偏振器和操作偏振器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及偏振器，具体涉及一般称为“隔板偏振器”的特定类型的偏振器，其中三角形形状的金属元件用于在圆偏振和线偏振信号/能量之间转换。
【背景技术】
[0002]隔膜偏振器可见于KR20100131147。
【发明内容】
[0003]本发明涉及对隔板偏振器的改进，其中可以改变偏振元件，使得接收机/发射机可保持在相同位置，但互换偏振。
[0004]在第一方面中，本发明涉及一种偏振器，包括至少一个中央波导以及通向所述中央波导的第一波导和第二波导，其中:
[0005]所述第一和第二波导通向所述中央波导之一，所述第一波导和第二波导在延伸穿过一个中央波导并包括所述中央波导纵轴的平面的不同侧通向所述一个中央波导开口，
[0006]每个中央波导具有开口，并且其中包括沿所述纵轴在所述平面内延伸的偏振元件，所述偏振元件是导电元件，并且当所述导电元件投影在所述平面上时，所述导电元件在所述纵轴的一侧上具有第一面积并且在所述纵轴相对的另一侧上具有比所述第一区域小的第二区域，
[0007]所述偏振器配置为在两个状态之间变化，其中:
[0008]在第一状态中，所述第一和第二波导开口所通向的实际中央波导的偏振元件在具有第一区域的所述平面内延伸，所述第一区域位于所述实际波导纵轴的第一侧上所述平面的第一部分中；以及
[0009]在第二状态中，所述第一和第二波导所通向的实际中央波导的偏振元件在具有第一区域的所述平面内延伸，所述第一区域位于所述实际中央波导纵轴与第一侧相对的第二侧上所述平面的第二部分中。
[0010]在该上下文中，偏振器是适用于改变接收或发射的辐射或信号的偏振的元件。该偏振器配置为在线偏振和圆偏振信号之间进行转换，同时控制或引导波导内的信号。
[0011 ] 存在多个中央波导。其数量可以是1、2、3、4、5、6或更多。在优选实施例中，使用单个中央波导。在另一个实施例中，使用两个中央波导，但可以在需要时使用更多中央波导。
[0012]第一和第二波导通向中央波导开口，使得信号可从中央波导流向第一和第二波导，或者反之亦然。在一个实施例中，将一个或多个波导形成配置为分别引导第一、第二波导和中央波导之间的信号。
[0013]第一和第二波导可以是用于引导信号的中空波导，或者可以是其他类型的信号引导，例如同轴线缆，同轴线缆具有延伸入中央波导中的一个或多个导体，以将信号从其导出并沿波导引导。
[0014]第一和第二波导通向一个中央波导中。任意附加的中央波导不起作用，尽管它们可执行接收、转换和输出信号的功能。
[0015]第一波导和第二波导在延伸穿过一个中央波导并包括所述中央波导纵轴的平面的不同侧通向所述一个中央波导。纵轴可以是中央波导的中心轴和/或对称轴。一般地，波导可具有任何形状，但矩形/正方形、圆形/椭圆形更佳。
[0016]当偏振元件是导电元件(优选金属)，并且所述导电元件投影在所述平面上时在所述纵轴的一侧上具有第一区域并且在所述纵轴相对的另一侧上具有比所述第一区域小的第二区域时，所述偏振元件可实现隔板偏振器中的所谓隔板的功能，从而将中央波导中朝着偏振元件传播的圆偏振信号将转换为通常只在偏振元件的一侧上传播的线偏振信号。这样，信号可被引导到第一和第二波导中的一个。右旋和左旋偏振信号将被引导到偏振元件的两个相对侧。本质上，可以将信号方向反转，从而获得偏振元件的相反操作。
[0017]本质上，第一和第二的功能区域或者偏振元件对应部分的功能由这些区域自身以及形成第一和第二区域的偏振元件部分的形状来确定。如下文进一步描述，偏振元件优选为大致三角形形状，因而其在平面上的投影也大致为三角形形状，但是其他变化也可以。US4395685描述了形成隔板功能的偏振元件的多个形状，包括与单个三角形形状明显不同的形状。
