CN117289476A - 一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器 - Google Patents

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李�浩
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Abstract

本申请公开了圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，包括和输入端口D1、差输入端口D2、和接收端口D3、极化选择光栅C1、圆极化器J1、圆极化分束器S1、平面镜M1、平面镜M2及平面镜M3；极化选择光栅C1与圆极化器J1平行且间隔设置；平面镜M3与圆极化器J1垂直设置；圆极化分束器S1与圆极化器J1平行间隔设置；平面镜M1以及平面镜M2分别设置在圆极化分束器S1的两侧；平面镜M1与圆极化分束器S1平行设置，平面镜M2与圆极化分束器S1垂直设置。通过设置圆极化器J1以及能够将任意极化波束产生透射波束和反射波束的圆极化分束器S1，实现了准光和差比较器能够对任意极化方向的入射波束进行和差运算，且本发明制作难度及成本低，便于广泛应用。

Description

一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器
技术领域
本发明涉及准光单脉冲天线技术领域，尤其涉及一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器。
背景技术
单脉冲技术是一种较为成熟且应用较为广泛的跟踪雷达技术，而和差比较器是单脉冲技术的关键环节。现有适用于较低频段的单脉冲和差比较器构型，即波导、微带和基片集成波导(SIW)，而这些结构在高频工作时，面临着由结构尺寸缩小所带来的损耗增大、功率容量降低、加工难度大等问题。基于准光理论的的波束波导技术利用波束在自由空间中的聚束传播实现导波功能，在高频段具有天然低插损的特性，这为单脉冲和差网络的研究和设计提供了理论基础和技术支持。
目前，双极化准光和差比较器使用的双极化分束器为石英基底加双面栅条结构，其对两束极化方向正交的入射波均能实现功率等分效果，但对它们的移相效果不同；当垂直极化波入射时，透射波相位领先反射波相位90°；当平行极化波入射时，反射波相位领先透射波相位90°；这导致不同极化方向入射波束对应的和差端口不同，使得基于这种双极化分束器设计的和差比较器无法对任意极化方向的入射波束均能实现和差计算效果。
发明内容
本发明针对上述问题，至少克服一个，提出了一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器。
本发明采取的技术方案如下：
本申请提供一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，包括和输入端口D1、差输入端口D2、和接收端口D3、极化选择光栅C1、圆极化器J1、圆极化分束器S1、平面镜M1、平面镜M2以及平面镜M3；
所述和输入端口D1以及所述差输入端口D2用于输入极化波束，输入的所述极化波束为线极化波束；
所述圆极化分束器S1用于将任意极化波束进行功率等分并产生90°相位差，产生透射波束和反射波束，产生的所述透射波束和所述反射波束的幅值相等，所述透射波束的相位为所述反射波束的相位加90°；
所述和接收端口D3用于接收从所述和输入端口D1输入的极化波束在所述和差比较器之外遇到阻碍物后产生的反射回波，初始反射的所述反射回波为圆极化波束；
所述圆极化器J1用于实现输入的线极化波束向圆极化波束转换，以及实现所述反射回波从圆极化波束至线极化波束的转换；
所述极化选择光栅C1用于完成输入的极化波束与反射回波的透射与反射效果；
所述极化选择光栅C1与所述圆极化器J1平行且间隔设置；
所述平面镜M3与所述圆极化器J1垂直设置；
