CN211670303U - 超宽带加脊正交模耦合器(omt) - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，该超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内部设有模式分离腔体、合路腔体、以及匹配腔体，模式分离腔体用于将公共端口传输的波分离成TE01模和TE10模，合路腔体与模式分离腔体的两个侧口连接，用于将两个侧口传输的TE01模合并成一路，并从标准矩形口输出，匹配腔体与模式分离腔体的直通口连接，用于将直通口传输的TE10模的平缓过渡到标准矩形口输出；其中，超宽带加脊正交模耦合器(OMT)上设有四条脊。通过本实用新型提供的技术方案，能够解决现有技术无法满足5G测试的新需求的问题。

Description

超宽带加脊正交模耦合器(OMT)

技术领域

本实用新型涉及宽带技术领域，具体而言，涉及一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)。

背景技术

作为第五代蜂窝移动通信***其特点是速度快、延迟低、连接密集。相较于之前几代通信***，5G通信***使用的频率有明显的提高。2019年世界无限电通信大会研究周期内新设立了1.13议题，在6GHz以上寻找可用频段，研究的频率范围为24.25-86GHz。

也即，针对5G测试产生了如下新需求：1、需要适合各个测试方法的系列天线；2、需要覆盖5G毫米波频段24～50GHz，22.5～45GHz；3、需要双线极化，高交叉极化45dB，高端口隔离40dB。

同理，针对上述5G测试的新需求，现有产品存在如下瓶颈：1、没有针对5G毫米波测试频段；2、没有标准波导覆盖5G毫米波频段；3、现有双线极化具体为交叉极化30dB，端口隔离20dB；4、由于频率跨倍频程(2¹)和多倍频程(2ⁿ，n>1)，目前在该频率范围内实现模式分离，高隔离，高极化纯度较困难。

针对上述技术问题，目标尚未得到解决方法。

实用新型内容

本实用新型提供一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，以解决现有技术无法满足5G测试的新需求的问题。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内部设有模式分离腔体、合路腔体、以及匹配腔体，所述模式分离腔体用于将公共端口传输的波分离成TE01模和TE10模，所述合路腔体与所述模式分离腔体的两个侧口连接，用于将两个侧口传输的TE01模合并成一路，并从标准矩形口输出，所述匹配腔体与所述模式分离腔体的直通口连接，用于将所述直通口传输的TE10模的平缓过渡到标准矩形口输出；其中，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)上设有四条脊，分别为第一脊、第二脊、第三脊和第四脊；所述第一脊和所述第二脊位于所述模式分离腔体上相对设置的第一侧面和第二侧面上，并延伸至所述合路腔体；所述第三脊和所述第四脊位于所述模式分离腔体上相对设置的第三侧面和第四侧面上。

可选的，所述第一脊、所述第二脊、所述第三脊和所述第四脊的第一端在贯通于所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的顶面。

可选的，所述第一脊的第二端和所述第二脊的第二端在所述合路腔体平缓过渡为平面状态。

可选的，在所述第一脊的第二端和所述第二脊的第二端在所述合路腔体平缓过渡为平面状态的情况下，所述第一脊和所述第二脊的脊高逐渐降低，直至过度为平面状态。

可选的，所述合路腔体包括合路腔、第一转换腔和第二转换腔，所述第一转换腔的第一端和所述第二转换腔的第一端分别与所述模式分离腔体的所述两个侧口连接，所述第一转换腔的第二端和所述第二转换腔的第二端均与所述合路腔连接，其中，所述第一转换腔和所述第二转换腔用于将单脊波导转换至矩形波导；所述合路腔用于将两路矩形波导合并成一路矩形波导。

可选的，在所述第一转换腔的第一端至第二端的方向上，所述第一转换腔从第一预设位置起进行加宽处理，其中，所述加宽处理是对所述第一转换腔设有脊的表面的宽度进行加宽；在所述第二转换腔的第一端至第二端的方向上，所述第二转换腔从第二预设位置起进行加宽处理，其中，所述加宽处理是对所述第二转换腔设有脊的表面的宽度进行加宽。

