CN1140912A - 波导和微带线模式变换器以及包含它的接收变频器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种波导和微带线模式变换器以及包含它的卫星接收变频器，该变换器包括圆波导、正交放置的第一和第二导体以及第三导体，第一和第二导体位于垂直于波导中圆波导轴的平面上，同水平极化波和垂直极化波对应，其两端严密隔离，第三导体的电势与环形波导的电势相等，放置在靠近第一和第二导体的每一端，从而在接收来自通信卫星的混合有水平极化波和垂直极化波的无线电波时获得作为变频器的足够大的交叉极化差异。

Description

波导和微带线模式变换器以及包含它的接收变频器
本发明涉及从例如通信卫星接收信号的波导和微带线模式变换器以及包含这种模式变换器的接收变频器。
近来，利用通信卫星的广播和通信日益广泛。通信卫星发送的无线电信号由水平极化波和垂直极化波构成用以在一个信道上传送两套节目，这两种极化波取决于电场变化的方向。
例如，在日本公开特许公报No.3-36243中揭示了一种接收这两种极化波的卫星接收变频器所采用的普通波导和微带线模式变换器耦合结构。
在该公报揭示的波导和微带线模式变换器耦合结构中，如用来表示波导和微带线模式变换器耦合结构的图1A和沿图1A中A-A’剖取的剖面图1B所示，接收水平和垂直极化波的探针天线31和32在圆波导1内放置为相互正交。
在作为另一现有技术的包含波导和微带线模式变换器耦合结构的卫星接收变频器中，如用来表示包含波导和微带线模式变换器的卫星接收变频器结构的图2A和沿图2A中B-B’剖取的剖面图2B所示，电介质衬底4插入圆波导1，分别用于水平极化波和垂直极化波的在电介质衬底4上的微带线形成了波导和微带线模式变换器51和52，并且这些波导和微带线模式变换器51和52相互正交放置。
在这种普通波导和微带线模式变换器耦合结构与包含它的卫星接收变频器中，当从发送水平极化波和垂直极化波的通信卫星上接收无线电波时，接收水平极化波和垂直极化波的两根探针天线，或者用于形成水平极化波和垂直极化波的波导和微带线模式变换器的两条微带线藉电场相互耦合，并且无法获得作为变频器的足够大的交叉极化差异。
本发明的目的就在于解决这个问题，因而其主要目标是提供一种波导和微带线模式变换器以及包含它的卫星接收变频器，使其能在接收来自通信卫星的混合了水平极化波和垂直极化波的无线电波时获得作为变频器的足够大的交叉横向极化差异。
为此，本发明提供一种波导和微带线模式变换器，它包含一圆波导、正交放置的第一和第二导体以及第三导体，第一和第二导体位于波导中的垂直圆波导轴的平面上，同水平极化波和垂直极化波对应，其两端严格隔离，而第三导体的电势与圆波导的电势相等，放置在靠近第一和第二导体的每一端。
本发明的卫星接收变频器包含上述波导和微带线模式变换器。
在这种构造中，第三导体的电势与接地的圆波导的电势相等，对应于水平极化波和垂直极化波的第一和第二导体正交放置，在它们内部激发电场的极性变得朝向第三导体，从而使第一导体和第二导体之间不发生电场耦合。
图1A为现有技术中波导和微带线耦合结构的侧视图；
图1B为沿图1A中箭头A-A’方向剖取的剖面图；
图2A为在另一现有技术中包含波导和微带线耦合结构的卫星接收变频器结构的侧视剖面图；
图2B为沿图2A中箭头B-B’方向剖取的剖面图；
图3为本发明的一个实施例中包含波导和微带线模式变换器的卫星接收变频器结构的侧视剖面图；以及
图4为沿图3中箭头C-C’方向剖取的剖面图。
以下借助附图详细描述在本发明一个较佳实施例中包含波导和微带线模式变换器的卫星接收变频器。
图3为包含本实施例的波导和微带线模式变换器的卫星接收变频器结构的侧视剖面图。在图3中，变频器外罩3紧靠输入波导1(圆波导)放置，这样放置绝缘衬底4，使其一端插入输入波导1而另一端在变频器外罩3内。绝缘衬底4的平面垂直于输入波导1的轴向。在输入波导1内的绝缘衬底4的部分上，正交形成微带线51和52(它们分别是对应于水平极化波和垂直极化波的第一和第二导体)，两导体端部互相隔离，从而构成一个波导和微带线模式变换器。作为第三导体的金属杆2连接成与输入波导1的电势相等，并穿过绝缘衬底4，放置得不与微带线51和52的隔离的端部接触。绝缘衬底4通常由电介质材料构成，并在变频器外罩3内部的某一位置上形成变频器电路。变频器电路的输出通过信号输出插座引出。
图4为沿图3所示卫星接收变频器的箭头C-C’方向剖取的剖面图，它示出了金属杆与波导和微带线(分别对应于电介质衬底上的水平极化波和垂直极化波)模式变换器的构造。在图4中，微带线51连同圆波导1构成了接收水平极化波的模式变频器。微带线52和圆波导1共同构成了接收垂直极化波的模式变频器。微带线51和52在与圆波导1的轴相垂直的电介质衬底4平面上正交放置。电介质衬底4内开有一孔，连接成电势与圆波导1的电势相等的金属杆插入微带线51和52之间。
以下描述这种结构的卫星接收变频器的操作。
来自通信卫星的包含水平和垂直极化波分量的无线电波进入输入圆波导1，由微带线51接收水平极化波分量，而由微带线52接收垂直极化波分量。
相应于接收到的极化波分量，分别在微带线51和52内激发起电场，而在微带线之间，由于有一电势与输入波导1的电势相等的金属杆2，它靠近但不接触微带线51和52，因此微带线51和52的激发电场直接被引导至金属杆2附近，从而避免了微带线51和52通过电场耦合。
在此操作中，当接收到来自通信卫星的同时包含水平和垂直极化波分量的无线电波时，就可以获得作为变频器的足够大的交叉极化差异。
因此按照本发明，金属杆的电势与接地的圆波导的电势相等，而对应于水平极化波和垂直极化波在由波导和微带线组成的模式变换器的各微带线内部激发的电场具有变得朝向金属杆的极化，从而可以避免微带线通过电场的相互耦合。
因此，当接收到来自通信卫星的同时包含水平和垂直极化波分量的无线电波时，就可以获得作为变频器的足够大的交叉极化差异。
在本实施例中，也可以采用现有技术的导体代替在绝缘板上形成的微带线作第一和第二导体。
以上阐述的是接收来自通信卫星的无线电波的情形，但本发明并不局限于接收通信卫星发送的无线电波。本发明可在权利要求的范围内作各种变动而不只限于已阐述的实施例。

