CN210984970U - 一种圆形波导分离式极化分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆形波导分离式极化分离器，包括极化分离器腔体，极化分离器腔体的横向前端设置有圆形波导公共端口，极化分离器腔体的横向后端设置有垂直端口，极化分离器腔体的第一侧面上设置有水平端口，极化分离器腔体内还设置有连通的第一波导腔和第二波导腔，所述的第一波导腔的轴线与第二波导腔的轴线相互垂直且位于同一竖向平面内，第一波导腔的轴线与第一侧面相互平行，本实用新型设计精妙，形式独特，加工简单，一致性和可靠性高，且电气性能优良、稳定，能方便地与各天线，及室外单元设备对接，实用性强，能适应批量生产，具有很好的使用和推广价值。

Description

一种圆形波导分离式极化分离器

技术领域

本实用新型涉及微波天线及微波无源器件技术领域，尤其涉及一种圆形波导分离式极化分离器。

背景技术

近年来，随着微波通信技术的发展，微波天线及微波无源器件技术也得到了长足的发展,无论性能还是结构形式都在朝着更加优良的方向发展，以满足不断发展的社会需求以及日益激烈的市场竞争。

极化分离器由于两个极化端口存在着较高的隔离度，因而两个端口的信号可以互不干扰的进行传输，极化分离器的应用可以增加微波传输系统的信息容量，提高同频信道的使用率。

传统的双极化天线的极化分离器要么在前馈微波天线内部，但结构复杂，批量生产困难；要么在后馈微波天线的外部，但往往其结构中公共部分采用方形波导，由于天线馈源出口端为圆形，因此在使用中需要引入过渡段，这样以来极化分离器的高度增加，而通常极化分离器被设置在微波天线的外部，极化分离器高度的增加会对其造成天线空间占用率的增加，成本与复杂程度也随之增加且电气性能方面稍有欠缺。随着微波技术的发展，虽然结构与工艺等方面都有所改善，问题的实质并没有得到解决。目前市场上需要的是结构简单，制造工艺难度小，生产流程少，可靠性强，成品率高，电气性能优良，外形美观，成本低的极化分离器。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本实用新型的目的在于，提供一种采用一体化结构设计，结构简单，工艺难度小，生产流程少，可靠性强的圆形波导分离式极化分离器。

为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种圆形波导分离式极化分离器，包括极化分离器腔体，极化分离器腔体的横向前端设置有圆形波导公共端口，极化分离器腔体的横向后端设置有垂直端口，极化分离器腔体的第一侧面上设置有水平端口；

极化分离器腔体内还设置有连通的第一波导腔和第二波导腔，所述的第一波导腔的轴线与第二波导腔的轴线相互垂直且位于同一竖向平面内，第一波导腔的轴线与第一侧面相互平行；

所述的第一波导腔包括从横向前端至横向后端依次同轴连通的第一连接腔、第一过渡腔、第二过渡腔和第二连接腔，第一连接腔与圆形波导公共端口连通，第二连接腔与垂直端口连通；

所述的第一连接腔的竖向高度、第一过渡腔的竖向高度和第二过渡腔的竖向高度依次递减；

所述的第二波导腔包括从竖向上端至竖向下端依次同轴连通的第第三连接腔、第三过渡腔和第四过渡腔，第三连接腔与矩形水平端口连通，第四过渡腔通过波导侧口与第一连接腔和第一过渡腔连通，第四过渡腔靠近极化分离器腔体头端的第一内壁与第一连接腔靠近第一侧面的第二内壁垂直相交，第四过渡腔靠近极化分离器腔体尾端的第三内壁与第一过渡腔靠近第一侧面的第四内壁垂直相交。

所述的垂直端口与水平端口的截面为带圆角的矩形。

所述的第二连接腔的竖向高度大于第二过渡腔的竖向高度。

所述的第二连接腔的竖向高度等于第二过渡腔的竖向高度。

所述的圆形波导公共端口、垂直端口与水平端口的三个端口的外侧均设置有多个螺纹孔，用于测试或与其他器件连接。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的第四波导腔的竖向高度大于或者等于第三波导腔的竖向高度。

