微波多功能八端口器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可用于微波測(cè)量與微波系統(tǒng)的多功能八端口器件，尤其涉及一種 既可用于形成正負(fù)四十五度線極化波的雙線極化器，還可用于形成左右旋圓極化波的雙圓 極化器，還可用于測(cè)量微波網(wǎng)絡(luò)反射系數(shù)及測(cè)量?jī)晌⒉ㄐ盘?hào)復(fù)數(shù)比的六端口結(jié)、雙六端口 結(jié)的多功能微波器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 微波雙圓極化器與天線連接可用來同時(shí)輻射和（或）接收?qǐng)A極化波，可用于各種 需要圓極化波的場(chǎng)合。微波六端口結(jié)可用來測(cè)量微波單端口器件的反射系數(shù)（包括模值和 幅角），相比昂貴的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在成本上具有極大的優(yōu)勢(shì)。微波六端口結(jié)還可測(cè)量?jī)晌?波信號(hào)的復(fù)數(shù)比，基于此形成了基于六端口技術(shù)的各種雷達(dá)，如基于六端口技術(shù)的測(cè)速測(cè) 距雷達(dá)，基于六端口技術(shù)的波達(dá)方向測(cè)試?yán)走_(dá)，基于六端口技術(shù)的汽車防撞雷達(dá)，基于六端 口的軟件無線電技術(shù)等等。近年來，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)了基于六端口技術(shù) 的雷達(dá)的發(fā)展。相應(yīng)地，為了測(cè)試雙端口微波器件的四個(gè)散射參數(shù)，必須采用兩個(gè)獨(dú)立的六 端口搭建成雙六端口系統(tǒng)。而在基于六端口的波達(dá)方向測(cè)試系統(tǒng)中，為了消除測(cè)相模糊，也 必須采用兩套獨(dú)立的六端口系統(tǒng)。微波功率分配器廣泛用于天線陣列饋電及功率放大等場(chǎng) 合，是微波系統(tǒng)中的基本元件之一。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)狀況的局限性在于：在各種應(yīng)用場(chǎng)合中，各種微波器件如雙圓極化器、六 端口結(jié)等需單獨(dú)設(shè)計(jì)，互相無法替代。而在微波電路及微波系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可靠性 及易維護(hù)性，對(duì)部件的模塊化需求越來越迫切。因此，需要一種能夠滿足微波電路與系統(tǒng)應(yīng) 用要求的多功能模塊化器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種可作為雙線極化器、雙圓極化器、六端口結(jié)、雙六端口結(jié)等的多功 能八端口微波器件的結(jié)構(gòu)，該器件由四個(gè)完全相同的平面魔T及一個(gè)90°移相器組成，其 中
[0005] 魔T1的兩個(gè)輸入口分別作為端口1和端口2 ;
[0006] 魔T2的兩個(gè)輸入口分別作為端口 3和端口 4 ;
[0007]魔T3的兩個(gè)輸入口分別為魔T1的和輸出口與魔T2的和輸出口，魔T3的和輸出 口與差輸出口分別作為端口 5和端口 6 ;
[0008] 魔T1的差輸出口接一個(gè)90度移相器，90度移相器的另一端作為魔T4的兩個(gè)輸入 口之一，魔T4的另一個(gè)輸入口為魔T2的差輸出口，魔T4的和輸出口與差輸出口分別作為 端口 8和端口 7 ;其中
[0009] 當(dāng)端口 5輸入信號(hào)時(shí)，端口 1至端口 4等幅同相輸出，而端口 6、端口 7、端口 8為 隔離口，沒有輸出；當(dāng)端口 6輸入信號(hào)時(shí)，端口 1至端口 4等幅輸出，相位分別為180度、180 度、〇度、〇度，而端口 5、端口 7、端口 8為隔離口，沒有輸出；當(dāng)端口 7輸入信號(hào)時(shí)，端口 1至 端口 4等幅輸出，相位分別為270度、90度、180度、0度，而端口 5、端口 6、端口 8為隔離口， 沒有輸出；當(dāng)端口 8輸入信號(hào)時(shí)，端口 1至端口 4等幅輸出，相位分別為90度、270度、180 度、〇度，而端口 5、端口 6、端口 7為隔離口，沒有輸出。
[0010] 將本發(fā)明的微波多功能八端口器件用作雙線極化器的使用方法為：
[0011] 端口 7和端口 8接匹配負(fù)載，輸入信號(hào)從端口 5和端口 6輸入，此時(shí)微波多功能八 端口器件成為六端口電路，端口 1至端口 4分別與輻射線極化波的天線單元A、B、C、D連接， 天線單元A、B、C、D的最大輻射方向?yàn)樘祉敺较?，即z軸方向，其中天線單元A、B的極化方 向相同，天線單元C、D的極化方向相同，天線單元A、B與天線單元C、D極化正交，天線單元 A、B、C、D分別擺放在"十"字的右、左、下、上四個(gè)角上，對(duì)稱放置；
[0012] 當(dāng)輸入信號(hào)從端口 5輸入時(shí)，因?yàn)槎丝?5至端口 1、端口 2、端口 3、端口 4的相位同 相，所以可輻射正45度線極化波；
[0013] 當(dāng)輸入信號(hào)從端口 6輸入時(shí)，因?yàn)槎丝?6至端口 1、端口 2、端口 3、端口 4的相位差 依次為180°、180°、0°、0°，所以可輻射負(fù)45度線極化波；
