十字轉(zhuǎn)門式移相器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種十字轉(zhuǎn)門式移相器，目的是提供結(jié)構(gòu)緊湊、移相速度快、精度高、功率容量大的十字轉(zhuǎn)門式移相器。本發(fā)明由加載弧形膜片圓極化器和十字形波導(dǎo)線?圓極化器組成，加載弧形膜片圓極化器的諧振腔與十字形波導(dǎo)線?圓極化器的第一圓波導(dǎo)對(duì)接；加載弧形膜片圓極化器由同軸波導(dǎo)、諧振腔、巴倫結(jié)構(gòu)、金屬膜片構(gòu)成；十字形波導(dǎo)線?圓極化器由一個(gè)十字形矩形波導(dǎo)、第一圓波導(dǎo)、第二圓波導(dǎo)、金屬圓柱、金屬半球構(gòu)成。固定十字形線?圓極化器不動(dòng)，加載弧形膜片圓極化器繞自身軸線任意旋轉(zhuǎn)，加載弧形膜片圓極化器旋轉(zhuǎn)的角度即為TE10模式的相移。本發(fā)明模式轉(zhuǎn)換效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，移相效果好、速度快，可實(shí)現(xiàn)TE10模式相位任意調(diào)節(jié)。
【專利說明】
十字轉(zhuǎn)門式移相器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及高功率微波器件領(lǐng)域，具體涉及一種十字轉(zhuǎn)門式移相器。
【背景技術(shù)】
[0002] 高功率微波（財(cái)811-?〇￥61'-]\1;[01'0￥&￥6，縮寫為]^]\〇 -般是指頻率在3 0 ΟΜΗζ到 300GHz、峰值功率大于100MW或平均功率大于1MW的強(qiáng)電磁輻射。高功率微波的應(yīng)用多種多 樣，主要包括:高功率脈沖雷達(dá)，應(yīng)用于寬頻帶下精確分辨目標(biāo);高能粒子射頻加速器，應(yīng)用 于高能物理、核物理研究;基于電子回旋共振機(jī)制對(duì)受控?zé)岷说入x子體進(jìn)行加熱及高功率 微波武器等領(lǐng)域。
[0003] 微波移相器是微波、毫米波技術(shù)領(lǐng)域中一種常見的器件，在雷達(dá)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、 電子對(duì)抗系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，微波移相器的優(yōu)劣會(huì)對(duì)這些系統(tǒng)性能產(chǎn)生重要 影響。常規(guī)低功率容量的移相器主要包括PIN二極管移相器以及加載介質(zhì)式波導(dǎo)移相器等； PIN二極管移相器是利用二極管的正反向特性構(gòu)成開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)移相;而加載介質(zhì)式移 相器是通過在波導(dǎo)內(nèi)加入不同長(zhǎng)度的介質(zhì)，通過改變介質(zhì)的長(zhǎng)度而實(shí)現(xiàn)移相?，F(xiàn)在技術(shù)中 的大功率微波移相器是采用釔鐵石榴石(YIG)等鐵氧體材料，通過改變外加磁場(chǎng)或電場(chǎng)的 幅度，改變鐵氧體材料的傳播常數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)相位的調(diào)節(jié)。
[0004] 然而，由于鐵氧體材料是一種微波介質(zhì)，其在真空中的擊穿場(chǎng)強(qiáng)要比金屬表面的 擊穿場(chǎng)強(qiáng)低2~3個(gè)數(shù)量級(jí)，而且在金屬-真空-介質(zhì)的三結(jié)合點(diǎn)處存在嚴(yán)重的場(chǎng)擊穿問題， 嚴(yán)重影響器件的功率容量。在高功率微波研究領(lǐng)域，由于其具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的特點(diǎn)，所以現(xiàn)有 技術(shù)中的大功率微波移相器無法真正在高功率微波領(lǐng)域應(yīng)用。同時(shí)，由于鐵氧體材料尺寸 較大，因此，此類移相器通常體積龐大、重量較重。
[0005] 因此，如何提供結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，移相效果好，功率容量高的新型高功率 微波可調(diào)移相器，一直是本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：
[0007] 提供一種十字轉(zhuǎn)門移相器，其結(jié)構(gòu)緊湊、容易實(shí)現(xiàn)，移相速度快、精度高，具有較高 的功率容量，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中高功率微波移相器尺寸大、功率容量低等問題。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0009] 本發(fā)明由加載弧形膜片圓極化器和十字形波導(dǎo)線-圓極化器組成。加載弧形膜片 圓極化器的諧振腔與十字形波導(dǎo)線-圓極化器的第一圓波導(dǎo)對(duì)接。
[0010]加載弧形膜片圓極化器由同軸波導(dǎo)、諧振腔、巴倫結(jié)構(gòu)、金屬膜片構(gòu)成。同軸波導(dǎo) 一端與微波源相連作為輸入端口，另一端與諧振腔相連;諧振腔一端與同軸波導(dǎo)相連，另一 端作為輸出端口；巴倫結(jié)構(gòu)一端固定在諧振腔的內(nèi)壁上，另一端與同軸波導(dǎo)的內(nèi)導(dǎo)體相連； 金屬膜片位于諧振腔內(nèi)部。定義同軸波導(dǎo)、諧振腔、巴倫結(jié)構(gòu)、金屬膜片中靠近微波源的一 端為輸入端，遠(yuǎn)離微波源的一端為輸出端。同軸波導(dǎo)與諧振腔共軸。
