一种基于十字转门耦合器的四端口馈源网络制造技术

本发明专利技术公开了一种基于十字转门耦合器的四端口馈源网络，属于无线通信技术领域。其包括宽带等相位输出正交模耦合器，宽带等相位输出正交模耦合器的两个矩形波导端口分别通过一个转极化波导片连接有一个频率双工器，频率双工器包含三个矩形波导端口，频率双工器与宽带等相位输出正交模耦合的彼此相互连接的两个端口中心轴线重合且呈45°夹角，转极化波导片的中心平面恰为该转极化波导片所接宽带等相位输出正交模耦合器端口和频率双工器端口之间夹角的角平分面。本发明专利技术电性能优异，加工简单，可以在将近一个倍频内实现等相极化分离，驻波、隔离、插损等指标优异，是对现有技术的一种重要改进。

【技术实现步骤摘要】
一种基于十字转门耦合器的四端口馈源网络
本专利技术涉及导航测控、无线通信及射电天文
，特别是指一种基于十字转门耦合器的四端口馈源网络。
技术介绍
在导航测控、卫星通信等领域收发共用已经普遍使用，而且随着卫星频谱资源的增多，双频公用或多频公用天线可以在仅增加少量成本的情况下实现一个天线使用于两个甚至多个频段，尤其是天线口径较大时，能显著降低天线系统成本，同时减少土地使用面积，方便用户站址的布设。双极化馈源可以成倍扩展系统的频谱利用效率，在天线系统中的使用需求也越来越多。但是，现有技术中的双极化馈源存在结构复杂、加工不便等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种基于十字转门耦合器的四端口馈源网络，其结构简单，加工方便，可应用于天线系统中实现双频双极化复用。基于上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种基于十字转门耦合器的四端口馈源网络，其包括宽带等相位输出正交模耦合器，所述宽带等相位输出正交模耦合器为包括一个圆波导端口和两个矩形波导端口的三端口腔体结构，所述宽带等相位输出正交模耦合器的两个矩形波导端口分别通过一个转极化波导片连接有一个频率双工器，所述宽带等相位输出正交模耦合器的两个矩形波导端口在一个平面上且相互垂直，所述转极化波导片为一段脊波导，所述频率双工器包含三个矩形波导端口，所述频率双工器与宽带等相位输出正交模耦合器的彼此相对连通的两个端口中心轴线重合且呈45°夹角，所述转极化波导片的中心平面恰为该转极化波导片所接宽带等相位输出正交模耦合器端口和频率双工器端口之间夹角的角平分面。可选的，所述宽带等相位正交模耦合器的两个矩形波导端口到其圆波导端口的电长度相等，且在空间位置上相对于圆波导中心偏置配置。可选的，所述宽带等相位正交模耦合器包括一个十字转门接头，所述十字转门接头包括用于形成所述圆波导端口的圆波导结构以及围绕圆波导结构均匀分布的四个矩形耦合波导结构，四个矩形耦合波导结构与圆波导结构的连接处均倒有圆角，四个矩形耦合波导结构中的波导在一个平面内交叉通过且交叉处波导变窄。可选的，所述脊波导的宽边与窄边分别大于与之连接的矩形波导端口的宽边与窄边。可选的，所述频率双工器为三端口器件，其中包括一个用于输入/输出高、低两个频率段信号的公共矩形波导端口，一个用于输入/输出较低频率段信号的低频矩形波导端口，以及一个用于输入/输出较高频率段信号的高频矩形波导端口。可选的，两个频率双工器的低频矩形波导端口彼此相互平行，且高频矩形波导端口也彼此相互平行。可选的，所述频率双工器为波导E面分支的形式。可选的，所述频率双工器为波导H面分支的形式。可选的，两个频率双工器的低频矩形波导端口以及高频矩形波导端口上均接有波导电桥，从而形成圆极化四端口馈源。可选的，两个频率双工器的低频矩形波导端口或高频矩形波导端口上接有波导电桥，从而形成同时具有圆极化和线极化的四端口馈源。从上面的叙述可以看出，本专利技术技术方案的有益效果在于：本专利技术利用十字转门耦合器的双极化、超宽带特性，采用十字转门耦合器与频率双工器相结合的方案实现了一种双极化、四端口的馈源网络，并在十字转门耦合器与频率双工器中间加入转极化波导片，使频率双工器极化旋转45°，整个网络相同频段的两个极化出口相互平行，易于后续波导器件的安装，尤其是有利于通过连接电桥实现圆极化，整个装置结构简单而紧凑。实验表明，本装置用于L/S双频公用时，在L频带为1.197GHz～1.61GHz，S频段为2.0GHz～2.25GHz的频段内，两输出矩形端口的驻波小于1.25:1。可见，本专利技术电性能优异，加工简单，可以在跨度将近一个倍频的双频段内实现双极化双频共用，驻波、隔离、插损等指标优异，可以使用在L/S、S/C、X/Ku、Ku/Ka等频段双频共用或者L、S、C、X、Ku、Ka等频段收发共用的天线系统中，是对现有技术的一种重要改进。附图说明为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图，这些附图旨在对本专利的
技术介绍
、技术原理和/或某些具体实施方案做出辅助说明。需要注意的是，这些附图可以给出也可以不给出一些在本专利文字部分已有描述且属于本领域普通技术人员公知常识的具体细节；并且，因为本领域的普通技术人员完全可以结合本专利已公开的文字内容和/或附图内容，在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，因此下面这些附图可以涵盖也可以不涵盖本专利文字部分所叙述的所有技术方案。此外，这些附图的具体内涵需要结合本专利的文字内容予以确定，当本专利的文字内容与这些附图中的某个明显结构不相符时，需要结合本领域的公知常识以及本专利其他部分的叙述来综合判断到底是本专利的文字部分存在笔误，还是附图中存在绘制错误。特别地，以下附图均为示例性质的图片，并非旨在暗示本专利的保护范围，本领域的普通技术人员通过参考本专利所公开的文字内容和/或附图内容，可以在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，这些新附图所代表的技术方案依然在本专利的保护范围之内。图1是本专利技术实施例中一种馈源网络的结构示意图；图2是图1中十字转门耦合器的结构示意图；图3是图1中转极化波导片的结构示意图；图4是图1中频率双工器的结构示意图；图5是本专利技术实施例中转极化波导片连接两段波导的位置关系示意图，图中所示为波导腔的结构；图6是本专利技术实施例中另一种馈源网络的结构示意图；图7是图6中频率双工器的结构示意图。具体实施方式为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，同时，为了使本专利的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，并使权利要求书的保护范围得到充分支持，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做出进一步的、更详细的说明。如图1～5所示，一种基于十字转门耦合器的四端口馈源网络，其包括宽带等相位输出正交模耦合器1、两个转极化波导片2和两个频率双工器3；所述宽带等相位输出正交模耦合器1为三端口腔体结构，包括一个圆波导端口1-1和两个矩形波导端口1-2、1-3，两个矩形波导端口1-2、1-3在一个平面上且相互垂直；所述转极化波导片2为一段脊波导；以一个波导E面分支形式的频率双工器为例，其包含三个矩形波导端口3-1、3-2、3-3，其中，矩形波导端口3-1与所述宽带等相位输出正交模耦合器的矩形端口1-2中心轴线重合，且相互夹角45°，矩形波导端口3-1与宽带等相位输出正交模耦合器的矩形端口1-2中间连接有转极化波导片2，所述转极化波导片2的中心平面与所述频率双工器矩形波导端口3-1与所述宽带等相位输出正交模耦合器的矩形端口1-2的角平分面重合。可选的，仍见图2，宽带等相位输出正交模耦合器1包括一个圆波导端口1-1和两个矩形波导端口1-2、1-3，矩形波导端口1-2与矩形波导端口1-3相互垂直，两者到圆波导端口1-1的电长度相等，且相对于圆波导中心偏置配置。仍见图2，宽带等相位正交模耦合器包括一个十字转门接头，所述十字转门接头的一端即为所述圆波导端口，另一端具有四个均匀分布的矩形耦合波导，四个均匀分布的矩形耦合波导与圆波导的连接处均倒有圆角，四个均匀分布的矩形耦合波导在一个平面内交叉通过，且交叉处波导变窄。仍见图3和图5，转极化波导片2为一段特定长度的脊波导，其宽边2-1上具有凸脊2-2，所述转极化波导片2配置在相互夹角45°的前后两段波导4和5之间，转极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于十字转门耦合器的四端口馈源网络，其特征在于，包括宽带等相位输出正交模耦合器，所述宽带等相位输出正交模耦合器为包括一个圆波导端口和两个矩形波导端口的三端口腔体结构，所述宽带等相位输出正交模耦合器的两个矩形波导端口分别通过一个转极化波导片连接有一个频率双工器，所述宽带等相位输出正交模耦合器的两个矩形波导端口在一个平面上且相互垂直，所述转极化波导片为一段脊波导，所述频率双工器包含三个矩形波导端口，所述频率双工器与宽带等相位输出正交模耦合器的彼此相对连通的两个端口中心轴线重合且呈45°夹角，所述转极化波导片的中心平面恰为该转极化波导片所接宽带等相位输出正交模耦合器端口和频率双工器端口之间夹角的角平分面。

