超宽带加脊正交模耦合器（OMT）及天线系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010314177.4 (22)申请日 2020.04.20 (71)申请人 北京星英联微波科技有限责任公司 地址 100084 北京市海淀区农大南路1号硅 谷亮城5号楼406室 (72)发明人 胡南谢文青刘建睿赵丽新 刘爽 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 赵囡囡 (51)Int.Cl. H01P 1/161(2006.01) H01P 5/16(2006.01) H01Q 1/50(2006.01) H01Q 1/52(200。

2、6.01) (54)发明名称 超宽带加脊正交模耦合器 （OMT） 及天线系统 (57)摘要 本发明提供了一种超宽带加脊正交模耦合 器(OMT)及天线系统， 其中， 超宽带加脊正交模耦 合器(OMT)及天线系统至少包括超宽带加脊正交 模耦合器(OMT)和辐射天线， 其中， 所述超宽带加 脊正交模耦合器(OMT)内设有第一通道， 所述辐 射天线内设有第二通道， 所述第一通道的公共端 口与所述第二通道的第一天线端口连接； 以及所 述第一通道内设有多条横截面为方形的脊， 所述 第一通道内设置的脊从所述公共端口向所述第 一通道内壁延伸。 需要说明的是， 本申请所采用 的宽带正交模耦合器在公共端口设有脊结。

3、构， 该 脊结构使得宽带正交模耦合器达到了更宽的工 作带宽、 更高的端口隔离和交叉极化隔离， 同时 还实现了多倍频程， 具有良好的阻抗匹配。 权利要求书4页 说明书13页 附图18页 CN 111384475 A 2020.07.07 CN 111384475 A 1.一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 所述超宽带加脊正交 模耦合器(OMT)及天线系统至少包括超宽带加脊正交模耦合器(OMT)(10)和辐射天线(20)， 其中， 所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)(10)内设有第一通道， 所述辐射天线(20)内设有 第二通道， 所述第一通道的公共端口(111)与所述。

4、第二通道的第一天线端口(231)连接； 以 及所述第一通道内设有多条横截面为方形的脊， 所述第一通道内设置的脊从所述公共端口 (111)向所述第一通道内壁延伸。 2.根据权利要求1所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 所 述第一通道的公共端口(111)为方形端口， 且四条脊分别设置在所述方形端口的四个侧壁 上。 3.根据权利要求2所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 所 述第一通道分为分离通道、 合路通道、 以及匹配通道， 所述分离通道一端设有公共端口 (111)， 另一端设有两个侧口(112)和一个直通口(113)； 所述合路通道的一端。

5、与所述分离通 道的两个侧口(112)连接， 另一端为矩形端口； 所述匹配通道的一端与所述分离通道的直通 口(113)连接， 另一端为矩形端口； 其中， 所述四条脊分为第一组脊(10a)和第二组脊(10b)， 其中， 所述第一组脊(10a)分 别位于所述分离通道对向设置的第一侧壁和第二侧壁上， 并延伸至所述合路通道； 所述第 二组脊(10b)分别位于所述分离通道对向设置的第三侧壁和第四侧壁上。 4.根据权利要求3所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 所 述合路通道包括合路子通道(121)、 第一转换通道(122)和第二转换通道(123)， 所述第一转 换通道(122)。

6、的第一端和所述第二转换通道(123)的第一端分别与所述分离通道的所述两 个侧口(112)连接， 所述第一转换通道(122)的第二端和所述第二转换通道(123)的第二端 均与所述合路子通道(121)连接； 其中， 所述第一组脊(10a)在所述第一转换通道(122)和所述第二转换通道(123)中逐 渐降低脊高， 由单脊波导平缓过渡为矩形波导； 而所述合路子通道(121)用于将两路矩形波 导合并成一路矩形波导。 5.根据权利要求4所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 在 所述第一转换通道(122)的第一端至第二端的方向上， 所述第一转换通道(122)从第一预设 位置(14。