可选的，在所述第三脊和所述第四脊的第一端至第二端的方向上，所述第三脊和所述第四脊从第三预设位置起其脊高逐渐增加，直至所述第三脊和所述第四脊之间的距离变为第一阈值，其中，所述第一阈值为所述模式分离腔体的直通口的横截面宽度。

可选的，在所述第三脊和所述第四脊的第一端至第二端的方向上，所述第三脊和所述第四脊从第四预设位置起其脊宽逐渐减小，直至所述第三脊的脊宽变为第二阈值，以及所述第四脊的脊宽变为第二阈值。

可选的，自所述第三脊和所述第四脊之间的距离变为第一阈值后，所述模式分离腔体开始形成两个侧口。

可选的，自所述第三脊和所述第四脊之间的距离变为第一阈值后，所述第三脊的脊侧壁以预设角度逐渐分离，直至所述第三脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值；且所述第四脊的脊侧壁以预设角度逐渐分离，直至所述第四脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值；在所述第三脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值，且所述第四脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值后，所述第三脊的两脊侧壁和所述第四脊的两脊侧壁之间两两结合，并转变为所述模式分离腔体的两个侧口的侧壁。

可选的，所述预设角度为45°。

可选的，自所述第三脊和所述第四脊之间的距离变为第一阈值后，所述模式分离腔体的第一侧面和第二侧面直角转折，以转变为所述模式分离腔体的两个侧口的侧壁，其中，所述第一侧面和所述第二侧面的纵截面为L型。

可选的，所述匹配腔体基于阶梯结构将所述模式分离腔体的所述直通口平滑过度到标准矩形口，其中，所述阶梯结构中的每一级阶梯的宽边尺寸满足切比雪夫抗阻变换。

可选的，所述匹配腔体在第一位置处直角转折，且所述转折处的外侧设有台阶结构，其中，所述台阶结构沿所述转折宽度方向设置。

可选的，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)上设置的四条脊的横截面尺寸满足如下公式：

式中，a1为公共端口的长边边长；a2为脊宽；b1为公共端口的宽边边长；b2为脊间距；u为相对磁导率；ε为相对介电常数；fc为截止频率；Cf为边缘电容。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，该一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)模型包括多个组件，其中，所述多个组件叠加后形成上述任意一种模式分离腔体、合路腔体、匹配腔体。

可选的，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)上设有第一脊和第二脊，且所述第一脊为上述任意一种第一脊，所述第二脊为上述任意一种第二脊，其中，所述第一脊完整的设置在一个组件上，以及所述第二脊也完整的设置在一个组件上。

可选的，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)上设有第三脊和第四脊，且所述第三脊为上述任意一种第三脊，所述第四脊为上述任意一种第四脊，其中，所述第三脊完整的设置在一个组件上，以及所述第四脊也完整的设置在一个组件上。

可选的，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)至少包括三组组件，且所述三组组件依次叠加后形成权利要求1-15中任意一项的所述模式分离腔体、合路腔体、匹配腔体，其中，所述第一脊和第二脊完整设置在目标组的组件中，所述目标组的组件为三组组件依次叠加后位于中间位置的一组组件，且所述目标组的组件中至少包括两个组件。

可选的，所述目标组的组件包括第一组件和第二组件，且所述第一组件和所述第二组件并排设置，其中，所述第一脊设置在所述第一组件上，所述第二脊设置在所述第二组件上。

在本申请中超宽带加脊正交模耦合器(OMT)通过四脊结构拓宽了带宽，解决了现有产品没有针对5G毫米波测试频段、没有标准波导覆盖5G毫米波频段，以及现有双线极化具体为交叉极化30dB，端口隔离20dB的技术问题。也即，本申请中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)相对于现有产品达到了更宽的工作带宽、更高的端口隔离和交叉极化隔离的技术效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型提供的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的内部腔体的结构示意图；

图2示出了图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的模式分离腔体的结构示意图；

图3示出了图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的合路腔体的结构示意图；

图4示出了图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的匹配腔体的结构示意图；

图5示出了图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的正视透视图；

图6示出了图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的侧视透视图；

图7示出了图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的立体透视图；

图8示出了图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的公共端口的尺寸符号的示意图；

图9示出了本实用新型提供的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的拆解结构示意图一；

图10示出了本实用新型提供的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的拆解结构示意图二；

图11示出了本实用新型提供的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的拆解结构示意图三；

图12示出了本实用新型提供的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)***中的目标组的组件(40)的结构示意图；

