專利名稱：圓極化波/線極化波變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用工作于微波頻率的波導(dǎo)管的圓極化波/線極化波變換器。
歷來，作為采用工作于微波頻率的波導(dǎo)管的圓極化波/線極化波變換器，有如圖2(a)、(b)的側(cè)視圖和正視剖面圖所示，在對(duì)工作頻率傳送TE11模的圓形波導(dǎo)管11內(nèi)部插入板狀介質(zhì)12，或如圖3(a)、(b)的側(cè)視圖和正視剖面圖所示，在對(duì)工作頻率傳送T11模的圓形波導(dǎo)管13內(nèi)壁面上、在該波導(dǎo)管軸向設(shè)置梯形脊?fàn)罱饘倨?4，或如圖4(a)、(b)的側(cè)視圖和正視剖面圖所示，用金屬片16使得對(duì)工作頻率傳送T11模的圓形波導(dǎo)管15的剖面變成階梯狀等結(jié)構(gòu)。
但是，已有的圓極化波/線極化波變換器分別存在如下問題。圖2的變換器，需要介質(zhì)12，并且需要將介質(zhì)12支持于圓形波導(dǎo)管11內(nèi)的手段，又由于必須使介質(zhì)12與圓形波導(dǎo)管的內(nèi)壁相接，還需要嚴(yán)格的相對(duì)精度。
而圖3的變換器不需要介質(zhì)，但是，在用壓鑄法將脊?fàn)罱饘倨?4整體成形制造圓形波導(dǎo)管13時(shí)，由于脊?fàn)罱饘倨?4形狀上的制約，必須將金屬模的滑芯分為兩部分，從管軸方向的兩側(cè)抽出。
又，圖4的變換器，剖面由于金屬片16而變成階梯狀、變化很大，所以產(chǎn)生阻抗的不連續(xù)，不能得到足夠良好的性能。
本發(fā)明的目的在于提供一種采用圓形波導(dǎo)管的圓極化波/線極化波變換器，所用圓形波導(dǎo)不使用介質(zhì)，在用壓鑄方法制造時(shí)可以只從一側(cè)抽出金屬模的滑芯，并且不發(fā)生阻抗不連續(xù)。
本發(fā)明提供一種采用圓形波導(dǎo)管的圓極化波/線極化波變換器，該變換器將圓形波導(dǎo)管的垂直于管軸的剖面的內(nèi)壁擴(kuò)展為相對(duì)于管軸方向具有坡度的錐狀，并且使相對(duì)于管軸方向的上述錐狀坡度在內(nèi)壁的圓周方向的幾個(gè)部分上不相同，以此在工作的微波頻率使兩個(gè)正交TE模的傳輸常數(shù)產(chǎn)生差異，而且取定的圓形波導(dǎo)管的全長，使上述兩個(gè)模的相位差在圓形波導(dǎo)管的兩端為π/4。
本發(fā)明的權(quán)利要求1所述的發(fā)明，是一種圓極化波/線段化波變換器，其特征在于，從垂直于管軸的剖面的內(nèi)壁擴(kuò)展為相對(duì)于管軸方向具有坡度的錐狀，并且使相對(duì)于管軸方向的上述錐狀坡度在內(nèi)壁的圓周方向的幾個(gè)部分上不相同的圓形波導(dǎo)管的一端輸入圓極化波，從其另一端輸出線極化波，該變換器具有下述作用(1)由于不使用介質(zhì)，減少材料費(fèi)和組裝費(fèi)的開支，提高了成品率；(2)由于能采用可以只從圓形波導(dǎo)管的管軸的一側(cè)抽出金屬模的滑芯部的壓鑄制造方法，減少了金屬模具、制造工序、制造管理工序等，成品率得以提高，相應(yīng)的費(fèi)用得以減少；(3)由于將圓形波導(dǎo)管的垂直于管軸的剖面的內(nèi)壁面擴(kuò)展為相對(duì)于管軸方向具有坡度的錐狀，可以進(jìn)行不發(fā)生阻抗不連續(xù)，性能得以提高的圓形波導(dǎo)管圓極化波/線極化波變換。