所述圆极化分束器S1与所述圆极化器J1平行且间隔设置，且所述圆极化分束器S1与所述极化选择光栅C1并排设置；
所述平面镜M1以及所述平面镜M2分别设置在所述圆极化分束器S1的两侧，所述平面镜M2设置在靠近所述平面镜M3一侧，且所述平面镜M2与所述圆极化器J1分别设置在所述的所述平面镜M3两侧；
所述平面镜M1与所述圆极化分束器S1平行设置，所述平面镜M2与所述圆极化分束器S1垂直设置；
当所述线极化波束由所述和输入端口D1输入后，所述线极化波束的极化方向与所述极化选择光栅C1正交，所述线极化波束通过极化选择光栅C1，再经由圆极化器J1转换为圆极化波束并反射到达圆极化分束器S1，经过圆极化分束器S1后所述圆极化波束被等分为反射波束和透射波束，此时反射波束与透射波束圆极化旋向相同，振幅相等，且透射波束相位领先反射波束90°，透射波束经平面镜M1反射后输出，反射波束经平面镜M2和平面镜M3两次反射后输出，输出的反射波束与透射波束振幅相同，相位相同，实现和差比较器的和效果；
当所述线极化波束由所述差输入端口D2输入后，所述线极化波束直接经过圆极化分束器S1并被等分为反射波束和透射波束，此时反射波束与透射波束极化方向相同，振幅相等，且透射波束相位领先反射波束90°，透射波束经平面镜M2和平面镜M3两次反射后输出，反射波束经平面镜M1反射后输出，输出两波束振幅相同，相位相反，实现和差比较器的差效果；
当从所述和输入端口D1输入的极化波束经反射后输出反射波束与透射波束，且输出的所述反射波束与所述透射波束产生的反射回波分别馈入和差比较器时，所述反射波束产生的反射回波与所述透射波束产生的反射回波旋向以及相位均相同，且分别与输出的反射波束、透射波束的旋向相反；所述反射波束产生的反射回波、所述透射波束产生的反射回波分别经由与所述反射波束、所述透射波束输出时相反的光路过程到达到达圆极化分束器S1，所述反射波束产生的反射回波与所述透射波束产生的反射回波合成为一个反射回波，此反射回波反射回所述圆极化器J1，经过所述圆极化器J1后，合成的反射回波由圆极化的反射回波转化为线极化的反射回波，由于所述反射波束产生的反射回波、所述透射波束产生的反射回波分别与输出的反射波束、透射波束的旋向相反，且极化方向与从所述和输入端口D1输入的极化波束的极化方向正交，合成的反射回波被所述极化选择光栅C1反射至所述和接收端口D3，实现和端口的收发隔离功能。
通过设置圆极化器J1以及能够将任意极化波束进行功率等分并产生90°相位差，产生透射波束和反射波束的圆极化分束器S1，实现了准光和差比较器能够对任意极化方向的入射波束进行和差运算，且本发明提供的准光和差比较器的制作难度与成本较低，便于广泛应用。
现有技术中使用独立于和差比较器的铁氧体环形器或双工器来实现收发隔离的目的，一方面铁氧体环形器或双工器在太赫兹频段存在介质损耗高的问题，另一方面会在额外延长系统光路的同时进一步增大系统损耗。本发明中采用极化选择光栅和圆极化器实现高隔离度收发隔离，使和差比较器结构紧凑且损耗大大减少。
进一步的，所述平面镜M2与所述圆极化分束器S1之间的距离为h；所述平面镜M1与所述圆极化分束器S1之间的距离为L，L＝h-λ/4，其中λ为工作波长。
所述平面镜M1到所述圆极化分束器S1的距离相对平面镜M2周侧到所述圆极化分束器S1的距离减少的λ/4路径会使得经过这一路的波束相位超前90度。
本发明中平面镜M2与圆极化分束器S1之间的距离指的是平面镜M2的中心到圆极化分束器S1的中心之间的长度，也即波束在平面镜M2与圆极化分束器S1之间走过的距离；
本发明中平面镜M1与圆极化分束器S1之间的距离指的是平面镜M1的中心到圆极化分束器S1的中心之间的长度，也即波束在平面镜M1与圆极化分束器S1之间走过的距离。
进一步的，所述和输入端口D1与所述差输入端口D2均设置在所述极化选择光栅C1远离所述圆极化器J1的一侧；
所述和接收端口D3设置在所述极化选择光栅C1靠近所述圆极化器J1的一侧；
所述和差比较器还包括输出端口D4以及输出端口D5；
所述输出端口D4设置在所述平面镜M3远离所述圆极化器J1的一侧；
