应用于宽带波导移相器的移相组件及宽带波导移相器

摘要

本发明实施例公开了一种应用于宽带波导移相器的移相组件及宽带波导移相器，属于通讯技术领域。该移相组件包括：N个螺钉、依次相连的波导输入端、波导腔体和波导输出端，N为正整数；所述波导腔体的窄边的上表面上设有N个圆环结构；每个螺钉用于控制对应的一个圆环结构的内孔的深度，所述深度用于调整波束的相位。本发明实施例中的移相组件的结构较为简单，使得加工和生产比较容易，且可以通过螺钉来补偿加工误差，还可以克服波导的色散现象。另外，还可以避免通过控制金属杆短路和开路来调整相位，从而可以提高相位调整的可靠性。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及通讯技术领域，特别涉及一种应用于宽带波导移相器的移相组件及宽带波导移相器。

背景技术

毫米波频段，特别是E-band频段，由于其工作频率高，频带很宽，频谱资源丰富，是5G（5

常规的波导移相器多采用铁氧体移相器，但是毫米波频段的双工器，特别是常用的E-band频段的双工器，由于其工作频率在80GHz，频率很高，尺寸很小，所以，采用铁氧体移相对材料性能的要求和加工装配尺寸要求特别高。

采用金属杆调整相位是一个很好的选择，只需采用螺钉调谐即可实现移相。相关技术中提供的一种H面形式的宽带波导移相器中设有金属杆，当金属杆与底部接触时处于短路状态，当金属杆与底部不接触时处于开路状态，通过控制金属杆处于短路状态或开路状态来实现移相。由于金属杆需要与底部接触，对金属杆的尺寸和安装位置的要求较高，很难可靠实现金属杆的短路状态，从而影响宽带波导移相器的可靠性。

发明内容

本发明实施例提供了一种应用于宽带波导移相器的移相组件及宽带波导移相器，用于解决现有技术中的宽带波导移相器的可靠性不高的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种应用于宽带波导移相器的移相组件，所述移相组件包括：N个螺钉、依次相连的波导输入端、波导腔体和波导输出端，N为正整数；

所述波导腔体的窄边的上表面上设有N个圆环结构；

每个螺钉用于控制对应的一个圆环结构内孔的深度，所述深度用于调整波束的相位。

在一种实现方式中，所述螺钉用于在完全插入所述圆环结构时控制波束的相位超前预定角度；所述螺钉用于在从所述圆环结构中完全拔出时控制波束的相位滞后预定角度。

在一种实现方式中，不同螺钉对相位的移相幅度相等。

在一种实现方式中，所述圆环结构内设有与所述螺钉相匹配的螺纹。

在一种实现方式中，所述波导腔体的一边的窄边的上表面上设有所述N个圆环结构；或者，所述波导腔体的两边的窄边的上表面上共设有所述N个圆环结构。

在一种实现方式中，相邻两个圆环结构的中心距为半个波长或一个波长。

在一种实现方式中，所述波导腔体的窄边的宽度增大到宽度阈值，所述宽度阈值小于所述波导腔体的宽边的宽度。

一方面，提供了一种宽带波导移相器，所述宽带波导移相器包括上腔体、下腔体和如上所述的移相组件；

所述上腔体和所述下腔体形成容置腔体；

所述移相组件位于所述容置腔体内。

在一种实现方式中，所述上腔体的上表面中设有N个通孔，所述螺钉依次贯穿位于所述上表面的螺母和所述通孔插入对应的一个圆环结构中。

在一种实现方式中，所述上腔体和所述下腔体之间由螺钉固定。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

由于移相组件包括N个螺钉，且波导腔体的窄边的上表面上设有N个圆环结构，这样，每个螺钉可以控制对应的一个圆环结构内孔的深度，再利用该深度调整波束的相位，具有较好的移相性能。这样，移相组件的结构较为简单，使得加工和生产比较容易，且可以通过螺钉来补偿加工误差，还可以克服波导的色散现象。另外，可还以避免通过控制金属杆短路和开路来调整相位，从而可以提高相位调整的可靠性。

