CN212461990U - 一种工作于Ka波段的免调试极化分离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，包括：主传输波导，以及设在所述主传输波导的不同面上的侧面极化端口、端部极化端口和公共端口，所述端部极化端口和所述侧面极化端口连通且相互垂直，其特征在于，所述端部极化端口和所述公共端口连通，所述侧面极化端口和所述端部极化端口为多级矩形阶梯波导，所述公共端口为圆波导，所述侧面极化端口的出口尺寸大于所述端部极化端口的出口尺寸。极化端口为多级矩形阶梯结构，有效地抑制了不需要的高次模，并改善了因结构的不连续而产生的阻抗失配，不需要调试，装配完成即可上线测试，大幅度提高制造效率，保障了产品性能的一致性，可工作于Ka波段。
Description
技术领域
本实用新型涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种工作于Ka波段的免调试极化分离器。
背景技术
分离器的工作原理是根据电磁波在方波导及十字型波导中的传输特性，利用十字型波导结构实现两个极化相互垂直的电磁信号的分离，圆波导和矩形波导尺寸选择是基于波导中只允许主模工作，这种十字型波导结构，在其公共通道部分很容易产生不需要的高次模，必须采取措施给予消除。
常见的分离器是沿圆波导轴线插入一个很薄的金属片，通过改变金属片的形状和位置，实现收、发信号分离。金属片的位置对分离器指标非常敏感，不易准确定位，用胶水固定后，还需要重复测试，效率很低，产品性能一致性不高。
专利CN201020569452.9公开了一种极化分离器，其特征在于，对于采用圆波导或者正方形波导作为主传输波导的极化分离器，通过精细的设计，在通过侧口耦合的端口引入过模式结构来实现与传统设计不一致的极化分离器。其完全可以得到很好的电气性能，这种结构大大简化了该类型器件的加工，提高了产品的可靠性和一致性，成本低，十分利于该类型产品的批量生产，具有良好的推广价值。但是该极化分离器不能工作于Ka频段。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种制造效率高且性能一致性好的工作于Ka波段的免调试极化分离器。
为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。
一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，包括：主传输波导，以及设在所述主传输波导的不同面上的侧面极化端口、端部极化端口和公共端口，所述端部极化端口和所述侧面极化端口连通且相互垂直，其特征在于，所述端部极化端口和所述公共端口连通，所述侧面极化端口和所述端部极化端口为多级矩形阶梯波导，所述公共端口为圆波导，所述侧面极化端口的出口尺寸大于所述端部极化端口的出口尺寸。
作为上述方案的进一步说明，所述侧面极化端口和所述端部极化端口的截面为带圆角的矩形。
作为上述方案的进一步说明，所述端部极化端口和所述公共端口同轴设置且关于轴对称。
作为上述方案的进一步说明，所述侧面极化端口的出口尺寸大于其与所述端部极化端口连通的连接口的尺寸。
作为上述方案的进一步说明，所述端部极化端口的出口尺寸小于其与所述公共端口连通的连接口的尺寸。
作为上述方案的进一步说明，所述侧面极化端口包括两个侧面矩形波导；所述端部极化端口包括四个端部矩形波导。
作为上述方案的进一步说明，从出口到连接口，所述侧面矩形波导尺寸递减，所述端部矩形波导尺寸递增。
作为上述方案的进一步说明，在所述主传输波导位于公共端口的出口的一端面外周设有圆环形法兰。
作为上述方案的进一步说明，在所述侧面极化端口和所述端部极化端口的出口处外侧均设有多个螺纹孔。
作为上述方案的进一步说明，所述主传输波导为长方体结构。
本实用新型的有益效果是：
一、极化端口实现两个极化相互垂直的电磁信号的分离，极化端口为多级矩形阶梯结构，有效地抑制了不需要的高次模，并改善了因结构的不连续而产生的阻抗失配，不需要调试，装配完成即可上线测试，大幅度提高制造效率，保障了产品性能的一致性，侧面极化端口的出口面积大于端部极化端口的出口面积，侧面极化端口和端部极化端口分别工作于不同频段，分别为接收端口和发射端口，公共端口为圆波导，使得其工作范围更宽，可工作于Ka波段。
二、在主传输波导内部的不连续处做圆弧处理，提高极化分离器的耐大功率。
附图说明
图1所示为本实用新型提供的工作于Ka波段的免调试极化分离器的结构图。
图2所示为本实用新型提供的工作于Ka波段的免调试极化分离器的主视图。
图3所示为图2沿A-A的剖视图。
图4所示为本实用新型提供的工作于Ka波段的免调试极化分离器的右视图。
图5所示为本实用新型提供的工作于Ka波段的免调试极化分离器的左视图。
图6所示为本实用新型提供的工作于Ka波段的免调试极化分离器的发射口驻波及收、发隔离测试图。
附图标记说明：
1：主传输波导，2：圆环形法兰，3：公共端口，4：侧面极化端口，5：端部极化端口。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。
在实用新型中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
