一种超宽带正交模耦合器制造技术

本发明专利技术公开了一种超宽带正交模耦合器。该耦合器一端为由圆形波导或正方形波导构成的公共端口，另一端为由矩形波导构成的V极化方向端口，在公共端口与V极化方向端口之间设置有由矩形波导构成的垂直于公共端口和V极化方向端口的H极化方向端口；在公共端口波导腔体的中线上设置有第一金属分隔膜片，第一金属分隔膜片的根部与H极化方向端口波导靠近公共端口一侧的外壁连接，第一金属分隔膜片的宽度从根部向端部逐渐变小；在V极化方向端口波导腔体的中线上设置有第二金属分隔膜片，第二金属分隔膜片的根部与H极化方向端口波导靠近V极化方向端口一侧的外壁连接，第二金属分隔膜片各部位的宽度保持一致。本发明专利技术在具有超宽带特性的同时，其加工难度和制造成本较低。

An ultra wideband orthogonal mode coupler

The invention discloses an ultra wideband orthogonal mode coupler. One end of the coupler by the common port of circular waveguide or square waveguide, V polarization direction of the other end is composed of a rectangular waveguide port, between the public port and the V port settings H polarization direction of polarization direction is composed of rectangular waveguide perpendicular to the polarization direction of the public port and V port; in the public port waveguide line the first part of the diaphragm is arranged on the outer wall of metal, connecting with H root port waveguide polarization direction of the first metal part of the diaphragm near the public side of the port, the width of the first metal diaphragm separated from the root to the end becomes smaller; the polarization direction in V port waveguide cavity is arranged on the second metal line connecting part of the diaphragm, and outer root H second port waveguide polarization direction of metal separating diaphragm near the V port on the side of the direction of polarization, second separate parts of the metal diaphragm The width is consistent. The invention has the characteristics of ultra wideband, while its processing difficulty and manufacturing cost are low.

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带正交模耦合器
本专利技术涉及一种正交模耦合器，尤其涉及一种超宽带正交模耦合器，属于微波通信