7、1)起进行加宽处理， 其中， 所述加宽处理是对所述第一转换通道(122)设有脊的表 面的宽度进行加宽； 在所述第二转换通道(123)的第一端至第二端的方向上， 所述第二转换 通道(123)从第二预设位置(142)起进行加宽处理， 其中， 所述加宽处理是对所述第二转换 通道(123)设有脊的表面的宽度进行加宽。 6.根据权利要求3所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 从所述公共端口(111)向所述第一通道内部延伸的方向上， 所述第二组脊(10b)从第三 预设位置(143)逐渐增加脊高， 直至所述第二组脊(10b)的脊间距变为第一阈值， 其中， 所述 第一阈值为所述分离。

8、通道的直通口(113)的横截面宽度； 和/或， 从所述公共端口(111)向所述第一通道内部延伸的方向上， 所述第二组脊(10b)从第四 预设位置(144)逐渐减少脊宽， 直至所述第二组脊(10b)的脊宽均变为第二阈值。 7.根据权利要求6所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 自 所述第二组脊(10b)之间的脊间距变为第一阈值后， 所述分离通道开始形成两个侧口 权利要求书 1/4 页 2 CN 111384475 A 2 (112)。 8.根据权利要求7所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 自 所述第二组脊(10b)之间的脊间距变为第一阈值。

9、后， 所述第二组脊(10b)中的每条脊的脊侧 壁以预设角度逐渐分离， 直至每条脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值； 在每条脊的脊侧 壁之间的距离变为第三阈值之后， 脊侧壁对应地两两结合， 并转变为所述分离通道的两个 侧口(112)的侧壁。 9.根据权利要求7所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 自 所述第二组脊(10b)之间的脊间距变为第一阈值后， 所述分离通道的第一侧面和第二侧面 直角转折， 以转变为所述分离通道的两个侧口(112)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。 10.根据权利要求3所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 。

10、其特征在于， 所 述匹配通道基于阶梯结构将所述分离通道的所述直通口(113)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。 11.根据权利要求10所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 所述匹配通道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(130)， 其中， 所 述台阶结构(130)沿所述转折宽度方向设置。 12.根据权利要求3所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 所 述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)(10)由多个组件组成， 其中， 所述多个组件叠加后形成所 述第一通道， 其中，。

11、 每条脊完整的设置在任意个所述组件上。 13.根据权利要求1所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 在 所述公共端口(111)的端口形状与所述第一天线端口(231)的端口形状不匹配的情况下， 所 述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)(10)还包括端口过渡装置(30)， 所述端口过渡装置(30) 内部设有第三通道， 其中， 所述第三通道的第一过渡端口(31)与所述公共端口(111)连接， 且所述第一过渡端口(31)的端口形状与所述公共端口(111)的端口形状相匹配； 所述第三 通道的第二过渡端口(32)与所述第一天线端口(231)连接， 且所述第二过渡端口(32)的端 口。

12、形状与所述第一天线端口(231)的端口形状相匹配； 以及所述第三通道用于将所述第一 过渡端口(31)平滑过渡成所述第二过渡端口(32)。 14.根据权利要求1所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 在 所述公共端口(111)的端口形状与所述第一天线端口(231)的端口形状不匹配的情况下， 所 述辐射天线(20)还包括端口过渡装置(30)， 所述端口过渡装置(30)内部设有第三通道， 其 中， 所述第三通道的第一过渡端口(31)与所述公共端口(111)连接， 且所述第一过渡端口 (31)的端口形状与所述公共端口(111)的端口形状相匹配； 所述第三通道的第二过渡端口 (。

13、32)与所述第一天线端口(231)连接， 且所述第二过渡端口(32)的端口形状与所述第一天 线端口(231)的端口形状相匹配； 以及所述第三通道用于将所述第一过渡端口(31)平滑过 渡成所述第二过渡端口(32)。 15.根据权利要求13或14所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在 于， 所述第一过渡端口(31)的端口形状为四脊方口(311)， 且所述四脊方口(311)与所述公 共端口(111)的端口形状相匹配； 以及所述第二过渡端口(32)的端口形状为四脊圆口 (321)， 且所述四脊圆口(321)与所述第一天线端口(231)的端口形状相匹配， 其中， 所述四 权利要求书。

