CN107367642B - 一种测量波导圆极化器轴比的装置 - Google Patents

一种测量波导圆极化器轴比的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107367642B
CN107367642B CN201710644633.XA CN201710644633A CN107367642B CN 107367642 B CN107367642 B CN 107367642B CN 201710644633 A CN201710644633 A CN 201710644633A CN 107367642 B CN107367642 B CN 107367642B
Authority
CN
China
Prior art keywords
waveguide
circular
absorbing
circular polarizer
coaxial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710644633.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107367642A (zh
Inventor
郑华山
付平
薛强
李少玲
宫巨涛
李鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Aerospace Guanghua Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Aerospace Guanghua Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Aerospace Guanghua Electronic Technology Co Ltd filed Critical Beijing Aerospace Guanghua Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201710644633.XA priority Critical patent/CN107367642B/zh
Publication of CN107367642A publication Critical patent/CN107367642A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107367642B publication Critical patent/CN107367642B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种测量波导圆极化器轴比的装置，正交模耦合器直通端的极化方向与波导圆极化器螺钉平面之间的夹角为45°，便于在波导圆极化器的公共口产生圆极化波，单极吸收负载的极化通过方向与圆矩过渡波导、第三波导同轴转换的极化方向一致，以完全提取所需要的线极化能量；所涉及微波器件和测量仪器少，安装便捷，操作简单。