[0018]在这方面，第一和第二区域通常是由偏振元件的投影轮廓线和纵轴限定的区域。
[0019]在相对于偏振元件远离中央波导开口的纵向位置上，轮廓线/区域或者偏振元件可分隔为投影时偏振元件在平面中延伸或延展中央波导宽度的至少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导上，从而系扣/固定位置上的偏振元件的边界可限定在多个位置。
[0020]优选地，第一区域为是第二区域的至少110%、例如至少120%、至少130%、至少150 %、至少 160 %、至少 175%。
[0021]优选地，第一区域和/或形成第一区域的偏振元件的部分比第二区域和/或形成第二区域的偏振元件的部分在纵向上更多地向开口延伸。相比第二区域最靠近的开口的点，第一区域可以在纵向上再延伸从开口到第一区域最靠近开口的点之间的距离的至少1%，例如至少2%、至少5%、至少10%。
[0022]在一个实施例中，包括或包含形成或生成第一区域的偏振元件的部分优选大致为三角形，例如以下所描述的形状或结构。偏振元件的另一部分可具有另一种形状，例如沿纵轴延伸的大致细长或三角形形状。每个中央波导具有开口，开口优选地配置为接收和/或发射电磁能量。如果需要，该波导可附接或连接到其他波导或天线结构，例如抛物线型反射器。
[0023]所述平面包括纵轴，并且如果波导具有对称的横截面，该平面优选是波导的对称面。
[0024]本质上，可以替代地通过沿另一方向转动系统的其他部分来获得沿一个方向转动一个元件的结果。在当前上下文中，使用相同平面来确定第一和第二状态。因而，所述平面将保持与偏振元件和/或中央波导的转动/平移的独立。例如，可以在第一状态中确定平面并在第二状态中使用。通常来说，实际中央波导的纵轴在两个状态中相同，即使使用多个中央波导也是这样。
[0025]偏振元件投影在平面上时具有请求保护的特征，一般可以是具有两个平行边的扁平单元。备选地，偏振元件可具有非扁平的形状，例如锥形形状，优选在偏振元件最靠近开口的第一部分具有较尖部分，在背部具有较厚部分。在这种情形中，在中央波导中从开口向偏振元件传播并通过偏振元件的信号在沿偏振元件从第一部分向背部传播时，将经受越来越大的偏振元件厚度。
[0026]偏振器配置为在两个状态之间变化。可以用多个方式来实现这种变化，如下文所述。
[0027]一般来说，所述平面包括纵轴，所述纵轴将平面分为位于其一侧的第一部分和位于其另一侧的第二部分。
[0028]偏振元件位于所述平面上，从而纵轴在偏振元件的至少一部分内延伸。然后，根据信号的偏置方向，偏振元件的操作是将(从开口)接收的圆偏振信号(直接导引向偏振元件的一侧，从而第一和第二波导将分别从平面的一侧通向中央波导开口，使得第一和第二波导之一可以从偏振元件和平面的一侧接收能量，而第一和第二波导的另一个从偏振元件
/平面的另一侧接收能量。
[0029]第一和第二波导可以通向中央波导的侧面或其底部。
[0030]通过查看左旋圆偏振信号从实际中央波导的开口向其中偏振元件传播时的操作，可以示出两个状态的全部操作。在第一状态中，第一区域在平面的第一部分中；但在第二状态中，第一区域在平面的第二部分中。因此，偏振元件的形状在这两个状态中改变，使得所得到的线偏振信号在一个状态中在偏振元件的一侧生成，并且在另一个状态中在另一侧生成。对于中央波导中从开口向偏振元件传播的右旋圆偏振信号来说，情况相同(但相反)。此外，这两个