制造极化波分路器的方法技术

本发明专利技术提出一种偏振／频率分路器的优化的方法，生产后不需要调整并且可以完全通过模制生产。偏振波分路器包括各种部件，包括一个经由过渡区（２和４）连接到两个滤波器（３和５）的偏振分路器（１）。各种部件的整体尺寸是这样的，分路器的传递特性好于由构成分路器的各部件的特性总和所带来的特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到一种波导频带/偏振分路器。特别是，本专利技术涉及到一种线性偏振分路器，它包括波导滤波功能以分离发射波和接收波。
技术介绍
双路卫星传输使用不同的发射和接收频带。使用不同的发射和接收偏振是已知的。此外，当分配频带时，为了满足高频和偏振分离限制，使用波导技术已是公知的。到目前为止，这种类型的装置还没有被大规模生产，各个部件生产相对昂贵。现在，还没有可以低成本大规模生产的紧凑的高性能分路器。
技术实现思路
本专利技术提出一种偏振/频率分路器的最优化的方案，生产后不需要调整并且可以完全通过模制生产。本专利技术是一个包括各种部件的偏振波分路器。至少一个公共波导具有一个适合让至少两种不同偏振传播的截面，公共波导具有第一和第二端，第一端构成公共输入/输出。第一狭槽被设置在公共波导的第二端，第一狭槽让具有第一种偏振的波传播。第二狭槽被设置在公共波导的侧向部分，第二狭槽让具有第二种偏振的波传播。第一过渡区在波导横截面上提供了一个变化。第二过渡区在波导横截面上提供了一个变化。第一波导滤波器具有第一端，它经由第一过渡区连接到第一狭槽；和第二端，它构成第一单独的输入/输出。第二波导滤波器具有第一端，它经由第二过渡区连接到第二狭槽；和第二端，它构成第二单独的输入/输出。各种部件的整体尺寸是这样的，在发射频带内和在接收频带内，一方面在公共输入/输出和第一单独输入/输出之间，另一方面在公共输入/输出和第二单独输入/输出之间，所测量的分路器的传递特性，好于由构成分路器的各部件在所述频带内的特性总和所带来的特性。附图说明在阅读随后的描述时，本专利技术将被更清楚地理解，其他特征和优点也将变得显而易见，描述将参考附图给出，其中图1显示了根据本专利技术的分路器的框图；和图2-5显示了构成本专利技术的分路器的四个部件。具体实施例方式图1显示了根据本专利技术的分路器的框图。分路器包括一个与波导天线部件连接的公共端口(或公共输入/输出)，例如一个角，并包括两个单独的端口(或单独的输入/输出)，一方面连接到一个发射电路，另一方面连接到一个接收电路。图1中标明的箭头目的仅仅在于，在给定发射或接收配置中指出波行进的方向。假定发射和接收电路(和频带)被颠倒，箭头的方向也可以反转而分路器不用任何其他的修改。连接着公共端口的偏振分路器1将来自天线的波分离为具有两种不同偏振的两组波，在这个例子中，被分离为两种线性的和相互垂直的偏振。第一过渡区2连接到偏振分路器1，以发射(或接收)来自第一滤波器3第一端的具有第一种偏振的波。滤波器3的第二端构成第一单独的端口。第二过渡区4连接到偏振分路器1，以接收(或发射)具有第二种偏振的波并将它们传输到第二滤波器5的第一端。第二滤波器5的第二端构成第二单独的端口。使用这种类型装置的一种传统方法包括单独选择和确定各种部件的尺寸，利用一个恒定截面且长度至少为λg/2的波导部分将它们连接一起，其中λg为特定于波导的波长，这样各种部件不会相互干涉。因此，整个组合件的传递特性稍微次于单独选用各个部件的特性总和。“总和”应该被理解为意味着特性的结合，它不是一个数学总和而是矩阵积(product of matrices)的结果。因此，各种部件必须单独地具有非常高的性能，这样才能产生与想要性能相符的组合件。根据本专利技术，确定各种部件的尺寸的方法以一种整体的方式进行。首先，要根据特性定义想要的性能等级。例如，想要生产一种分路器，它在发射模式运行在29.5和30GHz之间的频带，在接收模式运行在19.7和20.2GHz之间的频带。理想的是，各个端口具有的反射系数小于-30dB，在公共端口和具有第一种偏振的第一单独端口之间且在发射频带中的传输因数系数大于-0.8dB，在公共端口和具有第二种偏振的第二单独端口之间和在接收频带中的传输因数系数大于-0.8dB，在公共端口和具有第一种偏振的第二单独端口之间和在发射频带中的传输因数系数小于-30dB，在公共端口和具有第二种偏振的第一单独端口之间和在接收频带中的传输因数系数小于-30dB，在第一单独端口和第二单独端口之间，无论怎样的偏振，传输因数系数小于-60dB。