CN115863948A - 紧凑型模耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧凑型模耦合器，涉及耦合器技术领域。所述耦合器包括上腔体和下腔体，所述上腔体和下腔体固定连接后构成耦合器主体，所述耦合器主体内形成有腔体结构，所述腔体结构包括模式分离腔、直通腔和侧通腔，所述模式分离腔的外端形成有公共端口，所述模式分离腔的另一端分别与所述直通腔以及侧通腔的一端连接，所述直通腔的外侧形成有直通口，所述侧通腔的外端形成有内侧口，通过模式分离结构将公共端口输入的TE10/TE01模分离成两个单一的传输模式，分别从直通口和内侧口输出。所述耦合器能够在较小的尺寸下实现较好的模式分离效果。

Description

紧凑型模耦合器

技术领域

本发明涉及耦合器技术领域，尤其涉及一种分离效果好的紧凑型模耦合器。

背景技术

正交模转换器也称双模变换器或者正交模(OMT)耦合器 ，是多极化天线系统中一个重要的组成部分，多年来已得到相当广泛的应用。工程中使用正交模耦合器来增加天线的通信能力，既可以通过在同一频率下同时使用两个极化方式不同且相互隔离的信道，增加信道总量，也可以通过将正交模耦合器与滤波器连接,解决频率复用问题。目前，常规的OMT主体结构分为上腔体和下腔体，上腔体与下腔体通过紧固件锁紧固定，其缺点在于体积较大，且模式分离效果不好，造成使用不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种体积小，且模式分离效果好的紧凑型模耦合器。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种紧凑型模耦合器，其特征在于：包括上腔体和下腔体，所述上腔体和下腔体固定连接后构成耦合器主体， 所述耦合器主体内形成有腔体结构，所述腔体结构包括模式分离腔、直通腔和侧通腔，所述模式分离腔的外端形成有公共端口，所述模式分离腔的另一端分别与所述直通腔以及侧通腔的一端连接，所述直通腔的外侧形成有直通口，所述侧通腔的外端形成有内侧口，通过模式分离结构将公共端口输入的TE10/TE01模分离成两个单一的传输模式，分别从直通口和内侧口输出。

进一步的技术方案在于：所述耦合器还包括连接段，所述连接段固定在所述内侧口的外侧，且所述连接段的外侧形成有与所述内侧口相连通的外侧口。

进一步的技术方案在于：所述连接段的整体为筒状结构，所述连接段的一个长边内壁上形成有连续的凸台结构，所述凸台结构用于将非标准的波导口逐级过度到标准波导端口。

进一步的技术方案在于：所述模式分离腔内固定有模式分离隔板，所述模式分离隔板用于将公共端口输入的TE10模电磁波和TE01模电磁波进行分离，使得不同模式的电磁波分别通过外侧口和直通口进行传输。

进一步的技术方案在于：所述模式分离隔板沿所述模式分离腔的轴线方向延伸，且其下侧面与所述模式分离腔的下内壁固定连接。

进一步的技术方案在于：所述模式分离隔板的长度小于所述模式分离腔的长度，且所述模式分离隔板靠近所述模式分离腔的内侧设置，使得所述模式分离隔板的右端距离所述公共端口具有一段距离。

进一步的技术方案在于：所述模式分离隔板的横截面为直角三角形，且所述模式分离隔板的斜面朝向所述公共端口，所述模式分离隔板的厚度由内到外逐渐增加。

进一步的技术方案在于：所述直通腔靠近内侧的直通口处间隔的设置有若干条金属竖直分隔片，所述金属竖直分隔片用于滤波，将公共端口输入的一种模式的电磁波抑制，而另一种模式的电磁波通过直通口输出，金属竖直分隔片的排列密度影响模式传输效果。

进一步的技术方案在于：所述侧通腔靠近所述内侧通口处间隔的设置有若干条金属水平分隔片，所述金属水平分隔片用于滤波，将公共端口输入的一种模式的电磁波抑制，而另一种模式的电磁波通过内侧口以及外侧口后输出，金属水平分隔片的排列密度影响模式传输效果。

进一步的技术方案在于：所述公共端口外侧的耦合器主体上、直通口外侧的耦合器主体上以及外侧口外侧的耦合器主体上分别形成有法兰连接部。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述正交模耦合器中设置有用于滤波的金属竖直分隔片和金属水平分隔片，通过模式分离结构将公共端口的TE10/TE01模式分离成两个单一的模式从侧口和直通口传输，且本申请的模式分离腔内设置有模式分离隔板，可以在较小的尺寸下实现较好的模式分离效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例所述紧凑型模耦合器（OMT）的结构示意图；

