CN108649342A - 一种采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，该探针装置包括底座和介质棒，介质棒的一端安装在底座上，介质棒的另一端能够插入单极化微波抛物面天线的矩形波导接口内，介质棒的外壁上形成有用于防止双极化信号外泄的防泄漏层，底座上设置有能够使双极化信号通过的圆形波导接口；介质棒提供双极化信号传输的通道。本发明解决了单极化微波抛物面天线中的圆矩过渡段无法传输双极化信号的问题，实现无需考虑单极化微波抛物面天线内部馈源管接口的情况下，即可实现单极化微波抛物面天线能够传输双极化信号的目的。

Description

一种采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置

技术领域

本发明属于通信领域，涉及一种采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置。

背景技术

天线是微波通信系统中一个极其重要的部件，其主要功能为将电磁信号向空间辐射并从空间接收电磁波。其中，抛物面天线是点对点微波P2P(点对点)通信最常用设备，其特点是，线极化传输，增益高且指向性强。单极化的微波抛物面天线向空间辐射和接收单极化信号(见图1)；双极化的微波抛物面天线则可以辐射和传输双极化信号(见图2)；实现同频正交极化频率复用技术，即在同一频率下同时传输2路信号，容量较单极化翻倍。

随着微波通信发展，频谱资源越来越稀缺，成为重点保护资源，运营商需要支付高额的频谱租赁费用才能获批使用某频谱，故将单极化传输升级为双极化传输，提高频谱利用率，在不增加或少量增加频谱费用基础上实现传输容量翻倍，成为各运营商随移动通信业务发展对微波业务升级扩容的首选。

单极化的微波抛物面天线的构成有天线罩、反射面、中心盘及挂架、连接盘、馈源管、圆矩过渡段，其中天线罩、反射面、馈源管均可传输双极化信号，但单极化天线采用IEC标准的矩形波导接口，矩形波导和圆矩波导转换器均无法传输双极化信号。双极化的微波抛物面天线与单极化天线相比，无圆矩波导转换器，其馈源管直接连接OMT(正交模转换器)实现双极化信号传输。

如需对单极化天线升级改造为双极化天线，业界现有方案为拆除原单极化天线更换为双极化天线，或者拆除单极化天线的圆矩过渡段(见图1)，将OMT直接对接到馈源管上从而升级为双极化天线，但是如果存在馈源管的接口不统一的情况时，会造成OMT需要多种接口进行适配，仅在单一天线制造商且馈源管接口历史变更较少的场景存在一定可操作性，因为天线为无源设备，天线的类型及版本无法提前识别，只能同时备全部OMT接口以保证改造成功率。另外，天线在室外环境使用多年后，螺钉等紧固件可能生锈造成圆矩过渡段无法拆卸，缺少一种可兼容多种内部馈源管接口以及简单操作的单极化天线升级到双极化天线的改造方案。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，该装置用于安装到单极化微波抛物面天线上，使得单极化微波抛物面天线能够传输双极化信号。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，该探针装置包括底座和介质棒，介质棒的一端安装在底座上，介质棒的另一端能够插入单极化微波抛物面天线的矩形波导接口内，介质棒的外壁上形成有用于防止双极化信号外泄的防泄漏层，底座上设置有能够使双极化信号通过的圆形波导接口；介质棒提供双极化信号传输的通道。

可选地，该探针装置还包括套装在所述介质棒端部的阻抗匹配件，该阻抗匹配件具有喇叭状结构。

可选地，所述探针装置还包括套装在所述介质棒上的套筒；所述阻抗匹配件为弹性件且采用金属制成；套筒能够沿介质棒长度方向滑动使得阻抗匹配件的喇叭状结构收拢或者展开。

可选地，所述套筒远离阻抗匹配件的一端设置有翻边结构。

可选地，所述阻抗匹配件包括套装在所述介质棒上的固定筒以及呈周向分布在该固定筒同一端的多个分瓣，每个分瓣形成为弧形结构，所有分瓣形成所述的喇叭状结构。

可选地，所述每个分瓣的弧形结构包括与所述固定筒连接的外弧段和与外弧段连接的内弧段。

可选地，所述每个分瓣的瓣宽为0.5mm～1.2mm，每个分瓣的厚度为0.06mm～0.15mm。

可选地，所述探针装置还包括定位件，所述介质棒通过该定位件安装在所述底座上。

可选地，所述介质棒安装所述阻抗匹配件的一端形成为台阶结构。

可选地，所述防泄漏层采用金属层。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明解决了单极化微波抛物面天线中的圆矩过渡段无法传输双极化信号的问题，实现无需考虑单极化微波抛物面天线内部馈源管接口的情况下，即可实现单极化微波抛物面天线能够传输双极化信号的目的。