接下来，基于现有技术进行技术选择。偏振分路器1是，例如，一个具有一个侧面狭槽并且在一端具有一个狭槽的正方形截面的波导。从现有技术可知，狭槽的使用需要阻抗匹配，利用产生波导/波导过渡区2和4的台阶可以实现它。滤波器3和5例如是具有利用波导E平面短轴(E-pane stub)产生的极的波导滤波器。优化是从一个原理开始的，即可以引入与各种部件相关的电容或电感型的寄生谐振以有利地与偏振分路器交互作用。因此，优化允许了制造材料的节约，因为用于连接的短轴变得不必要了。优化的开始点与标准的确定尺寸操作是相对应的。偏振分路器1形成为一个根据技术规则利用空隙耦合的正方形波导并且以有可能最佳的性能精确地覆盖了Tx(发射)和Rx(接收)频带。图2显示了一种偏振分路器的透视图(图2a)，和两个不同角度的两个侧视图(图2b和2c)。为了图2和以下各图的易读性，仅仅显示各部件的活动壁(active wall)。然而，图2和其他图对应于由优化产生的各部件，当我们继续时，将解释一些细节。偏振分路器1是一个具有侧面C的正方形截面的短轴，它的一端10构成公共端口，另一端被封闭并由一个长度af1、宽度bf1、厚度ef1的狭槽11刺穿。第二狭槽12被放置在短轴的一侧，距短轴被封闭端的距离为dcc处，使得波导在用于导波波长的狭槽中心处终止于短路。第二狭槽12的长度为af2、宽度为bf2、厚度为ef2。狭槽与端部10隔开的波导长度为LG。正方形波导尺寸的选择依赖于Rx频带中的截止频率——对基谐模传播是必要的——并依赖于Tx频带中的高阶模的数量。另外，有必要在导波波长中含有最小可能的变化，这使得在频带内的匹配更容易。后一种情况意味着选取一个波导，它的尺寸比Rx频带截止处的波导尺寸大约大20％。在本例中，具有7.7mm大侧面的波导给出的截止频率为19.5GHz；因为TE20模具有的截止频率为30GHz，所以选择的尺寸至少大20％，但是小于10mm。因此我们的选择为C＝9.6mm。狭槽的尺寸是这样af＞λm/2，af/bf＞a/b，并且bf非常小，λm是被传输频带的平均波长，af是狭槽的长度，bf是狭槽的宽度，a和b分别代表所关注的频带内的标准波导的长度和宽度，这样仅仅基谐模TE10可以传播。这样一个狭槽在谐振时的等效电路被并联的LC等效电路给出。通过逐渐增加bf，谐振条件意味着af必须同时增加。因此，从狭槽的已知等效电路图表中，C减小，L增加，从而产生谐振狭槽的品质因数Q(Q与C/L的平方根成比例)并因此它的带宽增加。这个带宽的增加有损于匹配。狭槽的厚度理论上必须尽可能的小以具有最佳的耦合，然而从机械观点看，它必须至少为波导的厚度。因此，狭槽的厚度被选择为ef1＝ef2＝0.5mm。狭槽的厚度对耦合选择性有影响；这是因为行为(behaviour)不再是单独的谐振而传播效果开始形成。这马上减少了选择性。根据技术规则执行的尺寸确定操作给出的结果为af1＝4.77mmbf1＝1.96mmaf2＝7.5mm bf2＝0.66mmLG＝λg＝15mm dcc＝λg/4＝3.75mm。它的一个原因是为了改善匹配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振波分路器，它包括至少以下的部件：一个公共波导（１），其具有一个适合让至少两种不同偏振传播的横截面，公共波导具有第一和第二端，第一端构成公共输入／输出（１０）；第一狭槽（１１），其设置在公共波导（１）的第二端上，第一狭槽让具有第一种偏振的波传播；第二狭槽（１２），其设置在公共波导（１）的侧向部分上，第二狭槽让具有第二种偏振的波传播；第一过渡区（２），其在波导横截面上提供了一个变化；第二过渡区（４），其在波导横截面上提供了一个变化；第一波导滤波器（３），其具有第一端和第二端，其中第一端经由第一过渡区（２）连接到第一狭槽（１１），而第二端构成第一单独的输入／输出；和第二波导滤波器（５），具有第一端和第二端，其中第一端经由第二过渡区（４）连接到第二狭槽（１２），而第二端构成第二单独的输入／输出；其特征在于，各种部件的整体尺寸是这样的，在发射频带内和在接收频带内，一方面在公共输入／输出和第一单独输入／输出之间，另一方面在公共输入／输出和第二单独输入／输出之间，所测量的分路器的传递特性，好于由构成分路器的各部件在所述频带内的特性总和所带来的特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普钱贝林，阿利洛齐尔，亨利福尔多伊克斯，
申请(专利权)人：汤姆森特许公司，
类型：发明
国别省市：FR[]