[0011] 同軸波導(dǎo)由外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成，均為金屬材料制成。外導(dǎo)體為空心圓柱，其內(nèi)半 徑為R0,長(zhǎng)度為h0，厚度為d;內(nèi)導(dǎo)體為實(shí)心圓柱，其半徑為R1，長(zhǎng)度為h0;內(nèi)導(dǎo)體同軸嵌套于 外導(dǎo)體內(nèi)部，內(nèi)導(dǎo)體的輸出端與位于諧振腔內(nèi)的巴倫結(jié)構(gòu)相連;同軸波導(dǎo)的輸入端（即外導(dǎo) 體和內(nèi)導(dǎo)體之間的環(huán))與微波源相連，外導(dǎo)體的輸出端與諧振腔的輸入端相連。
[0012] 諧振腔為空心圓柱，采用金屬材料制成。諧振腔的內(nèi)半徑為R2,長(zhǎng)度為hi，壁厚為 d;諧振腔的輸入端與外導(dǎo)體相連，輸出端即為加載弧形膜片圓極化器的輸出端。
[0013] 巴倫結(jié)構(gòu)位于諧振腔內(nèi)部，采用金屬材料制成。巴倫結(jié)構(gòu)的外形類似鴨蹼狀，具體 結(jié)構(gòu)由德國(guó)CST公司開發(fā)的電磁仿真軟件CST Microwave Studio按照同軸波導(dǎo)TEM模式到 圓波導(dǎo)TEn模式轉(zhuǎn)換效率高于99.5%的目標(biāo)仿真獲得。它的輸入端與內(nèi)導(dǎo)體的輸出端相連， 且輸入端的半徑為R1。巴倫結(jié)構(gòu)的輸出端固定在諧振腔的內(nèi)壁上，巴倫點(diǎn)是距離同軸波導(dǎo) 輸出端軸向距離最大的點(diǎn)，巴倫點(diǎn)距離同軸波導(dǎo)輸出端的軸向距離為z。
[0014] 金屬膜片有3排，結(jié)構(gòu)完全相同，也由金屬材料制成，每排金屬膜片由2個(gè)形狀相同 位置相對(duì)的弧形膜片構(gòu)成，弧形膜片的寬度為a，厚度為c，圓弧的半徑為R3,圓弧的圓心距 離BB'平面(BB'平面為諧振腔沿軸線方向的豎直中垂面)與CC'平面(CC'平面經(jīng)過諧振腔的 軸線且與BB'平面垂直）的距離均為s，2個(gè)弧形膜片關(guān)于AA'平面(AA'平面經(jīng)過諧振腔的軸 線且與BB'平面及CC'平面的夾角均為45°)對(duì)稱。3排金屬膜片按照從輸入端到輸出端的方 向，依次為第一金屬膜片，第二金屬膜片，第三金屬膜片。其中第一金屬膜片距離巴倫點(diǎn)的 軸向中心距為zl，第一金屬膜片與第三金屬膜片的軸向中心距為b，相鄰兩組金屬膜片的軸 向中心距為b/2,弧形膜片的兩端焊接在諧振腔的內(nèi)壁上。
[0015] 十字形波導(dǎo)線-圓極化器由一個(gè)十字形矩形波導(dǎo)、第一圓波導(dǎo)、第二圓波導(dǎo)、金屬 圓柱、金屬半球構(gòu)成。十字形矩形波導(dǎo)是由兩個(gè)截面尺寸相同的矩形波導(dǎo)正交構(gòu)成，可以認(rèn) 為十字形矩形波導(dǎo)有四個(gè)矩形波導(dǎo)臂，分別記作第一矩形波導(dǎo)臂、第二矩形波導(dǎo)臂、第三矩 形波導(dǎo)臂、第四矩形波導(dǎo)臂。其中第一矩形波導(dǎo)臂和第四矩形波導(dǎo)臂端面為開放結(jié)構(gòu)，第一 矩形波導(dǎo)臂的末端作為十字轉(zhuǎn)門移相器的輸出端口，第四矩形波導(dǎo)臂的末端作為十字轉(zhuǎn)門 移相器的隔離端口，將未從第一矩形波導(dǎo)臂輸出的微波輻射出來。第二矩形波導(dǎo)臂和第三 矩形波導(dǎo)臂為封閉結(jié)構(gòu)。十字形矩形波導(dǎo)俯視面為第一E面，相對(duì)的一面為第二E面，第一E 面與第一圓波導(dǎo)垂直相接，且第一圓波導(dǎo)貫穿第一 E面的波導(dǎo)壁;第二E面與第二圓波導(dǎo)垂 直相接，且第二圓波導(dǎo)貫穿第二E面的波導(dǎo)壁。第一圓波導(dǎo)和第二圓波導(dǎo)共軸線，其軸線通 過十字形矩形波導(dǎo)的交叉中心。第一圓波導(dǎo)遠(yuǎn)離十字形矩形波導(dǎo)第一 E面一端為開放結(jié)構(gòu)， 加載弧形膜片圓極化器輸出的圓極化微波從該端口進(jìn)入到十字形波導(dǎo)線-圓極化器內(nèi)，第 二圓波導(dǎo)遠(yuǎn)離十字形矩形波導(dǎo)第二E面的一端為封閉結(jié)構(gòu)。金屬圓柱同軸嵌套于第二圓波 導(dǎo)內(nèi)部，其一端固定在第二圓波導(dǎo)的封閉端，另一端伸入到十字形矩形波導(dǎo)內(nèi)部。在金屬圓 柱伸入到十字形矩形波導(dǎo)的一端與金屬半球相連接，金屬半球的球心在金屬圓柱的軸線 上。
[0016] 十字形矩形波導(dǎo)由金屬材料制成，其截面的寬邊長(zhǎng)度*L_a，窄邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)_b，矩形 波導(dǎo)壁厚度為d。以十字形矩形波導(dǎo)的交叉中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，則第一矩形波導(dǎo)臂 末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為11，第二矩形波導(dǎo)臂末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為12,第三矩形波導(dǎo) 臂末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為13,第四矩形波導(dǎo)臂末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為14。
[0017] 第一圓波導(dǎo)為空心圓柱，采用金屬材料制成。它的內(nèi)半徑與加載弧形膜片圓極化 器中諧振器的內(nèi)半徑相等，也為R2,它的長(zhǎng)度為h2。第二圓波導(dǎo)也為空心圓柱，采用金屬材 料制成。它的內(nèi)半徑為R4,長(zhǎng)度為h3。第一圓波導(dǎo)與第二圓波導(dǎo)的壁厚均為d，且第二圓波導(dǎo) 封閉端的金屬厚度也為d。
