一種極化器及諧振腔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種極化器及諧振腔，包括第一板和第二板，所述第一板和第二板均設(shè)置有多個(gè)，并相互交錯(cuò)形成格柵結(jié)構(gòu)，所述第一板和第二板的高度為b，所述第一板和第二板均為導(dǎo)電材質(zhì)。本實(shí)用新型提供的格柵結(jié)構(gòu)的極化器，通過(guò)格柵實(shí)現(xiàn)極化轉(zhuǎn)化，將圓極化波、線極化波相互轉(zhuǎn)化，或者改變線極化波的極化方向。并能夠根據(jù)電磁波的波長(zhǎng)設(shè)置第一板和第二板的高度從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波分量相位差的控制，使合成波的極化方向可控制。進(jìn)一步地，在相互平行的第一板和/或第二板之間加入介質(zhì)還能夠減小極化器的大小，實(shí)現(xiàn)極化器的小型化。
【專利說(shuō)明】
-種極化器及諧振腔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型設(shè)及通信領(lǐng)域，特別是一種極化器及諧振腔。
【背景技術(shù)】
[0002] 在雷達(dá)、通信、航空航天及遙控遙測(cè)等領(lǐng)域，目標(biāo)的反射特性、電磁波的傳播W及 信號(hào)的接收性能均與波的極化形式有關(guān)。因此，極化信息在目標(biāo)檢測(cè)、增強(qiáng)、濾波及識(shí)別中 有著巨大應(yīng)用潛力。另外，雷達(dá)極化對(duì)抗是利用天線和電磁波的極化特性進(jìn)行干擾和抗干 擾的技術(shù)。由于極化特征有助于對(duì)抗干擾波的干擾和對(duì)極化隱身目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，隨著現(xiàn)代 戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)通信和電子對(duì)抗的重視的升級(jí)，極化技術(shù)作為一項(xiàng)重要的干擾、抗干擾技術(shù)也成為 了軍事科研領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
[0003] 因此，為適應(yīng)現(xiàn)代信息密集多邊的特點(diǎn)，一副天線僅具有一種極化已不適應(yīng)現(xiàn)代 通信系統(tǒng)的要求。對(duì)天線的快速的極化轉(zhuǎn)換的要求日益迫切。極化器或極化轉(zhuǎn)換器正是一 種用來(lái)實(shí)現(xiàn)線極化與圓極化、垂直極化與水平極化形式轉(zhuǎn)換的器件。極化轉(zhuǎn)換主要關(guān)注W 下幾個(gè)方面的指標(biāo)：
[0004] 1)高性能，即轉(zhuǎn)換后的極化波應(yīng)具有較高的極化隔離度，接近所需要的極化狀態(tài)；
[0005] 2)低損耗，即具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率;W及
[0006] 3)小尺寸，即占用盡可能小的空間。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種極化器及諧振腔，W解決現(xiàn)有技術(shù)中 的技術(shù)問(wèn)題。
[000引根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供一種極化器，包括第一板和第二板，所述第一板 和第二板均設(shè)置有多個(gè)，并相互交錯(cuò)形成格柵結(jié)構(gòu)，所述第一板和第二板的高度為b，所述 第一板和第二板均為導(dǎo)電材質(zhì)。
[0009] 優(yōu)選地，相鄰兩塊所述第一板的間距為日，相鄰兩塊所述第二板的間距為日，所述a 隨入射波的等效波長(zhǎng)增大而增大。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一板和第二板為金屬板。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一板與第二板相互垂直。
[0012] 優(yōu)選地，所述極化器為極化旋轉(zhuǎn)器，入射波為線極化波，b的大小為入射電磁波的 1/2波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，電磁波極化方向與所述第一板和所述第二板均成45°角，合成波極化方 向與入射電磁波成90°角。
[0013] 優(yōu)選地，所述極化器為線極化轉(zhuǎn)圓極化器，入射波為線極化波，b的大小為入射電 磁波的1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，電磁波極化方向與所述第一板和所述第二板均成45°角，合成波 為圓極化波。
[0014] 優(yōu)選地，所述極化器為圓極化轉(zhuǎn)線極化器，入射波為圓極化波，b的大小為入射電 磁波的1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，合成波為線極化波。
[0015] 優(yōu)選地，所述第一板和/或第二板之間設(shè)置介電常數(shù)為化的介質(zhì)。
[0016] 優(yōu)選地，所述第一板和第二板的高度為1/V^倍的b。
[0017] 根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供一種諧振腔，所述諧振腔內(nèi)部設(shè)置有上述極化 器。
[0018] 本實(shí)用新型提供的格柵結(jié)構(gòu)的極化器，通過(guò)格柵實(shí)現(xiàn)極化轉(zhuǎn)換，將圓極化波、線極 化波相互化轉(zhuǎn)化，或者改變線極化波的極化方向。并能夠根據(jù)電磁波的波長(zhǎng)設(shè)置第一板和 第二板的高度從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波分量相位差的控制，使合成波的極化方向可控制。進(jìn)一步 地，在相互平行的第一板和/或第二板之間加入介質(zhì)還能夠減小極化器的大小，實(shí)現(xiàn)極化器 的小型化。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 通過(guò)W下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述W及其他目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：
