Ku/Ka双频卡塞格伦天线和天线系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线和天线系统，其中，该卡塞格伦天线包括主反射面、副反射面、双频喇叭和馈源网络；主反射面和副反射面用于反射电磁波信号；双频喇叭辐射Ku频段和Ka频段的电磁波信号；馈源网络中的Ku接收网络接收Ku频段的电磁波信号；Ku发射网络发射Ku频段的电磁波信号；圆关节、Ka极化器、Ka耦合器、Ka发阻滤波器和Ka收阻滤波器用于发射和接收Ka频段的电磁波信号。本实用新型专利技术提供的Ku/Ka双频卡塞格伦天线可同时工作在Ku接收、Ku发射、Ka接收和Ka发射四个频段，无需切换，且结构合理、紧凑，性能指标优异，天线工作效率高。

【技术实现步骤摘要】
Ku/Ka双频卡塞格伦天线和天线系统
本技术涉及卫星通信
，尤其是涉及一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线和天线系统。
技术介绍
天线是用来接收和发射电磁波信号的装置，其性能优劣影响整个卫星通信系统中信号的传输。随着技术的发展，传统的C、X、Ku等频段已不能完全满足卫星通信的需求，而Ka频段带宽宽、容量大、干扰少，Ku频段卫星资源丰富、适应性强，能同时工作于Ku/Ka频段的卫星通信天线具有很大的优势。同时，反射面天线具有天线效率高、组成简单、技术成熟、可靠耐用等优点，在卫星通信领域仍有较为广泛的应用前景。现有的Ku/Ka双频段卡塞格伦天线，大多采用Ku、Ka分体式馈源并排布置，通过移动反射面或馈源组件使两个馈源分别对准反射面，实现工作频段的切换。但这种Ku/Ka两个馈源并排布置的方式存在相互遮挡和相位中心无法较好匹配的问题，造成通信性能指标下降。如果天线中增加一套切换机构，系统复杂度提高，且分时工作，无法满足同时工作的需求。此外，现有的Ku/Ka双频喇叭大多采用波纹喇叭形式，喇叭口径大、加工成本高，不适于批量生产。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线和天线系统，以提高天线的通信性能指标和工作效率。第一方面，本技术实施例提供了一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线，卡塞格伦天线包括主反射面、副反射面、双频喇叭和馈源网络；其中，馈源网络包括Ku耦合器、Ku接收网络、Ku发射网络、圆关节、Ka极化器、Ka耦合器、Ka发阻滤波器和Ka收阻滤波器；副反射面通过支撑组件固定在主反射面上；双频喇叭设置在主反射面和副反射面中间；主反射面、副反射面和双频喇叭的轴线重合；双频喇叭和Ku耦合器连接；Ku接收网络、Ku发射网络和圆关节分别与Ku耦合器连接；圆关节、Ka极化器和Ka耦合器依次连接；Ka发阻滤波器和Ka收阻滤波器分别与Ka耦合器连接；主反射面和副反射面用于反射电磁波信号；双频喇叭用于辐射Ku频段和Ka频段的电磁波信号；Ku接收网络用于通过Ku耦合器接收Ku频段的电磁波信号；Ku发射网络用于通过Ku耦合器发射Ku频段的电磁波信号；圆关节、Ka极化器、Ka耦合器、Ka发阻滤波器和Ka收阻滤波器用于发射和接收Ka频段的电磁波信号。进一步地，上述Ku/Ka双频卡塞格伦天线的主反射面为旋转抛物面；旋转抛物面的凹面为主反射面的工作面；旋转抛物面的中心设置有通孔，用于容纳馈源网络的伸出部分。进一步地，上述Ku/Ka双频卡塞格伦天线的副反射面为旋转双曲面；旋转双曲面的凸面为副反射面的工作面；副反射面的工作面和主反射面的工作面相对设置。进一步地，上述Ku/Ka双频卡塞格伦天线的主反射面的焦点与副反射面的近焦点重合；双频喇叭的相位中心与副反射面的远焦点重合；馈源网络设置在主反射面的中间通孔处，与双频喇叭连接。进一步地，上述Ku/Ka双频卡塞格伦天线的支撑组件包括多根支撑杆；支撑杆的一端设置在主反射面上，另一端设置在副反射面上。进一步地，上述Ku/Ka双频卡塞格伦天线的双频喇叭采用圆锥变张角加纵向槽的结构形式。进一步地，上述Ku/Ka双频卡塞格伦天线的Ku接收网络包括相互连接的第一低通滤波器单元和Ku发阻滤波器；Ku发射网络包括依次连接的第二低通滤波器单元、Ku发射关节和Ku收阻滤波器。进一步地，上述Ku/Ka双频卡塞格伦天线的第一低通滤波器单元包括多个低通滤波器；多个低通滤波器并联设置；第二低通滤波器单元包括多个低通滤波器；多个低通滤波器并联设置。进一步地，上述Ku/Ka双频卡塞格伦天线的Ku接收网络和Ku发射网络为相互正交的线极化；Ka极化器为圆极化器，Ka接收网络和Ka发射网络均为圆极化。第二方面，本技术实施例提供了一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线系统，系统包括上述的Ku/Ka双频卡塞格伦天线，还包括信号处理设备。本技术实施例带来了以下有益效果：本技术提供了一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线和天线系统，通过主反射面和副反射面反射电磁波信号；双频喇叭辐射Ku频段和Ka频段的电磁波信号；馈源网络中的Ku接收网络通过Ku耦合器接收Ku频段的电磁波信号；Ku发射网络通过Ku耦合器发射Ku频段的电磁波信号；圆关节、Ka极化器、Ka耦合器、Ka发阻滤波器和Ka收阻滤波器发射和接收Ka频段的电磁波信号。该Ku/Ka双频卡塞格伦电磁波可同时工作在Ku接收、Ku发射、Ka接收和Ka发射四个频段，无需切换，且结构合理、紧凑，性能指标优异，天线工作效率高。