用于波导的偏振器和用于传输高频电磁信号的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于波导(2)的偏振器(1)，该偏振器(1)包括用于传输电磁波(4)的主体(3)，在主体(3)中设置有第一延迟元件(5)。在主体(3)中设置有第二延迟元件(6)，该第二延迟元件(6)沿电磁波(4)的工作方向(A)布置在第一延迟元件(5)的下游，第二延迟元件(6)的偏振轴线(P

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于波导的偏振器和用于传输高频电磁信号的系统
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的用于波导且具有用于传输电磁波的基座本体的偏振器。本专利技术还涉及一种用于传输电磁波的波导。此外，本专利技术涉及一种用于传输高频电磁信号的系统以及一种用于接收高频电磁信号的系统，该用于传输高频电磁信号的系统包括根据权利要求11的前序部分的用于将电磁波馈送到第一偏振器的基座本体的第一天线布置，该用于接收高频电磁信号的系统包括根据权利要求15的前序部分的用于在第二偏振器的基座本体处接收电磁波的第二天线布置。
技术介绍
在US2016/0172732A1中描述了这种通用类型的偏振器和这种通用类型的系统。众所周知，信号在常规电导体(例如，电缆中的铜导体)上的传输在高频下经受严重的信号衰减。因此，特别是当对传输带宽提出高要求时，有时高费用是实现规范所必需的—如果这是完全可能的话。当必须覆盖大的传输距离并且仅少量的数据信道或传输线路可用时，这尤其适用。基于无线电的传输(即，使用电磁波的传输)可以是电信号传输的替代方案。然而，当电磁波在空间中的所有方向上传播时，它们的信号功率随着距离而二次方地下降。另一方面，在波导中，电磁信号可以理想地、低损失地仅沿着一个维度在大距离上传输。此处波导是指能够在其端点之间引导电磁波的任何结构，特别是线性结构。用于电磁波的波导在电子工程中、特别是在电信技术和高频技术中已经充分已知。电磁信号可以以相对少的花费和比较低的损失经由波导在长距离上传输。在对有线通信的传输带宽和/或传输距离提出高要求的情况下，可以相应地有利地采用波导。虽然波导上的信号传输从根本上是有利的，但实际上已经发现，如果波导和天线布置不是最佳地彼此对准以用于电磁波的馈送和接收，则在电磁信号从天线布置耦合到波导中或从天线布置接收电磁信号的连接位置处，有时发生高信号损失。这尤其适用于电介质波导和线偏振电磁波的传输。在实践中已经发现，甚至在格外小心组装的情况下，由于系统中涉及的部件的偏振轴线没有以足够的准确度对准(在某种程度上是由于在操作过程中部件上的机械应力—特别是扭转应力)，所以可能发生信号损失。例如，在通用US2016/0172732A1中描述了一种避免该问题的可能性。US2016/0172732A1涉及圆偏振器及其对波导的应用，其中，最初具有线偏振的电磁波被圆偏振器圆偏振，用于进一步通过波导传输。然而，已经发现US2016/0172732A1中描述的系统可实现的信号带宽对于许多应用太有限。
技术实现思路
本专利技术基于提供一种用于波导的改进的偏振器的目的，利用该偏振器尤其可以实现具有低耦合损失的高带宽。本专利技术还基于提供一种改进的波导的目的，电磁波可以通过该波导以低损失和高带宽传输。此外，本专利技术基于提供一种用于传输具有高带宽的高频电磁信号的改进的系统的目的，该系统包括用于电磁波的低损失传输的波导。此外，本专利技术基于提供一种用于接收具有高带宽的高频电磁信号的改进的系统的目的，该系统包括用于电磁波的低损失传输的波导。对于偏振器，该目的通过权利要求1中给出的特征实现。关于波导，该目的通过权利要求10的特征实现。关于用于传输的系统，该目的通过权利要求11的特征实现。关于用于接收的系统，该目的通过权利要求15的特征实现。从属权利要求和随后描述的特征涉及本专利技术的实施例和变体的有利形式。