專利名稱：極化器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一種極化器，且特別是有關于一種將訊號圓極化的極化器。
背景技術：
自從人造衛(wèi)星于1957首次進入太空后，人造衛(wèi)星即在國際通訊上扮演著不可或缺的角色。特別是近年來逐漸普遍的衛(wèi)星傳訊，更為人們帶來無比的便利。
然而，由于衛(wèi)星不論發(fā)射或制造的價格均十分高昂，因此為了使衛(wèi)星有限頻寬能夠充分地被利用，衛(wèi)星通訊業(yè)者就發(fā)展出旋波極化與線波極化等傳送方式。換言之，就是利用垂直分量電場與水平分量電場之間的相位差來使衛(wèi)星有限頻寬倍增。
波導極化器是一種將信號由線性極化波轉(zhuǎn)換成圓極化波的裝置。一般來說，波導極化器是將輸入信號在垂直分量電場或水平分量電場的相位延遲，使得輸出信號在水平分量電場及垂直分量電場間的相位差趨近于90°，亦即使輸出信號成為圓極波。然而，為了使輸出信號成為平滑的圓極波，波導極化器的長度往往非常長，而如此長的波導極化器是不利于安裝應用的。此外，由于現(xiàn)有波導極化器的相位延遲效果將隨著輸入信號的波長而變化，此將使得波導極化器受限在特定的工作頻帶，而無法提供多頻帶及寬頻帶的服務。
因此，如何提供一種極化器，其可提供多頻帶及寬頻帶的服務，并同時具有小尺寸的特性，是衛(wèi)星通訊相關產(chǎn)業(yè)的制造者、販售者及使用者所殷殷企盼。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明一方面就是在提供一種極化器，其利用脊及介質(zhì)片而達到多頻帶與寬頻帶的效果，并可同時縮小極化器的尺寸。
依照本發(fā)明一較佳實施例，一種極化器由波導管、一對脊及介質(zhì)片所組成。其中，波導管具有一內(nèi)壁。脊由內(nèi)壁凸起，且此對脊的位置對稱于波導管的軸線。而介質(zhì)片則安裝于波導管內(nèi)，并由此對脊所固定。
本發(fā)明的極化器通過在波導管內(nèi)部安裝脊及介質(zhì)片，以有效地讓輸入信號在水平分量電場或垂直分量電場的相位延遲，使得輸出信號在水平分量電場及垂直分量電場間的相位差成為90°。此外，由于脊及介質(zhì)片同時造成輸入信號在水平分量電場或垂直分量電場的相位延遲，故極化器的長度可較現(xiàn)有的波導極化器短。再者，由于脊的特性是隨著輸入信號的頻率越低，相位延遲的效果越好，而介質(zhì)片則剛好相反。因此，本發(fā)明極化器可結合脊及介質(zhì)片的特性，使得兩個頻帶內(nèi)的輸入信號均能順利地圓極化。
為讓本發(fā)明之上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，
如下圖1A及圖1B分別是依照本發(fā)明一較佳實施例的極化器的立體圖及剖面圖。
圖2是圖1B的第一脊121的上視圖。
圖3A及圖3B是本發(fā)明一較佳實施例的極化器轉(zhuǎn)換后的輸出信號，其在平行電場及垂直分量電場間的相位差相對于頻率的模擬曲線圖。
圖4A是應用本發(fā)明一較佳實施例的極化器轉(zhuǎn)換后的輸出信號，其在平行電場及垂直分量電場間的相位差相對于頻率的量測曲線圖。
圖4B是應用本發(fā)明一較佳實施例的極化器轉(zhuǎn)換后的輸出信號，其圓極化軸比相對于頻率量測曲線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的極化器結合脊及介質(zhì)片設計，藉以提供極化器另一個工作頻帶、增加極化器頻寬并同時縮小極化器尺寸。以下將以圖示及詳細的描述，清楚說明本發(fā)明的精神。如本領域普通技術人員在了解本發(fā)明的較佳實施例后，當可由本發(fā)明所教示的技術，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明的精神與范圍。