图2为本发明实施例所述紧凑型模耦合器的右视结构示意图；

图3为本发明实施例所述紧凑型模耦合器的主视结构示意图；

图4为本发明实施例所述紧凑型模耦合器的左视结构示意图；

图5为本发明实施例所述紧凑型模耦合器的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例所述紧凑型模耦合器的剖视结构示意图；

图7为本发明实施例所述紧凑型模耦合器中上腔体的结构示意图；

图8为本发明实施例所述紧凑型模耦合器中下腔体的结构示意图；

图9为本发明实施例所述紧凑型模耦合器中连接段的结构示意图；

图10为本发明实施例所述紧凑型模耦合器中模式分离隔板的结构示意图；

图11为本发明实施例所述紧凑型模耦合器的主体结构的立体透视图；

图12为本发明实施例所述紧凑型模耦合器中主体结构的俯视透视图；

图13为本发明实施例所述紧凑型模耦合器内部的腔体结构示意图；

图14为本发明实施例所述紧凑型模耦合器内部的腔体结构示意图（包括金属水平分隔片、金属竖直分隔片和模式分离隔板）；

其中： 1、上腔体；2、下腔体；3、公共端口；4、直通口；5、内侧口；6、连接段；7、外侧口；8、凸台结构；9、模式分离隔板；10、金属竖直分隔片；11、金属水平分隔片；12、法兰连接部。

具体实施方式

下面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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图8所示，本发明实施例公开了一种紧凑型模耦合器，包括上腔体1和下腔体2，所述上腔体1和下腔体2使用金属材料制作，所述上腔体1和下腔体2通过螺钉或螺栓固定连接后构成耦合器主体，两者之间还可以通过其它形式完成连接，在此不做赘述。所述耦合器主体内形成有腔体结构，所述腔体结构包括模式分离腔、直通腔和侧通腔， 所述模式分离腔的外端形成有公共端口3，所述模式分离腔的另一端分别与所述直通腔以及侧通腔的一端连接，所述直通腔的外侧形成有直通口4，所述侧通腔的外端形成有内侧口5，如图5所示，本申请中所述模式分离腔与所述直通腔在一条直线上，所述侧通腔与所述模式分离腔垂直。

进一步的，从图5中可以看出，本申请中，所述模式分离腔从公共端口3开始其内径逐渐保持不变，然后在最内侧形成收口，而直通腔，由内到外首先保持不变，然后在最外侧的直通口处形成有收口。本申请在使用的过程中，通过模式分离腔内的模式分离结构将公共端口输入的TE10/TE01模分离成两个单一的传输模式，分别从直通口和内侧口输出。需要说明的是，本申请中公共端口的形状可以是方形也可以是圆形，公共端口中存在TE10/TE01两个模式，外侧口和直通口分别传输单一模式，其具体形状也可以是圆形或方形。

进一步的，如图1-图6以及图9所示，所述耦合器还包括连接段6，所述连接段6固定在所述内侧口5的外侧，且所述连接段6的外侧形成有与所述内侧口5相连通的外侧口7。进一步的，所述连接段6与所述内侧口之间通过螺钉或螺栓连接到一起，两者之间还可以通过其它形式完成连接，在此不做赘述。

进一步的，如图8以及图11、图13-图14所示，所述连接段6的整体为筒状结构，所述连接段6的一个长边内壁上形成有连续的凸台结构8，所述凸台结构8用于将非标准的波导口逐级过度到标准波导端口。所述凸台结构8包括若干个连续的凸台，所述凸台的个数可以为4个或4个以上，所述凸台的高度从内到外逐渐增加，使得所述凸台与连接段的内壁之间的距离逐渐减小。

进一步的，如图6以及图10所示，模式分离结构可以为固定在所述模式分离腔内的模式分离隔板9，所述模式分离隔板9用于将公共端口3输入的TE10模电磁波和TE01模电磁波进行分离，使得不同模式的电磁波分别通过外侧口7和直通口4进行传输。进一步的，如图6所示，所述模式分离隔板9沿所述模式分离腔的轴线方向延伸，且其下侧面与所述模式分离腔的下内壁固定连接。

进一步的，模式分离隔板的整体结构为类似梯形结构，如图6和图9所示，所述模式分离隔板9的横截面为直角三角形，且所述模式分离隔板9的斜面朝向所述公共端口3，所述模式分离隔板9的厚度由内到外逐渐增加，调整隔板的倾斜角度和延伸面积会影响模式分离的效果。所述模式分离隔板9的长度小于所述模式分离腔的长度，且所述模式分离隔板9靠近所述模式分离腔的内侧设置，使得所述模式分离隔板9的右端距离所述公共端口具有一段距离，也就是说，所述模式分离隔板9的右侧的模式分离腔的内壁是光滑的。