[0018] 金屬圓柱的半徑為R5,長(zhǎng)度為h4,金屬圓柱伸入到十字形矩形波導(dǎo)的一端與金屬 半球相連接。金屬半球是實(shí)心的，金屬半球的球心位于金屬圓柱的軸線上，金屬半球的半徑 為R6。
[0019] 第一圓波導(dǎo)與第一 E面的連接處以及第二圓波導(dǎo)與第二E面的連接處進(jìn)行倒圓角 處理，倒角半徑為rl。四個(gè)矩形波導(dǎo)臂的連接處也進(jìn)行倒圓角處理，倒角半徑為r2。
[0020] 為了敘述方便，這里統(tǒng)一介紹以上設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)所滿足的條件：
[0021] 1、同軸波導(dǎo)的參數(shù)R0、R1需滿足同軸波導(dǎo)中只存在TEM模式的條件，即Aq>jt*(R〇+ R1)，λ〇為輸入微波在自由空間波長(zhǎng)。且R0 > R1 > 0，h0 > 0。
[0022] 2、諧振腔的參數(shù)需滿足 R2>R0，hl>b+zl+z+a，b>0，zl>0，z>0，a>0。且需滿足 諧振腔輸出端只輸出圓波導(dǎo)TEn模式的條件，即λ〇/2.61 > R2 > λ〇/3.41。
[0023] 3、巴倫結(jié)構(gòu)的參數(shù)ζ需滿足巴倫結(jié)構(gòu)可以將同軸波導(dǎo)ΤΕΜ模式高效率轉(zhuǎn)換為圓波 導(dǎo)線極化ΤΕιι模式的條件，且ζ>0,參數(shù)的具體值通過電磁仿真軟件CST Microwave Studio 得到。
[0024] 4、弧形膜片的參數(shù)a、c、R3、b、s，需滿足微波在輸出端口傳輸效率大于99 %，且輸 出的TEn模式的兩個(gè)極化分量的幅值相等，相位差為90°。且有a>0，c>0，R3>R2>0，b>0， s>0〇
[0025] 5、矩形波導(dǎo)的參數(shù)需滿足矩形波導(dǎo)內(nèi)TE1Q模單模傳輸條件，即AQ>2*L_a^L_a> L_b > 0 〇
[0026] 6、第二圓波導(dǎo)與金屬圓柱以及金屬半球的參數(shù)需滿足R2>R4>R5，R6彡R5，h2> 0，h3+L_b>h4>h3,倒角半徑 0<r2<rl。
[0027] 7、第二矩形波導(dǎo)臂的參數(shù)12與第三矩形波導(dǎo)臂的參數(shù)13需滿足十字形波導(dǎo)圓極 化器的圓極化條件，即 12-13 = N*Xg/4，13-R5 = N*Xg/8，N為1、3、5、7···，
為十字形矩形波導(dǎo)內(nèi)的波導(dǎo)波長(zhǎng)。
[0028] 通過電磁仿真軟件CST Microwave Studio,在滿足h0>0，hl>b+zl+z+a，h2>0， h3+L_b>h4>h3 ,A〇>max(jT*(RO+Rl), 2*L_a) ,L_a>L_b>0 ,R2>R4>R5 ,R6^R5 ,R3>R2 >RO>Rl>0，A〇/2.61>R2>A〇/3.41，0<r2<rl，12-13 = N*Ag/4，13-R5 = N*Ag/8，NSl、3、 5,7···：
,a>0，b>0，c>0，zl>0，z>0，s>0 的條件下，首先設(shè)定微 波傳輸至模式轉(zhuǎn)換器的諧振腔輸出端效率大于99 %，且輸出的ΤΕιι模式的兩個(gè)極化分量的 幅值相等，相位差為90°，可以獲得參數(shù)11〇、111、1?0、1?1、1?2、1?、&、13、(3、2、21、8的精確值 ;其次 設(shè)定微波從十字形波導(dǎo)線-圓極化器的第一矩形波導(dǎo)臂輸入，從第二圓波導(dǎo)輸出且傳輸效 率大于99%，另外輸出的TEn模式的兩個(gè)極化分量的幅值相等，相位差為90°，可以獲得參數(shù) 112、113、114、1?4、1?5、1?6、11、12、13、14、1^_&、1^_131211的精確值，(1一般取3-5臟。
[0029]本發(fā)明的工作過程為:本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)同軸波導(dǎo)TEM模式到矩形波導(dǎo)TE1Q模式的轉(zhuǎn) 換，且可以實(shí)現(xiàn)TE1Q模式0~360°的任意線性相移。為了清楚簡(jiǎn)單地介紹該移相器的工作過 程，需分別介紹加載弧形膜片圓極化器與十字形波導(dǎo)線-圓極化器的工作過程，具體為:加 載弧形膜片圓極化器以ΤΕΜ模式從同軸波導(dǎo)輸入微波，同軸波導(dǎo)將ΤΕΜ模式微波輸入到諧振 腔內(nèi)，利用巴倫結(jié)構(gòu)特殊的場(chǎng)分布，微波經(jīng)過巴倫結(jié)構(gòu)后，實(shí)現(xiàn)同軸波導(dǎo)ΤΕΜ模式到圓波導(dǎo) 線極化TEn模式的轉(zhuǎn)換(TEn模式電場(chǎng)的極化方向沿ΒΒ '方向）。圓波導(dǎo)線極化的TEn模式繼 續(xù)向前傳播至金屬膜片，由于金屬膜片的對(duì)稱平面AA'與BB'平面的夾角為45°，圓波導(dǎo)線極 化的TEn模式經(jīng)過金屬膜片時(shí)分解為與金屬膜片平行極化的電場(chǎng)分量和與金屬膜片垂直極 化的電場(chǎng)分量，兩個(gè)電場(chǎng)分量的幅值相等。由于金屬膜片對(duì)與其垂直極化的電場(chǎng)分量的相 移常數(shù)影響較小，而對(duì)與其平行極化的電場(chǎng)分量的相移常數(shù)影響較大，因此兩個(gè)極化方向 的電場(chǎng)分量經(jīng)過一定寬度的金屬膜片后，其相位差發(fā)生改變，選擇合適的金屬膜片寬度使 輸出的TEn模式的兩個(gè)極化分量的相位差為90°。金屬膜片采用弧形膜片可以控制與金屬膜 片垂直極化的電場(chǎng)分量的反射在較低的水平，三排金屬膜片可以有效地消除與金屬膜片平 行極化的電場(chǎng)分量的反射，增加輸出端口圓極化TEn的傳輸效率。圓波導(dǎo)線極化的TEn模式 經(jīng)過三排金屬膜片后轉(zhuǎn)變?yōu)閳A波導(dǎo)圓極化的TEn模式，并由諧振腔的輸出端口輸出。
