一种ku频段等幅调相馈源组件制造技术

本发明专利技术一种ku频段等幅调相馈源组件，属于电子通信领域。该组件用于天线的馈电网络中，主要由隔板圆极化器、正交模耦合器、旋转关节、模式变换器等组成。正交模耦合器(OMT)和旋转关节相连，用于产生任意方向的线极化，并将其馈入隔板圆极化器的方波导口中。当OMT旋转至不同的角度时，隔板圆极化器输出两路幅值相同、相位差随角度变化的信号，即从整体上看类似移相器的功能。该组件可用于双圆极化天线中，使左旋圆极化和右旋圆极化合成任意角度的线极化。本发明专利技术频带内传输系数的平坦度好，损耗小，幅值/相位一致性好，频率应用范围广，使用可靠性高，适用于动中通天线的发射和接收系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星通信
，特别是一种ku频段等幅调相馈源组件。
技术介绍
大部分动中通天线具有低剖面的特点，辐射器多采取平板阵列或柱面抛物面的形式，无论哪种形式，天线在方位面都具有较窄的波束宽度，无法通过旋转天线的方式来调极化，因此必须有一个独立的部件来实现极化跟踪。根据电磁波的极化合成原理，任意角度的线极化波既可由相互正交的线极化波来合成，也可以通过等幅的左旋极化波和右旋极化波来合成。前者通过调节两个正交线极化信号的功率大小来实现，后者通过调节左/右旋信号的相位差来实现。针对后一种机制，微波中常用的介质移相器或铁氧体移相器不可以直接用于馈电网络中，因为两通道的等幅要求、移相量随频率的稳定性等都无法保证。因此，需要一种不同的方案来实现所需的功能。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种ku频段等幅调相馈源组件，能够提供两路完全等幅且相位差可线性调节的信号，供双圆极化天线合成任意极化角度的线极化波。本专利技术技术方案是：一种ku频段等幅调相馈源组件，包括波导同轴转换器、波导型正交模耦合器、隔板圆极化器，还包括同轴型旋转关节和波导旋转关节，且波导同轴转换器的同轴部分、波导型正交模耦合器的直通通道、隔板圆极化器的方波导口均在同一条轴线上；同轴型旋转关节的固定端与波导同轴转换器的同轴端固定连接，同轴型旋转关节的活动端与波导型正交模耦合器的直通端口固定连接，波导旋转关节的固定端和隔板圆极化器的方波导口固定连接；所述波导型正交模耦合器能够围绕其轴线转动；当系统工作时，由波导同轴转换器将标准矩形波导端口中的TE10模转换成空气同轴线中的TEM模，再经由脊波导过渡段转换成波导型正交模耦合器直通端口中的TE10模，再经矩圆过渡波导，转换成圆波导中的TE10模，并经由波导方圆过渡，转换成方波导口中的TE10模馈入到隔板圆极化器中；最终得到隔板圆极化器的两输出端口，即输出两路相位可调的等功率信号。所述波导同轴转换器中，金属脊和同轴线内导体采用一体化设计，金属脊通过安装于螺钉孔的两枚螺钉和正交模耦合器的直通端口固定连接，电机带动同轴线内导体转动的同时，整个正交模耦合器被带动一起转，从而产生任意角度的线极化波。所述波导同轴转换器中同轴线内无介质填充，同轴型旋转关节的活动端和固定端之间留有缝隙，用缝隙周围增加扼流槽的方式保证器件的电气密封性，且扼流槽设计成折叠形式，即由两段λ/4长度的槽构成。所述波导型正交模耦合器中，波导型旋转关节的活动端和固定端之间留有缝隙，用缝隙周围增加扼流槽的方式保证器件的电气密封性，扼流槽总长度设计为λ/2，扼流槽设计成折叠形式，即由两段λ/4长度的槽构成；正交模耦合器的两个耦合支路采用对称设计，耦合支路中塞入吸收材料作为匹配负载；正交模耦合器中设置金属隔离栅，以提高其极化隔离度。