增强混合T形耦合器制造技术

描述了一种增强混合T形耦合器，EHT耦合器。EHT耦合器包括第一波导、第二波导、第三波导、和第四波导。第一波导限定第一端口并且第二波导限定第二端口。相似地，第三波导限定第三端口并且第四波导限定第四端口。第一波导、第二波导、第三波导、和第四波导在单个公共接头处相遇并且第一波导和第二波导共线。第三波导与第一波导和第二波导两者形成E平面接合并且第四波导与第一波导和第二波导两者形成H平面接合。EHT耦合器还包括定位在公共接头处的第一阻抗匹配元件，其中第一阻抗匹配元件包括基部和尖端。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请涉及于2014年6月24日由专利技术人PaulJ.Tatomir和JamesΜ.Barker在 同一天提交的题为"PowerDivisionAndRecombinationNetworkWithInternalSignal Adjustment"的美国专利申请序列号14/313, 301，其全部内容通过引用结合于此。
本专利技术总体上涉及卫星通信系统，并且更具体地通常涉及在卫星通信系统中使用 的混合T形耦合器。
技术介绍
在当今的现代社会中，卫星通信系统已变得越来越普遍。如今在围绕地球的各个 轨道中有许多类型的通信卫星用以发送和接收大量的信息。远程通信卫星被用于微波无线 电中继和移动应用，如，例如，与船只、车辆、飞机、个人移动终端的通信；因特网数据通信； 电视；和无线电广播。作为另一实例，对于因特网数据通信，还存在对洲际和国内航班上的 飞行中的 1Wi-Fi?因特网连接性的日益增长的需求。令人遗憾地，由于这些应用，不断地需 要利用更多的通信卫星和增加这些通信卫星中的每个的带宽能力。此外，典型的卫星波束 服务区域和应用水平固定在卫星上，并且供应商一旦购得卫星并将其放入轨道中之后，通 常就不能对它们进行改变。 增加带宽能力的已知方法是利用高水平（高位）频率复用和/或点波束技术，使 得频率复用能够跨越多个狭窄集中的点波束。然而，这些方法通常利用输入和输出的混合 矩阵网络，这通常需要在混合矩阵网络内具有非常宽的带宽的混合元件。这通常还包括对 这些混合矩阵网络内的更大功率放大和控制的需要。令人遗憾地，已知的混合元件通常导 致跨越混合矩阵网络的多个端口存在可变的和不受拘束的相分裂，这需要特殊处理以便在 与混合矩阵网络相关联的矩阵放大器内正确地定相。具体地，如混合耦合器的已知混合元 件通常是在非常宽的带宽下运行不好的有限带宽装置。 具体地，在图1中，示出已知的混合耦合器100的俯视立体图。本领域普通技术人 员理解到，混合耦合器100通常称为"魔T"耦合器（还被称为"混合T接头"、"混合T形耦 合器"、或"魔T耦合器")。混合耦合器100包括：第一波导102,限定第一端口 104 ;第二波 导106,限定第二端口 108 ;第三波导110,限定第三端口 112 ;以及第四波导114,限定第四 端口 114。通常，第一波导102和第二波导106是同线的并且第一波导102、第二波导106、 第三波导110、和第四波导114在单个公共接头118中汇合。混合耦合器100是电（"E"） 和磁（"H"）的结合"T"，其中第三波导110与第一波导102和第二波导106两者形成E平 面接合并且第四波导114与第一波导102和第二波导106形成Η平面接合。应理解，第一 波导102和第二波导106称为混合耦合器100的"侧"或"同线"臂。第三端口 112还被称 为Η平面端口、求和端口（还示出为Σ-端口）、或并行端口，并且第四端口 116还被称为Ε 平面端口、差分端口（还示出为A-端口）、或串行端口。 混合耦合器100被称为"魔T"，这是因为功率在各个端口 104、108、112、和116之 间分割的方式。如果Ε平面和Η平面端口 112和116分别同时匹配，则然后通过对称性、相 互性、和能量守恒，两个同线端口（104和108)被匹配，并且彼此"神奇地"隔离。 在操作的实例中，进入第一端口 104中的输入信号120分别在第三端口 112(即， Ε平面端口）和第四端口 116(即，Η平面端口）处产生输出信号122和124。相似地，进入 第二端口 108中的输入信号126同样分别在第三端口 112和第四端口 116处产生输出信号 122和124,（但是与输出信号124不同），与第二端口 108处的输入信号126相对应产生 的输出信号122的极性关于与第一端口 108处的输入信号120相对应产生的输出信号124 的极性是反相的（即，有180度的相位差）。