參照圖1A及圖1B，其分別示出依照本發(fā)明一較佳實施例的極化器的立體圖及剖面圖。在圖1A及圖1B中，一種極化器由波導管110、一對脊120及介質(zhì)片130所組成。其中，波導管110具有一內(nèi)壁112，而此波導管110的管徑由極化器較低的工作頻帶來決定。上述的一對脊120包括第一脊121及第二脊123，此第一脊121及第二脊123由內(nèi)壁112凸起，且此第一脊121及第二脊123的位置對稱于波導管110的軸線A-A’。而介質(zhì)片130則安裝于波導管110內(nèi)，并由此對脊120所固定。通過在波導管110內(nèi)部安裝脊120及介質(zhì)片130，可有效地使輸入信號在水平分量電場或垂直分量電場的相位延遲，使得輸出信號在水平分量電場及垂直分量電場間的相位差成為90°。
參照圖2，其示出圖1B的第一脊121的上視圖。在此實施例中，第一脊121可具有一插槽122，用以嵌合介質(zhì)片(圖1B所示出的介質(zhì)片130)，使其不致滑脫。當然，圖1B所示出的第二脊也可具有一插槽來嵌合介質(zhì)片。
參照圖1B，在圖1B中的脊120平行于波導管110的軸線A-A’延伸。而介質(zhì)片130也平行于波導管110的軸線A-A’延伸。由于輸入信號在波導管110中平行于波導管110的軸線A-A’前進，故脊120及介質(zhì)片130可平行于波導管110的軸線A-A’延伸，以讓相位延遲的效果更佳。
繼續(xù)參照圖1B。上述的介質(zhì)片130具有一對V形缺口132分別位于介質(zhì)片130沿著波導管110的軸線A-A’的兩端。如此可讓輸入信號由空氣進入介質(zhì)片的轉(zhuǎn)換較為和緩，進而降低反射損失(Return Loss)。一般而言，V形缺口132的開口角度α越接近180°，則輸入信號在波導管中的介質(zhì)轉(zhuǎn)換就越劇烈，反射損失也就隨之增高。反之，當開口角度α越小時，反射損失也就隨之降低。在本實施例中，V形缺口132的開口角度α可為73°。
此外，脊120的長度RL及高度RH可配合調(diào)整所需的反射損失、相位差(PhaseDifference)及振幅差距(Amplitude Difference)。一般而言，脊120的高度RH越大，則反射損失越不穩(wěn)定、輸出信號的相位差越大并讓振幅差距內(nèi)的可用頻寬較窄。而脊120的長度RL及高度RH為互補的參數(shù)，當要達到輸出信號的相位差等于90°，脊120的高度RH越小，則脊120的長度RL得越長。在本實施例中，脊120的高度RH約1mm，而脊120的長度RL約23mm。
同樣地，介質(zhì)片130的厚度及長度DL可配合調(diào)整所需的反射損失、相位差及振幅差距。一般而言，介質(zhì)片130的厚度越大，則反射損失越不穩(wěn)定、輸出信號的相位差越大并讓振幅差距內(nèi)的可用頻寬較窄。而介質(zhì)片130的厚度及長度DL為互補參數(shù)，當要達到輸出信號的相位差等于90°，介質(zhì)片130的厚度越小，則介質(zhì)片130的長度DL得越長。值得注意得是，上述脊120的長度RL一般都大于介質(zhì)片130的長度DL。在本實施例中，介質(zhì)片130的厚度約0.5mm，而介質(zhì)片130的長度DL約19mm。
以下將舉本發(fā)明的實例來說明上述極化器的確能達到多頻帶與寬頻帶的效果。一般而言，脊的特性是輸入信號的頻率越低，相位延遲的效果越好，而介質(zhì)片則剛好相反。因此，本發(fā)明的極化器結合脊及介質(zhì)片特性，使得兩個頻帶的輸入信號均能順利轉(zhuǎn)換成圓極化波。