所述吸收材料为用羟基铁和聚苯乙烯的混合物制作成的楔形吸收体。本专利技术与现有技术相比的优点在于：1、整个微波通道里只有金属，损耗小，加工简单；当环境温度变化时稳定性好。2、装配调试较为简单，较易得到比较理想的性能。正交模耦合器通常在匹配良好的情况下输出理想的线极化波，因此只要保证隔板圆极化器的设计指标良好，就可以保证整个组件的幅值和相位误差。通常隔板圆极化器的加工较为简单，通过调试轴比可以小于0.2dB，这样，只要保证正交模耦合器的直通端口和耦合端口的匹配性能良好，整个组件的总体性能就可以得以保证。3、不存在随频率偏离中心频点导致相位/幅值误差增大的状况，在保证加工精度的情况下，可以做到幅值和相位曲线有较好的平坦度。4、正交模耦合器的耦合支路能够吸收系统通道反射回来的交叉极化能量，从而保证了整个天线系统的交叉极化隔离度。5、可靠性高。采用非接触式旋转关节，用扼流槽的设计保证电气上的密闭性，满足了本专利技术中不断旋转以改变调整极化角的需要，可靠性高，不易损坏，使用寿命长。附图说明图1为本专利技术波导-同轴转换器示意图。图2为本专利技术正交模耦合器示意图。图3为本专利技术隔板圆极化器示意图。图4为本专利技术实施例整体示意图。图5为当金属脊和隔板间夹角为θ时，隔板圆极化器方波导内的电场方向示意图。以上附图中，11是标准矩形波导端口，12是空气同轴线，13是空气同轴线内导体，14是同轴型旋转关节，15是同轴型旋转关节的扼流槽，16是脊波导过渡段，17是脊波导中的金属脊，18是螺钉孔，21是正交模耦合器的直通端口，22是矩圆过渡波导，，23是正交模耦合器的金属隔离栅，24是波导旋转关节，25是波导旋转关节的扼流槽，26是圆波导，27是波导方圆过渡，28是正交模耦合器的一条耦合支路，29是吸收材料，31是隔板圆极化器的方波导口，32是隔板圆极化器的隔板，33是隔板圆极化器的两个输出端口，41是波导-同轴转换器，42是波导型正交模耦合器，43是隔板圆极化器。具体实施方式本实施例给出的一种ku频段等幅调相馈源组件用于“动中通”天线信号发射，整个组件串联入信号的发射通道。本实施例由波导-同轴转换器41、正交模耦合器42和隔板圆极化器43组成。本实施例输入端口1和输出端口2、端口3都为BJ120的标准矩形波导端口。工作时，脊波导过渡段16连同正交模耦合器42可进行360度任意旋转，而波导-同轴转换器41和隔板圆极化器43都处于固定状态。本实施例中波导-同轴转换器如图1所示，该波导-同轴转换器将标准矩形波导端口11输入的TE10模转换成同轴线12中的TEM模，再由脊波导过渡段将同轴线12中的TEM模转换成矩形波导21中的TE10模，21即正交模耦合器的直通端口。同轴线12中无介质填充，其内导体13的左端和电机相连，可被带动旋转，右端和金属脊17相连，加工时作一体化加工。15为同轴型旋转关节中的扼流槽，起到电气上密封的作用。18为螺钉孔，在此打入螺钉使金属脊17和整个正交模耦合器42的外壳固定连接，从而当同轴线内导体13旋转时，正交模耦合器42被带动一起旋转。本实施例中正交模耦合器42如图2所示，矩形波导端口21为正交模耦合器的直通端，两个对称的耦合支路位于直通通道的两侧。直通端口21馈入的TE10模经几节台阶过渡，变换成圆波导26中的TE11模，27为方圆过渡，和下一级隔板圆极化器43相连，如图3所示。23是金属隔离栅，可以由若干销钉构成，也可替换成金属膜片，它起到增加正交模耦合器极化隔离度的作用，由于其和直通端口21馈入的TE10模电场方向垂直，对其传播几乎无阻碍，而对于圆波导26进来的平行极化波则起到短路活塞的作用。28为耦合支路的一支，另一支与其完全对称，两耦合支路中填充吸收材料，可将从圆波导26进来的平行极化波全部吸收。