[0030] 十字形波導(dǎo)線-圓極化器以TE1Q模式從第一矩形波導(dǎo)臂注入微波，TE1Q模式微波進(jìn) 入到十字形矩形波導(dǎo)內(nèi)部，當(dāng)金屬圓柱和金屬半球的參數(shù)合適時(shí)，微波被分成兩部分，其一 半能量直接進(jìn)入到第一圓波導(dǎo)內(nèi)并轉(zhuǎn)變?yōu)閳A波導(dǎo)的TEn模式，其極化方向沿y方向，記作 TElly;另外一半能量被均分，一份進(jìn)入到第二矩形波導(dǎo)臂內(nèi)，一份進(jìn)入到第三矩形波導(dǎo)臂 內(nèi)，由于這兩個(gè)矩形波導(dǎo)臂的末端封閉，因此微波會(huì)被全反射，并再次返回到金屬圓柱處， 當(dāng)?shù)诙匦尾▽?dǎo)臂的長(zhǎng)度與第一矩形波導(dǎo)臂的長(zhǎng)度相差N*A g/4時(shí)，N為1、3、5、7···，兩份微 波返回到金屬圓柱處時(shí)相位相差η的奇數(shù)倍，合成后會(huì)進(jìn)入到第一圓波導(dǎo)內(nèi)并轉(zhuǎn)變?yōu)閳A波 導(dǎo)的TEn模，其極化方向沿X方向，記作TE llx，TEllx與TEny(極化方向沿y方向的TEn模）的幅 值相等；當(dāng)?shù)诙匦尾▽?dǎo)臂的長(zhǎng)度與金屬圓柱的半徑相差N*A g/8時(shí)，N為1、3、5、7···，ΤΕ11χ與 TElly的相位會(huì)相差V2的奇數(shù)倍，此時(shí)第一圓波導(dǎo)輸出的微波為圓極化的TEn模式。理想情 況下，第四矩形波導(dǎo)臂的末端不會(huì)有微波輸出，但是由于線-圓極化器有一定的工作帶寬， 因此在偏離中心頻率處會(huì)有少部分微波泄露，但不會(huì)超過1%。在具體應(yīng)用時(shí)，可以在第四 矩形波導(dǎo)臂末端加入喇叭天線將泄露的微波輻射出去，也可以加入緊湊型匹配負(fù)載吸收這 部分微波。
[0031] 將加載弧形膜片圓極化器的諧振腔和十字形波導(dǎo)線-圓極化器的第一圓波導(dǎo)對(duì)接 在一起，即構(gòu)成了十字轉(zhuǎn)門移相器，此時(shí)微波以TEM模式從加載弧形膜片圓極化器的同軸波 導(dǎo)輸入，以TE 1Q模式從十字形波導(dǎo)線-圓極化器的第一矩形波導(dǎo)臂輸出，固定十字形波導(dǎo)線-圓極化器不動(dòng)，而加載弧形膜片圓極化器繞自身軸線任意旋轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)TE 1Q模式相位的任 意調(diào)節(jié)。
[0032] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明可以達(dá)到以下技術(shù)效果：
[0033] 本發(fā)明加載弧形膜片圓極化器以及十字形波導(dǎo)線-圓極化器的模式轉(zhuǎn)換效率高， TEM-TE11，TE1『TE11的模式轉(zhuǎn)換效率均超過99.5%，這兩個(gè)轉(zhuǎn)換效率影響整個(gè)移相器的傳輸 效率，十字轉(zhuǎn)門式移相器在中心頻率處的傳輸效率超過99%。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸較小， 移相效果好、速度快且為線性移相(加載弧形膜片圓極化器繞軸線旋轉(zhuǎn)的角度就是矩形波 導(dǎo)ΤΕιο模式的相移），可實(shí)現(xiàn)ΤΕιο模式相位任意調(diào)節(jié)。由于該結(jié)構(gòu)中所有材質(zhì)均為金屬，并不 涉及介質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)較高的功率容量。
【附圖說明】
[0034] 圖1是本發(fā)明十字轉(zhuǎn)門移相器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖2是圖1中十字轉(zhuǎn)門移相器沿MM'平面的剖視示意圖。
[0036] 圖3是本發(fā)明中加載弧形膜片圓極化器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖4是圖3沿AA'平面的剖視圖。
[0038]圖5是圖3沿BB'平面的剖視圖。
[0039] 圖6是圖3的左視圖。
[0040]圖7是圖3中巴倫結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ]圖8是圖3第一金屬膜片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖9是本發(fā)明中十字形波導(dǎo)線-圓極化器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖10是圖9沿NN'平面的剖視示意圖。
[0044]圖11是圖9的俯視不意圖。
[0045]圖12是本發(fā)明實(shí)施例傳輸效率與頻率的關(guān)系曲線。
[0046] 圖13是本發(fā)明在中心頻率處的移相效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅 用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0048] 圖1是本發(fā)明十字轉(zhuǎn)門移相器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1中十字轉(zhuǎn)門移相器沿MM'平 面的剖視示意圖。如圖所示，十字轉(zhuǎn)門移相器由兩大部分組成，分別為加載弧形膜片圓極化 器1和十字形波導(dǎo)線-圓極化器2,在具體實(shí)施過程中，固定十字形波導(dǎo)線-圓極化器2不動(dòng)， 而加載弧形膜片圓極化器1可以繞自身軸線任意旋轉(zhuǎn)，加載弧形膜片圓極化器1旋轉(zhuǎn)的角度 即為TE 1Q模式的相移。