下面结合附图和具体实施方式对本发明的方案作进一步详细地解释和说明。

附图说明

图1是圆矩过渡段的底部结构示意图；

图2是本发明在阻抗匹配件收拢时的结构示意图；

图3是本发明在阻抗匹配件展开时的结构示意图；

图4是本发明的截面图；

图5是阻抗匹配件的正视图。

图6是套筒的结构示意图。

附图标记说明：1圆矩过渡段；2矩形波导接口；3底座；4介质棒；5圆形波导接口；6阻抗匹配件；61固定筒；62分瓣；621外弧段；622内弧段；7套筒；8翻边结构；9定位件；10台阶结构。

具体实施方式

本发明提供一种采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，该装置用于安装到单极化微波抛物面天线上，单极化微波抛物面天线包括圆矩过渡段1和与该圆矩过渡段1一端连接的馈源管，以及与圆矩过渡段1另一端连接的OMT(正交模转换器)，该圆矩过渡段1上设置有矩形波导接口2，参见图1。参见图2-4，本实施例中的探针装置包括底座3和介质棒4，介质棒4的一端安装在底座3上，介质棒4的另一端能够插入矩形波导接口2内，介质棒4的侧壁形成有用于防止双极化信号外泄的防泄漏层，底座3上设置有能够使双极化信号通过的圆形波导接口5；介质棒4提供双极化信号传输的通道。通过上述技术方案，在单极化微波抛物面天线的圆矩过渡段1上安装本实施例的探针装置，双极化信号由OMT输出后能够经由底座3上的圆形波导接口5传输到介质棒4，并由介质棒4传输到馈源管；同时，由馈源管输出的双极化信号能够通过介质棒4传输，经由底座3上的圆形波导接口5传输到OMT；从而解决单极化微波抛物面天线中的圆矩过渡段1无法传输双极化信号的问题，实现无需考虑单极化微波抛物面天线内部馈源管接口的情况下，即可实现单极化微波抛物面天线能够传输双极化信号的目的。在本实施例中，介质棒4采用陶瓷材料制成，陶瓷材料制成的介质棒4，其品质因素较好，插损较小。

可选地，在又一实施例中，防泄漏层采用金属层。金属层能够避免双极化信号在介质棒4中传输过程中发生泄漏，保证信号最大程度地向前传输。在本实施例中，金属层采用银，其稳定性较好，保证产品的可靠性，延长产品的使用寿命。

进一步地，在又一实施例中，探针装置还包括套装在所述介质棒4端部的阻抗匹配件6，该阻抗匹配件6具有喇叭状结构，套装在所述介质棒4靠近所述馈源管的一端。该阻抗匹配件6能够实现阻抗匹配，进一步保证双极化信号的能量最大程度的向前传输，防止信号能量的损失。在本实施例中，介质棒4上设置阻抗匹配件的位置未设置金属层。

进一步地，在又一实施例中，当阻抗匹配件6为喇叭状结构时，阻抗匹配件6在介质棒4插入矩形波导接口2的过程中，会产生阻碍作用，为了避免上述问题的发生；本实施例，设置套筒7，该套筒7套装在介质棒4上，并且，将阻抗匹配件6设置为弹性件且采用金属制成，在本实施例中，阻抗匹配件6采用铍青铜制成，其弹性较好；套筒7能够沿介质棒4的长度方向滑动使得信号传输件6的喇叭状结构收拢或者展开。

进一步地，在又一实施例中，参见图6，套筒7远离阻抗匹配件6的一端设置有翻边结构8。本实施的探针在使用时，将套筒7沿靠近阻抗匹配件6滑动，阻抗匹配件6收拢被包裹在套筒7内，此时，翻边结构8与底座3上表面之间存在间隙，将套筒7和介质棒4一起插入矩形波导接口2中，直至翻边结构8与矩形波导接口2接触，本实施例中，翻边结构8为圆形结构，翻边结构的之间大于矩形波导接口的窄边长度，导致翻边结构是无法进入矩形波导接口内部的；推动底座，使得介质棒继续向前运动，此时套筒不动，使得套筒7脱离阻抗匹配件6，阻抗匹配件6展开，使得阻抗匹配件6能够实现其自身功能，同时，底座3上表面与翻边结构8接触，并固定。

具体地，在又一实施例中，阻抗匹配件6包括套装在介质棒4上的固定筒61以及呈周向分布在该固定筒61同一端的多个分瓣62，每个分瓣62形成为弧形结构，所有分瓣62形成所述的喇叭状结构。本实施例，固定筒61固设在介质棒4上，分瓣62在展开时不与介质棒4接触。相邻分瓣62之间存在间隙，分瓣62的弧形结构使得所有分瓣62形成为喇叭状的分散结构；当阻抗匹配件6需要收拢时，在套筒7的作用下，相邻分瓣62靠拢，同时弧形结构变形为条状结构，并贴紧介质棒4，使得阻抗匹配件6很容易进入套筒7内，可靠性较好。