所述输出端口D5设置在所述平面镜M1远离所述差输入端口D2的一侧。
所述输出端口D4以及所述输出端口D5分别用于输出通过所述圆极化分束器S1产生的所述透射波束以及所述反射波束。
进一步的，所述圆极化分束器S1与所述极化选择光栅C1设置在所述圆极化器J1的同一侧；
所述圆极化分束器S1与所述极化选择光栅C1设置在所述圆极化器J1的同一侧；
所述极化选择光栅C1与所述圆极化器J1之间的距离为h；
所述圆极化器J1与所述圆极化分束器S1之间的距离为h；
所述圆极化分束器S1与所述平面镜M2之间的距离为h；
所述平面镜M2与所述平面镜M3之间的距离为h。
本发明中极化选择光栅C1与圆极化器J1之间的距离指的是极化选择光栅C1的中心到圆极化器J1的中心之间的长度，也即波束在极化选择光栅C1与圆极化器J1之间走过的距离；
本发明中圆极化器J1与圆极化分束器S1之间的距离指的是圆极化器J1的中心到圆极化分束器S1的中心之间的长度，也即波束在圆极化器J1与圆极化分束器S1之间走过的距离；
本发明中圆极化分束器S1与平面镜M2之间的距离指的是圆极化分束器S1的中心到平面镜M2的中心之间的长度，也即波束在圆极化分束器S1与平面镜M2之间走过的距离；
本发明中平面镜M2与平面镜M3之间的距离指的是平面镜M2的中心到平面镜M3的中心之间的长度，也即波束在平面镜M2与平面镜M3之间走过的距离。
进一步的，所述平面镜M1、所述平面镜M2以及所述平面镜M3均为平面反射镜。
所述平面镜M1、所述平面镜M2以及所述平面镜M3用于控制波束的传播方向。
进一步的，波束在所述和差比较器中的反射均为90°反射。
本发明的90°反射指的是入射角与反射角之和为90°。
进一步的，所述和输入端口D1以及所述差输入端口D2输入的极化波束为高斯波束，所述高斯波束由高斯馈源喇叭产生。
进一步的，所述极化选择光栅C1包括周期性排列的金属导线，所述极化选择光栅C1的金属导线半径为R1，所述极化选择光栅C1的金属导线的排列周期为P1。
进一步的，所述圆极化器J1包括平面镜M4以及金属线栅，所述金属线栅设置在所述平面镜M4的外侧，所述金属线栅包括周期性排列的导线；
所述金属线栅导线的半径为R2，所述金属线栅导线的排列周期为P2，所述金属线栅的线栅平面与所述平面镜M4之间的间隔距离为t，所述金属线栅导线的排列方向与进出所述圆极化器J1的波束平面之间的夹角为а。
进一步的，所述圆极化分束器S1包括石英介质基底以及金属光栅，金属光栅包括呈周期性排列的金属导线，所述金属光栅设置在所述石英介质基底的两侧，并沿所述石英介质基底对称排布；
所述石英介质基底的厚度为d，所述金属光栅的金属导线半径为R3，所述金属光栅的金属导线排列周期为P3，所述金属光栅的金属导线相对于入射面绕所述圆极化分束器S1中心轴线旋转角度为φ。
现有技术中双极化分束器由表面蚀刻金属条栅的方式加工而来，其生产制作成本高、难度大。本发明提供的所述圆极化分束器S1包括石英介质基底以及金属光栅，其生产制作成本不高、难度低。
本申请还提供一种单脉冲天线，包括以上所述的圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器。
本申请还提供一种单脉冲雷达，包括以上所述的圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器。
本发明的有益效果是：
通过设置圆极化器J1以及能够将任意极化波束进行功率等分并产生90°相位差，产生透射波束和反射波束的圆极化分束器S1，实现了准光和差比较器能够对任意极化方向的入射波束进行和差运算，且本发明提供的准光和差比较器的制作难度与成本较低，便于广泛应用。
本发明中采用极化选择光栅和圆极化器实现高隔离度收发隔离，使和差比较器结构紧凑且损耗大大减少。
本发明提供的所述圆极化分束器S1包括石英介质基底以及金属光栅，其生产制作成本不高、难度低。
附图说明
图1是本发明实施例和差比较器俯视方向的结构原理示意图；
图2是本发明实施例和差比较器轴侧方向的结构原理示意图；