[0049] 圖3是本發(fā)明中加載弧形膜片圓極化器1的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，加載弧形膜片 圓極化器由同軸波導(dǎo)11、諧振腔12、巴倫結(jié)構(gòu)13、金屬膜片14組成。同軸波導(dǎo)11與諧振腔12 相連；巴倫結(jié)構(gòu)13-端固定在諧振腔12的內(nèi)壁上，另一端與同軸波導(dǎo)11的內(nèi)導(dǎo)體112相連； 金屬膜片14位于諧振腔12的內(nèi)部，并固定在諧振腔12的內(nèi)壁上。定義同軸波導(dǎo)11、諧振腔 12、巴倫結(jié)構(gòu)13、金屬膜片14中靠近微波源的一端為輸入端，遠(yuǎn)離微波源的一端為輸出端。 同軸波導(dǎo)11與諧振腔12同軸。
[0050] 圖4是圖3沿AA'平面的剖視圖，圖5是圖3沿BB '平面的剖視圖，圖7是圖3中巴倫結(jié) 構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖4、圖5、圖7所示，同軸波導(dǎo)11由外導(dǎo)體111、內(nèi)導(dǎo)體112組成。外導(dǎo)體 111的半徑為R0,長(zhǎng)度為h0,厚度為d;內(nèi)導(dǎo)體112的半徑為R1，長(zhǎng)度也為h0。內(nèi)導(dǎo)體112同軸嵌 套于外導(dǎo)體111內(nèi)部，并與巴倫結(jié)構(gòu)13相連，巴倫結(jié)構(gòu)13的末端焊接在諧振腔12的內(nèi)壁上。 同軸波導(dǎo)11兩端開口，一端為微波的輸入端口，外導(dǎo)體111的輸出端與諧振腔12同軸連接。
[0051] 諧振腔12的內(nèi)半徑為R2,長(zhǎng)度為hi，諧振腔12的壁厚為d，由金屬制成;諧振腔12的 輸入端與外導(dǎo)體111的輸出端同軸連接，諧振腔12的輸出端為本發(fā)明的輸出端口。
[0052]巴倫結(jié)構(gòu)13為鴨蹼狀金屬結(jié)構(gòu)，巴倫結(jié)構(gòu)13的輸入端與內(nèi)導(dǎo)體112的輸出端相連， 且與內(nèi)導(dǎo)體112的半徑相等均為R1。巴倫結(jié)構(gòu)13的輸出端固定在諧振腔12的內(nèi)壁上，巴倫點(diǎn) 距離同軸波導(dǎo)11輸出端的軸向距離為z。
[0053] 圖6是本發(fā)明中加載弧形膜片圓極化器1的左視圖，圖8是圖3中第一金屬膜片的結(jié) 構(gòu)示意圖；如圖5、圖6、圖8所示，金屬膜片14均由金屬制成，金屬膜片14按照從輸入端到輸 出端的方向，依次為第一金屬膜片141，第二金屬膜片142,第三金屬膜片143。第一金屬膜片 141由2個(gè)弧形膜片構(gòu)成，弧形膜片的寬度為a，厚度為c，圓弧的半徑為R3,圓弧的圓心距離 BB'平面(BB'平面為巴倫結(jié)構(gòu)沿軸向的中垂面)與CC'平面(CC'平面經(jīng)過諧振腔的軸線且與 BB'平面垂直）的距離均為s，2個(gè)弧形膜片關(guān)于AA'平面(AA'平面經(jīng)過諧振腔的軸線且與BB' 平面及CC'平面的夾角均為45°)對(duì)稱。第一金屬膜片141距離巴倫點(diǎn)的軸向中心距為zl，第 一金屬膜片141與第三金屬膜片143的軸向中心距為b，相鄰兩組金屬膜片的軸向中心距為 b/2〇
[0054] 圖9是本發(fā)明中十字形波導(dǎo)線-圓極化器2的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10是圖8沿NN'平面的 剖視示意圖，圖11是圖8的俯視示意圖；如圖所示，十字形波導(dǎo)線-圓極化器2由一個(gè)十字形 矩形波導(dǎo)21、第一圓波導(dǎo)23、第二圓波導(dǎo)22、金屬圓柱24、金屬半球25構(gòu)成?？梢哉J(rèn)為十字形 矩形波導(dǎo)21有四個(gè)矩形波導(dǎo)臂，分別記作第一矩形波導(dǎo)臂211、第二矩形波導(dǎo)臂212、第三矩 形波導(dǎo)臂213、第四矩形波導(dǎo)臂214。其中第一矩形波導(dǎo)臂211和第四矩形波導(dǎo)臂214端面為 開放結(jié)構(gòu)，第一矩形波導(dǎo)臂211的末端作為十字轉(zhuǎn)門移相器的輸出端口，第四矩形波導(dǎo)臂 214的末端作為十字轉(zhuǎn)門移相器的隔離端口，將未從第一矩形波導(dǎo)臂輸出的微波福射出來。 第二矩形波導(dǎo)臂212和第三矩形波導(dǎo)臂213為封閉結(jié)構(gòu)。十字形矩形波導(dǎo)21的俯視面為第一 E面215,相對(duì)的一面為第二E面216,第一 E面215與第一圓波導(dǎo)23垂直相接，且第一圓波導(dǎo)23 貫穿第一 E面215的波導(dǎo)壁;第二E面216與第二圓波導(dǎo)22垂直相接，且第二圓波導(dǎo)22貫穿第 二E面216的波導(dǎo)壁。第一圓波導(dǎo)23和第二圓波導(dǎo)22共軸線，其軸線通過十字形矩形波導(dǎo)21 的交叉中心。第一圓波導(dǎo)23遠(yuǎn)離十字形矩形波導(dǎo)21第一 E面一端為開放結(jié)構(gòu)，加載弧形膜片 圓極化器1輸出的圓極化微波從該端口進(jìn)入到十字形波導(dǎo)線-圓極化器2內(nèi)，第二圓波導(dǎo)22 遠(yuǎn)離十字形矩形波導(dǎo)21第二E面的一端為封閉結(jié)構(gòu)。金屬圓柱24同軸嵌套于第二圓波導(dǎo)22 內(nèi)部，其一端固定在第二圓波導(dǎo)22的封閉端，另一端伸入到十字形矩形波導(dǎo)21內(nèi)部。在其伸 入到十字形矩形波導(dǎo)21的一端與金屬半球25相連接，金屬半球25的球心在金屬圓柱24的軸 線上。