本發(fā)明的權(quán)利要求2所述的發(fā)明，是一種圓形極化波/線極化波變換器，其特征在于，從將圓形波導(dǎo)管的垂直于管軸的剖面的內(nèi)壁擴(kuò)展為相對(duì)于管軸方向具有第1種坡度的錐狀的第1圓形波導(dǎo)管A的圓周方向上四等分相向成對(duì)部分中的一對(duì)A’，和擴(kuò)展為與上述第1種坡度的錐狀不同的第2種坡度的錐狀的第2圓形波導(dǎo)管B的第二圓周方向上四等分相向成對(duì)部分中的一對(duì)B’，二者坡度方向取相同，而且與各相向成對(duì)部分交互配置的圓形波導(dǎo)管的一端輸入圓極化波，從其另一端輸出線極化波，該變換器具有下述作用(1)由于不使用介質(zhì)，減少材料費(fèi)和組裝費(fèi)的開支，提高了成品率；(2)由于能采用可以只從圓形波導(dǎo)管的管軸的一側(cè)抽出金屬模的滑芯部的壓鑄制造方法，減少了金屬模具、制造工序、制造管理工序等，成品率得以提高，相應(yīng)的費(fèi)用得以減少；(3)由于將圓形波導(dǎo)管的垂直于管軸的剖面的直徑變化，使該剖面內(nèi)壁擴(kuò)展為相對(duì)于管軸方向具有坡度的錐狀，可以進(jìn)行不發(fā)生阻抗不連續(xù)，性能得以提高的圓形波導(dǎo)管圓極化波/線極化波變換。
權(quán)利要求3的發(fā)明，是一種圓極化波/線極化波變換器，其特征在于，具有在通過圓形波導(dǎo)管A傳輸?shù)哪?和通過圓形波導(dǎo)管B傳輸?shù)哪?之間產(chǎn)生π/4的相位差時(shí)，能夠最有效地進(jìn)行圓極化波到線極化波的變換的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求4的發(fā)明是，具有內(nèi)壁剖面為圓形的一端和內(nèi)壁剖面為由在垂直方內(nèi)徑不同的圓分割的形狀的另一端的波導(dǎo)管構(gòu)成的圓極化波/線極化波變換器，利用圓極化波的輸入是圓剖面，線極化波的輸出部的剖面是在圓周方向分割配置垂直方向具有不同直徑的圓剖面的結(jié)構(gòu)，以此可以有效地進(jìn)行圓極化波/線極化波變換。特別是輸出部的剖面換成橢圓形的權(quán)利要求5，具有相似的效果。
采用本發(fā)明的圓極化波/線極化波變換器具有如下效果。
由于不使用介質(zhì)，減少材料費(fèi)和組裝費(fèi)的開支，提高了成品率。
由于能采用可以只從圓形波導(dǎo)管的管軸的一側(cè)抽出金屬模的滑芯部的壓鑄制造方法，減少了金屬模具、制造工序、制造管理工序等，成品率得以提高，相應(yīng)的費(fèi)用得以減少。
由于將波導(dǎo)管的垂直于管軸的剖面內(nèi)壁擴(kuò)展為相對(duì)于管軸方向具有坡度的錐狀，不會(huì)發(fā)生阻抗不連續(xù)的情況，性能得以提高。


圖1(a)是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的圓極化波/線極化波變換器的正視圖。
圖1(b)是圖1(a)的P-P’線的側(cè)剖面圖。
圖1(c)是圖1(a)的Q-Q’線的側(cè)剖面圖。
圖2(a)是已有的一實(shí)施形態(tài)的圓極化波/線極化波變換器的側(cè)面圖。
圖2(b)是圖2(a)的正視圖。
圖3(a)是已有的一實(shí)施形態(tài)的圓極化波/線極化波變換器的側(cè)視圖。
圖3(b)是圖3(a)的正視圖。
圖4(a)是已有的一實(shí)施形態(tài)的圓極化波/線極化波變換器的側(cè)視圖。
圖4(b)是圖4(a)的正視圖。