[0014]輸入信號(hào)從端口 5與端口 6同時(shí)輸入時(shí)，因?yàn)槎丝?5與端口 6隔離，所以可實(shí)現(xiàn)極 化分集發(fā)射，即同時(shí)輻射正45度線極化波和負(fù)45度線極化波；當(dāng)天線作為接收天線時(shí)，端 口 5只接收正45度線極化波，端口 6只接收負(fù)45度線極化波，可實(shí)現(xiàn)極化分集接收；或者 端口 5作為發(fā)射端口發(fā)射正45度線極化波，端口 6作為接收端口接收負(fù)45度線極化波，收 發(fā)能保證理想隔離；端口 6可作為發(fā)射端口，此時(shí)同樣端口 5接收正45度線極化波，收發(fā)隔 離。
[0015]將本發(fā)明的微波多功能八端口器件用作雙圓極化器的使用方法為：
[0016]端口 5和端口 6接匹配負(fù)載，輸入信號(hào)從端口 7和端口 8輸入，構(gòu)成六端口電路， 端口 1至端口 4分別與輻射線極化波的天線單元A、B、C、D連接，天線單元A、B、C、D的最大 輻射方向?yàn)樘祉敺较?，即z軸方向，其中天線單元A、B的極化方向相反，天線單元C、D的極 化方向相反，天線單元A、B與天線單元C、D極化正交，天線單元A、B、C、D分別擺放在"十" 字的右、左、下、上四個(gè)角上，對(duì)稱放置；
[0017] 當(dāng)輸入信號(hào)從端口 5輸入時(shí)，因?yàn)槎丝?5至端口 1、端口 2、端口 3、端口 4的相位差 依次為270°、90°、180°、0°，所以可輻射左旋圓極化波；
[0018] 當(dāng)輸入信號(hào)從端口 6輸入時(shí)，因?yàn)槎丝?6至端口 1、端口 2、端口 3、端口 4的相位差 依次為90°、270°、180°、360°，所以可輻射右旋圓極化波；
[0019] 當(dāng)輸入信號(hào)從端口 5與端口 6同時(shí)輸入時(shí)，因端口 5與端口 6隔離，所以可實(shí)現(xiàn)極 化分集發(fā)射，即同時(shí)輻射左旋圓極化波和右旋圓極化波；當(dāng)天線全為接收天線時(shí)，端口 5只 接收左旋圓極化波，端口 6只接收右旋圓極化波，可實(shí)現(xiàn)極化分集接收；或者端口 5作為發(fā) 射端口發(fā)射左旋圓極化波，端口 6作為接收端口接收反射回來的右旋圓極化波，收發(fā)也能 保證理想隔離；端口 6也可作為發(fā)射端口，此時(shí)端口 5接收反射回來的左旋圓極化波，收發(fā) 隔離。
[0020] 將本發(fā)明的微波多功能八端口器件用作六端口結(jié)的使用方法為：
[0021] 微波多功能八端口器件可等效為八種六端口結(jié)，分別為：
[0022] 當(dāng)端口 1至端口 4分別接功率計(jì)時(shí)，輸入端口對(duì)分別為端口 5與端口 7、端口 5與 端口 8、端口 6與端口 7、端口 6與端口 8四種情形，共有四種六端口結(jié)結(jié)構(gòu)；
[0023] 當(dāng)端口 5至端口 8接功率計(jì)，輸入端口對(duì)分別為端口 1與端口 3、端口 1與端口 4、 端口 2與端口 3、端口 2與端口 4四種情形，共有四種六端口結(jié)結(jié)構(gòu)。
[0024] 將本發(fā)明的微波多功能八端口器件用作嵌套雙六端口結(jié)的使用方法為：
[0025] 多功能八端口微波器件的端口 1-8的每一個(gè)都各自連接一個(gè)功率檢波器PI、P2、 P3、P4、P5、P6、P7 和P8，
[0026] 將多功能八端口微波器件的端口1和2作為第一組端口，在第一組端口中選擇任 一個(gè)端口，在該端口與相應(yīng)的功率檢波器之間，串聯(lián)一個(gè)環(huán)行器H1，
[0027] 將多功能八端口微波器件的端口 3和4作為第二組端口，在第二組端口中選擇任 一個(gè)端口，在該端口與相應(yīng)的功率檢波器之間，串聯(lián)一個(gè)環(huán)行器H2，
[0028] 將多功能八端口微波器件的端口5和6作為第三組端口，在第三組端口中選擇任 一個(gè)端口，在該端口與相應(yīng)的功率檢波器之間，串聯(lián)一個(gè)環(huán)行器H3，
[0029] 將多功能八端口微波器件的端口 7和8作為第四組端口，在第四組端口中選擇任 一個(gè)端口，在該端口與相應(yīng)的功率檢波器之間，串聯(lián)一個(gè)環(huán)行器H4，
[0030] 其中H1的輸入端口和H2的輸入端口分別作為第一套六端口的兩個(gè)輸入信號(hào)端 口，H3的輸入端口和H4的輸入端口分別作為第二套六端口的兩個(gè)輸入信號(hào)端口；并且
[0031] 第一套六端口輸入信號(hào)之間關(guān)系的解調(diào)通過匕、？6、？7、匕功率計(jì)讀數(shù)計(jì)算，第二套 六端口輸入信號(hào)之間關(guān)系的解調(diào)通過Pi、p2、p3、p4功率計(jì)讀數(shù)計(jì)算，四個(gè)輸入信號(hào)兩兩隔 離。
[0032] 本發(fā)明的微波多功能八端口微波器件，其中平面魔T使用的是寬帶微帶環(huán)形電 橋。
[0033] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，寬帶微帶環(huán)形電橋所用介質(zhì)板的相對(duì)介電常數(shù)為2. 2， 介質(zhì)厚度為〇. 8mm。