图3是本发明实施例和输入端口D1输入的波束及反射回波在和差比较器内的传播路径示意图；
图4是本发明实施例差输入端口D2输入的波束在和差比较器内的传播路径示意图；
图5是本发明实施例和输入端口D1输入的波束在和差比较器内的传播路径简图；
图6是本发明实施例差输入端口D2输入的波束在和差比较器内的传播路径简图；
图7是本发明实施例反射回波在和差比较器内的传播路径简图；
图8是本发明实施例圆极化器J1的结构原理示意图；
图9是图8中E方向的局部结构原理示意图(顺时针旋转90°)；
图10是本发明实施例极化选择光栅C1的结构原理示意图；
图11是本发明实施例圆极化分束器S1轴侧方向的结构原理示意图；
图12是本发明实施例圆极化分束器S1侧视方向的结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
如图1、图2所示，本申请提供一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，包括和输入端口D1、差输入端口D2、和接收端口D3、极化选择光栅C1、圆极化器J1、圆极化分束器S1、平面镜M1、平面镜M2以及平面镜M3；
和输入端口D1以及差输入端口D2用于输入极化波束，输入的极化波束为线极化波束；
圆极化分束器S1用于将任意极化波束进行功率等分并产生90°相位差，产生透射波束和反射波束，产生的透射波束和反射波束的幅值相等，透射波束的相位为反射波束的相位加90°；
和接收端口D3用于接收从和输入端口D1输入的极化波束在所述和差比较器之外遇到阻碍物后产生的反射回波，初始反射的反射回波为圆极化波束；
圆极化器J1用于实现输入的线极化波束向圆极化波束转换，以及实现反射回波从圆极化波束至线极化波束的转换；
极化选择光栅C1用于完成输入的极化波束与反射回波的透射与反射效果；
极化选择光栅C1与圆极化器J1平行且间隔设置；
平面镜M3与圆极化器J1垂直设置；
圆极化分束器S1与圆极化器J1平行且间隔设置，且圆极化分束器S1与极化选择光栅C1并排设置；
平面镜M1以及平面镜M2分别设置在圆极化分束器S1的两侧，平面镜M2设置在靠近平面镜M3一侧，且平面镜M2与圆极化器J1分别设置在的平面镜M3两侧；
平面镜M1与圆极化分束器S1平行设置，平面镜M2与圆极化分束器S1垂直设置；
如图3、图5所示，当线极化波束A由和输入端口D1输入后，线极化波束A的极化方向与极化选择光栅C1正交，线极化波束A通过极化选择光栅C1，再经由圆极化器J1转换为圆极化波束并反射到达圆极化分束器S1，经过圆极化分束器S1后圆极化波束被等分为反射波束A1和透射波束A2，此时反射波束A1与透射波束A2圆极化旋向相同，振幅相等，且透射波束A2相位领先反射波束A190°，透射波束A2经平面镜M1反射后输出，反射波束A1经平面镜M2和平面镜M3两次反射后输出，输出的反射波束A1与透射波束A2振幅相同，相位相同，实现和差比较器的和效果；
如图4、图6所示，当线极化波束B由差输入端口D2输入后，线极化波束B直接经过圆极化分束器S1并被等分为反射波束B1和透射波束B2，此时反射波束B1与透射波束B2极化方向相同，振幅相等，且透射波束B2的相位领先反射波束B190°，透射波束B2经平面镜M2和平面镜M3两次反射后输出，反射波束B1经平面镜M1反射后输出，输出两波束振幅相同，相位相反，实现和差比较器的差效果；
实际使用时，从所述和差比较器内输出的波束会在遇到阻碍物后产生反射回波，产生的反射回波会再次馈入和差比较器。
如图3、图5和图7所示，当从和输入端口D1输入的线极化波束A经反射后输出反射波束A1与透射波束A2，且输出的反射波束A1与透射波束A2分别在和差比较器之外遇到阻碍物后产生反射回波F1、反射回波F2，反射回波F1、反射回波F2分别馈入和差比较器，反射回波F1与反射回波F2的旋向、相位均相同，且分别与输出反射波束A1、透射波束A2旋向相反、传播方向相反；反射回波F1、反射回波F2分别经由与反射波束A1、透射波束A2输出时相反的光路过程到达圆极化分束器S1，反射回波F1与反射回波F2合成为反射回波F，反射回波F继续反射回圆极化器J1，经过圆极化器J1后，反射回波F由圆极化的反射回波转化为线极化的反射回波，由于反射回波F1、反射回波F2分别与输出反射波束A1、透射波束A2旋向相反，且反射回波F的极化方向与从和输入端口D1输入的线极化波束A的极化方向正交，反射回波F被极化选择光栅C1反射至和接收端口D3，实现和端口的收发隔离功能。