Description

一种测量波导圆极化器轴比的装置
技术领域
本发明涉及一种测量波导圆极化器轴比的装置，涉及微波器件测试领域。
背景技术
波导圆极化器是圆极化天线的重要组成部分，其功能是实现线极化波与圆极化波之间的相互转化。轴比是波导圆极化器的关键指标，其定义为极化椭圆的长轴和短轴之比，用AR表示，用分贝表示的轴比为20log(AR)。由于轴比的大小衡量了实际天线极化情况偏离理想圆极化的程度，偏离越多信号的损耗越大；因此，对于波导圆极化器轴比的精确测量显得尤为重要。
通常测量波导圆极化器轴比采用幅度相位法，即通过测量波导圆极化器0°和90°两个方向的相位差和幅度比，并代入轴比计算公式求解。这种方法操作较为繁琐，且需要进行公式计算才能求得轴比值，不够直观。
发明内容
本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种测量波导圆极化器轴比的装置，以实现波导圆极化器轴比的高效测试。
本发明的技术解决方案是：
一种测量波导圆极化器轴比的装置，包括第一波导同轴转换、正交模耦合器、第二波导同轴转换、同轴负载、波导圆极化器、圆波导旋转关节、单极吸收负载、圆矩过渡波导、第三波导同轴转换、同轴接头、同轴旋转关节、底座及矢量网络分析仪；
正交模耦合器包括直通端、耦合端和公共端，波导圆极化器的一端与正交模耦合器的公共端连接，波导圆极化器的另一端与圆波导旋转关节的定子固定连接，正交模耦合器的直通端和耦合端分别与第一波导同轴转换的波导端、第二波导同轴转换的波导端连接，用于吸收前端反射波的同轴负载与第二波导同轴转换的同轴端连接，正交模耦合器直通端为矩形口，其极化方向垂直于矩形口长边，正交模耦合器直通端的极化方向与波导圆极化器螺钉平面之间的夹角为45°，在波导圆极化器的公共口产生圆极化波；
单极吸收负载由第二圆形波导及吸能介质片组成，吸能介质片置于第二圆形波导中，圆矩过渡波导内部腔体由圆波导平滑过渡到矩形波导；
圆波导旋转关节的转子与单极吸收负载的一端固定连接，单极吸收负载的另一端与圆矩过渡波导开有圆口的一端固定连接，圆矩过渡波导开有矩形口的一端与第三波导同轴转换的波导端固定连接；单极吸收负载的极化通过方向与圆矩过渡波导、第三波导同轴转换的极化方向一致；第三波导同轴转换的同轴端与同轴旋转关节的转子通过同轴接头固定连接；圆波导旋转关节的定子与同轴旋转关节的定子均与底座固定连接，介于两旋转关节定子之间的部分可实现360°连续旋转；
第一波导同轴转换的同轴端与同轴旋转关节的定子分别与矢量网络分析仪的两个端口对接。
波导圆极化器由第一圆形波导和螺钉组件组成，上、下两排螺钉对称分布，每排螺钉伸入圆波导内腔的深度呈余弦分布，中间深，两头浅。
平行于螺钉的线极化波相位比垂直于螺钉的线极化波延迟90°。
第二圆形波导轴线在吸能介质片的平面上，吸能介质片两头在轴线上呈外尖角，任意方向的极化波经过单极吸收负载时，仅垂直于吸能介质片的极化分量通过，其余方向的极化分量均被吸能介质片吸收。
吸能介质片材料为铁氧体或羟基铁粉。
单极吸收负载的交叉隔离度大于50dB。
工作时，设置矢量网络分析仪的测量参数为插损S12,旋转两个关节定子间的转动部分，观察并记录插损S12在至少一个旋转周圈内的变化量ΔS，即是所测波导圆极化器的轴比AR。
本发明的有益效果为：
(1)本发明正交模耦合器直通端的极化方向与波导圆极化器螺钉平面之间的夹角为45°，便于在波导圆极化器的公共口产生圆极化波，单极吸收负载的极化通过方向与圆矩过渡波导、第三波导同轴转换的极化方向一致，以完全提取所需要的线极化能量；所涉及微波器件和测量仪器少，安装便捷，操作简单；
(2)本发明通过将波导同轴转换、正交模耦合器、吸收负载、波导圆极化器、旋转关节、圆矩过渡波导、底座及矢量网络分析仪进行连接，设置矢量网络分析仪的测量参数为插损S12,旋转两个关节定子间的转动部分，观察并记录插损S12在至少一个旋转周圈内的变化量ΔS，即是所测波导圆极化器的轴比AR，相对于传统的手动计算法减少人为计算出错的风险，测量数据精确，节约测试时间，提高测试效率；
(3)本发明具有一定的普适性，可以适用于不同波导圆极化器的轴比测试，如螺钉圆波导圆极化器、膜片圆波导圆极化器、方波导隔板圆极化器等等，只需将对应的接口相匹配即可实现。
附图说明
图1为本发明轴比测试系统组成平面示意图；
图2为本发明波导圆极化器示意图；
图3为本发明单极吸收负载示意图；
图4为本发明圆矩过渡波导示意图；
图5为本发明轴比测试系统组成立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步叙述。
本实施例的系统组成如图1、图5所示。该测试系统涉及的微波器件和测量仪器包括第一波导同轴转换1、正交模耦合器2、第二波导同轴转换3、同轴负载4、波导圆极化器5、圆波导旋转关节6、单极吸收负载7、圆矩过渡波导8、第三波导同轴转换9、同轴接头10、同轴旋转关节11、底座12及矢量网络分析仪，正交模耦合器2包括直通端、耦合端和公共端，波导圆极化器5的一端与正交模耦合器2的公共端连接，波导圆极化器5的另一端与圆波导旋转关节6的定子固定连接，正交模耦合器2的直通端和耦合端分别与第一波导同轴转换1的波导端、第二波导同轴转换3的波导端连接，用于吸收前端反射波的同轴负载4与第二波导同轴转换3的同轴端连接，正交模耦合器2直通端为矩形口，其极化方向垂直于矩形口长边，正交模耦合器2直通端的极化方向与波导圆极化器5螺钉平面之间的夹角为45°，在波导圆极化器5的公共口产生圆极化波；将单极吸收负载7的极化通过方向与圆矩过渡波导8、第三波导同轴转换9的极化方向调整为同向。
本实施例中，将圆波导旋转关节6左侧的定子与同轴旋转关节11右侧的定子同底座12固定连接，使得介于两旋转关节定子之间的部分可实现360°连续旋转；并将第一波导同轴转换1与同轴旋转关节11两个端口分别与矢量网络分析仪的两个端口port1、port2对接。
本实施例中，将矢量网络分析仪的测量参数设置为插损S12,手动旋转两个关节定子间的转动部分，观察并记录插损S12在一个旋转周圈内的变化量ΔS，即是所测波导圆极化器的轴比AR。
本实施例中波导圆极化器如图2所示，该波导圆极化器为90°螺钉圆波导圆极化器，由圆形波导21和螺钉组件22组成。上、下两排螺钉对称分布，每排螺钉伸入圆波导内腔的深度呈余弦分布，中间深，两头浅；平行于螺钉的线极化波相位比垂直于螺钉的线极化波延迟90°，当入射线极化波与螺钉平面夹角呈45°时，在圆极化器的出口将产生圆极化波。
本实施例中单极吸收负载如图3所示，该单极吸收负载由圆形波导31及吸能介质片32组成，其交叉隔离度大于50dB。单极吸收负载的作用是任意方向的极化波经过单极吸收负载时，只允许垂直于吸能介质片32的极化分量通过，其余方向的极化分量均被吸能介质片吸收，从而保证提取的线极化波纯度更高。
本实施例中圆矩过渡波导如图4所示，由传输TE11模的φ19.3毫米圆波导渐变过渡到传输TE10模的标准BJ120矩形波导(19.05mm×9.525mm)，该过渡波导没有采用台阶渐变形式，是为了保证更好的端口匹配。本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (6)