14、 2/4 页 3 CN 111384475 A 3 脊圆口(321)是在圆形端口的内壁上均匀设置四条横截面为方形的脊的端口形状。 16.根据权利要求13或14所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在 于， 所述第一过渡端口(31)的端口形状为四脊方口(311)， 且所述四脊方口(311)与所述公 共端口(111)的端口形状相匹配； 以及所述第二过渡端口(32)的端口形状为第一圆口 (322)， 且所述第一圆口(322)与所述第一天线端口(231)的端口形状相匹配， 其中， 所述第 一圆口(322)是内壁上不设有脊的圆形端口。 17.根据权利要求13或14所述的超宽带加脊正交。

15、模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在 于， 所述第一过渡端口(31)的端口形状为四脊方口(311)， 且所述四脊方口(311)与所述公 共端口(111)的端口形状相匹配； 以及所述第二过渡端口(32)的端口形状为第一方口 (323)， 且所述第一方口(323)与所述第一天线端口(231)的端口形状相匹配， 其中， 所述第 一方口(323)是内壁上不设有脊的方形端口。 18.根据权利要求13或14所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在 于， 所述第一过渡端口(31)的外周设有第一固定部(33)， 所述第一固定部(33)用于连接所 述端口过渡装置(30)和所述超宽带加脊正。

16、交模耦合器(OMT)(10)； 和/或， 所述第二过渡端 口的外周设有第二固定部(34)， 所述第二固定部(34)用于连接所述端口过渡装置(30)和所 述辐射天线(20)。 19.根据权利要求1所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 所 述辐射天线(20)沿电磁波传输方向分为过渡部分(211)和喇叭口面部分(212)， 且所述喇叭 口面部分(212)设有多个凹槽， 其中， 所述凹槽为同心圆凹槽(221)/环形凹槽(222)， 所述同 心圆凹槽(221)设置于所述喇叭口面部分(212)的顶面上， 所述环形凹槽(222)沿所述喇叭 口面部分(212)的第二通道的内壁设置。。

17、 20.根据权利要求19所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 在所述凹槽为同心圆凹槽(221)的情况下， 所述多个同心圆凹槽(221)等间距地设置于第二 天线端口(232)外周； 以及， 在所述凹槽为环形凹槽(222)的情况下， 所述多个环形凹槽 (222)沿电磁波传输方向依次并排设置于所述第二通道内壁上， 其中， 所述第一天线端口 (231)为所述第二通道远离喇叭口面部分(212)的端口， 所述第二天线端口(232)为所述第 二通道靠近所述喇叭口面部分(212)的端口。 21.根据权利要求19所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 位于所。

18、述过渡部分(211)的第二通道为第一天线通道(241)， 位于所述喇叭口面部分(212) 的通道为第二天线通道(242)， 其中， 在第一天线端口(231)至第二天线端口(232)的方向 上， 第一天线通道(241)的通道直径保持不变/逐渐增加， 和/或， 第二天线通道(242)的通道 直径保持不变/逐渐增加。 22.根据权利要求19所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 位于所述过渡部分(211)的第二通道为第一天线通道(241)， 位于所述喇叭口面部分(212) 的通道为第二天线通道(242)， 其中， 所述第一天线通道(241)内并排且等间距的设有多条 横截面为。

19、方形的脊(250)， 所述第一天线通道(241)内壁上设置的脊(250)从所述第一天线 端口(231)向所述第一天线通道(241)内壁延伸。 23.根据权利要求22所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 在第一天线端口(231)至第二天线端口(232)的方向上， 所述第一天线通道(241)内壁上设 权利要求书 3/4 页 4 CN 111384475 A 4 置的脊(250)的脊高逐渐降低。 24.根据权利要求23所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 所述第一天线通道(241)内壁设置的脊(250)分为第一阶段(250a)、 第二阶段(25。