通过设置圆极化器J1以及能够将任意极化波束进行功率等分并产生90°相位差，产生透射波束和反射波束的圆极化分束器S1，实现了准光和差比较器能够对任意极化方向的入射波束进行和差运算，且本发明提供的准光和差比较器的制作难度与成本较低，便于广泛应用。
现有技术中使用独立于和差比较器的铁氧体环形器或双工器来实现收发隔离的目的，一方面铁氧体环形器或双工器在太赫兹频段存在介质损耗高的问题，另一方面会在额外延长系统光路的同时进一步增大系统损耗。本发明中采用极化选择光栅和圆极化器实现高隔离度收发隔离，使和差比较器结构紧凑且损耗大大减少。
于本实施例中，平面镜M2与圆极化分束器S1之间的距离为h；平面镜M1与圆极化分束器S1之间的距离为L，L＝h-λ/4，其中λ为工作波长。
于本实施例中，h＝25mm；L＝24.78mm。
平面镜M1到圆极化分束器S1的距离相对平面镜M2周侧到圆极化分束器S1的距离减少的λ/4路径会使得经过这一路的波束相位超前90度。
本发明中平面镜M2与圆极化分束器S1之间的距离指的是平面镜M2的中心到圆极化分束器S1的中心之间的长度，也即波束在平面镜M2与圆极化分束器S1之间走过的距离；
本发明中平面镜M1与圆极化分束器S1之间的距离指的是平面镜M1的中心到圆极化分束器S1的中心之间的长度，也即波束在平面镜M1与圆极化分束器S1之间走过的距离。
于本实施例中，和输入端口D1与差输入端口D2均设置在极化选择光栅C1远离圆极化器J1的一侧；
和接收端口D3设置在极化选择光栅C1靠近圆极化器J1的一侧；
和差比较器还包括输出端口D4以及输出端口D5；
输出端口D4设置在平面镜M3远离圆极化器J1的一侧；
输出端口D5设置在平面镜M1远离差输入端口D2的一侧。
输出端口D4以及输出端口D5分别用于输出通过圆极化分束器S1产生的透射波束以及反射波束。
于本实施例中，圆极化分束器S1与极化选择光栅C1设置在圆极化器J1的同一侧；
圆极化分束器S1与极化选择光栅C1设置在圆极化器J1的同一侧；
极化选择光栅C1与圆极化器J1之间的距离为h；
圆极化器J1与圆极化分束器S1之间的距离为h；
圆极化分束器S1与平面镜M2之间的距离为h；
平面镜M2与平面镜M3之间的距离为h。
本发明中极化选择光栅C1与圆极化器J1之间的距离指的是极化选择光栅C1的中心到圆极化器J1的中心之间的长度，也即波束在极化选择光栅C1与圆极化器J1之间走过的距离；
本发明中圆极化器J1与圆极化分束器S1之间的距离指的是圆极化器J1的中心到圆极化分束器S1的中心之间的长度，也即波束在圆极化器J1与圆极化分束器S1之间走过的距离；
本发明中圆极化分束器S1与平面镜M2之间的距离指的是圆极化分束器S1的中心到平面镜M2的中心之间的长度，也即波束在圆极化分束器S1与平面镜M2之间走过的距离；
本发明中平面镜M2与平面镜M3之间的距离指的是平面镜M2的中心到平面镜M3的中心之间的长度，也即波束在平面镜M2与平面镜M3之间走过的距离。
于本实施例中，平面镜M1、平面镜M2以及平面镜M3均为平面反射镜。
平面镜M1、平面镜M2以及平面镜M3用于控制波束的传播方向。
于本实施例中，波束在和差比较器中的反射均为90°反射。
本发明的90°反射指的是入射角与反射角之和为90°。
于本实施例中，和输入端口D1以及差输入端口D2输入的极化波束为高斯波束，高斯波束由高斯馈源喇叭产生。
实际使用时，本发明的和差比较器的中心工作频率为340GHz，高斯馈源喇叭的工作频率为340Hz，产生的高斯波束束腰半径为4.5mm。