1.一种测量波导圆极化器轴比的装置，其特征在于，包括第一波导同轴转换(1)、正交模耦合器(2)、第二波导同轴转换(3)、同轴负载(4)、波导圆极化器(5)、圆波导旋转关节(6)、单极吸收负载(7)、圆矩过渡波导(8)、第三波导同轴转换(9)、同轴接头(10)、同轴旋转关节(11)、底座(12)及矢量网络分析仪；
正交模耦合器(2)包括直通端、耦合端和公共端，波导圆极化器(5)的一端与正交模耦合器(2)的公共端连接，波导圆极化器(5)的另一端与圆波导旋转关节(6)的定子固定连接，正交模耦合器(2)的直通端和耦合端分别与第一波导同轴转换(1)的波导端、第二波导同轴转换(3)的波导端连接，用于吸收前端反射波的同轴负载(4)与第二波导同轴转换(3)的同轴端连接，正交模耦合器(2)直通端为矩形口，其极化方向垂直于矩形口长边，正交模耦合器(2)直通端的极化方向与波导圆极化器(5)螺钉平面之间的夹角为45°，在波导圆极化器(5)的公共口产生圆极化波；
单极吸收负载(7)由第二圆形波导(31)及吸能介质片(32)组成，吸能介质片(32)置于第二圆形波导(31)中，圆矩过渡波导(8)内部腔体由圆波导平滑过渡到矩形波导；
圆波导旋转关节(6)的转子与单极吸收负载(7)的一端固定连接，单极吸收负载(7)的另一端与圆矩过渡波导(8)开有圆口的一端固定连接，圆矩过渡波导(8)开有矩形口的一端与第三波导同轴转换(9)的波导端固定连接；单极吸收负载(7)的极化通过方向与圆矩过渡波导(8)、第三波导同轴转换(9)的极化方向一致；第三波导同轴转换(9)的同轴端与同轴旋转关节(11)的转子通过同轴接头(10)固定连接；圆波导旋转关节(6)的定子与同轴旋转关节(11)的定子均与底座(12)固定连接，介于两旋转关节定子之间的部分可实现360°连续旋转；
第一波导同轴转换(1)的同轴端与同轴旋转关节(11)的定子分别与矢量网络分析仪的两个端口对接；
工作时，设置矢量网络分析仪的测量参数为插损S12,旋转两个关节定子间的转动部分，观察并记录插损S12在至少一个旋转周圈内的变化量ΔS，即是所测波导圆极化器的轴比AR。
2.根据权利要求1所述的一种测量波导圆极化器轴比的装置，其特征在于：波导圆极化器(5)由第一圆形波导(21)和螺钉组件(22)组成，上、下两排螺钉对称分布，每排螺钉伸入圆波导内腔的深度呈余弦分布，中间深，两头浅。
3.根据权利要求2所述的一种测量波导圆极化器轴比的装置，其特征在于：平行于螺钉的线极化波相位比垂直于螺钉的线极化波延迟90°。
4.根据权利要求1所述的一种测量波导圆极化器轴比的装置，其特征在于：第二圆形波导(31)轴线在吸能介质片(32)的平面上，吸能介质片(32)两头在轴线上呈外尖角，任意方向的极化波经过单极吸收负载(7)时，仅垂直于吸能介质片(32)的极化分量通过，其余方向的极化分量均被吸能介质片(32)吸收。
5.根据权利要求4所述的一种测量波导圆极化器轴比的装置，其特征在于：吸能介质片(32)材料为铁氧体或羟基铁粉。
6.根据权利要求4所述的一种测量波导圆极化器轴比的装置，其特征在于：单极吸收负载(7)的交叉隔离度大于50dB。
CN201710644633.XA 2017-08-01 2017-08-01 一种测量波导圆极化器轴比的装置 Active CN107367642B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710644633.XA CN107367642B (zh) 2017-08-01 2017-08-01 一种测量波导圆极化器轴比的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710644633.XA CN107367642B (zh) 2017-08-01 2017-08-01 一种测量波导圆极化器轴比的装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107367642A CN107367642A (zh) 2017-11-21
CN107367642B true CN107367642B (zh) 2019-06-18