[0020] 圖1為本實(shí)用新型極化器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] W下將參照附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的各種實(shí)施例。在各個(gè)附圖中，相同的 元件采用相同或類似的附圖標(biāo)記來(lái)表示。為了清楚起見(jiàn)，附圖中的各個(gè)部分沒(méi)有按比例繪 制。
[0023] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供的極化器1包括第一板11和第二板12,所述第一板11 和第二板12均設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)所述第一板11和第二板12形成格柵結(jié)構(gòu)，所述第一板11和 第二板12均為導(dǎo)電材質(zhì)，優(yōu)選為金屬板。所述第一板11與第二板12相互垂直，多個(gè)所述第一 板11相互平行并間隔一定的距離，多個(gè)所述第二板12相互平行并間隔一定距離，優(yōu)選地，相 鄰的所述第一板11之間的間隔距離與相鄰的所述第二板12之間的間隔距離相同，均為a。更 進(jìn)一步地，所述第一板11和第二板12的高度相同，均為b。所述第一板11和第二板12相互垂 直的插接，插接后第一板11和第二板12的頂部邊緣及底部邊緣分別位于兩個(gè)相對(duì)的平面 內(nèi)，形成格柵結(jié)構(gòu)。
[0024] 本實(shí)用新型的所述極化器1的第一板11和第二板12的高度b及相鄰的兩個(gè)平行板 之間的間距a的大小與電磁波所處空間的等效波長(zhǎng)相關(guān)，等效波長(zhǎng)越長(zhǎng)a、b的值也會(huì)越大， 故調(diào)節(jié)等效波長(zhǎng)的大小能夠相應(yīng)的使所述極化器1的大小有所變化。例如，通過(guò)在相鄰的兩 個(gè)所述第一板11和/或相鄰的兩個(gè)所述第二板12之間加入介質(zhì)的方法來(lái)降低電磁波的等效 波長(zhǎng)，介質(zhì)的介電常數(shù)化時(shí)，所述第一板11和第二板12的高度b縮減為原來(lái)的1/Vl互倍。即 當(dāng)加入的介質(zhì)的介電常數(shù)為4時(shí)，b的大小為未加入介質(zhì)前的1/2。
[0025] 使用本實(shí)用新型所提供的上述結(jié)構(gòu)，可W實(shí)現(xiàn)多種不同的極化效果：
[0026] 在本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例中，上述的極化器為線極化轉(zhuǎn)圓極化器件。在本實(shí) 施例中，入射電磁波為線極化，并且電磁波的極化方向沿所述極化器1形成格柵的對(duì)角線方 向，即所述極化器1的第一板11和第二板12均放置為與入射電磁波的極化方向成45°。電磁 波入射之后，通過(guò)調(diào)節(jié)b的大小還能夠調(diào)節(jié)電磁波的水平和垂直分量的相位差，當(dāng)b的大小 為電磁波1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，電磁波的兩個(gè)分量相位差成90°，合成波為圓極化波。
[0027] 本實(shí)施例中，因b的大小與電磁波所處空間的等效波長(zhǎng)相關(guān)，故本實(shí)用新型還可W 通過(guò)添加介質(zhì)降低電磁波的等效波長(zhǎng)，從而降低極化器的尺寸。例如，在平行板間加入介電 常數(shù)化=4的介質(zhì)，6的大小會(huì)縮減至原來(lái)的1,/^^/^擊，即一半。
[0028] 在本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例中，上述的極化器為線極化旋轉(zhuǎn)器件。在本實(shí)施例 中，入射電磁波為線極化，并且電磁波的極化方向沿所述極化器1形成格柵的對(duì)角線方向， 即所述極化器1的第一板11和第二板12均放置為與入射電磁波的極化方向成45°。電磁波入 射之后，通過(guò)調(diào)節(jié)b的大小還能夠調(diào)節(jié)電磁波的水平和垂直分量的相位差，當(dāng)b的大小為電 磁波1/2波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，電磁波的兩個(gè)分量的相位差為180°的奇數(shù)倍，合成波的極化方向 與原電磁波極化方向成90°。
[0029] 同樣的，本實(shí)施例中，因 b的大小與電磁波所處空間的等效波長(zhǎng)相關(guān)，故本實(shí)用新 型還可W通過(guò)添加介質(zhì)降低電磁波的等效波長(zhǎng)，從而降低極化器的尺寸。例如，在平行板間 加入介電常數(shù)化=4的介質(zhì)，b的大小會(huì)縮減至原來(lái)的1 / V'品，即一半。
[0030] 在本實(shí)用新型的第=個(gè)實(shí)施例中，該極化器為圓極化轉(zhuǎn)線極化器件。當(dāng)原電磁波 為圓極化波時(shí)，所述極化器1把圓極化波分解成與其平行和垂直的兩個(gè)分量，其中平行波分 量按照在波導(dǎo)中的傳播模式傳播，垂直波分量按照自由空間中的傳播模式傳播。兩電磁波 分量初始相位差為90°。當(dāng)b的大小為電磁波1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，相位差等于90°的奇數(shù)倍， 合成波極化方向轉(zhuǎn)為線極化。
