一种宽带正交模耦合器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及耦合器技术领域，尤其涉及一种宽带正交模耦合器。
【背景技术】
[0002]正交模耦合器作为实现双极化天馈的重要部件，如今在卫星通讯和军事雷达等方面已经得到广泛的应用，是一种很常见的器件。现有的正交模耦合器通常包含有一金属膜片。该金属膜片的主要作用是为了分离垂直极化电磁波与水平极化电磁波。
[0003]然而，随着遥感技术的发展，辐射计工作的频率不断提高，其频率已经进入毫米波段，并且正交模耦合器的尺寸也已经达到毫米量级，其加工精度要求甚至达到忽米量级。一方面传统正交模耦合器的金属膜片在这么高的精度要求下导致对机械加工的工艺要求越来越高；另一方面由于金属膜片非常薄，在受到振动、挤压或其他冲击因素的作用下，可能会导致变形甚至断裂，从而导致正交模耦合器的失效。
[0004]从而，有必要对现有的正交模耦合器进行改进。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种宽带正交模耦合器，以解决现有的正交模耦合器需要金属膜片的问题。
[0006]为了实现以上目的，本发明提供一种宽带正交模耦合器，包括金属壳，所述金属壳内部设有一腔室，所述腔室贯穿所述金属壳的首尾相对两面以及所述金属壳的一侧面；
分别设置在所述腔室的首尾两端的方形波导、第一标准波导，以及设置在所述腔室的侧端的第二标准波导；其中，所述方形波导作为该宽带正交模耦合器的公共端口，所述第一标准波导作为该宽带正交模耦合器的直通端口，所述第二标准波导作为该宽带正交模耦合器的耦合端口；在所述公共端口与所述直通端口之间设置尺寸渐变的波导装置取代金属膜片，使得垂直极化电磁波与水平极化电磁波通过所述尺寸渐变的波导装置分离，并分别通过所述直通端口与所述耦合端口输出。
[0007]较佳地，所述尺寸渐变的波导装置包括第一过渡波导、第二过渡波导、第三过渡波导、第一直通过渡波导、第二直通过渡波导、第三直通过渡波导、第四直通过渡波导、第一耦合过渡波导、第二耦合过渡波导、第三耦合过渡波导；设耦合端口中的电磁波传播方向为X轴正方向，直通端口中的电磁波传播方向为Y轴正方向，垂直于X轴方向与Y轴方向所在的平面的方向为Z轴方向；其中:
所述第一过渡波导、第二过渡波导、第三过渡波导、第一直通过渡波导、第二直通过渡波导、第三直通过渡波导、第四直通过渡波导依次串联；
所述第一耦合过渡波导位于所述第三过渡波导的底部，且在Z轴方向对称分布在所述第三过渡波导的两侧，并与所述第三过渡波导相连；并且所述第一耦合过渡波导的尾端与所述第三过渡波导的尾端齐平，所述第一耦合过渡波导在Y轴上的投影的长度短于所述第三过渡波导在Y轴上的投影的长度； 所述第二耦合过渡波导位于所述第一直通过渡波导的底部，且在Z轴方向对称分布在所述第一直通过渡波导的两侧，并与所述第一直通过渡波导相连；并且所述第二耦合过渡波导的首端与所述第一耦合过渡波导的尾端相连；
所述第三耦合过渡波导位于所述第二直通过渡波导的底部，且在Z轴方向对称分布在所述第二直通过渡波导的两侧，并与所述第二直通过渡波导相连；并且所述第三耦合过渡波导的首端与所述第二耦合过渡波导的尾端相连；
所述第一过渡波导与所述公共端口相连，所述第四直通过渡波导与所述直通端口相连；所述第三耦合过渡波导以及所述第二直通过渡波导与所述耦合端口相连；
并且，所述第一过渡波导、第二过渡波导、第三过渡波导在Z轴上的投影的长度相对于所述公共端口在Z轴上的投影的长度依次递减；所述第一直通过渡波导、第二直通过渡波导在Z轴上的投影的长度相对于所述第三过渡波导在Z轴上的投影的长度依次递减；所述第三直通过渡波导在Z轴上的投影的长度小于所述第二直通过渡波导在Z轴上的投影的长度，所述第四直通过渡波导在Z轴上的投影的长度小于或等于所述第三直通过渡波导在Z轴上的投影的长度，所述第四直通过渡波导在Z轴上的投影的长度大于或等于所述直通端口在Z轴上的投影的长度；所述第三过渡波导与其两侧的第一耦合过渡波导在Z轴上的投影的总长度大于或等于所述耦合端口在Z轴上的投影的长度；所述第一直通过渡波导与其两侧的第二耦合过渡波导在Z轴上的投影的总长度大于或等于所述耦合端口在Z轴上的投影的长度；所述第二直通过渡波导与其两侧的第三耦合过渡波导在Z轴上的投影的总长度大于或等于所述耦合端口在Z轴上的投影的长度。
[0008]较佳地，所述第三耦合过渡波导由一矩形波导与一三角形波导连接而成。
[0009]较佳地，所述第一过渡波导、第二过渡波导、第三过渡波导均为方形波导，且所述第一过渡波导的边长小于所述公共端口的边长，所述第二过渡波导的边长小于所述第一过渡波导的边长，所述第三过渡波导的边长小于所述第二过渡波导的边长。
