[发明专利]金属体高度变化的紧凑型圆极化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属体高度变化的紧凑型圆极化器。具体地说，涉及一种加工容易，加工精度容易保证的紧凑型宽带低轴比圆极化器。

背景技术

圆极化波在是卫星通信中应用广泛。圆极化器被广泛用于将线极化波转换为圆极化波。在圆极化器的输入端输入两个幅度和相位都相同的正交极化的线极化波，由于结构的不对称性，两个线极化波通过圆极化器后，其相位差从原来的零度变化为90度。圆极化器的上述功能是在方波导或圆波导中相对内壁上加载金属柱来实现的。传统的圆极化器中加载的金属柱的宽度和长度一般相同或相近，其高度沿圆极化器的轴向先单调增加，然后再单调减小。而且沿圆极化器的轴线方向相邻金属柱的中心之间的间距近似为1/4倍波导波长。上述设计思路使传统的圆极化器在宽带、小型化和低圆极化轴比方面受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工容易，加工精度容易保证的紧凑型宽带低轴比圆极化器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

金属体高度变化的紧凑型圆极化器，包括一根波导，和至少2列沿Z轴方向排列的金属体；所述波导为柱状；每列金属体包括至少3个金属体；每列金属体中所有金属体只与所述波导的左内壁、右内壁、上内壁、下内壁中的一个内壁相连；任一一列金属体与另外一列金属体分别设置在波导的两个相对的内壁上；任一一列金属体中沿Z轴方向相邻的金属体之间存在间隙；所述Z轴方向是波导轴线方向，也就是该金属体高度变化的紧凑型圆极化器的长度方向；所述左方指X轴方向，所述右方指-X轴方向；所述上方指Y轴方向，所述下方指-Y轴方向；与波导的左内壁或右内壁相连的任一金属体的最大高度指位于该金属体上的任意两点的连线在X轴方向上的投影长度的最大值；与波导的左内壁或右内壁相连的任一金属体的最大宽度指位于该金属体上的任意两点的连线在Y轴方向上的投影长度的最大值;与波导的上内壁或下内壁相连的任一金属体的最大高度指位于该金属体上的任意两点的连线在Y轴方向上的投影长度的最大值;与波导的上内壁或下内壁相连的任一金属体的最大宽度指位于该金属体上的任意两点的连线在X轴方向上的投影长度的最大值；任一金属体的最大长度指位于该金属体上的任意两点的连线在Z轴方向上的投影长度的最大值;任意一对相邻金属体之间的最小距离指分别位于该对相邻金属体上的任意两点的连线在Z轴方向上的投影长度的最小值。

属于同一列的金属体为至少5个；属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的三个金属体，在其中每一组相邻的三个金属体中，中间的金属体的最大宽度大于其两端的金属体的最大宽度；该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。

属于同一列的金属体为至少5个；属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的三个金属体，在其中每一组相邻的三个金属体中，中间的金属体的最大高度大于其两端的金属体的最大高度；该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。

为了改善器件的性能，我们放松了传统设计中对所述金属体宽度、高度、长度和间距的限制。

沿Z轴方向，所述金属体的最大宽度允许非单调变化：属于同一列的金属体为至少5个；属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的三个金属体，在其中每一组相邻的三个金属体中，中间的金属体的最大宽度大于其两端的金属体的最大宽度或者中间的金属体的最大宽度小于其两端的金属体的最大宽度；该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。传统的结构所述金属体的宽度沿Z轴方向不变。本发明的金属体中，至少存在两个金属体的宽度最大值，可以获得更佳带宽、更低圆极化轴比或更短的圆极化器。

沿Z轴方向，所述金属体的最大高度允许非单调变化：属于同一列的金属体为至少5个；属于同一列的所有金属体中，至少有两组相邻的三个金属体，在其中每一组相邻的三个金属体中，中间的金属体的最大高度大于其两端的金属体的最大高度或者中间的金属体的最大高度小于其两端的金属体的最大高度；该两组相邻的三个金属体中可以包括共同的金属体。传统的结构中所述金属体的高度沿Z轴方向线单调增加，然后单调减小，只有一个高度最大值。本发明的金属体中，至少存在两个金属体的高度最大值，可以获得更佳带宽、更低圆极化轴比或更短的圆极化器。