CN107768786B - 一种解复用器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解复用器，包括第一电磁铁，第二电磁铁，电源，形状、大小均相同的第一金属平板和第二金属平板，第一金属平板和第二金属平板之间形成横向分布的用以传输信号的输入通道，第一金属平板和/或第二金属平板上设有根据金属平板波导电磁场的多个阶次模式确定的、与输入通道垂直相通的多条输出通道，输入通道和多条输出通道的内部均填充有介质层，第一电磁铁和第二电磁铁均通过导线与电源连接形成用于改变介质层介电常数的可变电磁场。本发明实现了在一个解复用器上集成输入通道和多条输出通道，且可以同时动态调整多条输出通道的工作频带，操作简单，且传输效率高。

Description

一种解复用器

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种解复用器。

背景技术

解复用器是一种对多路复用信号同时进行频带分离的装置，面对当前通信制式多样化、通信频带繁多的情况，解复用器的输出频带也需要不断变化，以满足通讯制式多样化的需要。但是现有的解复用器一般是采用固定结构或电路对多路复用信号进行频带分离，如果针对的通信系统信号频带发生变化，则需要重新调整解复用器的结构或电路，操作复杂，且信号解复用效率低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种解复用器，实现了在一个解复用器上集成输入通道和多条输出通道，且可以动态调整多条输出通道的工作频带，操作简单，传输效率高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种解复用器，包括第一电磁铁，第二电磁铁，电源，形状、大小均相同的第一金属平板和第二金属平板，所述第一金属平板和所述第二金属平板之间形成横向分布的用以传输信号的输入通道，所述第一金属平板和/或所述第二金属平板上设有根据金属平板波导电磁场的多个阶次模式确定的、与所述输入通道垂直相通的多条输出通道，所述输入通道和多条所述输出通道的内部均填充有介质层，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁均通过导线与所述电源连接形成用于改变所述介质层介电常数的可变电磁场。

优选的，所述第一金属平板的截面和所述第二金属平板的截面均为矩形。

优选的，所述介质层为液晶层。

优选的，所述第一金属平板和所述第二金属平板的外侧均包裹有透磁的温控外壳；所述温控外壳与设于所述解复用器外部的温度稳定器连接。

优选的，多条所述输出通道的孔径均小于所述输入通道的孔径。

优选的，多条所述输出通道的孔径相等。

优选的，多条所述输出通道的横截面为圆形。

本发明提供了一种解复用器，包括第一电磁铁，第二电磁铁，电源，形状、大小均相同的第一金属平板和第二金属平板，第一金属平板和第二金属平板之间形成横向分布的用以传输信号的输入通道，第一金属平板和/或第二金属平板上设有根据金属平板波导电磁场的多个阶次模式确定的、与输入通道垂直相通的多条输出通道，输入通道和多条输出通道的内部均填充有介质层，第一电磁铁和第二电磁铁均通过导线与电源连接形成用于改变介质层介电常数的可变电磁场。

可见，在实际应用中，采用本发明的方案实现了在一个解复用器上集成输入通道和多条输出通道，每条输出通道都可以工作在不同的工作频带，且在输入通道和多条输出通道中填充介质层，通过改变外磁场的大小使介质层的折射率变化，从而同时动态调整多条输出通道的工作频带，操作简单，且传输效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种解复用器的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种解复用器的另一种结构示意图；

图3为本发明所提供的第一条输出通道的输出信号传输率频谱图；

图4为本发明所提供的第二条输出通道的输出信号传输率频谱图；

图5为本发明所提供的第三条输出通道的输出信号传输率频谱图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种解复用器，实现了在一个解复用器上集成输入通道和多条输出通道，且可以动态调整多条输出通道的工作频带，操作简单，传输效率高。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明所提供的一种解复用器的结构示意图，包括：

第一电磁铁1，第二电磁铁2，电源3，形状、大小均相同的第一金属平板4和第二金属平板5，第一金属平板4和第二金属平板5之间形成横向分布的用以传输信号的输入通道6，第一金属平板4和/或第二金属平板5上设有根据平板波导电磁场的多个阶次模式确定的、与输入通道6垂直相通的多条输出通道7，输入通道6和多条输出通道7的内部均填充有介质层8，第一电磁铁1和第二电磁铁2均通过导线与电源3连接形成用于改变介质层8介电常数的可变电磁场。

具体的，第一金属平板4和第二金属平板5之间形成横向分布的用以传输信号的输入通道6，通过对金属平板波导的麦克斯韦方程组及边界条件求解得到金属平板波导的多个阶次模式，每个阶次模式均对应一个谐振频率，根据不同阶次模式的分布情况，在相应的位置加工出多条垂直镂空的输出通道7，实现只用一个解复用器同时产生多路信号的输出。

可以理解的是，通常把能在微波器件中独立稳定存在的电磁场分布情况称为模式，本发明就是利用金属平板波导各个阶次模式的最大电磁场分布特性来选择多个输出通道7的位置，其中，每条输出通道7对应一个阶次模式的谐振频率，根据谐振频率确定了每条输出通道7的工作频带。

具体的，通过电源3给第一电磁铁1和第二电磁铁2施加电压可以形成可调强度的磁场B，调节电压的大小，使磁场B变化，从而引起介质层8的介电常数变化，因此，金属平板波导输入通道6中的电磁波的等效折射率就会发生变化，根据频带可调原理关系式可知，电磁波的等效折射率变化则谐振频率也会发生变化，从而改变了各个输出通道7的工作频带。通过外磁场对介质层8介电常数进行控制，实现了对解复用器的各个输出通道7的工作频带的动态调整。