由于不同螺钉对相位的移相幅度相等，所以，可以根据所需调整的角度来确定圆环结构的数量。另外，当需要较少的圆环结构时，可以在波导腔体的一边的窄边的上表面上设置圆环结构，从而提高移相时操作的便利性；当需要较多的圆环结构时，可以在导波腔体的两边的窄边的上表面上设置圆环结构，从而扩大移相的相位范围。

由于相邻两个圆环结构的中心距为半个波长或一个波长，这样，即使在E-band频段，也能预留足够的空间来操作螺钉，降低了操作难度。

通过将波导腔体的窄边的宽度增大到宽度阈值，这样，可以改善移相组件的回波特性。

由于采用E面剖分加工方式来加工宽带波导移相器，且上腔体和下腔体之间由螺钉固定，可以避免泄漏的产生，且不需要焊接，加工装配较为方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例中的拔出螺钉的移相组件的示意图；

图2是本发明一个实施例中的插入螺钉的移相组件的示意图；

图3是本发明一个实施例中的宽带波导移相器的透视图；

图4是本发明一个实施例中的宽带波导移相器的第一种外观示意图；

图5是本发明一个实施例中的宽带波导移相器的第二种外观示意图；

图6是本发明一个实施例示出的9孔的宽带波导移相器的回波特性的示意图；

图7是本发明一个实施例示出的螺钉插入不同的情况下的相位移动特性的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本发明实施例提供的一种应用于宽带波导移相器的移相组件，该移相组件包括：N个螺钉110、依次相连的波导输入端120、波导腔体130和波导输出端140，N为正整数。

其中，波导输入端120是标准矩形波导的输入端，波导输出端140是标准矩形波导的输出端。波导腔体130是矩形腔体，且波导腔体130的一端与波导输入端120连接，波导腔体130的另一端与波导输出端140连接。

需要说明的是，波导腔体130与波导输入端120和波导输出端140之间还设置有过渡结构150，该过渡结构150可以实现标准波导接口和宽波导之间的过渡。

波导腔体130中包括两个窄边和两个宽边，本实施例中可以在波导腔体130的窄边的上表面上设置N个圆环结构131，该N个圆环结构131分别与N个螺钉110一一对应。即，一个圆环结构131内可以安装一个螺钉110。其中，圆环结构131内设有与螺钉110相匹配的螺纹，这样，可以通过螺纹来拧紧螺钉110或拔出螺钉110。这样，每个螺钉110用于控制对应的一个圆环结构131内孔的深度，该深度用于调整波束的相位。

在一种实现方式中，可以在圆环结构131中插入螺钉110，以控制波束的相位超前，即螺钉110用于在完全插入圆环结构131时控制波束的相位超前预定角度。在另一种实现方式中，可以从圆环结构131中拔出螺钉110，以控制波束的相位滞后，即螺钉110用于在从圆环结构131中完全拔出时控制波束的相位滞后预定角度。

其中，图1示出了螺钉110未插入圆环结构131的示意图，图2示出了螺钉110插入圆环结构131的示意图。

当在窄边的上表面上设置圆环结构131时，且圆环结构131内未插入螺钉110时，相当于在局部地方改变波导的宽度，从而改变电磁波在波导中的相速，实现移相，从而能够很好地克服波导的色散现象。当圆环结构131内插入螺钉110时，螺钉110的底部和窄边的上表面齐平，相当于螺钉110填满了圆环结构131内的孔，使得波导腔体130为一个普通的波导腔体130。

本实施例中，不同螺钉110对相位的移相幅度在一个调整区间内。在一个实例中，当调整区间中的数值为0时，即不同螺钉110对相位的移相幅度相等，这样，在很宽的频段范围内，移相幅度都是一个常数。其中，可以连续调整相位，也可以步进调整相位，本实施例不作限定。

为了便于理解，假设每个螺钉110对相位的移相幅度为M度，则插入K个螺钉时，相位超前K×M度。其中，K个螺钉110的插入位置可以连续也可以不连续，本实施例不作限定。