如图10所示，于本实施例中，极化选择光栅C1包括周期性排列的金属导线，极化选择光栅C1的金属导线半径为R1，极化选择光栅C1的金属导线的排列周期为P1。
于本实施例中，R1＝0.1mm，P1＝0.47mm。
如图8、图9所示，于本实施例中，圆极化器J1包括平面镜M4以及金属线栅，金属线栅设置在平面镜M4的外侧，金属线栅包括周期性排列的导线；
金属线栅导线的半径为R2，金属线栅导线的排列周期为P2，金属线栅的线栅平面与平面镜M4之间的间隔距离为t，金属线栅导线的排列方向与进出圆极化器J1的波束平面之间的夹角为а。
于本实施例中，R2＝0.1mm，P2＝0.67mm，t＝0.46mm，а＝34°。
如图11、图12所示，于本实施例中，圆极化分束器S1包括石英介质基底以及金属光栅，金属光栅包括呈周期性排列的金属导线，金属光栅设置在石英介质基底的两侧，并沿石英介质基底对称排布；
石英介质基底的厚度为d，金属光栅的金属导线半径为R3，金属光栅的金属导线排列周期为P3，金属光栅的金属导线相对于入射面绕圆极化分束器S1中心轴线旋转角度为φ。
于本实施例中，d＝0.11mm，R3＝0.05mm，P3＝1.5mm，φ＝33°。
现有技术中双极化分束器由表面蚀刻金属条栅的方式加工而来，其生产制作成本高、难度大。本发明提供的圆极化分束器S1包括石英介质基底以及金属光栅，其生产制作成本不高、难度低。
本申请还提供一种单脉冲天线，包括以上所述的圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器。
本申请还提供一种单脉冲雷达，包括以上所述的圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，包括和输入端口D1、差输入端口D2、和接收端口D3、极化选择光栅C1、圆极化器J1、圆极化分束器S1、平面镜M1、平面镜M2以及平面镜M3；
所述和输入端口D1以及所述差输入端口D2用于输入极化波束，输入的所述极化波束为线极化波束；
所述圆极化分束器S1用于将任意极化波束进行功率等分并产生90°相位差，产生透射波束和反射波束，产生的所述透射波束和所述反射波束的幅值相等，所述透射波束的相位为所述反射波束的相位加90°；
所述和接收端口D3用于接收从所述和输入端口D1输入的极化波束的反射回波，初始反射的所述反射回波为圆极化波束；
所述圆极化器J1用于实现输入的线极化波束向圆极化波束转换，以及实现所述反射回波从圆极化波束至线极化波束的转换；
所述极化选择光栅C1用于完成输入的极化波束与反射回波的透射与反射效果；
所述极化选择光栅C1与所述圆极化器J1平行且间隔设置；
所述平面镜M3与所述圆极化器J1垂直设置；
所述圆极化分束器S1与所述圆极化器J1平行且间隔设置，且所述圆极化分束器S1与所述极化选择光栅C1并排设置；
所述平面镜M1以及所述平面镜M2分别设置在所述圆极化分束器S1的两侧，所述平面镜M2设置在靠近所述平面镜M3一侧，且所述平面镜M2与所述圆极化器J1分别设置在所述的所述平面镜M3两侧；
所述平面镜M1与所述圆极化分束器S1平行设置，所述平面镜M2与所述圆极化分束器S1垂直设置；
当所述线极化波束由所述和输入端口D1输入后，所述线极化波束的极化方向与所述极化选择光栅C1正交，所述线极化波束通过极化选择光栅C1，再经由圆极化器J1转换为圆极化波束并反射到达圆极化分束器S1，经过圆极化分束器S1后所述圆极化波束被等分为反射波束和透射波束，此时反射波束与透射波束圆极化旋向相同，振幅相等，且透射波束相位领先反射波束90°，透射波束经平面镜M1反射后输出，反射波束经平面镜M2和平面镜M3两次反射后输出，输出的反射波束与透射波束振幅相同，相位相同，实现和差比较器的和效果；
当所述线极化波束由所述差输入端口D2输入后，所述线极化波束直接经过圆极化分束器S1并被等分为反射波束和透射波束，此时反射波束与透射波束极化方向相同，振幅相等，且透射波束相位领先反射波束90°，透射波束经平面镜M2和平面镜M3两次反射后输出，反射波束经平面镜M1反射后输出，输出两波束振幅相同，相位相反，实现和差比较器的差效果；