20、0b)和第三 阶段(250c)， 其中， 所述第一阶段(250a)的脊高不变， 所述第二阶段(250b)的脊高线性降 低， 所述第三阶段(250c)的脊高曲线降低。 25.根据权利要求22所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 在所述第一天线通道(241)内壁上设有N个脊(250)的情况下， 所述辐射天线(20)的过渡部 分(211)设有N组第一连接件(251)， 所述N个脊(250)的底面上设有第二连接件(252)， 其中， 第一连接件(251)和第二连接件(252)配合设置， 用于将所述脊(250)固定于所述第一天线 通道(241)的内壁上。 26.根据权利要求2。

21、2所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特征在于， 在所述第一天线通道(241)内壁上设有N个脊(250)的情况下， 所述辐射天线(20)的第一天 线通道(241)内壁上设有N个定位凹槽(253)， 其中， 所述定位凹槽(253)与所述脊(250)一一 对应设置， 用于将所述脊(250)定位至所述定位凹槽(253)中。 27.根据权利要求19中任意项所述的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 其特 征在于， 所述辐射天线(20)还包括第三固定部(260)， 该第三固定部(260)设置于所述第一 天线端口(231)的外周上， 且所述第三固定部(260)上设有用于固定所述辐。

22、射天线(20)的第 三连接件。 权利要求书 4/4 页 5 CN 111384475 A 5 超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统 技术领域 0001 本发明涉及宽带技术领域， 具体而言， 涉及一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及 天线系统。 背景技术 0002 作为第五代蜂窝移动通信系统其特点是速度快、 延迟低、 连接密集。 相较于之前几 代通信系统， 5G通信系统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。 0003 也即， 针对5G测试产生了如下新需求： 1、 需要。

23、适合各个测试方法的系列天线； 2、 需 要覆盖5G毫米波频段2450GHz， 22.545GHz； 3、 需要双线极化， 高交叉极化45dB， 高端口 隔离40dB。 0004 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。 0005 针对上述技术问题， 目标尚未得到解决方法。 发明内容 0006 本发明提供一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统， 以解决现有超宽带 加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统无法满足5G测试需求的技术问题。

24、。 0007 为了解决上述问题， 根据本发明的一个方面， 本发明提供了一种超宽带加脊正交 模耦合器(OMT)及天线系统， 该超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统至少包括超宽带 加脊正交模耦合器(OMT)和辐射天线， 其中， 所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内设有第 一通道， 所述辐射天线内设有第二通道， 所述第一通道的公共端口与所述第二通道的第一 天线端口连接； 以及所述第一通道内设有多条横截面为方形的脊， 所述第一通道内设置的 脊从所述公共端口向所述第一通道内壁延伸。 0008 进一步的， 所述第一通道的公共端口为方形端口， 且四条脊分别设置在所述方形 端口的四个侧壁上。 0009。

25、 进一步的， 所述第一通道分为分离通道、 合路通道、 以及匹配通道， 所述分离通道 一端设有公共端口， 另一端设有两个侧口和一个直通口； 所述合路通道的一端与所述分离 通道的两个侧口连接， 另一端为矩形端口； 所述匹配通道的一端与所述分离通道的直通口 连接， 另一端为矩形端口； 其中， 所述四条脊分为第一组脊和第二组脊， 其中， 所述第一组脊 分别位于所述分离通道对向设置的第一侧壁和第二侧壁上， 并延伸至所述合路通道； 所述 第二组脊分别位于所述分离通道对向设置的第三侧壁和第四侧壁上。 0010 进一步的， 所述合路通道包括合路子通道、 第一转换通道和第二转换通道， 所述第 一转换通道的第一端。

26、和所述第二转换通道的第一端分别与所述分离通道的所述两个侧口 连接， 所述第一转换通道的第二端和所述第二转换通道的第二端均与所述合路子通道连 说明书 1/13 页 6 CN 111384475 A 6 接； 其中， 所述第一组脊在所述第一转换通道和所述第二转换通道中逐渐降低脊高， 由单脊 波导平缓过渡为矩形波导； 而所述合路子通道用于将两路矩形波导合并成一路矩形波导。 0011 进一步的， 在所述第一转换通道的第一端至第二端的方向上， 所述第一转换通道 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通道设有脊的表 面的宽度进行加宽； 在所述第二转换通道的第一端至第二端的方向。

