[发明专利]微波频段正交模转换器及其信号分离与合路方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种微波无源器件，尤其涉及一种微波频段正交模转换器，相应地，还涉及其信号分离方法和信号合路方法。

【背景技术】

微波通信是目前国际上常用的无线通信手段之一，被广泛地应用于数据传输、广播电视传送、卫星通信、移动通信等领域。正交模转换器是无线传输产品的室外三端口网络器件，连接室外双极化天线和两个室外单元(ODU)，即两个收发一体信道通过正交模转换器共用一个天线。正交模转换器具有极化分离的功能。

正交模转换器连接天线和ODU单元，它的存在必然会带来损耗增大，驻波比变高，从而降低天线系统整机的性能，所以正交模转换器的设计就是要使正交模转换器在指定工作条件下满足系统要求。

为了确保有较好性能，在设计时需要保证正交模转换器在结构上完全对称。对于这样的正交模转换器，虽然性能较好，但结构复杂，成本较高而不利于批量生产。

例如由CN101872901A号专利公告公开的一种单元微波天线馈电装置及其制造方法可知，其由于介质环的存在导致不能一体化成型，并且由多个部件组成一个整体这样的结构非常复杂，装配成本高，调试时间长，加工精度要求过高。

【发明内容】

因此，本发明的首要目的在于克服上述不足，提供一种微波频段正交模转换器，用简单、紧凑的结构实现两种极化信号在高隔离度下分别匹配传输，整体加工，成本较低，利于批量生产。

本发明的另一目的与该首要目的相应，提供一种微波频段正交模转换器的信号分离方法，用于实现高隔离度信号分离传输。

本发明的再一目的也与该首要目的相应，提供一种微波频段正交模转换器的信号合路方法，用于实现高隔离度信号合路传输。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

适用于本发明首要目的的一种微波频段正交模转换器，包括公共波导、主终端波导及次终端波导，公共波导与主终端波导直通设置以形成用于传输第一极化信号的直臂分支，公共波导与次终端波导以彼此的轴线垂直设置以形成用于传输第二极化信号的折臂分支，该转换器为一体成型件；所述公共波导与主终端波导之间设有用于完成信号匹配的台阶波导组，该台阶波导组包含至少一级台阶波导；所述折臂分支设有耦合窗口，用于在所述台阶波导组的至少一级台阶波导与次终端波导之间实现信号耦合。所述耦合窗口与所述次终端波导之间设有至少一节信号变换段。

根据本发明的实施例所揭示，所述直臂分支的公共波导、台阶波导组及主终端波导间可呈非共轴设置。所述耦合窗口、变换段及次终端波导之间也可呈非共轴设置。

较佳的，所述公共端口、台阶波导组、主终端波导、耦合窗口、变换段以及次终端波导的轴线均处于同一平面，该转换器关于该平面呈对称结构。

较佳的，所述公共波导为非圆形波导，所述主终端波导和次终端波导均为矩形波导。

适用于本发明的另一目的的一种微波频段正交模转换器的信号分离方法，其将正交模转换器中公共通道的两路极化信号实现分离以分别传输到主分支通道和次分支通道，其特征在于包括如下步骤：

1)通过至少一级台阶波导的匹配作用将公共通道中第一极化信号匹配到主分支通道中进行传输，而其中第二极化信号在主分支通道处截止；

2)通过所述至少一级台阶波导中的至少一级台阶波导的匹配作用将公共通道中第二极化信号匹配到次分支通道中进行传输，而其中第一极化信号在次分支通道处截止。

进一步，预设两级或两级以上的台阶波导用于完成公共通道与主分支通道之间的信号匹配，而公共通道与次分支通道之间的信号匹配由耦合窗口从所述两级以上的台阶波导中的一部分台阶波导处耦合而得。

适用于本发明再一目的的一种微波频段正交模转换器信号合路方法，其将正交模转换器中主分支通道与次分支通道的各一路极化信号合路到公共通道中，其特征在于包括如下步骤：

1)通过至少一级台阶波导的匹配作用将主分支通道中的第一极化信号匹配到公共通道中进行传输，而其中第二极化信号在主分支通道处截止；

2)通过所述至少一级台阶波导中的至少一级台阶波导的匹配作用将次分支通道中第二极化信号匹配到公共通道中进行传输，而其中第一极化信号在次分支通道处截止。

进一步的，预设两级或两级以上的台阶波导用于完成公共通道与主分支通道之间的信号匹配，而公共通道与次分支通道之间的信号匹配由耦合窗口从所述两级以上的台阶波导中的一部分台阶波导处耦合而得。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：