进一步的，如图5、图11以及图14所示，所述直通腔靠近内侧的直通口处间隔的设置有若干条金属竖直分隔片10，所述金属竖直分隔片10用于滤波，将公共端口3输入的一种模式的电磁波抑制，而另一种模式的电磁波通过直通口输出。所述侧通腔靠近所述内侧口5处间隔的设置有若干条金属水平分隔片11，所述金属水平分隔片11用于滤波，将公共端口3输入的一种模式的电磁波抑制，而另一种模式的电磁波通过内侧口以及外侧口后输出，金属竖直分隔片10以及金属水平分隔片11的排列密度影响模式传输效果。所述金属竖直分隔片10以及金属水平分隔片11都具有一定的宽度，且其整体都与相应的腔体平行设置。需要说明的是，金属竖直分隔片10与金属水平分隔片11滤除的波的种类是不相同的。

进一步的，如图1至图8所示，所述公共端口3外侧的耦合器主体上、直通口4外侧的耦合器主体上以及外侧口7外侧的耦合器主体上分别形成有法兰连接部12，通过所述法兰连接部12能够将所述耦合器与相应的需要连接的器件连接到一起，还可以根据需要方便的将连接到一起的所述耦合器进行分离。

本申请所述耦合器中设置有用于滤波的金属竖直分隔片和金属水平分隔片，都是通过模式分离结构将公共端口的TE10/TE01模式分离成两个单一的模式从侧口和直通口传输，且本申请的模式分离腔内设置有模式分离隔板，可以在较小的尺寸下实现较好的模式分离效果。

Claims (10)

1.一种紧凑型模耦合器，其特征在于：包括上腔体（1）和下腔体（2），所述上腔体（1）和下腔体（2）固定连接后构成耦合器主体，所述耦合器主体内形成有腔体结构，所述腔体结构包括模式分离腔、直通腔和侧通腔，所述模式分离腔的外端形成有公共端口（3），所述模式分离腔的另一端分别与所述直通腔以及侧通腔的一端连接，所述直通腔的外侧形成有直通口（4），所述侧通腔的外端形成有内侧口（5），通过模式分离腔内的模式分离结构将公共端口输入的TE10/TE01模分离成两个单一的传输模式，分别从直通口和内侧口输出。

2.如权利要求1所述的紧凑型模耦合器，其特征在于：所述耦合器还包括连接段（6），所述连接段（6）固定在所述内侧口（5）的外侧，且所述连接段（6）的外侧形成有与所述内侧口（5）相连通的外侧口（7）。

3.如权利要求2所述的紧凑型模耦合器，其特征在于：所述连接段（6）的整体为筒状结构，所述连接段（6）的一个长边内壁上形成有连续的凸台结构（8），所述凸台结构（8）用于将非标准的波导口逐级过度到标准波导端口。

4.如权利要求2所述的紧凑型模耦合器，其特征在于：所述模式分离腔内固定有模式分离隔板（9），所述模式分离隔板（9）用于将公共端口（3）输入的TE10模电磁波和TE01模电磁波进行分离，使得不同模式的电磁波分别通过外侧口（7）和直通口（4）进行传输。

5.如权利要求4所述的紧凑型模耦合器，其特征在于：所述模式分离隔板（9）沿所述模式分离腔的轴线方向延伸，且其下侧面与所述模式分离腔的下内壁固定连接。

6.如权利要求5所述的紧凑型模耦合器，其特征在于：所述模式分离隔板（9）的长度小于所述模式分离腔的长度，且所述模式分离隔板（9）靠近所述模式分离腔的内侧设置，使得所述模式分离隔板（9）的右端距离所述公共端口（3）具有一段距离。

7.如权利要求4所述的紧凑型模耦合器，其特征在于：所述模式分离隔板（9）的横截面为直角三角形，且所述模式分离隔板（9）的斜面朝向所述公共端口（3），所述模式分离隔板（9）的厚度由内到外逐渐增加。

8.如权利要求1所述的紧凑型模耦合器，其特征在于：所述直通腔靠近内侧的直通口处间隔的设置有若干条金属竖直分隔片（10），所述金属竖直分隔片（10）用于滤波，将公共端口（3）输入的一种模式的电磁波抑制，而另一种模式的电磁波通过直通口输出，金属竖直分隔片（10）的排列密度影响模式传输效果。

9.如权利要求1所述的紧凑型模耦合器，其特征在于：所述侧通腔靠近所述内侧口（5）处间隔的设置有若干条金属水平分隔片（11），所述金属水平分隔片（11）用于滤波，将公共端口（3）输入的一种模式的电磁波抑制，而另一种模式的电磁波通过内侧口以及外侧口后输出，金属水平分隔片（11）的排列密度影响模式传输效果。

10.如权利要求1所述的紧凑型模耦合器，其特征在于：所述公共端口（3）外侧的耦合器主体上、直通口（4）外侧的耦合器主体上以及外侧口（7）外侧的耦合器主体上分别形成有法兰连接部（12）。

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