[0055] 十字形矩形波導(dǎo)21由金屬材料制成，其截面的寬邊長(zhǎng)度SL_a，窄邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)_b，矩 形波導(dǎo)壁厚度為d。以十字形矩形波導(dǎo)21的交叉中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，則第一矩形波 導(dǎo)臂211末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為11，第二矩形波導(dǎo)臂212末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為12,第 三矩形波導(dǎo)臂213末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為13,第四矩形波導(dǎo)臂214末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度 為14〇
[0056]第一圓波導(dǎo)23為空心圓柱，采用金屬材料制成。它的內(nèi)半徑與加載弧形膜片圓極 化器1中諧振腔12的內(nèi)半徑相等，也為R2,它的長(zhǎng)度為h2。第二圓波導(dǎo)22也為空心圓柱，采用 金屬材料制成。它的內(nèi)半徑為R4,長(zhǎng)度為h3。第一圓波導(dǎo)23與第二圓波導(dǎo)22的壁厚均為d，且 第二圓波導(dǎo)22封閉端的金屬厚度也為d。
[0057]金屬圓柱24的半徑為R5,長(zhǎng)度為h4,在其伸入到十字形矩形波導(dǎo)21的一端與金屬 半球25相連接，金屬半球25的球心位于金屬圓柱的軸線上，金屬半球25的半徑為R6。
[0058] 第一圓波導(dǎo)23與第一 E面的連接處以及第二圓波導(dǎo)22與第二E面的連接處進(jìn)行倒 圓角處理，倒角半徑為rl。四個(gè)矩形波導(dǎo)臂的連接處也進(jìn)行倒圓角處理，倒角半徑為r2。
[0059] 下面給出用于1.575GHz (即輸入微波源的頻率為1.575GHz，）的十字轉(zhuǎn)門移相器的 實(shí)施例具體設(shè)計(jì)尺寸：
[0060] 外導(dǎo)體111的半徑R0 = 40mm，長(zhǎng)度h0 = 50mm;內(nèi)導(dǎo)體112的半徑R1 = 15mm，長(zhǎng)度h0 = 50mm;諧振腔12的半徑R2 = 65mm，長(zhǎng)度h 1 = 320mm;巴倫點(diǎn)距離同軸波導(dǎo)11輸出端的距離z = 80mm?；⌒文て膶挾萢 = 19mm，厚度c = 3mm，圓弧的半徑為R3 = 75mm，圓弧的圓心距離BB' 平面與CC'平面的距離s = 14.1mm，第一金屬膜片141距離巴倫點(diǎn)的軸向中心距zl = 20mm，相 鄰兩排金屬膜片的軸向中心距b/2 = 94mm。外導(dǎo)體111與諧振腔12的厚度d = 5mm。十字形矩 形波導(dǎo)21截面尺寸為L(zhǎng)_aXL_b = 129.6_X 61mm，第一矩形波導(dǎo)臂211末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng) 度11 = 150mm，第二矩形波導(dǎo)臂212末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度12 = 128.9mm，第三矩形波導(dǎo)臂 213末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度13 = 198.9mm，第四矩形波導(dǎo)臂214末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度14 = 150mm。第一圓波導(dǎo)23的內(nèi)半徑R2 = 65mm，長(zhǎng)度h2 = 80mm。第二圓波導(dǎo)22的內(nèi)半徑R4 = 61 · 5mm，長(zhǎng)度h3= 130mm。金屬圓柱24的半徑R5 = 23mm，長(zhǎng)度h4= 154mm，金屬半球25的半徑 R6 = 23mm。第一圓波導(dǎo)23及第二圓波導(dǎo)22與十字形矩形波導(dǎo)21連接處的倒角半徑rl = 10mm。四個(gè)矩形波導(dǎo)臂的連接處也進(jìn)行倒圓角處理，倒角半徑為r2 = 8mm。所有波導(dǎo)壁的厚 度 d = 5mm〇
[0061] 根據(jù)上述參數(shù)所設(shè)計(jì)的頻率為1.575GHz的移相器的移相效果見圖12與圖13,其中 圖12是本發(fā)明傳輸效率與頻率的關(guān)系曲線。其中橫坐標(biāo)是頻率，縱坐標(biāo)是傳輸效率η。在中 心頻率1.575GHz處，本發(fā)明的傳輸效率大于99.5%。圖13為本發(fā)明十字轉(zhuǎn)門移相器相位變 化隨扭轉(zhuǎn)角度仿真圖。其中橫坐標(biāo)是加載弧形膜片圓極化器的旋轉(zhuǎn)角度，縱坐標(biāo)是十字轉(zhuǎn) 門式移相器輸出微波的相移。通過轉(zhuǎn)動(dòng)加載弧形膜片圓極化器角度a，0<a<360,可以調(diào)節(jié) 移相器輸出端口輸出ΤΕιο模式微波相位a度。
[0062] 由上述結(jié)果可知，本發(fā)明這種實(shí)施方式能夠?qū)Ω吖β饰⒉ㄟM(jìn)行精確調(diào)節(jié)相位，具 有傳輸效率高，功率容量大，輸出相位在〇~360度連續(xù)可調(diào)等特點(diǎn)。