【技术特征摘要】
1.一种基于十字转门耦合器的四端口馈源网络，其特征在于，包括宽带等相位输出正交模耦合器，所述宽带等相位输出正交模耦合器为包括一个圆波导端口和两个矩形波导端口的三端口腔体结构，所述宽带等相位输出正交模耦合器的两个矩形波导端口分别通过一个转极化波导片连接有一个频率双工器，所述宽带等相位输出正交模耦合器的两个矩形波导端口在一个平面上且相互垂直，所述转极化波导片为一段脊波导，所述频率双工器包含三个矩形波导端口，所述频率双工器与宽带等相位输出正交模耦合器的彼此相对连通的两个端口中心轴线重合且呈45°夹角，所述转极化波导片的中心平面恰为该转极化波导片所接宽带等相位输出正交模耦合器端口和频率双工器端口之间夹角的角平分面。2.根据权利要求1所述的基于十字转门耦合器的四端口馈源网络，其特征在于，所述宽带等相位正交模耦合器的两个矩形波导端口到其圆波导端口的电长度相等，且在空间位置上相对于圆波导中心偏置配置。3.根据权利要求2所述的基于十字转门耦合器的四端口馈源网络，其特征在于，所述宽带等相位正交模耦合器包括一个十字转门接头，所述十字转门接头包括用于形成所述圆波导端口的圆波导结构以及围绕圆波导结构均匀分布的四个矩形耦合波导结构，四个矩形耦合波导结构与圆波导结构的连接处均倒有圆角，四个矩形耦合波导结构中的波导在一个平面内交叉通过且交叉处波导变...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁朝晖，李勇，王垒，张根会，李毅伟，李盾，苏丽，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13