24是波导旋转关节，整个正交模耦合器可绕轴线任意角度旋转。25是波导旋转关节周围的扼流槽，通常总长度设计为波导波长的1/2，为了减小尺寸，可将其设计为折叠形式，即由两段1/4波长的扼流槽组成；正交模耦合器42的两个耦合支路28采用对称设计，耦合支路中塞入吸收材料29作为匹配负载；正交模耦合器42中设置金属隔离栅23，以提高其极化隔离度；吸收材料29为用羟基铁和聚苯乙烯的混合物制作成的楔形吸收体。本实施例中隔板圆极化器如图3所示，其中方波导端口31和图2中的波导方圆过渡27相连，32是隔板，用于为水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ku频段等幅调相馈源组件，包括波导同轴转换器(41)、波导型正交模耦合器(42)、隔板圆极化器(43)，其特征在于：还包括同轴型旋转关节(14)和波导旋转关节(24)，且波导同轴转换器(41)的同轴部分、波导型正交模耦合器(42)的直通通道、隔板圆极化器(43)的方波导口(31)均在同一条轴线上；同轴型旋转关节(14)的固定端与波导同轴转换器(41)的同轴端固定连接，同轴型旋转关节的活动端与波导型正交模耦合器(42)的直通端口(21)固定连接，波导旋转关节的固定端和隔板圆极化器(43)的方波导口(31)固定连接；所述波导型正交模耦合器(42)能够围绕其轴线转动；当系统工作时，由波导同轴转换器(41)将标准矩形波导端口(11)中的TE10模转换成空气同轴线(12)中的TEM模，再经由脊波导过渡段(16)转换成波导型正交模耦合器(42)直通端口(21)中的TE10模，再经矩圆过渡波导(22)，转换成圆波导(26)中的TE11模，并经由波导方圆过渡(27)，转换成方波导口(31)中的TE10模馈入到隔板圆极化器(43)中；最终得到隔板圆极化器(43)的两输出端口(33)，即输出两路相位可调的等功率信号。...

【技术特征摘要】
1.一种ku频段等幅调相馈源组件，包括波导同轴转换器(41)、波导型正交模耦合器(42)、隔板圆极化器(43)，其特征在于：还包括同轴型旋转关节(14)和波导旋转关节(24)，且波导同轴转换器(41)的同轴部分、波导型正交模耦合器(42)的直通通道、隔板圆极化器(43)的方波导口(31)均在同一条轴线上；同轴型旋转关节(14)的固定端与波导同轴转换器(41)的同轴端固定连接，同轴型旋转关节的活动端与波导型正交模耦合器(42)的直通端口(21)固定连接，波导旋转关节的固定端和隔板圆极化器(43)的方波导口(31)固定连接；所述波导型正交模耦合器(42)能够围绕其轴线转动；当系统工作时，由波导同轴转换器(41)将标准矩形波导端口(11)中的TE10模转换成空气同轴线(12)中的TEM模，再经由脊波导过渡段(16)转换成波导型正交模耦合器(42)直通端口(21)中的TE10模，再经矩圆过渡波导(22)，转换成圆波导(26)中的TE11模，并经由波导方圆过渡(27)，转换成方波导口(31)中的TE10模馈入到隔板圆极化器(43)中；最终得到隔板圆极化器(43)的两输出端口(33)，即输出两路相位可调的等功率信号。2.根据权利要求1所述的一种ku频段等幅调相馈源组件，其特征在于：所述波导同轴转换器(41)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：付平，韩雪，吴成才，郑华山，张洪才，李鹏，
申请(专利权)人：北京航天光华电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11