27、上， 所述第二转换通道 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通道设有脊的表 面的宽度进行加宽。 0012 进一步的， 从所述公共端口向所述第一通道内部延伸的方向上， 所述第二组脊从 第三预设位置逐渐增加脊高， 直至所述第二组脊的脊间距变为第一阈值， 其中， 所述第一阈 值为所述分离通道的直通口的横截面宽度； 和/或， 从所述公共端口向所述第一通道内部延 伸的方向上， 所述第二组脊从第四预设位置逐渐减少脊宽， 直至所述第二组脊的脊宽均变 为第二阈值。 0013 进一步的， 自所述第二组脊之间的脊间距变为第一阈值后， 所述分离通道开始形 成两个侧口。 0014 进一。

28、步的， 自所述第二组脊之间的脊间距变为第一阈值后， 所述第二组脊中的每 条脊的脊侧壁以预设角度逐渐分离， 直至每条脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值； 在每 条脊的脊侧壁之间的距离变为第三阈值之后， 脊侧壁对应地两两结合， 并转变为所述分离 通道的两个侧口的侧壁。 0015 进一步的， 自所述第二组脊之间的脊间距变为第一阈值后， 所述分离通道的第一 侧面和第二侧面直角转折， 以转变为所述分离通道的两个侧口的侧壁， 其中， 所述第一侧面 和所述第二侧面的纵截面为L型。 0016 进一步的， 所述匹配通道基于阶梯结构将所述分离通道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。

29、梯的宽边尺寸满足切比雪夫抗阻变换。 0017 进一步的， 所述匹配通道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。 0018 进一步的， 所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)由多个组件组成， 其中， 所述多个 组件叠加后形成所述第一通道， 其中， 每条脊完整的设置在任意个所述组件上。 0019 进一步的， 在所述公共端口的端口形状与所述第一天线端口的端口形状不匹配的 情况下， 所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)还包括端口过渡装置， 所述端口过渡装置内部 设有第三通道， 其中， 所述第三通道的第一过渡端口与所述公共端口连接， 且所述第。

30、一过渡 端口的端口形状与所述公共端口的端口形状相匹配； 所述第三通道的第二过渡端口与所述 第一天线端口连接， 且所述第二过渡端口的端口形状与所述第一天线端口的端口形状相匹 配； 以及所述第三通道用于将所述第一过渡端口平滑过渡成所述第二过渡端口。 0020 进一步的， 在所述公共端口的端口形状与所述第一天线端口的端口形状不匹配的 情况下， 所述辐射天线还包括端口过渡装置， 所述端口过渡装置内部设有第三通道， 其中， 所述第三通道的第一过渡端口与所述公共端口连接， 且所述第一过渡端口的端口形状与所 述公共端口的端口形状相匹配； 所述第三通道的第二过渡端口与所述第一天线端口连接， 且所述第二过渡端口。

31、的端口形状与所述第一天线端口的端口形状相匹配； 以及所述第三通 道用于将所述第一过渡端口平滑过渡成所述第二过渡端口。 说明书 2/13 页 7 CN 111384475 A 7 0021 进一步的， 所述第一过渡端口的端口形状为四脊方口， 且所述四脊方口与所述公 共端口的端口形状相匹配； 以及所述第二过渡端口的端口形状为四脊圆口， 且所述四脊圆 口与所述第一天线端口的端口形状相匹配， 其中， 所述四脊圆口是在圆形端口的内壁上均 匀设置四条横截面为方形的脊的端口形状。 0022 进一步的， 所述第一过渡端口的端口形状为四脊方口， 且所述四脊方口与所述公 共端口的端口形状相匹配； 以及所述第二过渡。

32、端口的端口形状为第一圆口， 且所述第一圆 口与所述第一天线端口的端口形状相匹配， 其中， 所述第一圆口是内壁上不设有脊的圆形 端口。 0023 进一步的， 所述第一过渡端口的端口形状为四脊方口， 且所述四脊方口与所述公 共端口的端口形状相匹配； 以及所述第二过渡端口的端口形状为第一方口， 且所述第一方 口与所述第一天线端口的端口形状相匹配， 其中， 所述第一方口是内壁上不设有脊的方形 端口。 0024 进一步的， 所述第一过渡端口的外周设有第一固定部， 所述第一固定部用于连接 所述端口过渡装置和所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)； 和/或， 所述第二过渡端口的外 周设有第二固定部， 所述第二。