圖1(a)、圖1(b)、圖1(c)表示本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)，分別是用鋁等以壓鑄方法制造的圓形波導(dǎo)管的正視圖、圖1(a)的P-P’線的側(cè)剖面圖，以及圖1(a)的Q-Q’線的側(cè)剖面圖。圖1(a)是從圓形波導(dǎo)管1的管軸2的方向看的正視圖，換句話說，是從抽出壓鑄法用的金屬模的滑芯的方向看的正視圖。
在圖1(a)、(b)、(c)中，圓形波導(dǎo)管1，將垂直于圓形波導(dǎo)管1的管軸的剖面的內(nèi)壁面擴(kuò)展為相對(duì)于管軸方向具有坡度的錐狀，并且使相對(duì)于管軸方向的上述錐狀坡度在內(nèi)壁的圓周方向的幾個(gè)部分上不相同。
圓形波導(dǎo)管1的一端是內(nèi)壁面直徑5為A的圓形。圓形波導(dǎo)管1的內(nèi)壁面的直徑(相當(dāng)于曲率)相對(duì)于管軸2的方向，也就是圓形波導(dǎo)管1的管軸方向以具有坡度的錐狀擴(kuò)展開。該錐狀坡度在側(cè)剖面圖1(b)為第1種坡度3(θ1)，在側(cè)剖面圖1(c)為與坡度3不同的第2種坡度4(θ2)。這里，θ1小于θ2。
因而，在圓形波導(dǎo)管1的另一端，側(cè)剖面圖1(b)和側(cè)剖面圖1(c)中的圓形波導(dǎo)管1的內(nèi)壁面的直徑(曲率)分別為第1種直徑6(A1)和第2種直徑7(A2)，第1種直徑A1比第2種直徑A2小。
側(cè)剖面圖1(b)和側(cè)剖面圖1(c)所示的錐形，是在相對(duì)于圓形波導(dǎo)管1的圓周方向分別對(duì)置的四分之一圓的圓弧部分上形成的。也就是，在正視圖1(a)，形成具有坡度3的錐狀的部分，形成于角度以角度8表示的位置上，形成具有坡度4的錐狀的部分，形成于角度以角度9表示的位置上。而角度8和角度9分別為90度。
對(duì)于最大電場矢量以圖中的角度8內(nèi)的對(duì)置圓弧作為起點(diǎn)和終點(diǎn)的正交圓形TE11模，即最大電場矢量與圖中線段P-P’一致的圓形TE11模(下稱模1)，圓形波導(dǎo)管1可以看成與錐狀的橢圓形波導(dǎo)管等效。
同樣，對(duì)于最大電場矢量以圖中的角度9內(nèi)的對(duì)置圓弧作為起點(diǎn)和終點(diǎn)的正交圓形TE11模，即最大電場矢量與圖中線段Q-Q’一致的圓形TE11模(下稱模2)，圓形波導(dǎo)管1可以看成與錐狀的橢圓形波導(dǎo)管等效?？傊?，圓形波導(dǎo)管1相當(dāng)于將對(duì)應(yīng)于模1的橢圓形波導(dǎo)管和對(duì)應(yīng)于模2的橢圓形波導(dǎo)管分別配置在以角度8和角度9數(shù)示的位置上。
上述模1對(duì)應(yīng)的橢圓形波導(dǎo)管的錐狀坡度3(θ1)，比模2對(duì)應(yīng)的橢圓形波導(dǎo)管的錐狀坡度4(θ2)小，所以模2的管內(nèi)波長(λg)比模1的管內(nèi)波長長(上述傳輸常數(shù)等于2π/λg)。
可通過實(shí)驗(yàn)確定坡度3(θ1)、坡度4(θ2)和圓形波導(dǎo)管的全長(L)，使對(duì)工作頻率有如下關(guān)系(2π/λg)L＝π/4從而，上述兩個(gè)模之間產(chǎn)生π/4的相位差。
因此，從上述圓形波導(dǎo)管1的管軸方向的一端入射的圓極化波，變成相位差為π/4的兩個(gè)圓形TE11模(模1和模2)，在圓形波導(dǎo)管1內(nèi)傳播，到另一端，上述模1和模2兩個(gè)相位相同，被變換為線極化波。
