[发明专利]一种正交模转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波无源器件，尤其涉及一种微波频段正交模转换器。

背景技术

微波通信是目前国际上常用的无线通信手段之一，广泛应用于数据传输、广播电视传送、卫星通信、移动通信等领域。正交模转换器是无线传输产品的室外三端口网络器件，是在馈电系统中实现正交极化信号双工传输（即分离与合成）的装置。正交模转换器连接室外双极化天线和两个室外单元（ODU），即两个收发一体信道通过正交模转换器共用一个天线，具有极化分离的功能。正交模转换器的主要任务是鉴别公共端口上两个正交主模独立信号并将它们供给单一信号端口的基模，要求达到公共端口匹配且在两个独立信号之间有较高的交叉极化鉴别力。

普通的正交模转换器虽然一般只表现为三个物理端口，但在电器原理上为四端口器件。请参阅图1，其是正交模转换器的等效电路图。公共端口（或称主模端口）位于电端口3、4处，而电端口1和电端口2分别对应两个基模（TE10模与TE01模）端口。公共端口与馈电喇叭相接，通常为方波导或圆波导，它提供了两个电器端口，分别分配给两个独立的正交模，其余两个端口由标准的波导端口或同轴端口构成，只传输各自的基模。

正交模转换器连接天线和ODU单元，它的存在必然会带来损耗增大，驻波比抬高，从而恶化整机系统的性能，所以正交模转换器的设计就是要使正交模转换器在指定工作条件下满足系统要求。正交模转换器具有极化分离的功能，理论上，设计时需要保证正交模转换器在结构上完全对称。如图2所示，两个相互正交的极化信号V、H自圆波导从上往下传输，在圆波导的底部设置一匹配器，将V极化分成两路V1、V2分别向端口1和3传输，同理H极化也分为两路H1、H2分别向端口2和4传输。显然，这种结构上完全对称的正交模转换器，结构复杂，占空间大，特别是两路信号V1、V2（或H1、H2）再合成时，需要更大的空间。如图3所示，这也是目前用途较为多的一种正交模转换器，相比较图2有几个优点，结构紧凑，占空间小、可整体加工，极化V和H不用分离再合成，但固有的缺点依然存在，那就是端口2的轴心与端口3的轴心一定要垂直相交，即端口2关于公共圆波导和轴心（或者端口3的轴心）完全对称。对于这样的正交模转换器结构对称势必要导致在工程实现时结构拆分复杂，或者加工精度要求高会带来成本增加，从而不利于批量生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑、利于批量生产的正交模转换器。本发明是通过以下技术方案实现的：一种正交模转换器，包括相互扣合的本体和盖体。该本体上设置有凹槽、台阶波导组和耦合窗口。该凹槽的前端位于该本体边缘形成一公共端口，该台阶波导组与该凹槽的末端连接。该台阶波导组自与该凹槽末端连接处依序包括第一台阶、第二台阶至第n台阶。该耦合窗口横跨该凹槽的末端和台阶波导组的至少第一台阶，并向下贯穿该本体的底部。该盖体包括馈电孔，该馈电孔与台阶波导组的至少第n台阶正对。

进一步，该凹槽和该耦合窗口均为规则柱体，该凹槽的轴线与该耦合窗口的轴线垂直相交，定义该凹槽的轴线与该耦合窗口的轴线所在的平面为对称平面，该台阶波导组关于该对称平面对称。

进一步，该馈电孔关于该对称平面对称。

相对于现有技术，本发明提供的正交模转换器结构简单紧凑。其中，凹槽和该台阶波导组形成波导腔体关于该凹槽的轴线与耦合窗口的轴线形成的对称平面对称，可实现在加工时仅需要一次定位即可一次性同时加工本体及其上的凹槽、台阶波导组和耦合窗口的整体加工工艺。当本体和盖板紧密连接时，凹槽与台阶波导组形成的波导腔体是非共轴设置，这样大大降低了正交模转换器加工时和人为装配时带来的物理公差，提高两分支通道之间的隔离度，从而保证其整体性能，且省去人工调试，又提高了产品合格率和生产效率，利于批量生产。

附图说明

图1是正交模转换器的等效电路图；

图2是现有技术正交模转换器的传输原理图；

图3是现有技术的一正交模转换器的结构示意图；

图4是本发明正交模转换器的立体分解示意图；

图5是图4所示的正交模转换器的另一角度的立体分解示意图；

图6是图4所示的台阶波导组的放大示意图；

图7是图4所示的正交模转换器的组装后的立体示意图。

具体实施方式

请同时参阅图4~图7，其为本发明正交模转换器的结构示意图。该正交模转换器包括本体1和盖板2。