Claims (7)

1.一种波导和微带线模式变换器，其特征在于包含：
圆波导；
正交放置的第一和第二导体，相应于水平极化波和垂直极化波，其两端严格隔离，并位于垂直于波导中圆波导轴的平面上；以及
电势与接地的所述圆波导的电势相同的第三导体，放置得紧靠所述第一和第二导体的各端。
2.如权利要求1所述的波导和微带线模式变换器，其特征在于进一步包含一放置于所述圆波导内的绝缘衬底，所述第一和第二导体是形成于所述绝缘衬底上的微带线。
3.如权利要求2所述的波导和微带线模式变换器，其特征在于所述绝缘衬底为电介质。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的波导和微带线模式变换器，其特征在于所述第三导体是一金属杆。
5.一种包含波导和微带线模式变换器的接收变频器，其特征在于包含：
圆波导；
沿垂直于所述圆波导的轴插入所述圆波导内的绝缘衬底；
第一和第二导体，它们是正交放置在波导内部的所述绝缘衬底部分内的微带线，对应于水平极化波和垂直极化波，其两端严密隔离；以及
电势与接地的所述圆波导的电势相同的第三导体，放置得紧靠所述第一和第二导体的各端，
其中，转换电路放在所述圆波导外部的所述绝缘衬底上。
6.如权利要求5所述的包含波导和微带线模式变换器的接收转换器，其特征在于所述绝缘衬底为电介质。
7.如权利要求5或6所述的包含波导和微带线模式变换器的接收变频器，其特征在于所述第三导体是一金属杆。
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