偏振器和操作偏振器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及偏振器，具體涉及一般稱(chēng)為“隔板偏振器”的特定類(lèi)型的偏振器，其中三角形形狀的金屬元件用于在圓偏振和線(xiàn)偏振信號(hào)/能量之間轉(zhuǎn)換。
【背景技術(shù)】
[0002]隔膜偏振器可見(jiàn)于KR20100131147。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明涉及對(duì)隔板偏振器的改進(jìn)，其中可以改變偏振元件，使得接收機(jī)/發(fā)射機(jī)可保持在相同位置，但互換偏振。
[0004]在第一方面中，本發(fā)明涉及一種偏振器，包括至少一個(gè)中央波導(dǎo)以及通向所述中央波導(dǎo)的第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)，其中:
[0005]所述第一和第二波導(dǎo)通向所述中央波導(dǎo)之一，所述第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)在延伸穿過(guò)一個(gè)中央波導(dǎo)并包括所述中央波導(dǎo)縱軸的平面的不同側(cè)通向所述一個(gè)中央波導(dǎo)開(kāi)口，
[0006]每個(gè)中央波導(dǎo)具有開(kāi)口，并且其中包括沿所述縱軸在所述平面內(nèi)延伸的偏振元件，所述偏振元件是導(dǎo)電元件，并且當(dāng)所述導(dǎo)電元件投影在所述平面上時(shí)，所述導(dǎo)電元件在所述縱軸的一側(cè)上具有第一面積并且在所述縱軸相對(duì)的另一側(cè)上具有比所述第一區(qū)域小的第二區(qū)域，
[0007]所述偏振器配置為在兩個(gè)狀態(tài)之間變化，其中:
[0008]在第一狀態(tài)中，所述第一和第二波導(dǎo)開(kāi)口所通向的實(shí)際中央波導(dǎo)的偏振元件在具有第一區(qū)域的所述平面內(nèi)延伸，所述第一區(qū)域位于所述實(shí)際波導(dǎo)縱軸的第一側(cè)上所述平面的第一部分中；以及
[0009]在第二狀態(tài)中，所述第一和第二波導(dǎo)所通向的實(shí)際中央波導(dǎo)的偏振元件在具有第一區(qū)域的所述平面內(nèi)延伸，所述第一區(qū)域位于所述實(shí)際中央波導(dǎo)縱軸與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)上所述平面的第二部分中。
[0010]在該上下文中，偏振器是適用于改變接收或發(fā)射的輻射或信號(hào)的偏振的元件。該偏振器配置為在線(xiàn)偏振和圓偏振信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)控制或引導(dǎo)波導(dǎo)內(nèi)的信號(hào)。
[0011 ] 存在多個(gè)中央波導(dǎo)。其數(shù)量可以是1、2、3、4、5、6或更多。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用單個(gè)中央波導(dǎo)。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用兩個(gè)中央波導(dǎo)，但可以在需要時(shí)使用更多中央波導(dǎo)。
[0012]第一和第二波導(dǎo)通向中央波導(dǎo)開(kāi)口，使得信號(hào)可從中央波導(dǎo)流向第一和第二波導(dǎo)，或者反之亦然。在一個(gè)實(shí)施例中，將一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)形成配置為分別引導(dǎo)第一、第二波導(dǎo)和中央波導(dǎo)之間的信號(hào)。
[0013]第一和第二波導(dǎo)可以是用于引導(dǎo)信號(hào)的中空波導(dǎo)，或者可以是其他類(lèi)型的信號(hào)引導(dǎo)，例如同軸線(xiàn)纜，同軸線(xiàn)纜具有延伸入中央波導(dǎo)中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體，以將信號(hào)從其導(dǎo)出并沿波導(dǎo)引導(dǎo)。
[0014]第一和第二波導(dǎo)通向一個(gè)中央波導(dǎo)中。任意附加的中央波導(dǎo)不起作用，盡管它們可執(zhí)行接收、轉(zhuǎn)換和輸出信號(hào)的功能。
[0015]第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)在延伸穿過(guò)一個(gè)中央波導(dǎo)并包括所述中央波導(dǎo)縱軸的平面的不同側(cè)通向所述一個(gè)中央波導(dǎo)?？v軸可以是中央波導(dǎo)的中心軸和/或?qū)ΨQ(chēng)軸。一般地，波導(dǎo)可具有任何形狀，但矩形/正方形、圓形/橢圓形更佳。
[0016]當(dāng)偏振元件是導(dǎo)電元件(優(yōu)選金屬)，并且所述導(dǎo)電元件投影在所述平面上時(shí)在所述縱軸的一側(cè)上具有第一區(qū)域并且在所述縱軸相對(duì)的另一側(cè)上具有比所述第一區(qū)域小的第二區(qū)域時(shí)，所述偏振元件可實(shí)現(xiàn)隔板偏振器中的所謂隔板的功能，從而將中央波導(dǎo)中朝著偏振元件傳播的圓偏振信號(hào)將轉(zhuǎn)換為通常只在偏振元件的一側(cè)上傳播的線(xiàn)偏振信號(hào)。這樣，信號(hào)可被引導(dǎo)到第一和第二波導(dǎo)中的一個(gè)。右旋和左旋偏振信號(hào)將被引導(dǎo)到偏振元件的兩個(gè)相對(duì)側(cè)。本質(zhì)上，可以將信號(hào)方向反轉(zhuǎn)，從而獲得偏振元件的相反操作。
