微波多功能八端口器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可用于微波测量与微波系统的多功能八端口器件，尤其涉及一种 既可用于形成正负四十五度线极化波的双线极化器，还可用于形成左右旋圆极化波的双圆 极化器，还可用于测量微波网络反射系数及测量两微波信号复数比的六端口结、双六端口 结的多功能微波器件。
【背景技术】
[0002] 微波双圆极化器与天线连接可用来同时辐射和（或）接收圆极化波，可用于各种 需要圆极化波的场合。微波六端口结可用来测量微波单端口器件的反射系数（包括模值和 幅角），相比昂贵的矢量网络分析仪在成本上具有极大的优势。微波六端口结还可测量两微 波信号的复数比，基于此形成了基于六端口技术的各种雷达，如基于六端口技术的测速测 距雷达，基于六端口技术的波达方向测试雷达，基于六端口技术的汽车防撞雷达，基于六端 口的软件无线电技术等等。近年来，数字信号处理技术的快速发展带动了基于六端口技术 的雷达的发展。相应地，为了测试双端口微波器件的四个散射参数，必须采用两个独立的六 端口搭建成双六端口系统。而在基于六端口的波达方向测试系统中，为了消除测相模糊，也 必须采用两套独立的六端口系统。微波功率分配器广泛用于天线阵列馈电及功率放大等场 合，是微波系统中的基本元件之一。
[0003] 现有技术状况的局限性在于：在各种应用场合中，各种微波器件如双圆极化器、六 端口结等需单独设计，互相无法替代。而在微波电路及微波系统中，为了提高系统的可靠性 及易维护性，对部件的模块化需求越来越迫切。因此，需要一种能够满足微波电路与系统应 用要求的多功能模块化器件。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种可作为双线极化器、双圆极化器、六端口结、双六端口结等的多功 能八端口微波器件的结构，该器件由四个完全相同的平面魔T及一个90°移相器组成，其 中
[0005] 魔T1的两个输入口分别作为端口1和端口2 ;
[0006] 魔T2的两个输入口分别作为端口 3和端口 4 ;
[0007]魔T3的两个输入口分别为魔T1的和输出口与魔T2的和输出口，魔T3的和输出 口与差输出口分别作为端口 5和端口 6 ;
[0008] 魔T1的差输出口接一个90度移相器，90度移相器的另一端作为魔T4的两个输入 口之一，魔T4的另一个输入口为魔T2的差输出口，魔T4的和输出口与差输出口分别作为 端口 8和端口 7 ;其中
[0009] 当端口 5输入信号时，端口 1至端口 4等幅同相输出，而端口 6、端口 7、端口 8为 隔离口，没有输出；当端口 6输入信号时，端口 1至端口 4等幅输出，相位分别为180度、180 度、〇度、〇度，而端口 5、端口 7、端口 8为隔离口，没有输出；当端口 7输入信号时，端口 1至 端口 4等幅输出，相位分别为270度、90度、180度、0度，而端口 5、端口 6、端口 8为隔离口， 没有输出；当端口 8输入信号时，端口 1至端口 4等幅输出，相位分别为90度、270度、180 度、〇度，而端口 5、端口 6、端口 7为隔离口，没有输出。
[0010] 将本发明的微波多功能八端口器件用作双线极化器的使用方法为：
[0011] 端口 7和端口 8接匹配负载，输入信号从端口 5和端口 6输入，此时微波多功能八 端口器件成为六端口电路，端口 1至端口 4分别与辐射线极化波的天线单元A、B、C、D连接， 天线单元A、B、C、D的最大辐射方向为天顶方向，即z轴方向，其中天线单元A、B的极化方 向相同，天线单元C、D的极化方向相同，天线单元A、B与天线单元C、D极化正交，天线单元 A、B、C、D分别摆放在"十"字的右、左、下、上四个角上，对称放置；
[0012] 当输入信号从端口 5输入时，因为端口 5至端口 1、端口 2、端口 3、端口 4的相位同 相，所以可辐射正45度线极化波；
[0013] 当输入信号从端口 6输入时，因为端口 6至端口 1、端口 2、端口 3、端口 4的相位差 依次为180°、180°、0°、0°，所以可辐射负45度线极化波；
