化极化复用双工组件，包括正交模耦合器和两个双工器，所述两个双工器的输入端分别与所述正交模耦合器的水平极化输出端和垂直极化输出端相连接，其特征在于：所述垂直极化输出端或水平极化输出端通过一个转向结构转向后，使得垂直极化端双工器和水平极化端双工器在同一个平面上；所述两个双工器的谐振腔分别设置在一块整体模板两侧，所述整体模板中部连接有正交模耦合器部件，所述正交模耦合器部件上具有波导腔体；所述正交模耦合器部件与整体模板相组合形成正交模耦合器；所述正交模耦合器采用缝隙耦合的方式实现极化分离。2.根据权利要求1所述的一体化极化复用双工组件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：江顺喜，殷实，林身平，梁国春，宋永民，项显，莫艳红，
申请(专利权)人：江苏贝孚德通讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32