[发明专利]金属体长度变化的圆极化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属体长度变化的圆极化器。具体地说，涉及一种加工容易，加工精度容易保证的紧凑型宽带低轴比圆极化器。

背景技术

圆极化波在是卫星通信中应用广泛。圆极化器被广泛用于将线极化波转换为圆极化波。在圆极化器的输入端输入两个幅度和相位都相同的正交极化的线极化波，由于结构的不对称性，两个线极化波通过圆极化器后，其相位差从原来的零度变化为90度。圆极化器的上述功能是在方波导或圆波导中相对内壁上加载金属柱来实现的。传统的圆极化器中加载的金属柱的宽度和长度一般相同或相近，其高度沿圆极化器的轴向先单调增加，然后再单调减小，沿圆极化器的轴线方向相邻金属柱之间的间距近似为1/4倍波导波长。上述设计思路使传统的圆极化器在宽带、小型化和低圆极化轴比方面受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工容易，加工精度容易保证的紧凑型宽带低轴比圆极化器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

金属体长度变化的圆极化器，采用两对两两相对的金属板的内壁围成.至少有一对相对的金属板上设置有只在一个方向上与该金属板的内壁连接的金属体，位于同一金属板上的所有金属体沿Z方向排列、且相邻的金属体之间存在间隙，Z方向是指沿金属体长度变化的圆极化器长度的方向。

由于所述金属体长度变化的圆极化器的输入和输出端为过模波导结构，为了抑制不必要的高次模，所述金属体长度变化的圆极化器的横截面为左右镜像对称形状。同时，所述金属体长度变化的圆极化器的横截面为上下镜像对称形状。横截面是垂直于Z方向的平面。

为了在尽量小的长度内获得最佳的带宽和最低的圆极化轴比，我们让相邻的所述金属体的宽度变化：位于同一金属板上的金属体为至少5个，这些金属体中设置有一个宽金属体，该宽金属体的最大宽度最大，至少2个侧金属体的最大宽度的尺寸沿远离该宽金属体的方向依次减少。

一般的，为了在尽量小的长度内获得最佳的带宽和最低的圆极化轴比，位于同一金属板上的所有金属体中至少有一个金属体的最大宽度比另一个金属体的最大宽度大20%以上。

为了在尽量小的长度内获得最佳的带宽和最低的圆极化轴比，我们还可以让相邻的所述金属体的长度变化：位于同一金属板上的金属体为至少5个，这些金属体中设置有一个长金属体，该长金属体的最大长度最小，该长金属体XY平面两侧各自设置有至少2个侧金属体，至少2个侧金属体的最大长度的尺寸沿远离长金属体的方向增加后再减小。

优选的，位于同一金属板上的所有金属体中至少有一个金属体的最大长度比另一个金属体的最大长度大20%以上。

为了在尽量小的长度内获得最佳的带宽和最低的圆极化轴比，我们进一步让相邻的所述金属体之间的间距变化：位于同一金属板上的金属体为至少7个，至少存在6个设置在相邻金属体之间的最小间隙，这些金属体中设置有一个中金属体，该中金属体XY平面两侧各自设置有至少3个最小间隙，至少3个最小间隙的间距沿远离中金属体的方向增加后再减小。

优选的，位于同一金属板上至少有两个相邻金属体之间的最小间距比另两个相邻的金属体之间的最小间距大2倍。

本发明最重要的特点在于，通过采用宽度和长度不同、甚至差别很大的金属体，同时让它们之间的间距变化甚至急剧变化，实现超短宽带低圆极化轴比的圆极化器。

附图说明

图1为本发明的横截面示意图。

图2为本发明的A-A方向剖视示意图和实施实例1示意图。

图3为本发明实施实例2示意图。

附图中标号对应名称：1-金属板，11-金属体。

几个定义：

在图1中，Z方向为从读者、垂直从纸前面到纸背面的方向。

金属体的最大宽度：指在图1中该金属体上任意两点之间的连线在X方向上的投影的长度的最大值。由于金属体可能为不规则形状，其宽度随Z方向可能不同。

金属体的最大长度：指在图1中该金属体上任意两点之间的连线在Z方向上的投影的长度的最大值。由于金属体可能为不规则形状，其长度在随X方向可能不同。

位于同一金属板上的在Z方向相邻的金属体之间的最小间隙，指位于在图2中该相邻金属体之一上的任意一点和位于该相邻金属体之中的另一金属体上的任意一点之间的连线在Z方向上的投影的长度的最小值。由于金属体可能为不规则形状，相邻金属体之间的间距在垂直于Z方向的横截面上的不同点处可能不同。

具体实施方式