本专利技术涉及一种用于波导且具有用于传输电磁波的基座本体的偏振器，其中，第一延迟元件设置在基座本体中。根据本专利技术，第二延迟元件设置在基座本体中且沿电磁波的传播方向在第一延迟元件的下游，其中，第二延迟元件的偏振轴线相对于第一延迟元件的偏振轴线旋转延迟角。偏振器特别地具有影响在通过波导传输之前被馈送的线偏振的电磁波的偏振类型的目的，特别地以产生来自线偏振的旋转偏振，即，圆偏振或椭圆偏振。此外，偏振器还可用于影响在接收之前以旋转(圆或椭圆)偏振被接收的电磁波的偏振类型，特别地以产生线偏振。优选地提供线偏振与圆偏振之间的转换，因为椭圆偏振是线偏振与圆偏振的混合形式，为此，根据本专利技术的优点在圆偏振中是特别有益的。与其中单个延迟元件(例如所谓的延迟板)相对于入射电磁波的偏振轴线旋转45°的现有技术相比，本专利技术的一个特别的优点是使用连续的(即，彼此前后地布置的)延迟元件来影响电磁波的偏振，其中，有利地，第一延迟元件最初仅引起偏振的小旋转，然后第二延迟元件引起剩余旋转，以便引起电磁波的线偏振与特别是圆偏振之间的过渡。与现有技术相比，根据本专利技术可以改进所传输的电磁信号的对准，并且因此特别是可以改进带宽。电磁波可以例如具有在40GHz与150GHz之间、优选地125GHz的中心频率。然而，可能的频率范围实际上仅由偏振器的机械工艺性来限制，并且根据本专利技术可能的频率范围并不以其他方式向上限制。因此根据本专利技术可以提供更快的数据传输。也可在基座本体中设置在电磁波的传播方向上彼此前后布置的更多延迟元件，例如在它们之间分配所需的偏振的总旋转的第三延迟元件、第四延迟元件、第五延迟元件、第六延迟元件或甚至更多个延迟元件。因此，本专利技术根本上不应被理解为受限于使用两个延迟元件，尽管本专利技术尤其适用于在每个偏振器处使用两个延迟元件。为了更好地理解，下面将主要参考第一延迟元件和布置在第一延迟元件之后的第二延迟元件来描述本专利技术。优选地，延迟元件沿着电磁波的传播方向彼此间隔开，并且延迟元件之间的距离可以是任意的。可以根据延迟元件的延迟角的算术符号来调整圆偏振(右旋或左旋)的旋转或旋转方向。圆偏振的旋转方向也可以通过线偏振的对准或激励来确定。线偏振旋转90°可以导致此右旋偏振或左旋偏振之间的变化。基座本体可以是基本细长的部件，该部件的纵轴对准电磁波的传播方向。基座本体可以被设计为单件或多件；优选地基座本体被设计为单件注塑件。在本专利技术的改进中，可以设置基座本体具有基本上圆形的横截面。圆形横截面可特别适合于传输电磁波，特别是关于传输圆偏振波。然而，本专利技术从根本上也适合于具有椭圆形、矩形或其他横截面的基座本体。信号传输实际上可以独立于扭转或其他机械应力、或独立于对准误差而发生，并且因此没有显著的功率损失，特别是通过一起使用具有基本上圆形横截面的基座本体以及通过该基座本体传输圆偏振电磁波。在改进中，可以进一步设置基座本体被设计成电介质波导、中空波导或单线波导。这也适用于与偏振器一起使用的波导。可以设置偏振器和波导被设计为单件。然而，偏振器和波导还可以被设计为多件，其中偏振器以尽可能小的损失将电磁波从偏振器的输出端耦合到波导的输入端中，或者其中波导以尽可能小的损失将电磁波从偏振器的输出端耦合到偏振器的输入端中。在本专利技术的改进中，可以设置第一延迟元件和/或第二延迟元件具有不同于基座本体的横截面的横截面，优选地更小的横截面。通过改变横截面(例如通过双折射和/或反射)来设计延迟元件可有利地影响通过延迟元件的电磁波的偏振。当在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于波导(2)的偏振器(1)，所述偏振器(1)具有用于传输电磁波(4)的基座本体(3)，其中，第一延迟元件(5)设置在所述基座本体(2)中，其特征在于，第二延迟元件(6)设置在所述基座本体(3)中且沿所述电磁波(4)的传播方向(A)在所述第一延迟元件(5)的下游，其中，所述第二延迟元件(6)的偏振轴线(P