所述的垂直端口与水平端口的截面为带圆角的矩形。

所述的圆形波导公共端口、垂直端口和水平端口的三个端口的外侧均设置有多个螺纹孔，用于测试或与其他器件连接。

本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：

本实用新型采用圆形波导公共端口作为波导传输端口，垂直端口由来自圆形波导公共端口的波导沿直通方向经几节矩形波导阶梯变换实现，水平端口由来自圆形波导公共端口的波导经侧口波导直接耦合实现，省去了传统结构中的调测和匹配机构，整个极化分离器一体加工而成，工艺成型简单，内部结构也很简单，无需使用过渡段，去掉了影响稳定性的因素，大大提高了产品的可靠性和一致性，同时，由于本实用新型作为微波无源集成器件，省去了组装调测环节，体积小巧，从而大大降低了产品的成本，经过对其内部实施多级台阶变换增强了隔离度、驻波比等电气性能。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图2为本实用新型的立体结构示意图。

图3为本实用新型与微波天线组装后构成双极化天线的结构示意图。

图中各标号的含义为：

1-极化分离器腔体，2-圆形波导公共端口，3-垂直端口，4-第一侧面，5-水平端口，6-第一波导腔，7-第二波导腔，8-波导侧口；

601-第一连接腔，602-第一过渡腔，603-第二过渡腔，604-第二连接腔，6011-第二内壁，6021-第四内壁；

701-第三连接腔，702-第三过渡腔，703-第四过渡腔，7031-第一内壁，7032-第三内壁。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

本实用新型在进行方位描述时，需要理解的是，以图1中所建立的坐标轴所示的方位进行描述，以图3中所示的极化分离器芯体与微波天线组装的一端为前端，极化分离器芯体远离微波天线的一端为后端。术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内核外，不能将上述术语理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等序数词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

遵从上述技术方案，如图1至图3所示，本实用新型一种圆形波导分离式极化分离器，包括极化分离器腔体1，其特征在于，极化分离器腔体1的横向前端设置有圆形波导公共端口2，极化分离器腔体1的横向后端设置有垂直端口3，极化分离器腔体1的第一侧面4上设置有水平端口5；

极化分离器腔体1内还设置有连通的第一波导腔6和第二波导腔7，所述的第一波导腔6的轴线与第二波导腔7的轴线相互垂直且位于同一竖向平面内，第一波导腔6的轴线与第一侧面4相互平行；

第一波导腔6包括从横向前端至横向后端依次同轴连通的第一连接腔601、第一过渡腔602、第二过渡腔603和第二连接腔604，第一连接腔601与圆形波导公共端口2连通，第二连接腔604与垂直端口3连通；

第一连接腔601的竖向高度、第一过渡腔602的竖向高度和第二过渡腔603的竖向高度依次递减；

第二波导腔7包括从竖向上端至竖向下端依次同轴连通的第第三连接腔701、第三过渡腔702和第四过渡腔703，第三连接腔701 与矩形水平端口5连通，第四过渡腔703通过波导侧口8与第一连接腔601和第一过渡腔602连通，第四过渡腔703靠近极化分离器腔体 1头端的第一内壁7031与第一连接腔601的靠近第一侧面4的第二内壁6011垂直相交，第四过渡腔703靠近极化分离器腔体1尾端的第三内壁7032与第一过渡腔602靠近第一侧面4的第四内壁6021垂直相交。

极化分离器腔体1通过圆形波导公共端口2与采用圆形波导出口的微波天线相连，构成分离式双极化天线。通过极化分离器腔体1将圆形出口微波天线的两种极化信号分离开来，其中垂直极化的信号依次通过第一连接腔601、第一过渡腔602、第二过渡腔603，将H11 模式的电磁波转换成在矩形波导传播的TE10模式的电磁波，同时完成阻抗匹配，使其可以和标准矩形波导的第二连接腔604相连。

水平极化的信号依次通过第一连接腔601、第一过渡腔602，在第一连接腔601、第一过渡腔602的公共波导侧口8处向极化分离器腔体1的侧面耦合，将H11模式的电磁波转换成在矩形波导传播的 TE10模式的电磁波，再依次通过第四过渡腔703、第三过渡腔702，完成阻抗匹配，使其可以和标准矩形波导的第三连接腔701相连。