[0017]本質(zhì)上，第一和第二的功能區(qū)域或者偏振元件對(duì)應(yīng)部分的功能由這些區(qū)域自身以及形成第一和第二區(qū)域的偏振元件部分的形狀來(lái)確定。如下文進(jìn)一步描述，偏振元件優(yōu)選為大致三角形形狀，因而其在平面上的投影也大致為三角形形狀，但是其他變化也可以。US4395685描述了形成隔板功能的偏振元件的多個(gè)形狀，包括與單個(gè)三角形形狀明顯不同的形狀。
[0018]在這方面，第一和第二區(qū)域通常是由偏振元件的投影輪廓線(xiàn)和縱軸限定的區(qū)域。
[0019]在相對(duì)于偏振元件遠(yuǎn)離中央波導(dǎo)開(kāi)口的縱向位置上，輪廓線(xiàn)/區(qū)域或者偏振元件可分隔為投影時(shí)偏振元件在平面中延伸或延展中央波導(dǎo)寬度的至少50% (例如至少75%、至少90%)的位置。在一些情形中，偏振元件可固定在中央波導(dǎo)上，從而系扣/固定位置上的偏振元件的邊界可限定在多個(gè)位置。
[0020]優(yōu)選地，第一區(qū)域?yàn)槭堑诙^(qū)域的至少110%、例如至少120%、至少130%、至少150 %、至少 160 %、至少 175%。
[0021]優(yōu)選地，第一區(qū)域和/或形成第一區(qū)域的偏振元件的部分比第二區(qū)域和/或形成第二區(qū)域的偏振元件的部分在縱向上更多地向開(kāi)口延伸。相比第二區(qū)域最靠近的開(kāi)口的點(diǎn)，第一區(qū)域可以在縱向上再延伸從開(kāi)口到第一區(qū)域最靠近開(kāi)口的點(diǎn)之間的距離的至少1%，例如至少2%、至少5%、至少10%。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，包括或包含形成或生成第一區(qū)域的偏振元件的部分優(yōu)選大致為三角形，例如以下所描述的形狀或結(jié)構(gòu)。偏振元件的另一部分可具有另一種形狀，例如沿縱軸延伸的大致細(xì)長(zhǎng)或三角形形狀。每個(gè)中央波導(dǎo)具有開(kāi)口，開(kāi)口優(yōu)選地配置為接收和/或發(fā)射電磁能量。如果需要，該波導(dǎo)可附接或連接到其他波導(dǎo)或天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，例如拋物線(xiàn)型反射器。
[0023]所述平面包括縱軸，并且如果波導(dǎo)具有對(duì)稱(chēng)的橫截面，該平面優(yōu)選是波導(dǎo)的對(duì)稱(chēng)面。
[0024]本質(zhì)上，可以替代地通過(guò)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的其他部分來(lái)獲得沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)元件的結(jié)果。在當(dāng)前上下文中，使用相同平面來(lái)確定第一和第二狀態(tài)。因而，所述平面將保持與偏振元件和/或中央波導(dǎo)的轉(zhuǎn)動(dòng)/平移的獨(dú)立。例如，可以在第一狀態(tài)中確定平面并在第二狀態(tài)中使用。通常來(lái)說(shuō)，實(shí)際中央波導(dǎo)的縱軸在兩個(gè)狀態(tài)中相同，即使使用多個(gè)中央波導(dǎo)也是這樣。
[0025]偏振元件投影在平面上時(shí)具有請(qǐng)求保護(hù)的特征，一般可以是具有兩個(gè)平行邊的扁平單元。備選地，偏振元件可具有非扁平的形狀，例如錐形形狀，優(yōu)選在偏振元件最靠近開(kāi)口的第一部分具有較尖部分，在背部具有較厚部分。在這種情形中，在中央波導(dǎo)中從開(kāi)口向偏振元件傳播并通過(guò)偏振元件的信號(hào)在沿偏振元件從第一部分向背部傳播時(shí)，將經(jīng)受越來(lái)越大的偏振元件厚度。
[0026]偏振器配置為在兩個(gè)狀態(tài)之間變化?？梢杂枚鄠€(gè)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這種變化，如下文所述。
[0027]一般來(lái)說(shuō)，所述平面包括縱軸，所述縱軸將平面分為位于其一側(cè)的第一部分和位于其另一側(cè)的第二部分。
[0028]偏振元件位于所述平面上，從而縱軸在偏振元件的至少一部分內(nèi)延伸。然后，根據(jù)信號(hào)的偏置方向，偏振元件的操作是將(從開(kāi)口)接收的圓偏振信號(hào)(直接導(dǎo)引向偏振元件的一側(cè)，從而第一和第二波導(dǎo)將分別從平面的一側(cè)通向中央波導(dǎo)開(kāi)口，使得第一和第二波導(dǎo)之一可以從偏振元件和平面的一側(cè)接收能量，而第一和第二波導(dǎo)的另一個(gè)從偏振元件
/平面的另一側(cè)接收能量。
[0029]第一和第二波導(dǎo)可以通向中央波導(dǎo)的側(cè)面或其底部。
[0030]通過(guò)查看左旋圓偏振信號(hào)從實(shí)際中央波導(dǎo)的開(kāi)口向其中偏振元件傳播時(shí)的操作，可以示出兩個(gè)狀態(tài)的全部操作。在第一狀態(tài)中，第一區(qū)域在平面的第一部分中；但在第二狀態(tài)中，第一區(qū)域在平面的第二部分中。因此，偏振元件的形狀在這兩個(gè)狀態(tài)中改變，使得所得到的線(xiàn)偏振信號(hào)在一個(gè)狀態(tài)中在偏振元件的一側(cè)生成，并且在另一個(gè)狀態(tài)中在另一側(cè)生成。對(duì)于中央波導(dǎo)中從開(kāi)口向偏振元件傳播的右旋圓偏振信號(hào)來(lái)說(shuō)，情況相同(但相反)。此外，這兩個(gè)