[实用新型]一种平面结构圆极化与线极化微波双向转换器

说明书

本实用新型公开一种平面结构圆极化与线极化微波双向转换器，其包括多个转换单元，各转换单元包括依次叠置的第一谐振层、第一介质层、防透射层、第二介质层和第二谐振层；第一谐振层和第二谐振层分别包括两金属圆环，各金属圆环上分别设有一金属化过孔和一缺口；防透射层上设有两个通孔，两通孔分别与第一、第二谐振层中位于上部和位于下部的金属圆环上的金属化过孔相连通，且金属化过孔的边缘在防透射层上的投影位于通孔内部；第一谐振层的两金属圆环结构为中心对称，第二谐振层中的两金属圆环结构为上下对称；第一谐振层与第二谐振层中，位于上部的两金属圆环中的缺口位于金属化过孔的同一侧。本实用新型能够实现圆极化电磁波与线极化电磁波的双向转换，结构简单，转换效率较高。

技术领域

本实用新型涉及电磁波的极化转换技术领域，特别是一种平面结构圆极化与线极化微波双向转换器。

背景技术

信息化条件下，来自外界的电磁干扰对用频设备的威胁越来越大，电磁波的传播控制成为电磁领域研究的热点，电磁波的极化控制是电磁波空间传播控制的重要研究内容。无线电技术中，不同的极化在不同领域有着不同的应用。例如中波广播采用垂直极化传播，因为电波的特性，水平极化的电波传播会在大地表面产生极化电流，极化电流受大地的阻抗影响，会使电场信号衰减掉，而垂直极化方式不易产生极化电流。电视、调频广播和短波广播一般采用水平极化方式。电视信号和调频广播为空间直接波传播，不是地面波传播，不同于上述水平极化波在地球表面传播损耗大的情况。远距离的短波广播为电离层反射传播方式。采用水平极化的主要原因是：1) 工业电磁干扰大多为垂直极化的，采用水平极化有利于抗干扰； 2) 对于山丘和城市大建筑物阻挡造成信号传播的阴影区，当接收天线离地面高度大于一个波长时，水平极化电磁波的绕射能力比垂直极化略好一些：3) 架设水平极化天线时的支持物( 如铁杆、塔等) 及垂直馈线等的感应场的再辐射对天线特性影响较小。

垂直极化与水平极化都是线极化波。随着现代通信技术的发展，无线通信系统对天线的性能要求越来越高，普通的线极化天线已经难以满足人们的需求，圆极化天线越来越受到关注。与线极化电磁波相比，圆极化天线具有抗雨雾干扰、抗多径效应等优势，如果通信的一方或双方处于方向、位置不定的状态，例如在剧烈摆动或旋转的运载体( 如飞行器等) 上，为了提高通信的可靠性，收发天线之一应采用圆极化天线。在人造卫星和弹道导弹的空间遥测系统中，信号穿过电离层传播后，因法拉第旋转效应产生极化畸变，这也要求地面上安装圆极化天线作发射或接收天线。在军事上为了干扰和侦察敌方的通信或雷达目标，在未知敌方的极化状态下，需要应用圆极化天线，因此圆极化天线在卫星通信、GPS、物联网等领域得到了广泛的使用。

不同的极化有不同特点，线极化天线只能接受圆极化电磁波一半的能量，圆极化天线只能接受线极化一半的能量。如果通信双方的天线极化特性不一样，比如一个线极化，一个圆极化，则需要将电磁波的极化进行转换以达到能量的最佳发射和接收。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种平面结构圆极化与线极化微波双向转换器，其能够实现圆极化电磁波与线极化电磁波的双向转换，结构简单，转换效率较高。

本实用新型采取的技术方案为：一种平面结构圆极化与线极化微波双向转换器，包括多个转换单元，各转换单元包括依次叠置的第一谐振层、第一介质层、防透射层、第二介质层和第二谐振层；

第一谐振层和第二谐振层分别包括两金属圆环，各金属圆环上分别设有一金属化过孔，金属化过孔的一侧设有一从金属圆环外环边缘贯穿至内环边缘的缺口；防透射层上设有两个通孔，其中一个通孔与第一谐振层和第二谐振层中位于上部的金属圆环上的金属化过孔相连通，另一个通孔与第一谐振层和第二谐振层中位于下部的金属圆环上的金属化过孔相连通，且金属化过孔的边缘在防透射层上的投影位于通孔内部；

第一谐振层中的两金属圆环结构关于第一谐振层中心对称，第二谐振层中的两金属圆环结构为上下对称；第一谐振层与第二谐振层中，位于上部的两金属圆环中的缺口位于金属化过孔的同一侧。