图13示出了本实用新型提供的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)***中的第一组的组件的结构示意图；

图14示出了本实用新型提供的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)***中的第二组的组件的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

11、侧口；12、直通口；13、第一脊；14、第二脊；15、第三脊；16、第四脊；21、合路腔；22、第一转换腔；23、第二转换腔；31、台阶结构；40、目标组的组件；41、第一组件；42、第二组件；a、第一预设位置；b、第二预设位置；c、第三预设位置；d、第四预设位置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图4所示，本实用新型的实施例提供了一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)(正交模耦合器)，该一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内部设有模式分离腔体、合路腔体、以及匹配腔体，其中，模式分离腔体用于将公共端口传输的波分离成TE01模和TE10模，合路腔体与模式分离腔体的两个侧口连接，用于将两个侧口传输的TE01模合并成一路，并从标准矩形口输出，匹配腔体与模式分离腔体的直通口连接，用于将直通口传输的TE10模的平缓过渡到标准矩形口输出。

需要说明的是：在申请中为了将超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的内部腔体结构描述清楚，因此，将超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的内部腔体划分为模式分离腔体、合路腔体和匹配腔体。也即，本申请对超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内部腔体的具体划分方式并不做具体限定。

其中，本申请超宽带加脊正交模耦合器(OMT)可以如图1所示，模式分离腔体可以如图2所示，合路腔体可以如图3所示，匹配腔体可以如图4所示。需要说明的是：图1-4均为超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的内部腔体模型，而非超宽带加脊正交模耦合器(OMT)实体模型。

需要说明的是：本申请超宽带加脊正交模耦合器(OMT)与外界连接涉及到三个端口，即，公共端口(传输有TE01模和TE10模)、标准矩形口(传输有TE01模)、标准矩形口(传输有TE10模)。

针对上述三个端口，举例说明：本申请的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)从公共端口接受到电磁波，而该电磁波基于模式分离腔体的腔体结构分离成TE01模和TE10模，其中TE01模从模式分离腔体的两个侧口传输至合路腔体，并基于合路腔体的腔体结构合并成一路，并从合并腔体的标准矩形口输出；TE10模从模式分离腔体的直通口传输至匹配腔体，并从匹配腔体的标准矩形口输出。

针对上述三个端口，举例说明：本申请的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)从合路腔体的标准矩形口接收TE01模，并将TE01模划分为两路传输至模型分离腔体的两个侧口；且本申请的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)从匹配腔体的标准矩形口接收TE10模，并将TE10模传输至模型分离腔体的直筒口；此时，模型分离腔体从两个侧口处接受到TE01模，从直通口处接受到TE10模，进而模型分离腔体将接收到的TE01模和TE10模合并成一路从公共端口处输出。

其中，公共端口可以为边长为5.9mm的方四脊波导口，可以与辐射天线连接；标准矩形口可以为BJ320标准矩形口，可以与波导同轴转换器连接；直通口可以为6.6mm*2.1mm的矩形波导；侧口可以为5.9mm*1.56mm的单脊波导口。

在一种可选的实施例中，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)上设有四条脊，分别为第一脊、第二脊、第三脊和第四脊；所述第一脊和所述第二脊位于所述模式分离腔体上相对设置的第一侧面和第二侧面上，并延伸至所述合路腔体；所述第三脊和所述第四脊位于所述模式分离腔体上相对设置的第三侧面和第四侧面上。

也即，在本申请中超宽带加脊正交模耦合器(OMT)通过四脊结构拓宽了带宽，解决了现有产品没有针对5G毫米波测试频段、没有标准波导覆盖5G毫米波频段，以及现有双线极化具体为交叉极化30dB，端口隔离20dB的技术问题。也即，本申请中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)相对于现有产品达到了更宽的工作带宽、更高的端口隔离和交叉极化隔离的技术效果。