[0031] 如前面兩個(gè)實(shí)施例中的加入介質(zhì)的方式相似，在本實(shí)施例中，也可W通過(guò)在極化 器中添加介質(zhì)降低電磁波的等效波長(zhǎng)，從而降低極化器的尺寸。例如，在平行板間加入介電 常數(shù)化=4的介質(zhì)，b的大小會(huì)縮減至原來(lái)的l/v^l子，即一半。
[0032] 本實(shí)用新型提供的格柵結(jié)構(gòu)的極化器將圓極化波、線極化波相互轉(zhuǎn)化，或者改變 線極化波的極化方向。并能夠根據(jù)電磁波的波長(zhǎng)設(shè)置平行板的高度從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波分量 相位差的控制，使合成波的極化方向可控制。進(jìn)一步地，在平行板之間加入介質(zhì)還能夠減小 極化器的大小。
[0033] 如圖2所示，本實(shí)用新型還提供一種諧振腔，包括極化器、殼體、貼片天線、輸入端 和輸出端。
[0034] 殼體2通常由銅制成，具有方形的內(nèi)腔21，殼體2上方設(shè)置有腔蓋，將內(nèi)腔21封閉成 一個(gè)獨(dú)立的空腔。在垂直于腔蓋的內(nèi)腔21側(cè)壁上，在其中兩個(gè)相平行的側(cè)壁表面各設(shè)置有 一貼片天線。極化器1位于兩貼片天線之間，本實(shí)用新型利用極化器改變電磁波的極化方 向。
[0035] 本實(shí)用新型的貼片天線為圓極化天線。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的貼片天線包 括介質(zhì)板3、附著在介質(zhì)板3-面上的金屬片4和安裝在介質(zhì)板3另一面的同軸線5。介質(zhì)板3 設(shè)有同軸線5的一面與內(nèi)腔21側(cè)壁接觸貼合，從而使殼體3作為貼片天線的接地層。兩個(gè)同 軸線5分別作為輸入端、輸出端與外部輸入、輸出信號(hào)連接。本實(shí)施例的金屬片4為矩形切去 一角形成的形狀，當(dāng)然也可W為其他形狀的金屬貼片。
[0036] 應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí) 體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示運(yùn)些實(shí)體或操作之間存 在任何運(yùn)種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為運(yùn)種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0037]最后應(yīng)說(shuō)明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例， 而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可 W做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。運(yùn)里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予W窮舉。而由此 所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種極化器，其特征在于，包括第一板和第二板，所述第一板和第二板均設(shè)置有多 個(gè)，并相互交錯(cuò)形成格柵結(jié)構(gòu)，所述第一板和第二板的高度為b，所述第一板和第二板均為 導(dǎo)電材質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的極化器，其特征在于，相鄰兩塊所述第一板的間距為a，相鄰兩 塊所述第二板的間距為a，所述a隨入射波的等效波長(zhǎng)增大而增大。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的極化器，其特征在于，所述第一板和第二板為金屬板。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的極化器，其特征在于，所述第一板與第二板相互垂直。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的極化器，其特征在于，所述極化器為極化旋轉(zhuǎn)器，入射波為線 極化波，b的大小為入射電磁波的1/2波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，電磁波極化方向與所述第一板和所述 第二板均成45°角，合成波極化方向與入射電磁波成90°角。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的極化器，其特征在于，所述極化器為線極化轉(zhuǎn)圓極化器，入射 波為線極化波，b的大小為入射電磁波的1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，電磁波極化方向與所述第一板 和所述第二板均成45°角，合成波為圓極化波。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的極化器，其特征在于，所述極化器為圓極化轉(zhuǎn)線極化器，入射 波為圓極化波，b的大小為入射電磁波的1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，合成波為線極化波。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的極化器，其特征在于，所述第一板和/或第二板之 間設(shè)置介電常數(shù)為化的介質(zhì)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的極化器，其特征在于，所述第一板和第二板的高度為1/ 倍 的b。10. -種諧振腔，其特征在于，所述諧振腔內(nèi)部設(shè)置有權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的極 化器。
【文檔編號(hào)】H01Q15/24GK205609759SQ201620268267
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】深圳超級(jí)數(shù)據(jù)鏈技術(shù)有限公司