当从所述和输入端口D1输入的极化波束经反射后输出反射波束与透射波束，且输出的所述反射波束与所述透射波束产生的反射回波分别馈入和差比较器时，所述反射波束产生的反射回波与所述透射波束产生的反射回波旋向以及相位均相同，且分别与输出的反射波束、透射波束的旋向相反；所述反射波束产生的反射回波、所述透射波束产生的反射回波分别经由与所述反射波束、所述透射波束输出时相反的光路过程到达到达圆极化分束器S1，所述反射波束产生的反射回波与所述透射波束产生的反射回波合成为一个反射回波，此反射回波反射回所述圆极化器J1，经过所述圆极化器J1后，合成的反射回波由圆极化的反射回波转化为线极化的反射回波，由于所述反射波束产生的反射回波、所述透射波束产生的反射回波分别与输出的反射波束、透射波束的旋向相反，且极化方向与从所述和输入端口D1输入的极化波束的极化方向正交，合成的反射回波被所述极化选择光栅C1反射至所述和接收端口D3，实现和端口的收发隔离功能。
2.如权利要求1所述的一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，所述平面镜M2与所述圆极化分束器S1之间的距离为h；所述平面镜M1与所述圆极化分束器S1之间的距离为L，L＝h-λ/4，其中λ为工作波长。
3.如权利要求1所述的一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，所述和输入端口D1与所述差输入端口D2均设置在所述极化选择光栅C1远离所述圆极化器J1的一侧；
所述和接收端口D3设置在所述极化选择光栅C1靠近所述圆极化器J1的一侧；
所述和差比较器还包括输出端口D4以及输出端口D5；
所述输出端口D4设置在所述平面镜M3远离所述圆极化器J1的一侧；
所述输出端口D5设置在所述平面镜M1远离所述差输入端口D2的一侧。
4.如权利要求1所述的一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，所述圆极化分束器S1与所述极化选择光栅C1设置在所述圆极化器J1的同一侧；
所述极化选择光栅C1与所述圆极化器J1之间的距离为h；
所述圆极化器J1与所述圆极化分束器S1之间的距离为h；
所述圆极化分束器S1与所述平面镜M2之间的距离为h；
所述平面镜M2与所述平面镜M3之间的距离为h。
5.如权利要求1所述的一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，所述平面镜M1、所述平面镜M2以及所述平面镜M3均为平面反射镜。
6.如权利要求1所述的一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，波束在所述和差比较器中的反射均为90°反射。
7.如权利要求1所述的一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，所述和输入端口D1以及所述差输入端口D2输入的极化波束为高斯波束，所述高斯波束由高斯馈源喇叭产生。
8.如权利要求1所述的一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，所述极化选择光栅C1包括周期性排列的金属导线。
9.如权利要求1所述的一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，所述圆极化器J1包括平面镜M4以及金属线栅，所述金属线栅设置在所述平面镜M4的外侧，所述金属线栅包括周期性排列的导线。
10.如权利要求1所述的一种圆极化收发隔离太赫兹准光和差比较器，其特征在于，所述圆极化分束器S1包括石英介质基底以及金属光栅，金属光栅包括呈周期性排列的金属导线，所述金属光栅设置在所述石英介质基底的两侧，并沿所述石英介质基底对称排布。
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