[0014]输入信号从端口 5与端口 6同时输入时，因为端口 5与端口 6隔离，所以可实现极 化分集发射，即同时辐射正45度线极化波和负45度线极化波；当天线作为接收天线时，端 口 5只接收正45度线极化波，端口 6只接收负45度线极化波，可实现极化分集接收；或者 端口 5作为发射端口发射正45度线极化波，端口 6作为接收端口接收负45度线极化波，收 发能保证理想隔离；端口 6可作为发射端口，此时同样端口 5接收正45度线极化波，收发隔 离。
[0015]将本发明的微波多功能八端口器件用作双圆极化器的使用方法为：
[0016]端口 5和端口 6接匹配负载，输入信号从端口 7和端口 8输入，构成六端口电路， 端口 1至端口 4分别与辐射线极化波的天线单元A、B、C、D连接，天线单元A、B、C、D的最大 辐射方向为天顶方向，即z轴方向，其中天线单元A、B的极化方向相反，天线单元C、D的极 化方向相反，天线单元A、B与天线单元C、D极化正交，天线单元A、B、C、D分别摆放在"十" 字的右、左、下、上四个角上，对称放置；
[0017] 当输入信号从端口 5输入时，因为端口 5至端口 1、端口 2、端口 3、端口 4的相位差 依次为270°、90°、180°、0°，所以可辐射左旋圆极化波；
[0018] 当输入信号从端口 6输入时，因为端口 6至端口 1、端口 2、端口 3、端口 4的相位差 依次为90°、270°、180°、360°，所以可辐射右旋圆极化波；
[0019] 当输入信号从端口 5与端口 6同时输入时，因端口 5与端口 6隔离，所以可实现极 化分集发射，即同时辐射左旋圆极化波和右旋圆极化波；当天线全为接收天线时，端口 5只 接收左旋圆极化波，端口 6只接收右旋圆极化波，可实现极化分集接收；或者端口 5作为发 射端口发射左旋圆极化波，端口 6作为接收端口接收反射回来的右旋圆极化波，收发也能 保证理想隔离；端口 6也可作为发射端口，此时端口 5接收反射回来的左旋圆极化波，收发 隔离。
[0020] 将本发明的微波多功能八端口器件用作六端口结的使用方法为：
[0021] 微波多功能八端口器件可等效为八种六端口结，分别为：
[0022] 当端口 1至端口 4分别接功率计时，输入端口对分别为端口 5与端口 7、端口 5与 端口 8、端口 6与端口 7、端口 6与端口 8四种情形，共有四种六端口结结构；
[0023] 当端口 5至端口 8接功率计，输入端口对分别为端口 1与端口 3、端口 1与端口 4、 端口 2与端口 3、端口 2与端口 4四种情形，共有四种六端口结结构。
[0024] 将本发明的微波多功能八端口器件用作嵌套双六端口结的使用方法为：
[0025] 多功能八端口微波器件的端口 1-8的每一个都各自连接一个功率检波器PI、P2、 P3、P4、P5、P6、P7 和P8，
[0026] 将多功能八端口微波器件的端口1和2作为第一组端口，在第一组端口中选择任 一个端口，在该端口与相应的功率检波器之间，串联一个环行器H1，
[0027] 将多功能八端口微波器件的端口 3和4作为第二组端口，在第二组端口中选择任 一个端口，在该端口与相应的功率检波器之间，串联一个环行器H2，
[0028] 将多功能八端口微波器件的端口5和6作为第三组端口，在第三组端口中选择任 一个端口，在该端口与相应的功率检波器之间，串联一个环行器H3，
[0029] 将多功能八端口微波器件的端口 7和8作为第四组端口，在第四组端口中选择任 一个端口，在该端口与相应的功率检波器之间，串联一个环行器H4，
[0030] 其中H1的输入端口和H2的输入端口分别作为第一套六端口的两个输入信号端 口，H3的输入端口和H4的输入端口分别作为第二套六端口的两个输入信号端口；并且
[0031] 第一套六端口输入信号之间关系的解调通过匕、？6、？7、匕功率计读数计算，第二套 六端口输入信号之间关系的解调通过Pi、p2、p3、p4功率计读数计算，四个输入信号两两隔 离。
[0032] 本发明的微波多功能八端口微波器件，其中平面魔T使用的是宽带微带环形电 桥。
[0033] 在本发明的一个实施例中，宽带微带环形电桥所用介质板的相对介电常数为2. 2， 介质厚度为〇. 8mm。