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180425 EP 18169182.51.一种用于波导(2)的偏振器(1)，所述偏振器(1)具有用于传输电磁波(4)的基座本体(3)，其中，第一延迟元件(5)设置在所述基座本体(2)中，其特征在于，第二延迟元件(6)设置在所述基座本体(3)中且沿所述电磁波(4)的传播方向(A)在所述第一延迟元件(5)的下游，其中，所述第二延迟元件(6)的偏振轴线(P2)相对于所述第一延迟元件(5)的偏振轴线(P1)旋转延迟角(β)。


2.根据权利要求1所述的偏振器(1)，其特征在于，所述基座本体(3)具有基本上圆形的横截面。


3.根据权利要求1或2所述的偏振器(1)，其特征在于，所述基座本体(3)被设计为电介质波导、中空波导或单线波导。


4.根据权利要求1至3中的一项所述的偏振器(1)，其特征在于，所述第一延迟元件(5)和/或所述第二延迟元件(6)具有与所述基座本体(3)的所述横截面不同的、优选地更小的横截面。


5.根据权利要求1至4中的一项所述的偏振器(1)，其特征在于，所述第一延迟元件(5)和/或所述第二延迟元件(6)与所述基座本体(3)一起被设计为单件。


6.根据权利要求5所述的偏振器(1)，其特征在于，所述第一延迟元件(5)和/或所述第二延迟元件(6)各自由至少一个凹部、优选地由所述基座本体(3)中的平坦区域(8)形成。


7.根据权利要求6所述的偏振器(1)，其特征在于，所述第一延迟元件(5)和/或所述第二延迟元件(6)各自由沿所述基座本体(3)的圆周彼此相对放置的两个凹部(8)形成，其中，两个相对的凹部(8)与所述延迟元件(5、6)的所述偏振轴线(P1、P2)正交地对准。


8.根据权利要求6或7所述的偏振器(1)，其特征在于，所述至少一个凹部(8)具有沿着所述电磁波(4)的所述传播方向(A)的第一过渡区域(BA)，在所述第一过渡区域(BA)中所述基座本体(3)的所述横截面下降，跟随着所述第一过渡区域(BA)的是中心区域(BB)，在所述中心区域(BB)中所述基座本体(3)的所述横截面恒定，跟随着所述中心区域(BB)的是第二过渡区域(BC)，在所述第二过渡区域(BC)中所述基座本体(3)的所述横截面上升。


9.根据权利要求1至8中的一项所述的偏振器(1)，其特征在于，在所述电磁波(4)的所述传播方向(A)上，所述第一延迟元件(5)的长度(L1)和所述第二延迟元件(6)的长度(L2)彼此不同。


10.一种用于传输电磁波(4)的波导(2)，所述波导(2)包括至少一个根据权利要求1至9中的一项所述的偏振器(1)。


11.一种用于传输高频电磁信号的系统(9)，所述系统(9)包括波导(2)和第一天线布置(10)，所述波导(2)用于传输电磁波(4)，所述第一天线布置(10)用于将所述电磁波(4)馈送到第一偏振器(1)的基座本体(3)中，其中，所述第一偏振器(1)被布置和设计成将所馈入的所述电磁波(4)从线偏振转换成圆偏振，其中，第一延迟元件(5)被设置在所述第一偏振器(1)的所述基座本体(3)中，所述第一延迟元件(5)的偏振轴线(P1)相对于从所述第一天线布置(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德·克拉芬贝格尔，
申请(专利权)人：罗森伯格高频技术有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE