CN105161811A - 一种波导极化复用前端组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种波导极化复用前端组件，用于连接天线和收发机，其特征在于：其包括与天线相连的天线波导和与收发机相连的收发机波导；所述天线波导为圆波导，圆波导壁设置有一个用于分离垂直极化方向电磁波的狭缝；所述天线波导和收发机波导相连接，传输水平极化方向的电磁波；所述狭缝通过一个用于极化方向转换的蝶形结构与收发机波导相连接。本发明连接在天线和收发机之间，通过该组件的作用，只需要一套收发机设备就可以实现极化复用的工作。可以减少一套收发机设备，极大的降低系统的成本，且由于设备减少，还可以提高设备的可靠性。该组件是一款无源器件，完全由金属加工装配而成，因而可靠性高，成本较低，一致性好，可批量生产。

Description

一种波导极化复用前端组件
技术领域
本发明属于电子通讯领域，特别是涉及一种用于电磁波的水平极化和垂直极化两个极化方向的极化复用的波导极化复用前端组件。
背景技术
电磁波在自然界中的传播，可以分解成正交极化的两个方向，该极化特性在工程应用中有很大优越性。
在电子通讯领域，为了提高通信速率，经常会使用电磁波的极化复用传播方式，在不增加带宽的情况下，使得通信速率增加一倍。目前通用的方法是使用两套通信ODU设备，在前端装配一只正交模耦合器（OMT），用该OMT的两个极化端口分别连接两个ODU，使得两个ODU能共用一副天线，同时工作。
在电子对抗领域，由于不知道敌对方面电子设备的工作极化方式，因此侦查设备必须涵盖两个正交极化方向，将两个正交极化方向的电磁波信号全部接受。为了实现该功能，通常也是采用两套侦查接收设备。
上述两种常用的领域，目前都需要采用两套收发机设备，而在微波电子产品中，收发机设备是最昂贵的部分，因此同时使用两套收发机设备，会极大的增加成本，极大的提高整个系统的成本带来较大的成本压力。
目前用作交叉极化工作的器件正交模耦合器（OMT）只能进行极化分离或极化合成的作用，因而不能将两个不同极化的信号合成为一个极化方向的信号进行处理。
发明内容
本发明目的在于提供一种能将两路正交极化的信号合成一路信号的波导极化复用前端组件。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种波导极化复用前端组件，用于连接天线和收发机，其特征在于：其包括与天线相连的天线波导和与收发机相连的收发机波导；所述天线波导为圆波导，圆波导壁设置有一个用于分离垂直极化方向电磁波的狭缝；所述天线波导和收发机波导相连接，传输水平极化方向的电磁波；所述狭缝通过一个用于极化方向转换的蝶形结构与收发机波导相连接。
一种形式：所述收发机波导为“回”字形波导，具有一个矩形波导输出端口和一个安装负载吸收材料的吸收端；所述收发机波导通过一个近似椭圆的结构与天线波导相连接，所述近似椭圆的结构用于将圆波导中传输的水平极化方向的电磁波转换成标准矩形波导的电磁波。
所述收发机波导内设置有金属杆；所述金属杆位于经天线波导直接传输的水平极化方向的电磁波，和经狭缝和蝶形结构转向后的垂直极化方向电磁波交汇处。
另一种形式：所述收发机波导为圆波导，所述天线波导直接传输的水平极化方向的电磁波和经狭缝和蝶形结构转向后的垂直极化方向电磁波通过一个同种极化电磁波分离和合成的结构后与收发机波导相连接；所述同种极化电磁波分离和合成的结构为两个相互连接的平行波导，两个平行波导之间开有一个耦合窗。
所述同种极化电磁波分离和合成的结构具有一个矩形波导输出端口和一个安装负载吸收材料的吸收端；所述矩形波导输出端口通过一个转弯结构将矩形波导转换为圆波导，与所述收发机波导相连。
本发明提出一种新型的极化复用前端组件，该组件在可以将天线接收的两路正交极化的微波信号，并将这两个交叉极化的信号经过分离、转向后转换成一个极化的信号；在发射阶段，该组件又可以将一路信号分离成两路幅度相等，极化方向正交的两路信号，经天线发射出去。将该组件连接在天线和收发机之间，通过该组件的作用，只需要一套收发机设备就可以实现极化复用的工作。相比目前的工作方式，可以减少一套收发机设备，极大的降低系统的成本，且由于设备减少，还可以提高设备的可靠性。该组件是一款无源器件，完全由金属加工装配而成，因而可靠性高，成本较低，一致性好，可批量生产。
附图说明
图1-3为本发明实施例1结构示意图。
图4-7为本发明实施例2结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1-3所示一种波导极化复用前端组件，用于连接天线和收发机，包括与天线相连的天线波导11和与收发机相连的收发机波导18。天线波导11为圆波导，圆波导壁设置有一个用于分离垂直极化方向电磁波的狭缝13，通过调整该狭缝13的尺寸，可以得到理想的极化间隔离。天线波导11和收发机波导18相连接，传输水平极化方向的电磁波；狭缝13通过一个用于极化方向转换的蝶形结构14与收发机波导18相连接。收发机波导18为“回”字形波导，具有一个矩形波导输出端口12和一个安装负载吸收材料的吸收端17；收发机波导18通过一个近似椭圆的结构15与天线波导11相连接，近似椭圆的结构15用于将圆波导中传输的水平极化方向的电磁波转换成标准矩形波导的电磁波，通过调整该结构尺寸，能调整端口回波。收发机波导18内设置有金属杆16；金属杆16位于经天线波导11直接传输的水平极化方向的电磁波，和经狭缝13和蝶形结构14转向后的垂直极化方向电磁波交汇处，金属杆16用于增强隔离度，在设计中加入该金属杆能够改善两路电磁波之间的平坦度，才能获得较宽的带宽。
实施例2：
如图4-7所示，一种波导极化复用前端组件，用于连接天线和收发机，包括与天线相连的天线波导21和与收发机相连的收发机波导22；天线波导21为圆波导，圆波导壁设置有一个用于分离垂直极化方向电磁波的狭缝23，同样的通过调整该狭缝23的尺寸，可以得到理想的极化间隔离。收发机波导22为圆波导，天线波导21直接传输的水平极化方向的电磁波和经狭缝23和蝶形结构24转向后的垂直极化方向电磁波通过一个同种极化电磁波分离和合成的结构25后与收发机波导22相连接。同种极化电磁波分离和合成的结构25为两个相互连接的平行波导，两个平行波导之间开有一个耦合窗。其原理为平面魔T，通过调整耦合窗口大小以及两个平行波导之间的距离，可以调整两种极化方向电磁波传输的平坦度。同种极化电磁波分离和合成的结构25具有一个矩形波导输出端口和一个安装负载吸收材料的吸收端27；矩形波导输出端口通过一个转弯结构26将矩形波导转换为圆波导，与所述收发机波导22相连。该结构使用省去了从矩形波导到圆波导的转换结构，大大降低了产品的体积，提高了性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种波导极化复用前端组件，用于连接天线和收发机，其特征在于：其包括与天线相连的天线波导和与收发机相连的收发机波导；所述天线波导为圆波导，圆波导壁设置有一个用于分离垂直极化方向电磁波的狭缝；所述天线波导和收发机波导相连接，传输水平极化方向的电磁波；所述狭缝通过一个用于极化方向转换的蝶形结构与收发机波导相连接。
2.根据权利要求1所述的波导极化复用前端组件，其特征在于：所述收发机波导为“回”字形波导，具有一个矩形波导输出端口和一个安装负载吸收材料的吸收端；所述收发机波导通过一个近似椭圆的结构与天线波导相连接，所述近似椭圆的结构用于将圆波导中传输的水平极化方向的电磁波转换成标准矩形波导的电磁波。
3.根据权利要求2所述的波导极化复用前端组件，其特征在于：所述收发机波导内设置有金属杆；所述金属杆位于经天线波导直接传输的水平极化方向的电磁波，和经狭缝和蝶形结构转向后的垂直极化方向电磁波交汇处。
4.根据权利要求1所述的波导极化复用前端组件，其特征在于：所述收发机波导为圆波导，所述天线波导直接传输的水平极化方向的电磁波和经狭缝和蝶形结构转向后的垂直极化方向电磁波通过一个同种极化电磁波分离和合成的结构后与收发机波导相连接；所述同种极化电磁波分离和合成的结构为两个相互连接的平行波导，两个平行波导之间开有一个耦合窗。
5.根据权利要求4所述的波导极化复用前端组件，其特征在于：所述同种极化电磁波分离和合成的结构具有一个矩形波导输出端口和一个安装负载吸收材料的吸收端；所述矩形波导输出端口通过一个转弯结构将矩形波导转换为圆波导，与所述收发机波导相连。
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