其中，频带可调原理关系式为

ω为谐振频率，c为光速，n_eff为电磁波传输时的等效折射率，l为输入通道6的长度，m为阶数，π为圆周率。

本发明提供了一种解复用器，包括第一电磁铁，第二电磁铁，电源，形状、大小均相同的第一金属平板和第二金属平板，第一金属平板和第二金属平板之间形成横向分布的用以传输信号的输入通道，第一金属平板和/或第二金属平板上设有根据金属平板波导电磁场的多个阶次模式确定的、与输入通道垂直相通的多条输出通道，输入通道和多条输出通道的内部均填充有介质层，第一电磁铁和第二电磁铁均通过导线与电源连接形成用于改变介质层介电常数的可变电磁场。

可见，在实际应用中，采用本发明的方案实现了在一个解复用器上集成输入通道和多条输出通道，每条输出通道都可以工作在不同的工作频带，且在输入通道和多条输出通道中填充介质层，通过改变外磁场的大小使介质层的折射率变化，从而同时动态调整多条输出通道的工作频带，操作简单，且传输效率高。

请参照图2，图2为本发明所提供的一种解复用器的另一种结构示意图，该解复用器在上一实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，第一金属平板4的截面和第二金属平板5的截面均为矩形。

当然，两个金属平板的截面除了可以为矩形，还可以为其它形状，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，介质层8为液晶层。

具体的，液晶是一种电介质，其介电特性具有方向性，当液晶受到外界因素干扰时，比如外加电场或磁场，液晶分子的旋转角就会相应改变，为后续改变输出通道7的工作频带提供了基础。

具体的，通过电源3给第一电磁铁1和第二电磁铁2施加电压可以形成可调强度的磁场B，调节电压的大小，使磁场B变化，从而引起液晶的分子旋转角变化，导致液晶的介电常数变化，因此平板波导输入通道6中的电磁波传播时的等效折射率就会发生变化，根据频带可调原理关系式可知，电磁波传播时的等效折射率变化则谐振频率也会发生变化，从而改变了各个输出通道7的工作频带。通过外磁场对液晶介电常数进行控制，实现了对解复用器的各个输出通道7的工作频带的动态调整。

当然，输入通道6内部和多条输出通道7内部除了可以填充液晶层，还可以填充其他介质层，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，第一金属平板4和第二金属平板5的外侧均包裹有透磁的温控外壳9；温控外壳9与设于解复用器外部的温度稳定器10连接。

具体的，由于液晶会受温度影响，当温度变化时可能会导致液晶的工作状态发生改变，所以通过透磁的温控外壳9以及温度稳定器10来保证液晶工作在预设温度。

作为一种优选的实施例，多条输出通道7的孔径均小于输入通道6的孔径。

作为一种优选的实施例，多条输出通道7的孔径相等。

作为一种优选的实施例，多条输出通道7的横截面为圆形。

具体的，各个输出通道7的孔径相同保证了可以同时输出多路信号，也保证了各个输出通道7的工作频带可以同时被调节。

当然，多条输出通道7的孔径除了可以为相等，也可以为不等，只要各个输出通道7的孔径小于输入通道6的孔径即可，多条输出通道7的横截面除了可以为圆形，还可以为其他形状，本发明在此不做限定。

相应的，结合试验结果介绍本发明所提供的一种解复用器的工作原理，参照图3-图5，图3-图5分别为本发明所提供的第一条输出通道的输出信号传输率频谱图、第二条输出通道的输出信号传输率频谱图、第三条输出通道的输出信号传输率频谱图，由图可知，第一条输出通道对应0.7THz附近的解复用信号，第二条输出通道对应1.1THz附近的解复用信号，第三条输出通道对应1.45THz附近的解复用信号，当外磁场强度增强时，各个输出通道的工作频带都会向高频移动，这是由于外磁场强度增强使得液晶的分子旋转角增大，引起金属平板波导中电磁波传播的等效折射率变化，因此各个输出通道的工作频带受到影响。

进一步的，本发明所提供的解复用器的工作原理能够适用于光频带、太赫兹频带、微波和射频频带等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种解复用器，其特征在于，包括：第一电磁铁，第二电磁铁，电源，形状、大小均相同的第一金属平板和第二金属平板，所述第一金属平板和所述第二金属平板之间形成横向分布的用以传输信号的输入通道，所述第一金属平板和/或所述第二金属平板上设有根据金属平板波导电磁场的多个阶次模式确定的、与所述输入通道垂直相通的多条输出通道，所述输入通道和多条所述输出通道的内部均填充有介质层，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁均通过导线与所述电源连接形成用于改变所述介质层介电常数的可变电磁场，通过改变外磁场的大小使介质层的折射率发生变化，同时动态调整多条输出通道的工作频带，频带可调原理关系式为

ω为谐振频率，c为光速，n_eff为电磁波传输时的等效折射率，l为输入通道的长度，m为阶数，π为圆周率。

2.根据权利要求1所述的解复用器，其特征在于，所述第一金属平板的截面和所述第二金属平板的截面均为矩形。

3.根据权利要求1所述的解复用器，其特征在于，所述介质层为液晶层。

4.根据权利要求3所述的解复用器，其特征在于，所述第一金属平板和所述第二金属平板的外侧均包裹有透磁的温控外壳；所述温控外壳与设于所述解复用器外部的温度稳定器连接。

5.根据权利要求4所述的解复用器，其特征在于，多条所述输出通道的孔径均小于所述输入通道的孔径。

6.根据权利要求5所述的解复用器，其特征在于，多条所述输出通道的孔径相等。

7.根据权利要求6所述的解复用器，其特征在于，多条所述输出通道的横截面为圆形。

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