本实用新型采用圆形波导公共端口作为波导传输端口，垂直端口由来自圆形波导公共端口的波导沿直通方向经几节矩形波导阶梯变换实现，水平端口由来自圆形波导公共端口的波导经侧口波导直接耦合实现。

通过采用上述腔体结构，可以将相互正交极化的两路同频微波信号分离成两路异极化方式的微波信号，也可以将同频异极化的两路微波信号转化成相互正交的极化方式。

一体化的结构解决了现有技术中与圆形的微波天线连接时必须使用过渡件的问题。

优选地，垂直端口3与水平端口5的截面为带圆角的矩形。

优选地，第二连接腔604的竖向高度大于第二过渡腔603的竖向高度。

优选地，第二连接腔604的竖向高度等于第二过渡腔603的竖向高度。

优选地，圆形波导公共端口2、垂直端口3与水平端口5的三个端口的外侧均设置有多个螺纹孔，用于测试或与其他器件连接。

实际应用中，本领域技术人员可以根据实际连接件的尺寸，频率要求，对极化分离器腔体1中各个腔的数量、尺寸和形状进行调整。

本实用新型整个部件由铝材、铜材或其他金属加工而成。本实用新型的结构为整体加工而成，也可根据需要分体加工后再组装。

本实用新型的圆形波导分离式极化分离器在使用过程中，圆形波导公共端口2直接与微波天线相连，能够与微波天线更好地匹配，设计精妙，形式独特，加工简单，一致性和可靠性高，且电气性能优良、稳定，能方便地与各天线及室外单元设备对接，实用性强，能适应批量生产，具有很好的使用和推广价值。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (5)

1.一种圆形波导分离式极化分离器，包括极化分离器腔体(1)，其特征在于，极化分离器腔体(1)的横向前端设置有圆形波导公共端口(2)，极化分离器腔体(1)的横向后端设置有垂直端口(3)，极化分离器腔体(1)的第一侧面(4)上设置有水平端口(5)；

极化分离器腔体(1)内还设置有连通的第一波导腔(6)和第二波导腔(7)，所述的第一波导腔(6)的轴线与第二波导腔(7)的轴线相互垂直且位于同一竖向平面内，第一波导腔(6)的轴线与第一侧面(4)相互平行；

所述的第一波导腔(6)包括从横向前端至横向后端依次同轴连通的第一连接腔(601)、第一过渡腔(602)、第二过渡腔(603)和第二连接腔(604)，第一连接腔(601)与圆形波导公共端口(2)连通，第二连接腔(604)与垂直端口(3)连通；

所述的第一连接腔(601)竖向高度、第一过渡腔(602)的竖向高度和第二过渡腔(603)的竖向高度依次递减；

所述的第二波导腔(7)包括从竖向上端至竖向下端依次同轴连通的第第三连接腔(701)、第三过渡腔(702)和第四过渡腔(703)，第三连接腔(701)与矩形水平端口(5)连通，第四过渡腔(703)通过波导侧口(8)与第一连接腔(601)和第一过渡腔(602)连通，第四过渡腔(703)靠近极化分离器腔体(1)头端的第一内壁(7031)与第一连接腔(601)靠近第一侧面(4)的第二内壁(6011)垂直相交，第四过渡腔(703)靠近极化分离器腔体(1)尾端的第三内壁(7032)与第一过渡腔(602)靠近第一侧面(4)的第四内壁(6021)垂直相交。

2.如权利要求1所述的圆形波导分离式极化分离器，其特征在于，所述的垂直端口(3)与水平端口(5)的截面为带圆角的矩形。

3.如权利要求1所述的圆形波导分离式极化分离器，其特征在于，所述的第二连接腔(604)的竖向高度大于第二过渡腔(603)的竖向高度。

4.如权利要求1所述的圆形波导分离式极化分离器，其特征在于，所述的第二连接腔(604)的竖向高度等于第二过渡腔(603)的竖向高度。

5.如权利要求1所述的圆形波导分离式极化分离器，其特征在于，所述的圆形波导公共端口(2)、垂直端口(3)与水平端口(5)的三个端口的外侧均设置有多个螺纹孔，用于测试或与其他器件连接。

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