进一步地，在又一实施例中，参见图5，每个分瓣62的弧形结构包括与固定筒61连接的外弧段621和与外弧段621连接的内弧段622，该内弧段622的外表面能够与所述馈源管接触。当分瓣62与馈源管接触时，双极化信号的传输效果较好；因分瓣62与馈源管的接触面较为粗糙，当带有弧度的分瓣62的内表面(图5中的B面)与馈源管接触并产生摩擦时，很容易在馈源管的摩擦力的作用下，弧度发生反向，导致分瓣62的结构发生改变，使得阻抗匹配件6的喇叭状结构发生改变，影响双极化信号的传输。为了避免出现上述情况，本实施例，设置外弧段621和内弧段622，内弧端622的外表面(图5中的A面)与馈源管接触，在此种情况下，分瓣62能够避免在摩擦力的作用下发生变形的情况的发生，从而有效保证双极化信号的传输效果。在本实施例中，内弧端622的弧形半径不小于3mm,能够有效避免分瓣发生变形。

进一步地，在又一实施例中，每个分瓣62的瓣宽为0.5mm～1.2mm，每个分瓣62的厚度为0.06mm～0.15mm。分瓣62的瓣宽过大，或者分瓣62的厚度过大，均能够导致分瓣62的弹性范围不足，即弹性变差，导致阻抗匹配件6的收拢和展开存在困难，影响产品的可靠性。另外，考虑的到加工的难度，相邻分瓣62的间隙控制在0.3mm以内；若间隙过大，导致IPI性能变差，导致两种极化信号在传输过程中干扰较大。

进一步地，在又一实施例中，探针还包括定位件9，介质棒4通过该定位件9安装在底座3上。定位件9保证介质棒4能够稳定的安装到底座3上。定位件9采用塑料制作而成。在本实施例中，介质棒4位于定位件9内部的位置未涂金属层。在本实施例中，定位件9具有台阶结构，且每层台阶均为圆形结构，且由上到下台阶的直径逐渐减小，定位件9能够实现介质棒4与空气圆波导阻抗匹配。

进一步地，在又一实施例中，介质棒4安装阻抗匹配件6的一端形成为台阶结构10。本实施例中，设置有3层台阶，每层台阶均为圆形结构，且由下到上台阶的直径逐渐减小，台阶结构10与阻抗匹配件6形成阻抗匹配，减少能量反射损耗，其能够保证驻波和插损性能较好。

本发明通用性强，无需识别天线内部接口种类和版本，，解决了天线这一无源设备无法提前获取天线型号以匹配升级方案的问题，极大提升了现网升级可操作性；操作方便，仅简单安装一个耦合探针部件即可实现单极化传输双极化信号的功能。与传综的拆除圆矩过渡段方案相比，无须考虑螺钉腐蚀导致无法拆装等风险，极大提升了现网升级可行性。

Claims (10)

1.一种采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，该探针装置包括底座(3)和介质棒(4)，介质棒(4)的一端安装在底座(3)上，介质棒(4)的另一端能够插入单极化微波抛物面天线的矩形波导接口(2)内，介质棒(4)的外壁上形成有用于防止双极化信号外泄的防泄漏层，底座(3)上设置有能够使双极化信号通过的圆形波导接口(5)；介质棒(4)提供双极化信号传输的通道。

2.如权利要求1所述的采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，该探针装置还包括套装在所述介质棒(4)端部的阻抗匹配件(6)，该阻抗匹配件(6)具有喇叭状结构。

3.如权利要求2所述的采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，所述探针装置还包括套装在所述介质棒(4)上的套筒(7)；所述阻抗匹配件(6)为弹性件且采用金属制成；套筒(7)能够沿介质棒(4)长度方向滑动使得阻抗匹配件(6)的喇叭状结构收拢或者展开。

4.如权利要求3所述的采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，所述套筒(7)远离阻抗匹配件(6)的一端设置有翻边结构(8)。

5.如权利要求2、3或4中任一权利要求所述的采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，所述阻抗匹配件(6)包括套装在所述介质棒(4)上的固定筒(61)以及呈周向分布在该固定筒(61)同一端的多个分瓣(62)，每个分瓣(62)形成为弧形结构，所有分瓣(62)形成所述的喇叭状结构。

6.如权利要求5所述的采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，所述每个分瓣(62)的弧形结构包括与所述固定筒(61)连接的外弧段(621)和与外弧段(621)连接的内弧段(622)。

7.如权利要求5所述的采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，所述每个分瓣(62)的瓣宽为0.5mm～1.2mm，每个分瓣(62)的厚度为0.06mm～0.15mm。

8.如权利要求1所述的采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，所述探针装置还包括定位件(9)，所述介质棒(4)通过该定位件(9)安装在所述底座(3)上。

9.如权利要求2所述的采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，所述介质棒(4)安装所述阻抗匹配件(6)的一端形成为台阶结构(10)。

10.如权利要求1所述的采用介质波导实现双极化信号传输的探针装置，其特征在于，所述防泄漏层采用金属层。