以上實(shí)施方式僅用于說 明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍的情況下，還可以做出各種變化及變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的 保護(hù)范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種十字轉(zhuǎn)門式移相器，其特征在于十字轉(zhuǎn)門式移相器由加載弧形膜片圓極化器 (1)和十字形波導(dǎo)線-圓極化器(2)組成，加載弧形膜片圓極化器（1)的諧振腔（12)與十字形 波導(dǎo)線-圓極化器(2)的第一圓波導(dǎo)（23)對(duì)接；固定十字形波導(dǎo)線-圓極化器(2)不動(dòng)，加載 弧形膜片圓極化器（1)繞自身軸線任意旋轉(zhuǎn)，加載弧形膜片圓極化器（1)旋轉(zhuǎn)的角度即為 TE 10模式的相移； 加載弧形膜片圓極化器（1)由同軸波導(dǎo)（11)、諧振腔（12)、巴倫結(jié)構(gòu)（13)、金屬膜片 (14)構(gòu)成；同軸波導(dǎo)（11)一端與微波源相連作為輸入端口，另一端與諧振腔(12)相連;諧振 腔（12) -端與同軸波導(dǎo)（11)相連，另一端作為輸出端口；巴倫結(jié)構(gòu)（13)-端固定在諧振腔 (12)的內(nèi)壁上，另一端與同軸波導(dǎo)（11)的內(nèi)導(dǎo)體(112)相連;金屬膜片（14)位于諧振腔（12) 內(nèi)部;定義同軸波導(dǎo)（11)、諧振腔（12)、巴倫結(jié)構(gòu)（13)、金屬膜片（14)中靠近微波源的一端 為輸入端，遠(yuǎn)離微波源的一端為輸出端;同軸波導(dǎo)（11)與諧振腔(12)共軸； 同軸波導(dǎo)（11)由外導(dǎo)體（111)和內(nèi)導(dǎo)體（112)構(gòu)成，均為金屬材料制成;外導(dǎo)體(111)為 空心圓柱，其內(nèi)半徑為R0,長(zhǎng)度為hO,厚度為d;內(nèi)導(dǎo)體（112)為實(shí)心圓柱，其半徑為Rl，長(zhǎng)度 為hO;內(nèi)導(dǎo)體(112)同軸嵌套于外導(dǎo)體（111)內(nèi)部，內(nèi)導(dǎo)體(112)的輸出端與位于諧振腔（12) 內(nèi)的巴倫結(jié)構(gòu)（13)相連；同軸波導(dǎo)（11)的輸入端與微波源相連，外導(dǎo)體(111)的輸出端與諧 振腔(12)的輸入端相連； 諧振腔（12)為空心圓柱，采用金屬材料制成；諧振腔（12)的內(nèi)半徑為R2,長(zhǎng)度為hi，壁 厚為d;諧振腔(12)的輸入端與外導(dǎo)體(111)相連，輸出端即為加載弧形膜片圓極化器(1)的 輸出端； 巴倫結(jié)構(gòu)（13)位于諧振腔（12)內(nèi)部，采用金屬材料制成；巴倫結(jié)構(gòu)（13)的外形類似鴨 蹼狀，具體結(jié)構(gòu)按照同軸波導(dǎo)（11 )TEM模式到圓波導(dǎo)TE11模式轉(zhuǎn)換效率高于99.5 %的目標(biāo)仿 真獲得；巴倫結(jié)構(gòu)（13)的輸入端與內(nèi)導(dǎo)體（112)內(nèi)導(dǎo)體（112)的輸出端相連，且輸入端的半 徑為Rl，巴倫結(jié)構(gòu)（13)的輸出端固定在諧振腔（12)的內(nèi)壁上，巴倫點(diǎn)是距離同軸波導(dǎo)（11) 輸出端軸向距離最大的點(diǎn)，巴倫點(diǎn)距離同軸波導(dǎo)（11)輸出端的軸向距離為z; 金屬膜片（14)有3排，結(jié)構(gòu)完全相同，也由金屬材料制成，每排金屬膜片（14)由2個(gè)形狀 相同位置相對(duì)的弧形膜片構(gòu)成，弧形膜片的寬度為a，厚度為c，圓弧的半徑為R3,圓弧的圓 心距離BB'平面與CC'平面的距離均為s，2個(gè)弧形膜片關(guān)于AA'平面對(duì)稱BB '平面為諧振腔 (12)沿軸線方向的豎直中垂面，CC'平面經(jīng)過諧振腔（12)的軸線且與BB'平面垂直，AA'平面 經(jīng)過諧振腔（12)的軸線且與BB'平面及CC'平面的夾角均為45° ;3排金屬膜片（14)按照從輸 入端到輸出端的方向，依次為第一金屬膜片（141)，第二金屬膜片（142)，第三金屬膜片 (143);其中第一金屬膜片（141)距離巴倫點(diǎn)的軸向中心距為zl，第一金屬膜片（141)與第三 金屬膜片（143)的軸向中心距為b，相鄰兩組金屬膜片（14)的軸向中心距為b/2,弧形膜片的 兩端焊接在諧振腔(12)的內(nèi)壁上； 十字形波導(dǎo)線-圓極化器(2)由一個(gè)十字形矩形波導(dǎo)（21)、第一圓波導(dǎo)（23)、第二圓波 導(dǎo)(22)、金屬圓柱(24)、金屬半球(25)構(gòu)成;十字形矩形波導(dǎo)(21)是由兩個(gè)截面尺寸相同的 矩形波導(dǎo)正交構(gòu)成，有四個(gè)矩形波導(dǎo)臂，分別記作第一矩形波導(dǎo)臂（211)、第二矩形波導(dǎo)臂 (212)、第三矩形波導(dǎo)臂(213)、第四矩形波導(dǎo)臂(214);其中第一矩形波導(dǎo)臂(211)和第四矩 形波導(dǎo)臂(214)端面為開放結(jié)構(gòu)，第一矩形波導(dǎo)臂(211)的末端作為十字轉(zhuǎn)門移相器的輸出 端口，第四矩形波導(dǎo)臂(214)的末端作為十字轉(zhuǎn)門移相器的隔離端口，將未從第一矩形波導(dǎo) 臂(211)輸出的微波輻射出來;第二矩形波導(dǎo)臂(212)和第三矩形波導(dǎo)臂(213)為封閉結(jié)構(gòu)； 十字形矩形波導(dǎo)（21)俯視面為第一 E面(215)，相對(duì)的一面為第二E面(216)，第一 E面(215) 與第一圓波導(dǎo)（23)垂直相接，且第一圓波導(dǎo)（23)貫穿第一E面（215)的波導(dǎo)壁；第二E面 (216)與第二圓波導(dǎo)(22)垂直相接，且第二圓波導(dǎo)(22)貫穿第二E面(216)的波導(dǎo)壁;第一圓 波導(dǎo)(23)和第二圓波導(dǎo)（22)共軸線，其軸線通過十字形矩形波導(dǎo)（21)的交叉中心；第一圓 波導(dǎo)(23)遠(yuǎn)離十字形矩形波導(dǎo)(21)第一 E面(215) -端為開放結(jié)構(gòu)，加載弧形膜片圓極化器 (1)輸出的圓極化微波從該端口進(jìn)入到十字形波導(dǎo)線-圓極化器(2)內(nèi)，第二圓波導(dǎo)（22)遠(yuǎn) 離十字形矩形波導(dǎo)(21)第二E面(216)的一端為封閉結(jié)構(gòu);金屬圓柱(24)同軸嵌套于第二圓 波導(dǎo)（22)內(nèi)部，其一端固定在第二圓波導(dǎo)（22)的封閉端，另一端伸入到十字形矩形波導(dǎo) (21)內(nèi)部;在金屬圓柱(24)伸入到十字形矩形波導(dǎo)（21)的一端與金屬半球(25)相連接，金 