[发明专利]一种集成波导射频前端组件

说明书

技术领域

本发明属于电子通讯技术领域，特别是涉及一种集成波导射频前端组件，用于实现通信设备的极化复用和设备的实时备份。

背景技术

人们对通信速率以及通信设备的可靠性要求越来越高，解决通信速率最有效的办法是增加信道数量，但是在电磁频谱日益拥挤的今天，简单的通过增加带宽显然不现实，于是极化复用便成为增加信道最有效的方法，通过交叉极化复用，可以使得通信速率增加一倍。提高设备可靠性最直接的方法就是实现系统备份。目前各大通信设备制造商都在开展相关方面的研制工作。

为了在通信设备中实现极化复用和设备的实时备份，就必须在波导射频前端中用到OMT正交模耦合器，耦合器和双工器。

目前通用的做法是分别设计出OMT、定向耦合器、双工器。让后将他们组装在一起。这样的好处是三个器件分别设计，难度小，技术成熟，风险小，这三种波导器件大部分的器件供应商都能提供。但是其缺点也十分明显：1、三种器件组合在一起，由于不可能理论上的完全匹配，必然会导致性能指标下降，回波变差，插损增加，从而影响收发机和天线的匹配，增加系统噪声，降低发射总功率；2、三种器件组合在一起，集成度不高，体积大，重量大；3、三种器件分别采购组装，成本高，兼容性低；4、器件在组装时连接面处不可避免的存在缝隙，这些缝隙会带来电磁泄漏，带来电磁兼容问题；另外还会带来防水问题，增加密封成本；5、器件数目的增加必然会导致系统的复杂性增加，整体可靠性降低，从而导致后期设备的维护成本增加。

为了克服上述问题，将OMT、定向耦合器、双工器这三种器件集成为一个整体，作为系统的一个部件是一个有效的选择。

但是将这三种器件集成在一起，并且有较好的可制造性，满足大规模生产的需求，一直是一个难题。之前人们已经做过很多的工作，比如2003年Blen Albert Louis，Desargant Glenn J.；2007年Evangelos Avramis，Peter Hopkinson， David John Roulston， Ronald P.A. Schiltmans等都将OMT和双工器集成为一个整体，但是报道出来的产品都存在结构复杂加工困难，不能实现规模化生产。而将三种器件集成在一起尚未见报道。这是由于一下两个原因（1）传统的OMT需要金属膜片隔离交叉极化的电磁波，但膜片的加工的精度已经安装的精度和可靠性很难保证，这就造成传统OMT加工制造过程中必然有一定的不合格品。如果用传统OMT集成定向耦合和双工器，就会出现一旦OMT不合格，就会导致整个集成器件全部报废，带来较大经济损失；（2）之前传统方法将OMT和双工器集成在一起，由于两路电磁波信号极化互相垂直的缘故，双工器的输出端口和调谐螺钉必然不能在同一个面上，这就导致整个器件的零件较多，这样不但生产成本高，且会导致性能下降，调谐螺钉不在同一个面上，会导致在生产调试时极为麻烦。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种结构紧凑，加工和调整方便，精度高，适合于大规模批量生产的集成波导射频前端组件。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种集成波导射频前端组件，包括正交模耦合器、波导定向耦合器和三个双工器，其特征在于：所述正交模耦合器的水平极化输出端和垂直极化输出端之一与所述波导定向耦合器相连，所述定向耦合器的两个输出端分别连接一个双工器，所述正交模耦合器的另一个输出端连接另一个双工器；所述正交模耦合器垂直极化输出端或水平极化输出端通过一个转向结构转向后，使得三个双工器在同一个平面上。

一种实施方式：所述正交模耦合器的垂直极化输出端通过一个转向结构将垂直极化的电磁波就变为水平极化方式，与一个双工器相连；所述正交模耦合器的水平极化输出端连接所述波导定向耦合器，所述定向耦合器的两个输出端分别连接一个双工器。

其进一步特征在于：所述转向结构为矩形波导，所述矩形波导长边平行于正交模耦合器垂直极化输出端，所述矩形波导短边垂直于正交模耦合器垂直极化输出端。

所述正交模耦合器采用缝隙耦合的方式实现极化分离。

进一步的：所述波导定向耦合器和与其相连的两个双工器的谐振腔设置在一块整体模板一侧，所述另外一个双工器设置在所述整体模板的另一侧；所述整体模板中部连接有正交模耦合器部件（nose头），所述正交模耦合器部件上具有波导腔体；所述正交模耦合器部件与整体模板相组合形成正交模耦合器。

优选的：所述波导定向耦合器为平面魔T结构的定向耦合器，所述双工器为五腔一个零点结构的双工器。