在一个可选的示例中，所述第一脊、所述第二脊、所述第三脊和所述第四脊的第一端在贯通于所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的顶面。也即，如图1和图2所示，模式分离腔体的腔体侧面全部采用脊波导设计，公共端口也为四脊端口。

需要说明的是：现有技术中尚未存在四脊端口，该处技术特征为在技术史上未曾有过先例，且该技术特征取得了如下技术效果：令本申请的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)相对于现有产品达到了更宽的工作带宽。

在一个可选的示例中，所述第一脊的第二端和所述第二脊的第二端在所述合路腔体平缓过渡为平面状态。也即，如图1、图2和图3所示，第一脊和第二脊分别从所述模式分离腔体的第一侧面和第二侧面延伸至Y型的合路腔体，且第一脊和第二脊的第二端在合路腔体上逐渐过渡为平面状态。

具体的，第一脊和第二脊通过逐渐降低脊高，来达到在合路腔体上逐渐过渡为平面状态的技术效果。也即，在所述第一脊的第二端和所述第二脊的第二端在所述合路腔体平缓过渡为平面状态的情况下，所述第一脊和所述第二脊的脊高逐渐降低，直至过度为平面状态。

在一个可选的示例中，所述合路腔体包括合路腔、第一转换腔和第二转换腔，所述第一转换腔的第一端和所述第二转换腔的第一端分别与所述模式分离腔体的所述两个侧口连接，所述第一转换腔的第二端和所述第二转换腔的第二端均与所述合路腔连接，其中，所述第一转换腔和所述第二转换腔用于将单脊波导转换至矩形波导；所述合路腔用于将两路矩形波导合并成一路矩形波导。

也即，第一脊和第二脊在所述合路腔体的第一转换腔和第二转换腔部分过渡为平面状态，此时，第一转换腔体和第二转换腔体由单脊波导转换为矩形波导，进而将两路成功转换的矩形波导进行合并处理。

在一个可选的示例中，在所述第一转换腔的第一端至第二端的方向上，所述第一转换腔从第一预设位置起进行加宽处理，其中，所述加宽处理是对所述第一转换腔设有脊的表面的宽度进行加宽；在所述第二转换腔的第一端至第二端的方向上，所述第二转换腔从第二预设位置起进行加宽处理，其中，所述加宽处理是对所述第二转换腔设有脊的表面的宽度进行加宽。

也即，如图1和图3所示，假设第一合路腔设有第一脊的表面为A表面，此时，在第一转换腔的第一端到第二端的方向上，从第一预设位置起对A表面进行加宽处理。

需要说明的是：第一预设位置为第一脊开始过渡为平面状态的起始位置；第二预设位置为第二脊开始过渡为平面状态的起始位置；或，第一预设位置位于所述第一转换腔的竖直部分；所述第二预设位置位于为所述第二转换腔的竖直部分。

在一个可选的示例中，合路腔呈T型，且在T型节点处设有V型脊，所述V型脊沿深度方向设置以形成合路腔的V型豁口，其中，所述V型脊的脊面角度为45°。具体如图1和图3所示。此外，图5为超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的正视透视图，图6为超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的侧视透视图，图7为超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的立体透视图，结合图5、图6和图7也相应示出沿深度方向设置的V型脊，以及在T型节点处形成的合路腔的V型豁口。

在一个可选的示例中，在所述第三脊和所述第四脊的第一端至第二端的方向上，所述第三脊和所述第四脊从第三预设位置起其脊高逐渐增加，直至所述第三脊和所述第四脊之间的距离变为第一阈值，其中，所述第一阈值为所述模式分离腔体的直通口的横截面宽度。

也即，如图1和图2所示，第三脊和第四脊贯通所述模式分离腔体的第二表面和第三表面，并在第三预设位置起开始逐渐增加脊高，以便模式分离腔体后续分离出两个侧口后，自然形成长度大于宽度的直通口。其中，图5为超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的侧视透视图，具体如图5所示第三脊和第四脊从第三预设位置起开始逐渐增加脊高，实现在结构上逐渐压缩直通口的宽边尺寸，使公共端口的两个模式在侧口与直通口的交界处实现模式分离。