[0010]较佳地，所述第一直通过渡波导在X轴上的投影的长度与所述第三过渡波导在X轴上的投影的长度相等，所述第二直通过渡波导在X轴上的投影的长度与所述第一直通过渡波导在X轴上的投影的长度相等，所述第三直通过渡波导在X轴上的投影的长度大于所述第二直通过渡波导在X轴上的投影的长度，所述第四直通过渡波导在X轴上的投影的长度大于所述第三直通过渡波导在X轴上的投影的长度，所述第四直通过渡波导在X轴上的投影的长度小于所述直通端口在X轴上的投影的长度。
[0011 ] 较佳地，所述金属壳上设有一凹槽，用于减轻宽带正交模耦合器的重量。
[0012]较佳地，所述金属壳上设置有若干个安装孔。
[0013]为了实现以上目的，本发明提供一种宽带正交模耦合器，包括:
金属壳，所述金属壳内部设有一腔室，所述腔室贯穿所述金属壳的首尾相对两面以及所述金属壳的一侧面；
分别设置在所述腔室首尾两端的方形波导、第一标准波导，以及设置在侧端的第二标准波导；其中，所述方形波导作为该宽带正交模耦合器的公共端口，所述第一标准波导作为该宽带正交模耦合器的直通端口，所述第二标准波导作为该宽带正交模耦合器的耦合端口 ；在所述公共端口与所述直通端口之间依次设置有第一过渡波导、第二过渡波导、第三过渡波导、第一直通过渡波导、第二直通过渡波导、第三直通过渡波导、第四直通过渡波导、第一耦合过渡波导、第二耦合过渡波导、第三耦合过渡波导；设耦合端口中的电磁波传播方向为X轴正方向，直通端口中的电磁波传播方向为Y轴正方向，垂直于X轴方向与Y轴方向所在的平面的方向为Z轴方向；其中:
所述第一过渡波导、第二过渡波导、第三过渡波导、第一直通过渡波导、第二直通过渡波导、第三直通过渡波导、第四直通过渡波导依次串联；
所述第一耦合过渡波导位于所述第三过渡波导的底部，且在Z轴方向对称分布在所述第三过渡波导的两侧，并与所述第三过渡波导相连；并且所述第一耦合过渡波导的尾端与所述第三过渡波导的尾端齐平，所述第一耦合过渡波导在Y轴上的投影的长度短于所述第三过渡波导在Y轴上的投影的长度；
所述第二耦合过渡波导位于所述第一直通过渡波导的底部，且在Z轴方向对称分布在所述第一直通过渡波导的两侧，并与所述第一直通过渡波导相连；并且所述第二耦合过渡波导的首端与所述第一耦合过渡波导的尾端相连；
所述第三耦合过渡波导位于所述第二直通过渡波导的底部，且在Z轴方向对称分布在所述第二直通过渡波导的两侧，并与所述第二直通过渡波导相连；并且所述第三耦合过渡波导的首端与所述第二耦合过渡波导的尾端相连；
所述第一过渡波导与所述公共端口相连，所述第四直通过渡波导与所述直通端口相连；所述第三耦合过渡波导以及所述第二直通过渡波导与所述耦合端口相连；
并且，所述第一过渡波导、第二过渡波导、第三过渡波导在Z轴上的投影的长度相对于所述公共端口在Z轴上的投影的长度依次递减；所述第一直通过渡波导、第二直通过渡波导在Z轴上的投影的长度相对于所述第三过渡波导在Z轴上的投影的长度依次递减；所述第三直通过渡波导在Z轴上的投影的长度小于或等于所述第二直通过渡波导在Z轴上的投影的长度，所述第四直通过渡波导在Z轴上的投影的长度小于或等于所述第三直通过渡波导在Z轴上的投影的长度，所述第四直通过渡波导在Z轴上的投影的长度大于或等于所述直通端口在Z轴上的投影的长度；所述第三过渡波导与其两侧的第一耦合过渡波导在Z轴上的投影的总长度大于或等于所述耦合端口在Z轴上的投影的长度；所述第一直通过渡波导与其两侧的第二耦合过渡波导在Z轴上的投影的总长度大于或等于所述耦合端口在Z轴上的投影的长度；所述第二直通过渡波导与其两侧的第三耦合过渡波导在Z轴上的投影的总长度大于或等于所述耦合端口在Z轴上的投影的长度。
[0014]较佳地，所述第一过渡波导、第二过渡波导、第三过渡波导均为方形波导，且所述第一过渡波导的边长小于所述公共端口的边长，所述第二过渡波导的边长小于所述第一过渡波导的边长，所述第三过渡波导的边长小于所述第二过渡波导的边长。
[0015]较佳地，所述第一直通过渡波导在X轴上的投影的长度与所述第三过渡波导在X轴上的投影的长度相等，所述第二直通过渡波导在X轴上的投影的长度与所述第一直通过渡波导在X轴上的投影的长度相等，所述第三直通过渡波导在X轴上的投影的长度大于所述第二直通过渡波导在X轴上的投影的长度，所述第四直通过渡波导在X轴上的投影的长度大于所述第三直通过渡波导在X轴上的投影的长度，所述第四直通过渡波导在X轴上的投影的长度小于所述直通端口在X轴上的投影的长度。
[0016]本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果: I)本发明的宽带正交模耦合器利用尺寸渐变的波导装置使得垂直极化电磁波与水平极化电磁波通过所述尺寸渐变的波导装置分离，从而不需使用金属膜片，因此降低了加工的难度；并且由于没有金属膜片，就不存在金属膜片破