參照圖3A及圖3B，其中圖3A示出依照本發(fā)明一較佳實施例的極化器在工作頻帶為19.5-20GHz時，輸出信號在平行電場及垂直分量電場間的相位差相對于頻率的模擬曲線圖。而圖3B則示出依照本發(fā)明一較佳實施例的極化器在工作頻帶為29.5-30GHz時，輸出信號在平行電場及垂直分量電場間的相位差相對于頻率的模擬曲線圖。由圖3A及圖3B可知，當輸入信號為20GHz時，經(jīng)本實施例的極化器轉(zhuǎn)換的輸出信號在平行電場及垂直分量電場間的相位差略小于90°。而當輸入信號為30GHz時，經(jīng)本實施例的極化器轉(zhuǎn)換的輸出信號在平行電場及垂直分量電場間的相位差略大于90°。具體而言，當輸入信號為20GHz或30GHz時，經(jīng)本實施例的極化器轉(zhuǎn)換的輸出信號在平行電場及垂直分量電場間的相位差均在90±5°的范圍內(nèi)。
參照圖4A及圖4B，其中圖4A示出經(jīng)本實施例的極化器轉(zhuǎn)換的輸出信號，其在平行電場及垂直分量電場間的相位差相對于頻率的量測曲線圖，而圖4B示出應用本實施例的極化器轉(zhuǎn)換的輸出信號，其圓極化軸比相對于頻率的量測曲線圖。由圖4A及圖4B可知，當輸入信號在20GHz或30GHz附近時，經(jīng)本實施例的極化器轉(zhuǎn)換后的輸出信號在平行電場及垂直分量電場間之相位差均在90±5°的范圍內(nèi)，且圓極化軸比亦在1.2db以下。由以上可知，本實施例的極化器確實可以在兩個工作頻帶上提供圓極化的服務。
由上述本發(fā)明較佳實施例可知，應用本發(fā)明具有下列優(yōu)點。
(1)通過在波導管內(nèi)部安裝脊及介質(zhì)片，可有效地讓輸入信號在水平分量電場或垂直分量電場的相位延遲，進而讓輸出信號在水平分量電場及垂直分量電場間的相位差成為90°。
(2)由于脊及介質(zhì)片同時造成輸入信號在水平分量電場或垂直分量電場的相位延遲，故極化器的長度可較現(xiàn)有的波導極化器短。
(3)脊的特性是隨著輸入信號的頻率越低，相位延遲的效果越好，而介質(zhì)片則剛好相反。因此，本發(fā)明即應用此特性，使得極化器將兩個頻帶內(nèi)的輸入信號轉(zhuǎn)換成圓極波。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種極化器，其特征在于，包含一波導管；一對脊，包括一第一脊以及一第二脊，分別由所述波導管的內(nèi)壁凸出，且所述第一脊以及所述第二脊的位置對稱于所述波導管的軸線；以及一介質(zhì)片，安裝于所述波導管內(nèi)，且由所述對脊固定。
2.如權利要求1所述的極化器，其特征在于，所述第一脊以及所述第二脊分別形成有一插槽，且所述介質(zhì)片嵌合于所述插槽中固定。
3.如權利要求1所述的極化器，其特征在于，所述對脊平行于所述波導管的軸線延伸。
4.如權利要求1所述的極化器，其特征在于，所述介質(zhì)片平行于所述波導管的軸線延伸。
5.如權利要求1所述的極化器，其特征在于，所述介質(zhì)片具有一對V形缺口分別位于所述介質(zhì)片沿著所述波導管軸線的兩端。
6.如權利要求5所述的極化器，其特征在于，所述每一對V型缺口具有一開口角度，而所述開口角度是約73°。
7.如權利要求1所述的極化器，其特征在于，所述對脊凸出的高度是約1 mm。
8.如權利要求1所述的極化器，其特征在于，所述對脊的長度大于所述介質(zhì)片的長度。
9.如權利要求1所述的極化器，其特征在于，所述對脊的長度是約23mm。
10.如權利要求1所述的極化器，其特征在于，所述介質(zhì)片的長度是約19mm。
11.如權利要求1所述的極化器，其特征在于，所述介質(zhì)片的厚度是約0.5mm。
全文摘要
一種極化器，其是由波導管、一對脊及介質(zhì)片所組成。其中，波導管具有一內(nèi)壁。脊由內(nèi)壁凸起，且此對脊的位置對稱于波導管的軸線。而介質(zhì)片則安裝于波導管內(nèi)，并由此對脊所固定。
文檔編號H01P1/161GK101087037SQ20061009152
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權日2006年6月6日
發(fā)明者鐘宗穎, 黃俊哲, 黃章修 申請人:啟碁科技股份有限公司