在一个可选的示例中，在所述第三脊和所述第四脊的第一端至第二端的方向上，所述第三脊和所述第四脊从第四预设位置起其脊宽逐渐减少，直至所述第三脊的脊宽变为第二阈值，以及所述第四脊的脊宽变为第二阈值，其中，第二阈值与超宽带加脊正交模耦合器(OMT)对应的频段相关，例如：超宽带加脊正交模耦合器(OMT)对应的频率越高第二阈值越大。

需要说明的是：上述第三预设位置和第四预设位置可以为同一位置。也即，如图1和图2所示，第三脊和第四脊开始逐渐增加脊高时，第三脊和第四脊也同时开始逐渐降低脊宽。进一步的，图5为超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的正视透视图，图6为超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的侧视透视图，图7为超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的立体透视图，结合图5、图6和图7可知第三脊和第四脊从第三预设位置/第四预设位置起开始逐渐增加脊高、降低脊宽。

还需要说明的是：第三脊和第四脊的脊宽和脊高同时满足预设条件，停止降低增加处理。具体如图5、图6和图7所示，第三脊和第四脊从第三预设位置起开始逐渐增加脊高，并逐渐降低脊宽；进一步的，第三脊和第四脊的脊高逐渐满足预设条件不再增加，同时第三脊和第四脊的脊宽也逐渐满足预设条件不再减少；此时，第三脊和第四脊的脊宽和脊高在同一位置同时满足预设条件不再变动。

在一个可选的实施例中，自所述第三脊和所述第四脊之间的距离变为第一阈值后，所述模式分离腔体开始形成两个侧口。

具体的，自所述第三脊和所述第四脊之间的距离变为第一阈值后，所述第三脊的脊侧壁以预设角度逐渐分离，直至所述第三脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值；且所述第四脊的脊侧壁以预设角度逐渐分离，直至所述第四脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值；在所述第三脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值，且所述第四脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值后，所述第三脊的两脊侧壁和所述第四脊的两脊侧壁之间两两结合，并转变为所述模式分离腔体的两个侧口的侧壁；且预设角度为45°。

也即，如图1、图2和图5所示，第三脊的脊侧壁逐渐分离直至转变为模式分离腔体的两个侧口的部分侧壁，第四脊的脊侧壁逐渐分离直至转变为模式分离腔体的两个侧口的部分侧壁。其中，第三脊的脊侧壁分别为第一脊侧壁和第二脊侧壁，第四脊的脊侧壁分别为第三脊侧壁和第四脊侧壁，第一脊侧壁与第三脊侧壁自直筒口侧面开始结合在一起，形成一个侧口的侧壁；第二脊侧壁和第四脊侧壁自直通口侧面开始结合在一起，形成另一个侧口的侧壁。

需要说明的是：在本申请中第三脊的脊侧壁以预设角度逐渐分离，第四脊的脊侧壁以预设角度逐渐分离，且预设角度为45度。也即，脊侧壁为直线过渡分离，而非曲线过渡分离，且直线过渡分离的角度为45°。值得注意的是：现有技术中尚未存在上述技术特征，也即该处技术特征为在技术史上未曾有过先例。且该技术特征取得了如下技术效果：令本申请的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)相对于现有产品达到了更宽的工作带宽。

还需要说明的是：在本申请中所述第三脊的两脊侧壁和所述第四脊的两脊侧壁是，在所述第三脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值，且所述第四脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值后，开始两两结合，并转变为所述模式分离腔体的两个侧口的侧壁的。也即，在一种可选的示例中，所述第三脊的两脊侧壁和所述第四脊的两脊侧壁可以是，在所述第三脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值，且所述第四脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值后，且经过预设长度后才开始两两结合，并转变为所述模式分离腔体的两个侧口的侧壁。在另一种可选的示例中，所述第三脊的两脊侧壁和所述第四脊的两脊侧壁可以是，在所述第三脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值，且所述第四脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值后，立即开始两两结合，并转变为所述模式分离腔体的两个侧口的侧壁。

具体的，自所述第三脊和所述第四脊之间的距离变为第一阈值后，所述模式分离腔体的第一侧面和第二侧面直角转折，以转变为所述模式分离腔体的两个侧口的侧壁。也即，第一侧面和所述第二侧面的纵截面如图5所示为L型。