因此，如果输入信号120和126两者分别被馈 入第一端口 104和第二端口 108,那么第四端口 116处的输出信号124是与第一端口 104 和第二端口 108处的相应输入信号120和126相对应的两个单独的输出信号的组合（即， 总和），并且第三端口 112处的输出信号122是组合的信号，该组合的信号等于与第一端口 104和第二端口 108处的相应输入信号120和126相对应的两个单独的输出信号之差。 进入第三端口 112中的输入信号128分别在第一端口 104和第二端口 108处产 生输出信号130和132,其中两个输出信号130和132是反相的（S卩，彼此有180度的相位 差）。相似地，进入第四端口 116中的输入信号134同样分别在第一端口 104和第二端口 108处产生输出信号130和132 ;然而，输出信号130和132是同相的。于是，理想的魔T产 生的全部散射矩阵（其中所有的各个反射系数已经调整为零）是 令人遗憾地，这个混合耦合器1〇〇被假定为理想的魔T，这是真实不存在的。为了 正确地起作用，混合耦合器100必须结合某些类型的内部匹配结构（未示出），如Η平面T(S卩，第四端口 116)内的接线柱（post)(未示出）和Ε平面（S卩，第三端口 112)内的很可 能是电感性膜片（未示出）。因为混合耦合器100内需要某些类型的内部匹配结构，这生来 是依赖于频率的，所以产生的具有内部匹配结构的混合耦合器100将仅在有限的频率带宽 上（即，窄带宽上）正确地运行。 因此，存在对于改善混合矩阵网络和解决这些问题的相应的混合元件的需要。
技术实现思路
现在描述一种增强的混合T形耦合器（"EHT耦合器"），EHT耦合器。EHT耦合器 包括第一波导、第二波导、第三波导、和第四波导。第一波导限定第一端口并且第二波导限 定第二端口。相似地，第三波导限定第三端口并且第四波导限定第四端口。第一波导、第 二波导、第三波导、和第四波导在单个公共接头处中汇合，并且第一波导和第二波导是同线 的。第三波导与第一波导和第二波导两者形成E平面接合，并且第四波导与第一波导和第 二波导两者形成Η平面接合。ΕΗΤ耦合器还包括位于公共接头中的第一阻抗匹配元件。第一阻抗匹配元件包括 基部和尖端。第一阻抗匹配元件的基部位于第一波导、第二波导、和第三波导的共面公共 波导壁处，并且第一阻抗匹配元件的尖端从第一阻抗匹配元件的基部朝向第四波导向外延 伸。 根据下面的附图和详细描述，本专利技术的其他的装置、设备、系统、方法、特征和优势 对本领域内的技术人员将是或变得显而易见。意图是将包括在本说明书内的所有这样的另 外的系统、方法、特征和优势包括在本专利技术的范围内并且由所附权利要求保护。【附图说明】 本专利技术可以通过参照以下附图更好地理解。附图中的部件并不一定是按照比例 的，而是强调阐释本专利技术的原理。在附图中，贯穿不同的视图相同参考数字表示相对应的部 分。 图1是已知混合耦合器的俯视立体图。 图2A是根据本专利技术的增强型混合T形耦合器（"EHT耦合器"）的实施方式的实 例的俯视立体图。 图2B是示出了根据本专利技术的沿着图2A中所示的平面A-A'截取的第一阻抗匹配 元件、第二阻抗匹配元件、第三阻抗匹配元件、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强混合T形耦合器，所述增强混合T形耦合器包括：第一波导，限定第一端口；第二波导，限定第二端口；第三波导，限定第三端口；第四波导，限定第四端口，其中，所述第一波导、所述第二波导、所述第三波导和所述第四波导在公共接头处汇合，所述第一波导和所述第二波导共线，所述第三波导与所述第一波导和所述第二波导形成E平面接合，并且所述第四波导与所述第一波导和所述第二波导形成H平面接合；以及第一阻抗匹配元件，定位在所述公共接头处，其中，所述第一阻抗匹配元件包括基部和尖端，所述第一阻抗匹配元件的所述基部位于所述第一波导、所述第二波导和所述第四波导的共面公共波导壁处，并且所述第一阻抗匹配元件的所述尖端从所述第一阻抗匹配元件的所述基部指向所述第三波导向外延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·J·塔托米尔，詹姆斯·M·巴克，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US