[实用新型]T形结构正交模转接器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种T形结构正交模转接器。具体地说，涉及一种加工容易，加工精度容易保证的T形结构正交模转接器。

背景技术

正交模转接器（OrthogonalModeTransducer,OMT）是卫星通信中的关键元件。在线极化工作模式中，异频正交模转接器被用来将上行和下行的信号根据其交叉的线极化方式不同加以分离。同频正交模转接器用来将同频率的两个互相垂直的极化方向的信号相加产生一个线极化波，以克服信号传输过程中极化方向的旋转带来的问题。正交模转接器为三端口器件。传统的T形结构正交模转接器为三维三端口器件，一般采用开模铸造方式生产。当产品批量不大和工作频率很高（比如在毫米波频段和太赫兹频段）时，该方法成本很高，精度有限，难以满足要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种精度容易保证，加工成本低的T形结构正交模转接器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

T形结构正交模转接器，包括由至少一个耦合段，公共端，端口A，端口B。公共端中心处的法线方向沿-Z方向。所有耦合段沿Z方向相互连通构成耦合腔。端口A和端口B直接与耦合腔连通或通过至少一个匹配段分别与耦合腔连通；公共端直接与耦合腔连通或通过至少一个匹配段分别与耦合腔连通。

一般的，端口A的指向沿Y方向，公共端的指向沿-Z方向，端口B的指向沿-X方向。

公共端的最大宽度和最大高度相差小于20%。较佳的实现方式，公共端的最大宽度和最大高度相同，一般为方波导或圆波导。

为了便于加工，特别是在高频毫米波频段和太赫兹频段保证加工的进度，降低加工成本，我们将整个器件分为底座和盖板并且将器件的所有的电磁场结构都安排在底座上。所述盖板的底面为平面的一部分。这种安排的另一个好处是，底座和盖板之间的对位误差对器件的性能的影响被大大降低。为此，我们让所述T形结构正交模转接器的所有部分的上表面齐平。所述T形结构正交模转接器包括所有耦合段、匹配段、公共端、端口A和端口B。

关于各端口的方向，我们有几种不同组合：

第一种情况，端口A中心处的法线方向与Z方向之间的夹角大于-45度，小于45度。端口B中心处的法线方向与Z方向之间的夹角大于45度，小于135度。即端口A中心处的法线方向与Z方向之间的夹角为夹角A，夹角A的取值范围为：45度≥A≥-45度，端口B中心处的法线方向与Z方向之间的夹角为夹角B，夹角B的取值范围为：135度≥A≥45度；较佳的情况，端口A的法线方向与Z方向之间的夹角为零，端口B中心处的法线方向与Z方向之间的夹角为90度。

为了改善该T形结构正交模转接器的公共端的极化隔离度，我们选择在所述耦合腔上设置波导短路支节：至少一个耦合段的宽度大于D+E；其中D为与所述耦合腔直接相连的所有匹配段、与所述耦合腔直接相连的公共端、与所述耦合腔直接相连的端口A和与所述耦合腔直接相连的端口B的宽度的最大值；E为所述T形结构正交模转接器最高工作频率处自由空间波长的20%。

这时，为了实现公共端和端口A端口之间的对中，我们在端口A外接波导A。同时外接波导A的与端口A连接处的横截面的几何中心点与公共端的中心点的连线与Z方向平行。

第二种情况，端口A中心处的法线方向与Z方向之间的夹角大于45度，小于135度。端口B中心处的法线方向与端口A中心处的法线方向之间的夹角大于90度，小于270度。即端口A中心处的法线方向与Z方向之间的夹角为夹角A，夹角A的取值范围为：135度≥A≥45度，端口B中心处的法线方向与端口A中心处的法线方向之间的夹角为夹角B，夹角B的取值范围为：270度≥A≥90度；较佳的情况，端口A的法线方向与Z方向之间的夹角为90度，端口B中心处的法线方向与Z方向之间的夹角也为90度。端口A的法线方向与端口B中心处的法线方向相反，分别指向X方向和-X方向。

为了改善该T形结构正交模转接器的公共端的极化隔离度，我们选择在所述耦合腔上设置波导短路支节：至少有一个只与相邻的耦合段连通的耦合段在平行于Z轴方向上的最大尺寸大于所述T形结构正交模转接器最高工作频率处自由空间波长的20%。

上述两种情况，通常用于异频正交模转接器的设计中。