需要说明的是：在本申请中自第三脊和第四脊之间的距离变为第一阈值之后，模式分离腔体的第一侧面和第二侧面才开始直角转折，其中，模式分离腔体的第一侧面和第二侧面可以为经过预设长度后才开始直角转折，以便转折后侧口横截面的宽度和长度满足第二预设条件，例如：转换后侧面横截面为的宽度和长度为宽度为1.56mm，长度为5.9mm。

在一个可选的示例中，所述匹配腔体基于阶梯结构将所述模式分离腔体的所述直通口平滑过度到标准矩形口，其中，所述阶梯结构中的每一级阶梯的宽边尺寸满足切比雪夫抗阻变换。此外，匹配腔体在第一位置处直角转折，且所述转折处的外侧设有横向设置的台阶结构，其中，所述台阶结构沿所述转折宽度方向设置，也即该台阶结构如图4所示使得匹配腔体在第一位置处实现了阶梯转折。

需要说明的是：匹配腔体在第一位置处直角转折，且转折处的外侧设有横向设置的台阶结构，具体如图4和图6所示。而该技术特征达到了增加超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的带宽的技术效果。

此外，还需要说明的是：超宽带加脊正交模耦合器(OMT)上设置的四条脊的横截面尺寸满足如下公式：

式中，a₁为公共端口的长边边长；a₂为脊宽；b₁为公共端口的宽边边长；b₂为脊间距；u为相对磁导率；ε为相对介电常数；f_c为截止频率；C_f为边缘电容；具体如图8所示。

也即，本申请所记载的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)(正交模耦合器)可以通过上述公式计算出不同尺寸四脊波导的截止频率。

综上所述，本实用新型在正交模耦合器中公共端口采用了4脊结构，且在模式分离处采用全部脊波导设计；进一步的，在直通口附近将双脊波导过渡到非标矩形波导，且非标矩形波导通过阶梯阻抗匹配过渡到国际矩形波导；两个分支侧口由单脊波导过渡到非标矩形波导。上述通过四脊结构达到了更宽的工作带宽，更高的端口隔离；实现了多倍频程，具有良好的阻抗匹配，提高了隔离度和极化纯度，并降低了加工难度。

本申请还提供了另一种可选的实施例，其中，该实记载有一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)模型包括多个组件，其中，所述多个组件依次叠加后形成上述模式分离腔体、合路腔体、匹配腔体。

在一个可选的示例中，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)上设有第一脊和第二脊，且该第一脊为上述任意示例或实施例中所提及的第一脊，所述第二脊为上述任意示例或实施例所提及的第二脊。需要时说明的是：在示例中第一脊完整的设置在一个组件上，第二脊也完整的设置在一个组件上。

也即，在该示例中，第一脊和第二脊可以完整的设置在某个组件上，而不是由多个组件拼接而成。需要说明的是：第一脊和第二脊可以完整的设置在同一个组件上，也可以完整的设置在不同的组件上，本申请对此不作具体限定。

在一个可选的示例中，所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)上设有第三脊和第四脊，且该第三脊为上述任意示例或实施例中所提及的第三脊，所述第四脊为上述任意示例或实施例所提及的第四脊。需要时说明的是：在示例中第三脊完整的设置在一个组件上，第四脊也完整的设置在一个组件上。

也即，在该示例中，第三脊和第四脊可以完整的设置在某个组件上，而不是由多个组件拼接而成。需要说明的是：第三脊和第四脊可以完整的设置在同一个组件上，也可以完整的设置在不同的组件上，本申请对此不作具体限定。

举例说明：如图9和图10所示超宽带加脊正交模耦合器(OMT)设有三组组件，且三组组件依次叠加后形成模式分离腔体、合路腔体、匹配腔体，其中，第一脊和第二脊完整的设置在目标组的组件上，而目标组的组件为三组组件依次叠加后位于中间位置的一组组件。而该设置方式避免了组件之间的组合缝隙设置于脊梁上，而导致脊梁上的缝隙无法有效合并密封的情况发生。具体如图11所示，若组件之间的组合缝隙设置在脊梁上，基于超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内部腔体结构，会导致脊梁处无法设置螺丝拴紧部件，导致脊梁上的缝隙无法有效合并密封，进而影响超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的工作稳定性降低。