還有，圓形波導(dǎo)管1的內(nèi)壁面的錐狀不限于直線形的錐狀，曲線形的錐狀，或在不產(chǎn)生阻抗不連續(xù)的范圍內(nèi)，包含階梯不連續(xù)部分的錐狀都可以。
相位差π/4也可以是(N+1/4)π(N為整數(shù))。
又，在本實(shí)施例，圖1(a)的圓形波導(dǎo)管1的內(nèi)壁面直徑(相當(dāng)于曲率)由與線段P-P’一致的圓的第1直徑和與線段Q-Q’一致的圓的第2直徑的兩個(gè)圓的組合。但是，近似地具有第1、第2直徑的橢圓形的內(nèi)壁面，當(dāng)然也有同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種圓極化波/線極化波變換器，其特征在于，具有圓形波導(dǎo)管的垂直于管軸的剖面的內(nèi)壁面直徑以沿著管軸方向成具有坡度的錐狀擴(kuò)展，并且在所述內(nèi)壁面的圓周方向的幾個(gè)部分上相對(duì)于所述管軸方向的錐狀坡度不相同的圓形波導(dǎo)管，而且從所述圓形波導(dǎo)管的一端輸入圓極化波，從另一端輸出線極化波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓極化波/線極化波變換器，其特征在于，將圓形波導(dǎo)管的垂直于管軸的剖面的內(nèi)壁面直徑形成沿著管軸方向具有坡度的錐狀的有限長度圓形波導(dǎo)管A的圓周方向上四等分相向成對(duì)部分中的一對(duì)A’，和與所述A只有錐形的坡度不同的圓形波導(dǎo)管B的圓周方向上四等分相向成對(duì)部分中的一對(duì)B’，坡度方向取相同，而且所述一對(duì)A’、一對(duì)B’組合成相向成對(duì)部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓極化波/線極化波變換器，其特征在于，在通過圓形波導(dǎo)管A傳輸?shù)哪?和通過圓形波導(dǎo)管B傳輸?shù)哪?之間產(chǎn)生π/4的相位差。
4.一種圓極化波/線極化波變換器，其特征在于，該變換器由具有內(nèi)壁剖面為圓形的一端，和內(nèi)壁剖面為在圓周方向分割配置垂直方向內(nèi)徑不同的圓的形狀的另一端的波導(dǎo)管構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圓極化波/線極化波變換器，其特征在于，波導(dǎo)管的另一端的內(nèi)壁剖面為橢圓形。
全文摘要
本發(fā)明采用圓形波導(dǎo)的圓極化波/線極化波變換器，是將垂直于波導(dǎo)管管軸的剖面的內(nèi)壁面擴(kuò)展為相對(duì)于管軸方向具有坡度的錐狀，并且使相對(duì)于管軸方向的上述錐狀坡度在內(nèi)壁圓周方向的幾個(gè)部分上不相同，以此在工作的微波頻率使兩個(gè)正交TE模的傳輸常數(shù)產(chǎn)生差異，而且取定錐狀坡度的角度和波導(dǎo)管的全長，使上述兩個(gè)模的相位差在圓形波導(dǎo)管的兩端為π/4?？刹捎弥粡囊粋?cè)抽出金屬模滑芯部的壓鑄法，結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠。
文檔編號(hào)H01P5/02GK1158504SQ96121199
公開日1997年9月3日 申請(qǐng)日期1996年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月13日
發(fā)明者吉村芳和 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社