[发明专利]一种K波段小型化正交模转换器

说明书

本发明属于卫星通信技术领域，公开了一种K波段小型化正交模转换器，包括：输入接口、第一输出接口和第二输出接口。输入接口采用渐变式公共波导，输出接口通过矩形波导直接耦合于公共波导两侧来进行实现，实现了每个端口的良好的匹配以及输入信号理想的分离效果。本发明结构简单、易于生产，在21‑24GHz频带内端口驻波比均小于1.2，两个正交端口隔离参数小于‑45dB。其有别于其他模式转换器的特点在于具有很好的模式分离传输性能且其结构简单、尺寸较小，便于加工及工程应用。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，尤其涉及一种K波段小型化正交模转换器。

背景技术

正交模转换器，也称双模变换器。正交模转换器一般是用于在无线电电子设备系统前端的天线馈电网络中，实现两个正交极化信号的独立工作，并且可以鉴别公共端口上两个独立信号的模式，并将它们分别传输给两个独立端口并实现两个端口的单一模式输出。正交模转换器能使所有端口匹配，其作为双极化天线中的重要部件，在解决频率复用方面发挥着重要作用。现有的正交模耦合器为了保证每个输出端口良好的模式传输性能及器件的结构简单，两输出端口通常为相互垂直的两个标准矩形波导端口，并且通过调整输出端口标准矩形波导的尺寸来控制其传输模式，在实际工程应用中，这两个相互垂直的输出端口最终仍需要连接到双工器的两平行矩形波导端口上，这中间需要加入过渡波导和弯波导才能实现，这大大增加了设计的复杂度，过多的过渡波导和弯波导带来更大的损耗，影响系统性能指标，更不利于系统集成。为了设计出满足工程指标要求的正交模转换器，通常会使得器件的物理尺寸较大，不利于实际应用及工程实现。若解决OMT在此技术上存在的问题，则会使得OMT的应用范围更广，从而真正实现频率复用，提高信道的使用效率。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的正交模转换器两个相互垂直的输出端口最终仍需要连接到双工器的两平行矩形波导端口上，中间需要加入许多过渡波导及弯波导才能实现，大大增加了设计的复杂度；过多的过渡波导带来更大的损耗，影响系统性能指标，更不利于系统集成。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种K波段小型化正交模转换器、无线电电子设备。

本发明是这样实现的，一种K波段小型化正交模转换器，所述K波段小型化正交模转换器设置有：

采用渐变式公共波导的输入接口；

采用公共波导耦合侧矩形波导的两个输出接口。

进一步，所述输入接口为φ4.5mm非标圆波导。

进一步，第一、二输出接口均为10.67mm×4.32mm非标矩形波导，严格的电对称性抑制了两个输出接口中高次模的传输。

进一步，所述输入接口为圆形波导，并在波导壁分支处的对边进行矩形切割，切割深度不同形成渐变式公共波导，保证了输入端良好的匹配和回波损耗特性。

进一步，所述输出接口通过公共波导壁上直接耦合矩形波导，在公共波导中段耦合矩形波导，极大的简化了OMT结构，使得所述OMT便于设计和工程应用。

进一步，通过几个不同尺寸矩形波导过渡到第一输出接口，保证了输出端口良好的匹配效果输出水平极化信号；在公共波导底部耦合矩形波导，方向与第一输出端口分支的方向相反；通过几个不同尺寸过渡到第二输出接口，输出垂直极化信号。

进一步，在公共波导与侧边矩形波导耦合处含有耦合凹槽，保证了输出端口的良好的匹配和回波损耗特性。

本发明的另一目的在于提供一种使用所述K波段小型化正交模转换器的无线电电子设备。

本发明输入接口输入一组正交的极化信号，由圆形公共波导传播，在圆形公共波导中的场分布可表示为：

H_z＝AsinφJ₁(k_cρ)e^-jβz