需要说明的是：上述目标组的组件可以为两个，例如：目标组的组件包括并排设置的第一组件和第二组件，其中，第一脊设置在第一组件上，第二脊设置在第二组件上，其具体如图12所示。此外，目标组的组件在叠加方向的宽度可以为脊高、也可以为第一侧面/第二侧面的宽度，也可以为脊高数值与第一侧面/第二侧面的宽度数值之间的任意数值，本申请对此不作具体限定。

需要说明的时：上述三组组件中除目标组的组件外，还包括：第一组的组件和第二组的组件，其中，如图12、图13和图14所示，目标组的组件、第一组的组件和第二组的组件上均对应设有多个螺丝拴紧部件。该多个螺丝拴紧部件是用于将第一组的组件、第二组件的组件、目标组的组件紧密叠加连接，避免由于腔体内出现缝隙，导致影响超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的工作稳定性的情况发生。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

Claims (20)

1.一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述超宽带加脊正交模耦合器内部设有模式分离腔体、合路腔体、以及匹配腔体，所述模式分离腔体用于将公共端口传输的波分离成TE01模和TE10模，所述合路腔体与所述模式分离腔体的两个侧口(11)连接，用于将两个侧口(11)传输的TE01模合并成一路，并从标准矩形口输出，所述匹配腔体与所述模式分离腔体的直通口(12)连接，用于将所述直通口(12)传输的TE10模的平缓过渡到标准矩形口输出；

其中，所述超宽带加脊正交模耦合器上设有四条脊，分别为第一脊(13)、第二脊(14)、第三脊(15)和第四脊(16)；所述第一脊(13)和所述第二脊(14)位于所述模式分离腔体上相对设置的第一侧面和第二侧面上，并延伸至所述合路腔体；所述第三脊(15)和所述第四脊(16)位于所述模式分离腔体上相对设置的第三侧面和第四侧面上。

2.根据权利要求1所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述第一脊(13)、所述第二脊(14)、所述第三脊(15)和所述第四脊(16)的第一端在贯通于所述超宽带加脊正交模耦合器的顶面。

3.根据权利要求2所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述第一脊(13)的第二端和所述第二脊(14)的第二端在所述合路腔体平缓过渡为平面状态。

4.根据权利要求3所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，在所述第一脊(13)的第二端和所述第二脊(14)的第二端在所述合路腔体平缓过渡为平面状态的情况下，所述第一脊(13)和所述第二脊(14)的脊高逐渐降低，直至过度为平面状态。

5.根据权利要求1所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述合路腔体包括合路腔(21)、第一转换腔(22)和第二转换腔(23)，所述第一转换腔(22)的第一端和所述第二转换腔(23)的第一端分别与所述模式分离腔体的所述两个侧口(11)连接，所述第一转换腔(22)的第二端和所述第二转换腔(23)的第二端均与所述合路腔(21)连接，其中，所述第一转换腔(22)和所述第二转换腔(23)用于将单脊波导转换至矩形波导；所述合路腔(21)用于将两路矩形波导合并成一路矩形波导。

6.根据权利要求5所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，在所述第一转换腔(22)的第一端至第二端的方向上，所述第一转换腔(22)从第一预设位置(a)起进行加宽处理，其中，所述加宽处理是对所述第一转换腔(22)设有脊的表面的宽度进行加宽；在所述第二转换腔(23)的第一端至第二端的方向上，所述第二转换腔(23)从第二预设位置(b)起进行加宽处理，其中，所述加宽处理是对所述第二转换腔(23)设有脊的表面的宽度进行加宽。

7.根据权利要求2所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，在所述第三脊(15)和所述第四脊(16)的第一端至第二端的方向上，所述第三脊(15)和所述第四脊(16)从第三预设位置(c)起其脊高逐渐增加，直至所述第三脊(15)和所述第四脊(16)之间的距离变为第一阈值，其中，所述第一阈值为所述模式分离腔体的直通口(12)的横截面宽度。