33、固定部用于连接所述端口过渡装置和所述辐射天线。 0025 进一步的， 所述辐射天线沿电磁波传输方向分为过渡部分和喇叭口面部分， 且所 述喇叭口面部分设有多个凹槽， 其中， 所述凹槽为同心圆凹槽/环形凹槽， 所述同心圆凹槽 设置于所述喇叭口面部分的顶面上， 所述环形凹槽沿所述喇叭口面部分的第二通道的内壁 设置。 0026 进一步的， 在所述凹槽为同心圆凹槽的情况下， 所述多个同心圆凹槽等间距地设 置于第二天线端口外周； 以及， 在所述凹槽为环形凹槽的情况下， 所述多个环形凹槽沿电磁 波传输方向依次并排设置于所述第二通道内壁上， 其中， 所述第一天线端口为所述第二通 道远离喇叭口面部分的端口， 所。

34、述第二天线端口为所述第二通道靠近所述喇叭口面部分的 端口。 0027 进一步的， 位于所述过渡部分的第二通道为第一天线通道， 位于所述喇叭口面部 分的通道为第二天线通道， 其中， 在第一天线端口至第二天线端口的方向上， 第一天线通道 的通道直径保持不变/逐渐增加， 和/或， 第二天线通道的通道直径保持不变/逐渐增加。 0028 进一步的， 位于所述过渡部分的第二通道为第一天线通道， 位于所述喇叭口面部 分的通道为第二天线通道， 其中， 所述第一天线通道内并排且等间距的设有多条横截面为 方形的脊， 所述第一天线通道内壁上设置的脊从所述第一天线端口向所述第一天线通道内 壁延伸。 0029 进一步的。

35、， 在第一天线端口至第二天线端口的方向上， 所述第一天线通道内壁上 设置的脊的脊高逐渐降低。 0030 进一步的， 所述第一天线通道内壁设置的脊分为第一阶段、 第二阶段和第三阶段， 其中， 所述第一阶段的脊高不变， 所述第二阶段的脊高线性降低， 所述第三阶段的脊高曲线 降低。 0031 进一步的， 在所述第一天线通道内壁上设有N个脊的情况下， 所述辐射天线的过渡 部分设有N组第一连接件， 所述N个脊的底面上设有第二连接件， 其中， 第一连接件和第二连 接件配合设置， 用于将所述脊固定于所述第一天线通道的内壁上。 说明书 3/13 页 8 CN 111384475 A 8 0032 进一步的， 。

36、在所述第一天线通道内壁上设有N个脊的情况下， 所述辐射天线的第一 天线通道内壁上设有N个定位凹槽， 其中， 所述定位凹槽与所述脊一一对应设置， 用于将所 述脊定位至所述定位凹槽中。 0033 进一步的， 所述辐射天线还包括第三固定部， 该第三固定部设置于所述第一天线 端口的外周上， 且所述第三固定部上设有用于固定所述辐射天线的第三连接件。 0034 应用本发明的技术方案， 通过令宽带正交模耦合器在公共端口设有脊结构， 使得 宽带正交模耦合器达到了更宽的工作带宽、 更高的端口隔离和交叉极化隔离， 同时还实现 了多倍频程(至少2倍频程)， 具有良好的阻抗匹配。 附图说明 0035 构成本申请的一部。

37、分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中： 0036 图1为本申请提供的一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统的示意图一； 0037 图2为图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的公共端口的示意图； 0038 图3为图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的第一通道的示意图； 0039 图4为图3中的第一通道的分离通道的示意图； 0040 图5为图3中的第一通道的合路通道的示意图； 0041 图6为图3中的第一通道的匹配通道的示意图； 0042 图7为图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的。