本实施例中，由于可以通过插拔螺钉110来进行移相，这样，无需通过控制金属杆短路来移相，避免了接触不良的现象出现，提高了移相的可靠性。

本实施例中，不同螺钉110对相位的移相幅度相等，所以，可以根据所需调整的角度来确定圆环结构131的数量。当需要较少的圆环结构131时，即移相幅度较小时，可以在波导腔体130的一边的窄边的上表面上设置一排圆环结构131，即在波导腔体130的一边的窄边的上表面上设有N个圆环结构131。这样，用户只需要在一侧插拔螺钉110来进行移相，从而提高移相时操作的便利性。当需要较多的圆环结构131时，即移相幅度较大时，可以在导波腔体130的每一边的窄边的上表面上都设置一排圆环结构131，即在波导腔体130的两边的窄边的上表面上共设有N个圆环结构131，从而扩大移相的相位范围。

其中，相邻两个圆环结构131的中心距为半个波长或一个波长。这样，即使在E-band频段，也能预留足够的空间来操作螺钉110，降低了操作难度。

本实施例中，当移相组件应用于较低的频段时，可以保持波导腔体130的窄边的宽度不变，从而可以实现较大步进的移相；当移相组件应用于较高的频段时，可以加宽窄边的宽度，以改善移相组件的回波。需要说明的是，波导腔体130的窄边的宽度增大到宽度阈值，该宽度阈值小于波导腔体的宽边的宽度。

本实施例所示的移相组件的结构简单，尺寸较大，加工和生产比较容易，且在较宽的频率范围内有较好的回波特性以及较好的移相性能。另外，移相组件的加工尺寸的要求不高，且可以通过螺钉110来补偿加工误差。

综上所述，本实施例提供的移相组件，由于移相组件包括N个螺钉，且波导腔体的窄边的上表面上设有N个圆环结构，这样，每个螺钉可以控制对应的一个圆环结构内孔的深度，再利用该深度调整波束的相位，具有较好的移相性能。这样，移相组件的结构较为简单，使得加工和生产比较容易，且可以通过螺钉来补偿加工误差，还可以克服波导的色散现象。另外，可还以避免通过控制金属杆短路和开路来调整相位，从而可以提高相位调整的可靠性。

由于不同螺钉对相位的移相幅度相等，所以，可以根据所需调整的角度来确定圆环结构的数量。另外，当需要较少的圆环结构时，可以在波导腔体的一边的窄边的上表面上设置圆环结构，从而提高移相时操作的便利性；当需要较多的圆环结构时，可以在导波腔体的两边的窄边的上表面上设置圆环结构，从而扩大移相的相位范围。

由于相邻两个圆环结构的中心距为半个波长或一个波长，这样，即使在E-band频段，也能预留足够的空间来操作螺钉，降低了操作难度。

通过将波导腔体的窄边的宽度增大到宽度阈值，这样，可以改善移相组件的回波特性。

请参考图3，其示出了本发明实施例提供的一种宽带波导移相器，该宽带波导移相器包括：上腔体310、下腔体320和如上所示的移相组件330；其中，上腔体310和下腔体320形成容置腔体；移相组件330可以位于容置腔体内。

在一种实现方式中，上腔体310的上表面中设有N个通孔311，螺钉110依次贯穿位于上表面的螺母312和通孔311插入对应的一个圆环结构131中。

本实施例中，上腔体310和下腔体330之间由螺钉固定。这样，可以采用E面剖分加工方式来加工宽带波导移相器，可以避免泄漏的产生，且不需要焊接，加工装配较为方便。

请参考图4和图5，其示出了宽带波导移相器的外观示意图。

请参考图6，其示出了9孔的宽带波导移相器的回波特性的示意图；请参考图7，其示出了螺钉插入不同的情况下的相位移动特性的示意图。

综上所述，本实施例提供的宽带波导移相器，由于采用E面剖分加工方式来加工宽带波导移相器，且上腔体和下腔体之间由螺钉固定，可以避免泄漏的产生，且不需要焊接，加工装配较为方便。

以上所述并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。