Family

ID=60309501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710644633.XA Active CN107367642B (zh) 2017-08-01 2017-08-01 一种测量波导圆极化器轴比的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107367642B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860984B (zh) * 2017-11-06 2020-01-24 常熟达顺威尔通信技术有限公司 波导圆极化器轴比测量方法和装置
CN114371348B (zh) * 2021-12-21 2023-07-21 中国科学院光电技术研究所 一种超表面测试装置、测试方法及pb相位测试方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4353041A (en) * 1979-12-05 1982-10-05 Ford Aerospace & Communications Corp. Selectable linear or circular polarization network
CN101478334A (zh) * 2008-11-27 2009-07-08 电子科技大学 一种旋转天线极化状态切换装置
CN101710636A (zh) * 2009-12-09 2010-05-19 北京交通大学 在周向45°角范围内辐射圆极化波的漏泄同轴电缆
CN102394382A (zh) * 2011-07-15 2012-03-28 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种紧凑型超宽带圆极化器
CN102610921A (zh) * 2012-03-14 2012-07-25 北京天工开正科技有限责任公司 Ku/Ka双波段收发共用馈源
CN103235194A (zh) * 2013-04-19 2013-08-07 西北工业大学 一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法
CN204424452U (zh) * 2015-02-11 2015-06-24 石家庄世联达科技有限公司 多轴信标极化器
CN105024141A (zh) * 2015-07-13 2015-11-04 中国电子科技集团公司第十研究所 介质填充圆波导圆极化天线
CN105633542A (zh) * 2014-11-06 2016-06-01 航天恒星科技有限公司 宽带开口波导天线
CN105896088A (zh) * 2016-04-11 2016-08-24 湖南航天环宇通信科技股份有限公司 Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件
CN106207485A (zh) * 2016-06-27 2016-12-07 北京航天光华电子技术有限公司 一种ku频段等幅调相馈源组件
CN106450759A (zh) * 2016-10-17 2017-02-22 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种紧凑型线极化跟踪器
CN106771690A (zh) * 2015-11-19 2017-05-31 北京航空航天大学 一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置
CN206322828U (zh) * 2016-12-29 2017-07-11 南京长峰航天电子科技有限公司 一种92～96GHz正交模耦合器
CN206348396U (zh) * 2016-11-10 2017-07-21 成都雷电微晶科技有限公司 一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4353041A (en) * 1979-12-05 1982-10-05 Ford Aerospace & Communications Corp. Selectable linear or circular polarization network
CN101478334A (zh) * 2008-11-27 2009-07-08 电子科技大学 一种旋转天线极化状态切换装置
CN101710636A (zh) * 2009-12-09 2010-05-19 北京交通大学 在周向45°角范围内辐射圆极化波的漏泄同轴电缆
CN102394382A (zh) * 2011-07-15 2012-03-28 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种紧凑型超宽带圆极化器
CN102610921A (zh) * 2012-03-14 2012-07-25 北京天工开正科技有限责任公司 Ku/Ka双波段收发共用馈源
CN103235194A (zh) * 2013-04-19 2013-08-07 西北工业大学 一种利用线极化天线测量圆极化天线轴比的方法
CN105633542A (zh) * 2014-11-06 2016-06-01 航天恒星科技有限公司 宽带开口波导天线
CN204424452U (zh) * 2015-02-11 2015-06-24 石家庄世联达科技有限公司 多轴信标极化器
CN105024141A (zh) * 2015-07-13 2015-11-04 中国电子科技集团公司第十研究所 介质填充圆波导圆极化天线
CN106771690A (zh) * 2015-11-19 2017-05-31 北京航空航天大学 一种固定式准光法拉第旋转器性能测定方法与装置
CN105896088A (zh) * 2016-04-11 2016-08-24 湖南航天环宇通信科技股份有限公司 Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件
CN106207485A (zh) * 2016-06-27 2016-12-07 北京航天光华电子技术有限公司 一种ku频段等幅调相馈源组件
CN106450759A (zh) * 2016-10-17 2017-02-22 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种紧凑型线极化跟踪器
CN206348396U (zh) * 2016-11-10 2017-07-21 成都雷电微晶科技有限公司 一种适用于微波天线测试的非接触式旋转装置
CN206322828U (zh) * 2016-12-29 2017-07-11 南京长峰航天电子科技有限公司 一种92～96GHz正交模耦合器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卫星通信天线馈电网络的设计研究;武仲杰;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20170315(第3期);全文
毫米波低剖面圆极化天线的研究;范娇娇;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20160215(第02期);全文