下面结合说明书的附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述，使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1～图5所示，一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，包括：主传输波导1，以及分设在所述主传输波导1不同面上的侧面极化端口4、端部极化端口5和公共端口3，所述端部极化端口5和所述侧面极化端口4连通且所述端部极化端口5所在轴线和所述侧面极化端口4所在轴线相互垂直，其特征在于，所述端部极化端口5和所述公共端口3连通，所述侧面极化端口4和所述端部极化端口5为多级矩形阶梯波导，所述公共端口为圆波导，所述侧面极化端口4的出口尺寸大于所述端部极化端口5的出口尺寸。实现两个极化相互垂直的电磁波的分离，在两个极化端口设置多级矩形阶梯结构，有效地抑制了不需要的高次模，并改善了因结构的不连续而产生的阻抗失配，不需要调试，装配完成即可上线测试，大幅度提高制造效率，保障了产品性能的一致性，可工作于Ka波段。
所述侧面极化端口4和所述端部极化端口5的截面为带圆角的矩形。在主传输波导内部的不连续处做了圆弧处理，提高了极化分离器的耐大功率性能。
所述侧面极化端口4的出口尺寸大于其与所述端部极化端口5连通的连接口的尺寸。从出口到连接口，侧面矩形波导的尺寸递减。所述侧面极化端口4包括两个侧面矩形波导，从出口开始依次为第一侧面矩形波导和第二侧面矩形波导。在本实施例中，所述第一侧面矩形波导的长宽高为10.67×4.32×5mm；所述第二侧面矩形波导的长宽为8.37×1.69mm。
所述端部极化端口5的出口尺寸小于其与所述公共端口连通的连接口尺寸；从出口到连接口，端部矩形波导的尺寸递增。所述端部极化端口5包括四个端部矩形波导，从出口开始依次为第一端部矩形波导、第二端部矩形波导、第三端部矩形波导和第四端部矩形波导。在本实施例中，所述第一端部矩形波导尺寸为7.11×3.56×5mm，所述第二端部矩形波导尺寸为7.9×4.51×4.03mm，所述第三端部矩形波导尺寸为7.9×6.39×3.7mm，所述第四端部矩形波导尺寸为9.63×9.43×9.22mm。
所述端部极化端口5和所述公共端口3同轴设置且关于轴对称。
在本实施例中，所述圆波导的尺寸为φ11.5×10mm。
在所述端部极化端口5的出口处和所述侧面极化端口4的出口处外侧设有若干螺孔，用以连接其他部件。在所述主传输波导1位于所述公共端口出口的一端面外周设有用以连接其它设备的圆环形法兰2。
所述主传输波导1为长方体结构，所述主传输波导1的尺寸为31.95×23.4×20.5mm。
本实施例的整个部件为铝材或铜材，或者其它金属棒机械分体加工或整体加工而成，也可以通过精密铸造而成。结构简单，体积小，方便加工，大大提高了产品性能的稳定性和可靠性，无需调试，适合批量生产。
本实用新型提供的极化分离器的性能测试结果如图6两条曲线所示：位于上面的曲线是发射端口驻波比；位于下面的曲线是发射端与接收端之间的隔离度。测试结果说明，该极化分离器在工作频段具有良好的性能，指标优于技术指标要求。
通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本实用新型不局限于上述的具体实施方式，在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。
Claims (10)
1.一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，包括：主传输波导，以及设在所述主传输波导的不同面上的侧面极化端口、端部极化端口和公共端口，所述端部极化端口和所述侧面极化端口连通且相互垂直，其特征在于，所述端部极化端口和所述公共端口连通，所述侧面极化端口和所述端部极化端口为多级矩形阶梯波导，所述公共端口为圆波导，所述侧面极化端口的出口尺寸大于所述端部极化端口的出口尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，其特征在于，所述侧面极化端口和所述端部极化端口的截面为带圆角的矩形。
3.根据权利要求1所述的一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，其特征在于，所述端部极化端口和所述公共端口同轴设置且关于轴对称。
4.根据权利要求1所述的一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，其特征在于，所述侧面极化端口的出口尺寸大于其与所述端部极化端口连通的连接口的尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，其特征在于，所述端部极化端口的出口尺寸小于其与所述公共端口连通的连接口的尺寸。
6.根据权利要求1所述的一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，其特征在于，所述侧面极化端口包括两个侧面矩形波导；所述端部极化端口包括四个端部矩形波导。
7.根据权利要求6所述的一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，其特征在于，从出口到连接口，所述侧面矩形波导尺寸递减，所述端部矩形波导尺寸递增。
8.根据权利要求1所述的一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，其特征在于，在所述主传输波导位于公共端口的出口的一端面外周设有圆环形法兰。
9.根据权利要求1所述的一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，其特征在于，在所述侧面极化端口和所述端部极化端口的出口处外侧均设有多个螺纹孔。
10.根据权利要求1所述的一种工作于Ka波段的免调试极化分离器，其特征在于，所述主传输波导为长方体结构。
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2020
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