[发明专利]一种一体化极化复用双工组件

说明书

技术领域

本发明属于电子通讯技术领域，特别是涉及一种一体化极化复用双工组件，用于实现通信设备的极化复用。

背景技术

人们对通信速率以及通信设备的可靠性要求越来越高，解决通信速率最有效的办法是增加信道数量，但是在电磁频谱日益拥挤的今天，简单的通过增加带宽显然不现实，于是极化复用便成为增加信道最有效的方法，通过交叉极化复用，可以使得通信速率增加一倍。目前各大通信设备制造商(包括爱立信、NEC、华为、中兴等)都在开展相关方面的研制工作。

为了在通信设备中实现极化复用，就必须在波导射频前端中用到OMT正交模耦合器和双工器。

目前通用的做法是分别设计出OMT、双工器。然后将它们组装在一起。这样的好处是两种器件分别设计，难度小，技术成熟，风险小，这两种波导器件大部分的器件供应商都能提供。但是其缺点也十分明显：1.两种器件组合在一起，由于不可能理论上的完全匹配，必然会导致性能指标下降，回波变差，插损增加，从而影响收发机单元和天线的匹配，增加系统噪声，降低发射总功率；2.两种器件组合在一起，集成度不高，体积大，重量大；3.两种器件分别采购组装，成本高，兼容性低；4.器件在组装时连接面处不可避免的存在缝隙，这些缝隙会带来电磁泄漏，从而带来电磁兼容问题；另外还会带来防水和气密问题，增加密封成本；5.器件数目的增加必然会导致系统的复杂性增加，整体可靠性降低，从而导致后期设备的维护成本增加。

为了克服上述问题，将OMT和双工器这两种器件集成为一个整体，作为系统的一个部件是一个有效的选择。

但是将这两种器件集成在一起，并且有较好的可制造性，满足大规模生产的需求，一直是一个难题。之前人们已经做过很多的工作，比如2003年的美国专利Reflector/feed antenna with reflector mounted waveguide diplexer-OMT(专利号：US 20030184487 A1)，在该专利中，OMT采用的是膜片结构的OMT，该中结构的OMT性能不可靠，另外它的双工器也是不可调谐的，对加工精度要求极高；2007年Cross-Polar and Co-Polar Transceiver(专利号：US 20070296518 A1)的OMT采用的是用金属杆代替金属膜片的结构，虽然较之前有较大的改进但是仍需要后期手工安装，影响性能，另外它采用很多的部件拼接而成，调谐螺钉也不在同一个平面上，因而成本很高，调试也不方便，不便于大规模的生产。这两个专利中提出的产品都存在结构复杂，加工困难，仅仅是实现了集成的功能，从理论和实践上证明了这种集成的技术可行性，但是他们所提出的产品形式都不能实现规模化生产，应用于实际的工程当中。这是由于以下两个原因(1)传统的OMT需要金属膜片隔离交叉极化的电磁波，但膜片的加工的精度以及安装的精度和可靠性很难保证，这就造成传统OMT加工制造过程中必然有一定的不合格品。如果用传统OMT集成双工器，就会出现一旦OMT不合格，就会导致整个集成器件全部报废，带来较大经济损失；(2)之前传统方法将OMT和双工器集成在一起，由于两路电磁波信号极化互相垂直的缘故，双工器的输出端口和调谐螺钉必然不能在同一个面上，这就导致整个器件的零件较多，这样不但生产成本高，且会导致性能下降，调谐螺钉不在同一个面上，会导致在生产调试时极为麻烦。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种结构紧凑，加工和调整方便，精度高，适合于大规模批量生产的一体化极化复用双工组件。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种一体化极化复用双工组件，包括正交模耦合器和两个双工器，所述两个双工器的输入端分别与所述正交模耦合器的水平极化输出端和垂直极化输出端相连接，其特征在于：所述垂直极化输出端或水平极化输出端通过一个转向结构转向后，使得垂直极化端双工器和水平极化端双工器在同一个平面上。

一种实施方式：所述垂直极化输出端通过一个转向结构将垂直极化的电磁波就变为水平极化方式，使得垂直极化端双工器的调谐螺钉和水平极化端双工器的调谐螺钉在同一个面上。

其进一步特征在于：所述转向结构为矩形波导，所述矩形波导长边平行于正交模耦合器垂直极化输出端，所述矩形波导短边垂直于正交模耦合器垂直极化输出端。

所述正交模耦合器采用缝隙耦合的方式实现极化分离。