極化轉換器原理與結構設計

圖3-19表示在圓波導內放置兩排銷釘，構成銷釘分量移相器。對于行于銷釘所在平面的電場來說，銷釘呈容性，使其相速減小，而對垂直于銷釘面的來說銷釘呈感性，使其相速增加。控制銷釘插入深度和銷釘的個數，可以做到與同相，將圓極化波轉換為線極化波。為了使銷釘移相器與波導匹配，銷釘的插入深度是漸變的，中間最深，兩邊最淺。用漸變寬度的月牙形金屬片代替兩排銷釘，也能構成移相器，其基本原理與銷釘移相器相同。由于銷釘所在平面與介質所在平面一樣，都是使與之平行的相位滯后。所以在完成同樣的極化方式轉換時，銷釘平面在圓波導內的取向與介質片的取向是一致的。前饋和后饋天線

接收各種極化波時，極化器與波導寬邊的安置方向如圖3-20所示，這是從高頻頭的矩形波導口向饋源方向看去的。

圓形波導由于結構對稱，對波的極化形式沒有選擇，而矩形波導只允許與其寬邊垂直的電場通過，所以波導的寬邊必須與電波極化的方向相垂直。

圖 3-21 一種可調線極化饋源

一種可調線極化饋源，如圖3-21所示。在接收線極化波時，只要調整線極化振子，使之平行于線極化波的極化方向即可。若將振子改為小螺旋，則該饋源接收圓極化波無需加極化器。此外，背射螺旋饋源也是不加極化器而接收圓極化波的。

3.4.3 圓矩過渡波導

波導型的饋源為了獲得旋轉對稱的方向圖，通常以圓波導激勵。緊接在饋源后面的極化器也是由圓波導構成的。而大部分的高頻頭（LNB）的輸入端是矩形波導，所以，在饋源的輸出端口通常加有一個圓矩過渡波導段，以完成圓波導中的模電磁波到矩形波導中模電磁波的轉換。在圓矩過渡波導段中要求引入的不連續性應盡量小，以達到減小饋源的駐波比，改善阻抗匹配的目的。圓矩波導的過渡有多種形式。圖3-22為圓矩漸變過渡波導，圓波導模經過一段漸變線逐漸過渡為矩形波導模。為了使電磁能量從圓波導全部傳入矩形波導，要求矩形波導與圓波導的二模相位相等，據此得圓波導半徑R=2α/3.41=0.6α，其中α是矩形波導寬邊尺寸。與此類似的漸變過渡變換方式還有楔形圓矩過渡，如圖3-23所示。

圖 3-22 圓矩漸變過渡波導及其電場模式變換過程示意圖