[发明专利]转T型结构准平面正交模转接器

说明书

本发明公布了一种转T型结构准平面正交模转接器，通过采用不同宽度和高度的耦合段和匹配段，使传统的三维结构的正交模转接器转变为准平面的结构。这种结构可以分为底座和底部为平面的盖板两部分。所有的微波结构都被安排在底座上，可以通过普通数控铣床无需翻转被加工件一次性加工完成。本发明在保证器件的加工精度的同时，可以显著地降低底座和盖板之间的对位误差对器件的性能的影响，在高频率的毫米波和太赫兹器件领域具有明显的优越性。可以广泛用于微波，特别是毫米波和太赫兹频段的卫星通信和其它通信系统中。

技术领域

本发明涉及一种转T型结构准平面正交模转接器。具体地说，涉及一种加工容易，加工精度容易保证的转T型结构准平面正交模转接器。

背景技术

正交模转接器（Orthogonal Mode Transducer, OMT）是卫星通信中的关键元件。在线极化工作模式中，异频正交模转接器被用来将上行和下行的信号根据其交叉的线极化方式不同加以分离。同频正交模转接器用来将同频率的两个互相垂直的极化方向的信号相加产生一个线极化波，以克服信号传输过程中极化方向的旋转带来的问题。正交模转接器为三端口器件。传统的转T型结构准平面正交模转接器为三维三端口器件， 一般采用开模铸造方式生产。当产品批量不大和工作频率很高（比如在毫米波频段和太赫兹频段）时，该方法成本很高， 精度有限， 难以满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精度容易保证，加工成本低的转T型结构准平面正交模转接器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

转T型结构准平面正交模转接器，包括由至少一个耦合段，公共端，端口A， 端口B。公共端中心处的法线方向沿-Z方向。所有耦合段沿Z方向相互连通构成耦合腔。端口A和端口B直接与耦合腔连通或通过至少一个匹配段分别与耦合腔连通；公共端直接与耦合腔连通或通过至少一个匹配段分别与耦合腔连通。

一般的，端口A的指向沿Y方向，公共端的指向沿-Z方向，端口B的指向沿-X方向。

公共端的最大宽度和最大高度相差小于20%。较佳的实现方式，公共端的最大宽度和最大高度相同， 一般为方波导或圆波导。

为了便于加工，特别是在高频毫米波频段和太赫兹频段保证加工的进度，降低加工成本，我们将整个器件分为底座和盖板并且将器件的所有的电磁场结构都安排在底座上。 所述盖板的底面为平面的一部分。 这种安排的另一个好处是， 底座和盖板之间的对位误差对器件的性能的影响被大大降低。为此，我们让所述转T型结构准平面正交模转接器的所有部分的上表面齐平。所述转T型结构准平面正交模转接器包括所有耦合段、匹配段、公共端、端口A和端口B。

关于各端口的方向，我们有几种不同组合：

第一种情况，端口A中心处的法线方向与Z方向之间的夹角大于-45度，小于45度。端口B中心处的法线方向与Z方向之间的夹角大于45度，小于135度。即端口A中心处的法线方向与Z方向之间的夹角为夹角A，夹角A的取值范围为：45度≥A≥-45度，端口B中心处的法线方向与Z方向之间的夹角为夹角B，夹角B的取值范围为：135度≥A≥45度；较佳的情况，端口A的法线方向与Z方向之间的夹角为零，端口B中心处的法线方向与Z方向之间的夹角为90度。

为了改善该转T型结构准平面正交模转接器的公共端的极化隔离度，我们选择在所述耦合腔上设置波导短路支节：至少一个耦合段的宽度大于D+E；其中D为与所述耦合腔直接相连的所有匹配段、与所述耦合腔直接相连的公共端、与所述耦合腔直接相连的端口A和与所述耦合腔直接相连的端口B的宽度的最大值；E为所述转T型结构准平面正交模转接器最高工作频率处自由空间波长的20%。

这时，为了实现公共端和端口A端口之间的对中，我们在端口A外接波导A。同时外接波导A的与端口A连接处的横截面的几何中心点与公共端的中心点的连线与Z方向平行。