Also Published As

Publication number Publication date
CN107367642A (zh) 2017-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106207485B (zh) 一种ku频段等幅调相馈源组件
CN107367642B (zh) 一种测量波导圆极化器轴比的装置
Bøifot et al. Simple and broadband orthomode transducer
US9812748B2 (en) Twist for connecting orthogonal waveguides in a single housing structure
CN109149116B (zh) 一种新型双极化喇叭天线
CN206116566U (zh) 一种波导旋转关节
CN106410355A (zh) 一种l波段四脊正交模耦合器
CN110416667A (zh) 一种可快速插拔的波导连接器
CN204966650U (zh) Ka宽频带正交模耦合器
CN108896831B (zh) 一种结合室内近场和远场对有源天线进行ota测量的方法
CN203630282U (zh) 用于电力电缆局部放电检测的宽频电磁耦合传感器
CN201533000U (zh) 直扣式极化分离器
CN105098360A (zh) 一种新型极化跟踪器
Foged et al. Wide band dual polarized probes for near and farfield measurement systems
CN105206910B (zh) Ka宽频带正交模耦合器
TWI424611B (zh) 相互隔離之雙模轉換器及其應用
CN209056580U (zh) 一种新型宽带波导圆极化器
CN103207291A (zh) 一种v波段平面电路测试夹具
CN203721869U (zh) 混合耦合器及双极化天线
CN206322828U (zh) 一种92～96GHz正交模耦合器
CN103326135B (zh) 一种宽波束圆波导双模圆极化天线
CN205319330U (zh) 一种机械式自动极化调节装置及动中通天线系统
CN208862188U (zh) 一种紧凑结构单通道单脉冲馈源
CN204243168U (zh) 北斗与gps兼容的高精度定位定向天线
CN207765595U (zh) X频段同频双路波导旋转关节

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant