扭轉(zhuǎn)間隔件偏振旋轉(zhuǎn)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于高頻射頻通信系統(tǒng)中的裝置。更具體地，本發(fā)明涉及用于改變穿過波導(dǎo)的信號的偏振的偏振旋轉(zhuǎn)器。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)器元件被放置成與波導(dǎo)方向一致，用于在對信號進行進一步處理之前改變信號的偏振方向。與天線關(guān)聯(lián)的波導(dǎo)可以包括偏振旋轉(zhuǎn)功能，例如允許天線在水平偏振方向和豎直偏振方向之間的轉(zhuǎn)換，而不需要旋轉(zhuǎn)整個天線組件。
[0003]在線偏振旋轉(zhuǎn)元件的幾何構(gòu)型在技術(shù)領(lǐng)域中是廣泛已知的。插入到電信號通道中的轉(zhuǎn)換元件通過期望的角度的旋轉(zhuǎn)逐步地旋轉(zhuǎn)信號，例如從“豎直偏振”到“水平偏振”(或從“水平偏振”到“豎直偏振”)旋轉(zhuǎn)90度。轉(zhuǎn)換元件可以具有多個板、層、或者類似物。但是，這些額外的元件增加了部件的總數(shù)量，使得制造復(fù)雜化。另外，多層結(jié)構(gòu)會在多個板/層的各層間引入對準(zhǔn)和/或信號泄漏的問題。
[0004]可替代地，轉(zhuǎn)換元件可以采用延伸穿過波導(dǎo)的多個銷狀件。但是，波導(dǎo)側(cè)壁上的每個銷狀件的插入和密封會是勞動密集型的。于1951年9月20日向J.F.Zaleski發(fā)布的美國專利號 2628278〃Apparatus for Rotating Microwave Energy"( “用于旋轉(zhuǎn)微波能量的裝置”)公開了一種可調(diào)的圓形波導(dǎo)偏振旋轉(zhuǎn)器，其能使用通過銷狀件懸掛在波導(dǎo)內(nèi)部的扭轉(zhuǎn)間隔元件，所述銷狀件的每個端部聯(lián)接到波導(dǎo)的兩個可旋轉(zhuǎn)的主體部分的側(cè)壁。通過使得主體部分相對于彼此扭轉(zhuǎn)，間隔件被扭轉(zhuǎn)以獲得期望的偏振角度轉(zhuǎn)換。雖然所需的側(cè)壁銷狀件互連的數(shù)量被減少，但是懸掛在銷狀件之間的薄的間隔件元件經(jīng)過一段時間易受到振動、下垂和/或其他形式的畸變的影響。
[0005]取決于所使用的設(shè)備組合，還需要例如在圓形到矩形波導(dǎo)之間的波導(dǎo)的截面轉(zhuǎn)換件，以作為設(shè)置在例如天線和轉(zhuǎn)換件或接收件之間的又一額外部件。
[0006]波導(dǎo)和射頻設(shè)備產(chǎn)業(yè)中的競爭主要集中在提升導(dǎo)電性能，減少整體特殊元件的數(shù)量，以及減少制造、安裝和/或配置的開銷上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷的裝置。
【附圖說明】
[0008]附圖并入并且構(gòu)成本說明書的一部分，說明了本發(fā)明的實施例，其中附圖中相同的參考標(biāo)記表示相同的特征或元件，并且可能不是每個標(biāo)號出現(xiàn)的附圖都做了詳細(xì)說明，結(jié)合本發(fā)明的上述大體說明，本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述將如下給出，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0009]圖1是示例的扭轉(zhuǎn)間隔件偏振旋轉(zhuǎn)器的示意性的某角度等距視圖。
[0010]圖2是圖1中的旋轉(zhuǎn)器的示意性正視圖。
[0011]圖3是圖1中的旋轉(zhuǎn)器的示意性后視圖。
[0012]圖4是可替代的扭轉(zhuǎn)間隔件偏振旋轉(zhuǎn)器的示意性的某角度正視等距視圖，示出了一體的圓形截面到矩形截面的轉(zhuǎn)換。
[0013]圖5是圖4中的旋轉(zhuǎn)器的示意性正視圖。
[0014]圖6是圖4中的旋轉(zhuǎn)器的示意性某角度的等距后視圖。
[0015]圖7是圖4中的旋轉(zhuǎn)器的示意性后視圖。
[0016]圖8是可替代的扭轉(zhuǎn)間隔件偏振旋轉(zhuǎn)器的示意性的某角度等距視圖，示出了單體主體中的多個旋轉(zhuǎn)器。
[0017]圖9是圖8中的旋轉(zhuǎn)器的示意性正視圖。
[0018]圖10是圖8中的旋轉(zhuǎn)器的示意性后視圖。
[0019]圖11是可替代的扭轉(zhuǎn)間隔件偏振旋轉(zhuǎn)器的示意性等距視圖，示出了含有平板天線和平行格柵元件的多個旋轉(zhuǎn)器方陣。
[0020]圖12是說明相對于用于共極化和交叉極化信號部件的間隔件的縱向長度的插入損耗。
[0021]圖13示出了用于共極化、交叉極化的、有平行格柵和無平行格柵的信號分量的輻射圖案性能的圖表。
【具體實施方式】
[0022]發(fā)明人意識到當(dāng)注意避免懸垂邊緣時，具有扭轉(zhuǎn)間隔件的偏振旋轉(zhuǎn)器通過注塑模制、澆鑄等方法進行制造可以有效節(jié)省開銷，并具有高精度，并且能減少與多層偏振旋轉(zhuǎn)組件有關(guān)的對準(zhǔn)或密封問題。另外，在需要高密度陣列的偏振旋轉(zhuǎn)器的應(yīng)用中，與接入各自的側(cè)壁有關(guān)的現(xiàn)有問題(例如用于施加穿過側(cè)壁的銷狀件的互連件等的問題)可以被消除。
[0023]如圖1到圖3所示，示例性波導(dǎo)偏振旋轉(zhuǎn)器I具有帶孔10的單體主體5，其中，單體主體5的徑向間隔件在側(cè)壁20之間延伸。間隔件15在間隔件15的第一端部25和間隔件15的第二端部30之間扭轉(zhuǎn)。因此，射頻信號與沿孔10具有與間隔件15的第一端部25和間隔件15的第二端部30之間的角度相一致的偏振偏移。
[0024]本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明所采用的徑向被限定為穿過圖形例如圓形或者矩形(包括正方形)中心的直線段。雖然徑向間隔件15的扭轉(zhuǎn)改變了與直線段的側(cè)壁20在沿徑向間隔件15的連續(xù)的縱向位置處的交叉位置，但是直線段總是穿過中心，導(dǎo)致形成了徑向間隔件15的螺旋特性。另外，本文所述的“單體”被限定為描述主體為同種材料的單一連續(xù)部分。因此，單體主體5和徑向間隔件15不是由通過軟焊、硬焊、粘合或類似方法一體化的分離的子元件形成的。
[0025]本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以理解的是，孔10可以具有圓形截面，如圖1到圖3所示，或者具有可替代的橢圓截面或者矩形的截面。另外，孔10可以具有在單體主體的第一側(cè)35和第二側(cè)40之間(例如在如圖4到圖7所示的圓形截面和矩形截面之間)的過渡的截面。因此，波導(dǎo)偏振旋轉(zhuǎn)器I可以并入波導(dǎo)截面轉(zhuǎn)換件，而不需要向天線組件中添加額外的獨立元件。間隔件15的尺寸可以被設(shè)置成使第一端部25和單體主體5的第一側(cè)35齊平，并且使間隔件15的第二端部30與單體主體5的第二側(cè)40齊平?？商娲?，間隔件15可以與單體主體的一側(cè)或者另一側(cè)齊平，或者從單體主體的兩側(cè)凹陷進入孔10中。
[0026]波導(dǎo)偏振旋轉(zhuǎn)器I可以被配置成方陣結(jié)構(gòu)，例如如圖8到圖11所示。在方陣結(jié)構(gòu)中，多個額外的孔10可以被添加到單體主體5中，孔10的縱向軸線和每個額外的孔10彼此平行。每個額外的孔10可以相似地具有在額外的孔10的側(cè)壁20之間延伸的單體主體5的徑向間隔件15?？?0和多個額外的孔10的布置可以例如排列成相鄰的行和列或者可替代的交錯的行和列、同軸環(huán)或者根據(jù)期望的波導(dǎo)方陣的類似物，波導(dǎo)偏振旋轉(zhuǎn)器I與所述期望的波導(dǎo)陣列配合。因此，波導(dǎo)偏振旋轉(zhuǎn)器I可以被配置成例如與相應(yīng)的平板陣列天線的輸出層45上的多個輸出喇叭配合，如圖11所示?？商娲?，波導(dǎo)偏振旋轉(zhuǎn)器方陣可以被用作平板天線的內(nèi)層。
[0027]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，通過模制和/或澆鑄工藝(例如聚合物材料注塑模制或金屬材料澆鑄)制造波導(dǎo)偏振旋轉(zhuǎn)器I可以有效節(jié)省開銷。當(dāng)采用聚合物材料注塑模制時，可以采用導(dǎo)電聚合物，或是進行金屬化至少單體主體5的孔和間隔件區(qū)域的額外的步驟。
[0028]如圖1到圖3所示，孔10內(nèi)的特征是可以不采用沿縱向軸線的懸垂邊緣，使得能通過沿孔10(并且如果存在額外的孔10，則每個孔彼此平行)的縱向軸線分隔開的兩部分模具進行模制或澆鑄。另外，沿間隔件15的交叉部的邊緣和孔10的側(cè)壁20可以設(shè)置圓角嵌條50或者切成圓角，如圖4到圖7所示。