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线的组成示意图；图2为本技术实施例提供的一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线的外形示意图；图3为本技术实施例提供的一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线详细组成图；图4为本技术实施例提供的一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线的信号传输示意图；图5为本技术实施例提供的一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线的切平面俯视图；图6为本技术实施例提供的双频喇叭的剖视图；图7为本技术实施例提供的双频喇叭的俯视图；图8为本技术实施例提供的一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线系统的组成示意图。图标：10-主反射面；11-副反射面；12-双频喇叭；13-馈源网络；14-支撑组件；20-Ku/Ka双频卡塞格伦天线；21-信号处理设备；120-纵向槽；130-Ku耦合器；131-Ku发射网络；132-Ku接收网络；133-圆关节；134-Ka极化器；135-Ka耦合器；136-Ka发阻滤波器；137-Ka收阻滤波器；140-支撑杆；141-支撑杆；142-支撑杆；143-支撑杆；131a-滤波器；131b-滤波器；131c-Ku发射关节；131d-Ku收阻滤波器；132a-滤波器；132b-滤波器；132c-Ku发阻滤波器。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域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，都属于本技术保护的范围。考虑到现有的Ku/Ka双频卡塞格伦天线需要双频切换分时工作，且馈源组件结构复杂，天线性能指标差的问题，本技术提供一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线和天线系统，该技术可以应用于卫星通信、军事演习、应急通信等系统中，该技术可以采用相关的软件和硬件实现，下面通过实施例进行描述。参见图1所示的一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线，其特征在于，所述卡塞格伦天线包括主反射面、副反射面、双频喇叭和馈源网络；所述馈源网络包括Ku耦合器、Ku接收网络、Ku发射网络、圆关节、Ka极化器、Ka耦合器、Ka发阻滤波器和Ka收阻滤波器；所述副反射面通过支撑组件固定在所述主反射面上；所述双频喇叭设置在所述主反射面和所述副反射面中间；所述主反射面、所述副反射面和所述双频喇叭的轴线重合；所述双频喇叭和所述Ku耦合器连接；所述Ku接收网络、所述Ku发射网络和所述圆关节分别与所述Ku耦合器连接；所述圆关节、所述Ka极化器和所述Ka耦合器依次连接；所述Ka发阻滤波器和所述Ka收阻滤波器分别与所述Ka耦合器连接；所述主反射面和所述副反射面用于反射电磁波信号；所述双频喇叭用于辐射Ku频段和Ka频段的电磁波信号；所述Ku接收网络用于通过所述Ku耦合器接收Ku频段的电磁波信号；所述Ku发射网络用于通过所述Ku耦合器发射Ku频段的电磁波信号；所述圆关节、所述Ka极化器、所述Ka耦合器、所述Ka发阻滤波器和所述Ka收阻滤波器用于发射和接收Ka频段的电磁波信号。

【技术特征摘要】
1.一种Ku/Ka双频卡塞格伦天线，其特征在于，所述卡塞格伦天线包括主反射面、副反射面、双频喇叭和馈源网络；所述馈源网络包括Ku耦合器、Ku接收网络、Ku发射网络、圆关节、Ka极化器、Ka耦合器、Ka发阻滤波器和Ka收阻滤波器；所述副反射面通过支撑组件固定在所述主反射面上；所述双频喇叭设置在所述主反射面和所述副反射面中间；所述主反射面、所述副反射面和所述双频喇叭的轴线重合；所述双频喇叭和所述Ku耦合器连接；所述Ku接收网络、所述Ku发射网络和所述圆关节分别与所述Ku耦合器连接；所述圆关节、所述Ka极化器和所述Ka耦合器依次连接；所述Ka发阻滤波器和所述Ka收阻滤波器分别与所述Ka耦合器连接；所述主反射面和所述副反射面用于反射电磁波信号；所述双频喇叭用于辐射Ku频段和Ka频段的电磁波信号；所述Ku接收网络用于通过所述Ku耦合器接收Ku频段的电磁波信号；所述Ku发射网络用于通过所述Ku耦合器发射Ku频段的电磁波信号；所述圆关节、所述Ka极化器、所述Ka耦合器、所述Ka发阻滤波器和所述Ka收阻滤波器用于发射和接收Ka频段的电磁波信号。2.根据权利要求1所述的Ku/Ka双频卡塞格伦天线，其特征在于，所述主反射面为旋转抛物面；所述旋转抛物面的凹面为所述主反射面的工作面；所述旋转抛物面的中心设置有通孔，用于容纳所述馈源网络的伸出部分。3.根据权利要求2所述的Ku/Ka双频卡塞格伦天线，其特征在于，所述副反射面为旋转双曲面；所述旋转双曲面的凸面为所述副反射面的工作面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李韬，贺伟，詹海兵，
申请(专利权)人：湖南航天环宇通信科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43