屬半球(25)的球心在金屬圓柱(24)的軸線上； 十字形矩形波導(dǎo)(21)由金屬材料制成，其截面的寬邊長(zhǎng)度*L_a，窄邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)_b，矩形 波導(dǎo)壁厚度為d;以十字形矩形波導(dǎo)(21)的交叉中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，則第一矩形波 導(dǎo)臂（211)末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為11，第二矩形波導(dǎo)臂（212)末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為 12,第三矩形波導(dǎo)臂（213)末端到坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度為13,第四矩形波導(dǎo)臂(214)末端到坐標(biāo) 原點(diǎn)的長(zhǎng)度為14; 第一圓波導(dǎo)（23)為空心圓柱，采用金屬材料制成；它的內(nèi)半徑與加載弧形膜片圓極化 器(1)中諧振器的內(nèi)半徑相等，也為R2,它的長(zhǎng)度為h2;第二圓波導(dǎo)(22)也為空心圓柱，采用 金屬材料制成;它的內(nèi)半徑為R4,長(zhǎng)度為h3;第一圓波導(dǎo)(23)與第二圓波導(dǎo)(22)的壁厚均為 d，且第二圓波導(dǎo)(22)封閉端的金屬厚度也為d; 金屬圓柱(24)的半徑為R5,長(zhǎng)度為h4,金屬圓柱（24)伸入到十字形矩形波導(dǎo)（21)的一 端與金屬半球（25)相連接；金屬半球（25)是實(shí)心的，金屬半球（25)的球心位于金屬圓柱 (24)的軸線上，金屬半球(25)的半徑為R6。2.如權(quán)利要求1所述的十字轉(zhuǎn)門式移相器，其特征在于 同軸波導(dǎo)（11)的參數(shù)R〇、Rl、hO滿足R0>R1>0,且AQ>ji*(R0+Rl)，h0>0，A Q為輸入微波 在自由空間波長(zhǎng)； 諧振腔（12)和弧形膜片的參數(shù)滿足R2>R0且A〇/2.61>R2>AQ/3.41，hl>b+zl+z+a，R3 >1?2>0，13>0,21>0,2>0，&>0,8>0，(3>0;且參數(shù)&、(3、1?3、13、8滿足微波在輸出端口傳輸 效率大于99%，且輸出的TE 11模式的兩個(gè)極化分量的幅值相等，相位差為90° ; 巴倫結(jié)構(gòu)（13)的參數(shù)z>0且滿足巴倫結(jié)構(gòu)（13)可以將同軸波導(dǎo)（Il)TEM模式高效率轉(zhuǎn) 換為圓波導(dǎo)線極化TE11模式的條件； 十字形矩形波導(dǎo)(21)的參數(shù)滿足λ〇 > 2*L_a，且L_a > L_b > 0; 第二圓波導(dǎo)（22)與金屬圓柱（24)以及金屬半球（25)的參數(shù)滿足R2>R4>R5，R6彡R5， h2>0，h3+L_b>h4>h3; 第二矩形波導(dǎo)臂(212)的參數(shù)12與第三矩形波導(dǎo)臂(213)的參數(shù)13滿足12-13 = N*Ag/4， 13-R5 = N*Xg/8，N為1、3、5、7…h(huán)為十字形矩形波導(dǎo)（21)內(nèi)的波導(dǎo) 波長(zhǎng)。3. 如權(quán)利要求1所述的十字轉(zhuǎn)門式移相器，其特征在于第一圓波導(dǎo)（23)與第一E面 (215)的連接處以及第二圓波導(dǎo)（22)與第二E面(216)的連接處進(jìn)行倒圓角處理，倒角半徑 為rl;四個(gè)矩形波導(dǎo)臂的連接處也進(jìn)行倒圓角處理，倒角半徑為r2。4. 如權(quán)利要求3所述的十字轉(zhuǎn)門式移相器，其特征在于倒角半徑0<r2<rl。5. 如權(quán)利要求1或3所述的十字轉(zhuǎn)門式移相器，其特征在于通過電磁仿真，在滿足hO> O,hl>b+zl+z+a,h2>0,h3+L_b>h4>h3,A〇>max(jT*(RO+Rl),2*L_a) ,L_a>L_b>0,R2> R4>R5,R6^R5,R3>R2>RO>Rl>0,A〇/2.61>R2>A〇/3.41,0<r2<rlJ2-13 = N*Ag/4, 13-R5 = N*Xg/8，N為I、3、5、7i>0，b>0，c>0，zl>0，z>0，s> 〇的條件下，首先設(shè)定微波傳輸至模式轉(zhuǎn)換器的諧振腔（12)輸出端效率大于99%，且輸出的 TE11模式的兩個(gè)極化分量的幅值相等，相位差為90°，獲得參數(shù)h0、hl、R0、Rl、R2、R3、a、b、c、 z、zl、s的精確值;其次設(shè)定微波從十字形線-圓極化器(2)的第一矩形波導(dǎo)臂(211)輸入，從 第二圓波導(dǎo)（22)輸出且傳輸效率大于99%，另外輸出的TE 11模式的兩個(gè)極化分量的幅值相 等，相位差為90°，獲得參數(shù) 112、113、114、1?4、1?5、1?6、11、12、13、14、1^&、1^13 4241的精確值，(1 取3_5mm〇6. 如權(quán)利要求1所述的十字轉(zhuǎn)門式移相器，其特征在于采用仿真軟件CST Microwave Studio進(jìn)行電磁仿真獲得巴倫結(jié)構(gòu)（13)的具體結(jié)構(gòu)。7. 如權(quán)利要求5所述的十字轉(zhuǎn)門式移相器，其特征在于所述電磁仿真采用的軟件為CST Microwave Studio。
【文檔編號(hào)】H01P1/18GK106025453SQ201610534925
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】袁成衛(wèi), 孫云飛, 張強(qiáng), 馮加懷, 趙旭浩
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)