38、侧视透视图； 0043 图8为图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的正视透视图； 0044 图9为图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的立体透视图； 0045 图10为图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的组装示意图一； 0046 图11为图1中的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的组装示意图二； 0047 图12为本申请提供的一种可选的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的组装示意图 三； 0048 图13为本申请提供的一种可选的第一组件/第二组件的示意图； 0049 图14为本申请提供的一种可选的组件的示意图一； 0050 图15为本申请提供的一种可选的组件的示意图二； 0051 图。

39、16为本申请提供的一种端口过度装置的示意图一； 0052 图17为本申请提供的一种端口过度装置的透视图一； 0053 图18为本申请提供的一种端口过度装置的示意图二； 0054 图19为本申请提供的一种端口过度装置的透视图二； 0055 图20为本申请提供的一种端口过度装置中的第三通道的示意图； 0056 图21为本申请提供的一种辐射天线的示意图一； 0057 图22为本申请提供的一种辐射天线的示意图二； 0058 图23为本申请提供的一种辐射天线的示意图三； 0059 图24为图23中的辐射天线的侧视图和剖视图； 0060 图25为本申请提供的一种辐射天线的示意图四； 0061 图26为图2。

40、5中的辐射天线的侧视图和剖视图； 说明书 4/13 页 9 CN 111384475 A 9 0062 图27为图21中的辐射天线的喇叭部分的剖视图； 0063 图28为图22中的辐射天线的喇叭部分的剖视图； 0064 图29为图21中的辐射天线的剖视图； 0065 图30为图22中的辐射天线的过度部分(未设有脊)的剖视图； 0066 图31为图22中的辐射天线的过度部分(设有脊)的剖视图； 0067 图32为图22中的辐射天线的过度部分中脊的示意图； 0068 图33为图22中的辐射天线的剖视图和侧视图； 0069 图34为本申请提供的一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统的示意图 。

41、二； 0070 图35为本申请提供的一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统的示意图 三； 0071 图36为本申请提供的一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统的示意图 四； 0072 图37为本申请提供的一种超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统的示意图 五； 0073 其中， 上述附图包括以下附图标记： 0074 10、 超宽带加脊正交模耦合器(OMT)； 111、 公共端口； 112、 侧口； 113、 直通口； 121、 合路子通道； 122、 第一转换通道； 123、 第二转换通道； 130、 台阶结构； 141、 第一预设位置； 142、 第二预设位置； 143、。

42、 第三预设位置； 144、 第四预设位置； 10a、 第一组脊； 10b、 第二组脊； 0075 20、 辐射天线； 211、 过渡部分； 212、 喇叭口面部分； 221、 同心圆凹槽； 222、 环形凹 槽； 231、 第一天线端口； 232、 第二天线端口； 241、 第一天线通道； 242、 第二天线通道； 250、 第 一天线通道内壁上设置的脊； 250a、 第一阶段； 250b、 第二阶段； 250c、 第三阶段； 251、 第一连 接件； 252、 第二连接件； 253、 定位凹槽； 260、 第三固定部； 0076 30、 端口过渡装置； 31、 第一过渡端口； 311、 四脊。

43、方口； 32、 第二过渡端口； 321、 四脊 圆口； 322、 第一圆口； 323、 第一方口； 33、 第一固定部； 34、 第二固定部。 具体实施方式 0077 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明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发明一部分实施例， 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， 决不作为对本发明及其应用或使 用的任何限制。 基于本发明中的实施例， 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， 都属于本发明保护的范围。 0078 如图1所示， 本申请实施例提供了一种。

44、超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系 统， 该超宽带加脊正交模耦合器(OMT)及天线系统至少包括超宽带加脊正交模耦合器(OMT) 和辐射天线， 其中， 所述超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内设有第一通道， 所述辐射天线内 设有第二通道， 所述第一通道的公共端口与所述第二通道的第一天线端口相连接； 以及所 述第一通道内设有多条横截面为方形的脊， 所述第一通道内设置的脊从所述公共端口向所 述第一通道内壁延伸。 0079 针对超宽带加脊正交模耦合器(OMT)， 需要说明的是： 说明书 5/13 页 10 CN 111384475 A 10 0080 本申请的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)为宽带。