技术介绍
正交模耦合器（OMT）是微波通信中一种常用的器件，其主要功能是极化分离作用。目前正交模耦合器通常所采用的形式有窗口耦合形式和金属膜片分离极化形式；其他的还有用多只钢针分离极化形式。其中窗口耦合形式的OMT由于其结构简单，可靠性高，成本低，是线通信中最常用的形式，几乎所有的民用通信都采用该种形式的OMT，但是其相对带宽一般不超过20%。膜片分离极化形式理论上如果膜片厚度足够的小，带宽可以满足全频段，但是膜片厚度越小，其加工成本越高，可靠性也越低，实际使用中相对带宽一般不会超过35%，并且由于膜片需要后期用钎焊工艺焊接，其成本高，一致性低，目前民用微波通信系统中完全没有大规模的使用。其他的如钢针分离极化形式以及平衡式的OMT同样存在可靠性以及成本更加高昂的问题，在实际使用中几乎完全看不到。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种超宽带正交模耦合器，具有超宽带特性的同时，其加工难度和制造成本又可与窗口耦合形式的正交模耦合器相媲美。本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题：一种超宽带正交模耦合器，该耦合器一端为由圆形波导或正方形波导构成的公共端口，另一端为由矩形波导构成的V极化方向端口，在公共端口与V极化方向端口之间设置有由矩形波导构成的垂直于公共端口和V极化方向端口的H极化方向端口；在公共端口波导腔体的中线上设置有第一金属分隔膜片，第一金属分隔膜片的根部与H极化方向端口波导靠近公共端口一侧的外壁连接，第一金属分隔膜片的宽度从根部向端部逐渐变小；在V极化方向端口波导腔体的中线上设置有第二金属分隔膜片，第二金属分隔膜片的根部与H极化方向端口波导靠近V极化方向端口一侧的外壁连接，第二金属分隔膜片各部位的宽度保持一致。优选地，第一金属分隔膜片的宽度从根部向端部呈阶梯状逐渐变小；或者，第一金属分隔膜片的宽度从根部向端部呈圆弧状逐渐变小。优选地，H极化方向端口通过带阶梯渐变的矩形波导90度转弯结构与公共端口和V极化方向端口连接；或者，H极化方向端口通过带倾斜渐变的矩形波导90度转弯结构与公共端口和V极化方向端口连接。优选地，所有的波导转弯处都通过带倒角的台阶渐变结构匹配输出；或者，所有的波导转弯处都通过倾斜渐变结构匹配输出。优选地，该超宽带正交模耦合器由两个部件组合而成，所述第一金属分隔膜片和第二金属分隔膜片与其中一个部件一体成型。相比现有技术，本专利技术技术方案具有以下有益效果：本专利技术具有可覆盖全波段的超宽带特性，同时又具有结构简单的优点，可完全由机械加工得到各部件，部件之间组装简单便捷，不存在膜片装配和钎焊的问题，因此其加工难度和生产成本以及可靠性完全可以媲美窗口耦合形式的正交模耦合器。附图说明图1、图2为本专利技术超宽带正交模耦合器一个具体实施例的内部立体结构示意图；图3、图4分别为具体实施例的超宽带正交模耦合器的俯视图、仰视图；图5、图6为具体实施例的超宽带正交模耦合器的部件组成结构示意图；图7为具体实施例的超宽带正交模耦合器的回波响应曲线。图中附图标记含义如下：1、公共端口，2、H极化方向端口，3、V极化方向端口，4、第一金属分隔膜片，5、第二金属分隔膜片，6、渐变结构。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明：图1、图2为本专利技术超宽带正交模耦合器一个具体实施例的内部立体结构示意图，图3、图4分别为该具体实施例的俯视图、仰视图。如图1～图4所示，该超宽带正交模耦合器的一端为公共端口1，用于输入或输出包含水平和垂直两个极化方向的信号；另一端为V极化方向端口3，用于输入或输出垂直极化方向信号；在公共端口1与V极化方向端口3之间设置有垂直于公共端口1和V极化方向端口3的H极化方向端口2，用于输入或输出水平极化方向信号。从图中可看出，本专利技术正交模耦合器的整体结构类似一个“T”形。其中，公共端口1可以由圆形波导或正方形波导构成，而H极化方向端口2和V极化方向端口3则为标准的矩形波导。如图1～图4所示，本实施例中的H极化方向端口2通过带阶梯渐变的矩形波导90度转弯结构与公共端口1和V极化方向端口3连接，实际上也可通过带倾斜渐变的矩形波导90度转弯结构与公共端口1和V极化方向端口3连接。图中的6是由非标准端口转变为标准矩形波导的渐变结构。在公共端口1波导腔体的中线上设置有第一金属分隔膜片4，第一金属分隔膜片4的根部与H极化方向端口2波导靠近公共端口1一侧的外壁连接，第一金属分隔膜片4的宽度从根部向端部逐渐变小；在V极化方向端口3波导腔体的中线上设置有第二金属分隔膜片5，第二金属分隔膜片5的根部与H极化方向端口2波导靠近V极化方向端口3一侧的外壁连接，第二金属分隔膜片4各部位的宽度保持一致。第一金属分隔膜片4的宽度可以是从根部向端部呈圆弧状或呈阶梯状逐渐变小，本实施例中采用阶梯状渐变结构。为了进一步提高性能，该正交模耦合器中所有的波导转弯处都通过带倒角的台阶渐变结构匹配输出，也可以用倾斜渐变结构替代带倒角的台阶渐变结构。如图5、图6所示，本实施例的正交模耦合器由一底、一盖两个部件组成，每个部件都可通过机加工一体成型生产，通过螺丝组件或卡扣等固定件即可将两个部件组装成完整的正交模耦合器，因此，生产和安装成本极低。本实施例中，第一金属分隔膜片4和第二金属分隔膜片5与其中的一个部件一体成型。这样就避免了现有膜片分离极化形式正交模耦合器所存在的膜片装配和钎焊的问题，大幅降低了生产难度。该正交模耦合器的极化分离过程具体如下：包含水平和垂直两个极化方向的信号经由公共端口1输入，在第一金属分隔膜片4的作用下，垂直极化方向的信号被等分为左右两路分别传输，然后在第二金属分隔膜片5作用下合成为一路，最后经过渐变结构6之后通过V极化方向端口3输出；水平极化方向的信号则通过H极化方向端口2输出。上述过程反过来就是极化耦合。和平衡式的OMT不同，该OMT的垂直、极化两个通道结构完全对称（平衡式两路不同之路之间必须有90度的相位差，通过端口处180反相抵消回波），这样就降低了设计和加工的难度，相应的降低成本，提高产品的经济性和可生产性。图7显示了该正交模耦合器的回波响应曲线，从图中可以看出，该正交模耦合器10—15GHz范围内都有较好的回波性能，远超现有其他方案的正交模耦合器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超宽带正交模耦合器，其特征在于，该耦合器一端为由圆形波导或正方形波导构成的公共端口，另一端为由矩形波导构成的V极化方向端口，在公共端口与V极化方向端口之间设置有由矩形波导构成的垂直于公共端口和V极化方向端口的H极化方向端口；在公共端口波导腔体的中线上设置有第一金属分隔膜片，第一金属分隔膜片的根部与H极化方向端口波导靠近公共端口一侧的外壁连接，第一金属分隔膜片的宽度从根部向端部逐渐变小；在V极化方向端口波导腔体的中线上设置有第二金属分隔膜片，第二金属分隔膜片的根部与H极化方向端口波导靠近V极化方向端口一侧的外壁连接，第二金属分隔膜片各部位的宽度保持一致。

【技术特征摘要】
1.一种超宽带正交模耦合器，其特征在于，该耦合器一端为由圆形波导或正方形波导构成的公共端口，另一端为由矩形波导构成的V极化方向端口，在公共端口与V极化方向端口之间设置有由矩形波导构成的垂直于公共端口和V极化方向端口的H极化方向端口；在公共端口波导腔体的中线上设置有第一金属分隔膜片，第一金属分隔膜片的根部与H极化方向端口波导靠近公共端口一侧的外壁连接，第一金属分隔膜片的宽度从根部向端部逐渐变小；在V极化方向端口波导腔体的中线上设置有第二金属分隔膜片，第二金属分隔膜片的根部与H极化方向端口波导靠近V极化方向端口一侧的外壁连接，第二金属分隔膜片各部位的宽度保持一致。2.如权利要求1所述超宽带正交模耦合器，其特征在于，第一金属分隔膜片的宽度从根部向端部呈阶梯状逐渐变小。3.如权利要求1所述超宽带正交...

【专利技术属性】
技术研发人员：江顺喜，周方平，殷实，梁国春，赵媛媛，项显，
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