8.根据权利要求2所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，在所述第三脊(15)和所述第四脊(16)的第一端至第二端的方向上，所述第三脊(15)和所述第四脊(16)从第四预设位置(d)起其脊宽逐渐减小，直至所述第三脊(15)的脊宽变为第二阈值，以及所述第四脊(16)的脊宽变为第二阈值。

9.根据权利要求7或8所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，自所述第三脊(15)和所述第四脊(16)之间的距离变为第一阈值后，所述模式分离腔体开始形成两个侧口(11)。

10.根据权利要求9所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，自所述第三脊(15)和所述第四脊(16)之间的距离变为第一阈值后，所述第三脊(15)的脊侧壁以预设角度逐渐分离，直至所述第三脊(15)的脊侧壁之间的距离变为第三阈值；且所述第四脊(16)的脊侧壁以预设角度逐渐分离，直至所述第四脊(16)的脊侧壁之间的距离变为第三阈值；在所述第三脊(15)的脊侧壁之间的距离变为第三阈值，且所述第四脊(16)的脊侧壁之间的距离变为第三阈值后，所述第三脊(15)的两脊侧壁和所述第四脊(16)的两脊侧壁之间两两结合，并转变为所述模式分离腔体的两个侧口(11)的侧壁。

11.根据权利要求10所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述预设角度为45°。

12.根据权利要求9所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，自所述第三脊(15)和所述第四脊(16)之间的距离变为第一阈值后，所述模式分离腔体的第一侧面和第二侧面直角转折，以转变为所述模式分离腔体的两个侧口(11)的侧壁，其中，所述第一侧面和所述第二侧面的纵截面为L型。

13.根据权利要求1所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述匹配腔体基于阶梯结构将所述模式分离腔体的所述直通口(12)平滑过度到标准矩形口，其中，所述阶梯结构中的每一级阶梯的宽边尺寸满足切比雪夫抗阻变换。

14.根据权利要求13所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述匹配腔体在第一位置处直角转折，且所述转折处的外侧设有台阶结构(31)，其中，所述台阶结构(31)沿所述转折宽度方向设置。

15.根据权利要求1所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述超宽带加脊正交模耦合器上设置的四条脊的横截面尺寸满足如下公式：

式中，a₁为公共端口的长边边长；a₂为脊宽；b₁为公共端口的宽边边长；b₂为脊间距；u为相对磁导率；ε为相对介电常数；fc为截止频率；Cf为边缘电容。

16.一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述超宽带加脊正交模耦合器模型包括多个组件，其中，所述多个组件叠加后形成权利要求1-15中任意一项的所述模式分离腔体、合路腔体和匹配腔体。

17.根据权利要求16所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述超宽带加脊正交模耦合器上设有第一脊(13)和第二脊(14)，且所述第一脊(13)为权利要求1-15中任意一项所述的第一脊(13)，所述第二脊(14)为权利要求1-15中任意一项所述的第二脊(14)，其中，所述第一脊(13)完整的设置在一个组件上，以及所述第二脊(14)也完整的设置在一个组件上。

18.根据权利要求16所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述超宽带加脊正交模耦合器上设有第三脊(15)和第四脊(16)，且所述第三脊(15)为权利要求1-15中任意一项所述的第三脊(15)，所述第四脊(16)为权利要求1-15中任意一项所述的第四脊(16)，其中，所述第三脊(15)完整的设置在一个组件上，以及所述第四脊(16)也完整的设置在一个组件上。

19.根据权利要求17所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述超宽带加脊正交模耦合器至少包括三组组件，且所述三组组件依次叠加后形成权利要求1-15中任意一项的所述模式分离腔体、合路腔体、匹配腔体，其中，所述第一脊(13)和第二脊(14)完整设置在目标组的组件(40)中，所述目标组的组件(40)为三组组件依次叠加后位于中间位置的一组组件，且所述目标组的组件(40)中至少包括两个组件。

20.根据权利要求19所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)，其特征在于，所述目标组的组件(40)包括第一组件(41)和第二组件(42)，且所述第一组件(41)和所述第二组件(42)并排设置，其中，所述第一脊(13)设置在所述第一组件(41)上，所述第二脊(14)设置在所述第二组件(42)上。

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