45、正交模耦合器， 其中， 现有正交模 耦合器结构中公共端口多为方形波导口或圆形波导口， 其工作频率范围展宽仅有1-2倍频 程， 且加工难度大； 但是本申请所采用的宽带正交模耦合器在公共端口设有脊结构， 该脊结 构使得宽带正交模耦合器达到了更宽的工作带宽、 更高的端口隔离和交叉极化隔离， 同时 还实现了多倍频程(至少2倍频程)， 具有良好的阻抗匹配。 0081 在一个可选的示例中， 第一通道的公共端口为方形端口， 且四条脊分别设置在所 述方形端口的四个侧壁上， 且位于侧壁的中间位置， 以形成如图2所示的四脊方口。 0082 其中， 该四脊方口的横截面尺寸满足如下公式： 0083式中， a1为公共端。

46、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； 为相对介电常数； fc为截止频率； Cf为边缘电容； 具体如图8所示。 0084 也即， 本申请所提供的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)可以通过上述公式计算出 不同尺寸的四脊方口的截止频率。 0085 在一个可选的示例中， 超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的第一通道分为分离通道、 合路通道、 以及匹配通道， 所述分离通道一端设有公共端口， 另一端设有两个侧口和一个直 通口； 所述合路通道的一端与所述分离通道的两个侧口连接， 另一端为标准矩形端口； 所述 匹配通道的一端与所述分离通道的直通口连接， 另一。

47、端为标准矩形端口。 0086 也即， 该超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内部设有分离通道、 合路通道、 以及匹配 通道， 其中， 分离通道用于将公共端口传输的波分离成TE01模和TE10模， 其中TE01模从分离 通道的两个侧口传输至合路通道， 并基于合路通道的通道结构合并成一路， 并从合并通道 的标准矩形口输出； TE10模从分离通道的直通口传输至匹配通道， 并从匹配通道的标准矩 形口输出。 0087 此外， 该超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内部设有的分离通道、 合路通道、 以及匹 配通道还可以进行相反的电磁波传输， 即， TE10模从匹配通道的标准矩形口输入， 通过直通 口进入分离通道；。

48、 TE01模从合路通道的标准矩形口输入， 通过两个侧口进入分离通道； 此时 TE01模和TE10模在分离通道中合并， 并通过公共端口输出。 0088 需要说明的是： 在本申请中为了将超宽带加脊正交模耦合器(OMT)内部的通道结 构描述清楚， 因此将超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的第一通道划分为分离通道、 合路通道 和匹配通道， 但是本申请对超宽带加脊正交模耦合器(OMT)的内部通道(第一通道)的具体 划分方式并不做具体限定。 0089 其中， 本申请的超宽带加脊正交模耦合器(OMT)可以如图3所示， 分离通道可以如 图4所示， 合路通道可以如图5所示， 匹配通道可以如图6所示。 需要说明的是。

49、： 图3-6均为超 宽带加脊正交模耦合器(OMT)的内部通道模型， 而非超宽带加脊正交模耦合器(OMT)实体模 型。 0090 其中， 本申请的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。 说明书 6/13 页 11 CN 111384475 A 11 0091 在一个可选的示例中， 所述四条脊分为第一组脊和第二组脊， 其中， 所述第一组脊 分别位于所述分离通道对向设置的第一侧壁和第二侧壁上， 并延伸至。

50、所述合路通道； 所述 第二组脊分别位于所述分离通道对向设置的第三侧壁和第四侧壁上。 0092 也即， 如图4所示， 四条脊分别为第一脊、 第二脊、 第三脊和第四脊， 其中， 第一脊和 第二脊组成第一组脊， 第三脊和第四脊组成第二组脊， 此时， 第一脊设置在分离通道的第一 侧壁上， 并基于第一侧壁所连接的侧口延伸至合路通道， 第二脊设置在分离通道的第二侧 壁上， 并基于第二侧壁所连接的侧口延伸至合路通道， 其中第一侧壁和第二侧壁再分离通 道中对向设置； 进而， 第三脊和第四脊分别设置再分离通道对向设置的第三侧壁和第四侧 壁上， 并在所述分离通道连接所述匹配通道之前消失。 0093 在一个可选的示。