双频双圆极化导航测控天线馈源制造技术

本公开提供了一种双频双圆极化导航测控天线馈源，其包括同轴多环波导喇叭天线、隔板式圆极化器和同轴波导转换器。其中，同轴多环波导喇叭天线包括圆波导和同轴多环外壁。隔板式圆极化器沿轴向依次包括：方形波导，与圆波导相连；阶梯状隔板，位于方形波导的中轴线上。同轴波导转换器与隔板式圆极化器相连，包括：矩形波导和同轴探针，同轴探针用于将矩形波导内的电磁波转换为同轴线的信号。

Feed of dual-frequency and dual-circular polarization navigation TT&C antenna

【技术实现步骤摘要】
双频双圆极化导航测控天线馈源
本公开涉及一种导航测控天线馈源，尤其涉及一种双频双圆极化导航测控天线馈源。
技术介绍
常见的导航测控天线由于要求的增益较高，一般都为抛物面所组成，其主要区别主要为馈源的组成不同。传统馈源有两种类型，微带型和振子型天线。微带型天线的圆极化合成一般由两个线极化功分器加90度移相器的微带电路组成，具有体积小，重量轻，集成度较高，成本低的特点，但是在微波频段由于介质板材的特性，其天线损耗大、带宽窄(一般不超过10％)，往往只能点频使用。因此难以同时满足L、S双频高性能测控天线的要求(频率1.5～2.2GHz，具备同时双圆极化，轴比要求小于1.5dB)。而振子型天线主要利用单元振子作为馈源的辐射单元，避免了微带天线介质带来的损耗，因此馈源效率较高。然而，振子单元自身的带宽有限，且辐射方向图的轴对称性不好，造成极化鉴别率不高。上述两种馈源都采用了线极化合成的原理，后端还需要加入功分器和90度移相器，进一步制约了整体馈源的性能，往往只能单频单极化使用。随着微波技术的发展，特别是宽带圆极化器和辐射器的波导型馈源设计技术的成熟，使得同时覆盖L、S频段的宽带圆极化器测控天线成为可能。随着导航卫星载荷的发展，导航测控天线已经由传统的L波段单圆极化向L、S双频双圆极化方向发展。导航卫星的使用离不开地面导航测控天线。由于频率低、增益要求高，地面测控天线一般使用抛物面天线，其核心为天线馈源。而传统的测控天线馈源往往多为单频单圆极化，这样对多颗卫星的导航测控而言，往往需要两副甚至多副天线才能满足，增加对场地、人员的要求，存在着成本高，占地面积大等缺点，不能满足新一代导航测控任务的要求。
技术实现思路
为了解决至少一个上述技术问题，本公开提供了一种双频双圆极化导航测控天线馈源，其包括同轴多环波导喇叭天线、隔板式圆极化器和同轴波导转换器。其中，同轴多环波导喇叭天线包括圆波导和同轴多环外壁。隔板式圆极化器包括：方形波导，与圆波导相连；阶梯状隔板，位于方形波导的中轴线上。同轴波导转换器与隔板式圆极化器相连，包括：矩形波导和同轴探针，同轴探针用于将矩形波导内的电磁波转换为同轴线的信号。根据本公开的至少一个实施方式，方形波导包括第一波导侧壁和第二波导侧壁，第一波导侧壁、阶梯状隔板和第二波导侧壁依次放置，并通过紧固件接合在一起。根据本公开的至少一个实施方式，矩形波导的波导侧壁与第一波导侧壁、阶梯状隔板和第二波导侧壁采用一体加工制成。根据本公开的至少一个实施方式，同轴多环波导喇叭天线、隔板式圆极化器和同轴波导转换器由非导电材料制成，且表面涂覆有导电材料。根据本公开的至少一个实施方式，同轴多环波导喇叭天线、隔板式圆极化器和同轴波导转换器由导电材料制成。根据本公开的至少一个实施方式，阶梯状隔板包括四级阶梯，四级阶梯的长度依次为0.31～0.35λ0、0.33～0.37λ0、0.29～0.33λ0和0.08～0.12λ0，高度依次为0.07～0.11λ0、0.18～0.22λ0、0.29～0.33λ0和0.47～0.51λ0，其中λ0为中心频率对应的波长。根据本公开的至少一个实施方式，方形波导的内壁边长为0.55～0.75λ0，方形波导的侧壁的厚度为2mm～2.5mm，阶梯状隔板的厚度为1.5mm～1.8mm。根据本公开的至少一个实施方式，圆波导的内径为0.82～0.86λ0、高度为0.45～0.55λ0；以及同轴多环外壁的内径依次为0.95～1.05λ0、1.5～1.7λ0、1.8～2.0λ0，高度为0.4～0.48λ0，壁厚为2～5mm。根据本公开的至少一个实施方式，同轴探针深入矩形波导内的长度为0.15～0.22λ0，直径为0.02～0.05λ0，探针距离矩形波导的短端面的距离为0.22～0.32λ0。根据本公开的至少一个实施方式，与双频双圆极化导航测控天线馈源配套使用的抛物面天线的口径为1.8m～10m。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的整体结构装配示意图。图2是根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的爆炸图。图3是根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的隔板式圆极化器的轴测图。图4是根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的隔板式圆极化器的俯视图。图5是根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的隔板式圆极化器的主视图。图6是根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的同轴多环喇叭天线的轴测图。图7根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的同轴多环喇叭天线的俯视图。图8根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的同轴多环喇叭天线的主视图。图9根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的同轴波导转换器的轴测图。图10根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的同轴波导转换器的仰视图。图11根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源的同轴波导转换器的主视图。图12根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源与抛物面天线进行组装的整体示意图。图13根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源形成传播信号的双矩形波导传输线的原理图。图14根据本公开至少一个实施方式的双频双圆极化导航测控天线馈源形成传播信号的方波导传输线的原理图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。在本公开的至少一个实施方式中，本公开提供了一种双频双圆极化导航测控天线馈源，如图1所示，其包括隔板式圆极化器1、同轴多环波导喇叭天线2和同轴波导转换器3。天线馈源装配时，同轴多环波导喇叭天线2、隔板式圆极化器1、同轴波导转换器3依次叠在一起。同轴多环波导喇叭天线2被叠在隔板式圆极化器1的前部，包括圆波导21和同轴多环外壁22(参见图2、图6、图7和图8)。圆波导21，与隔板式圆极化器1的方形波导进行连接，将接收的电磁波良好地传输到后端。由于工作带宽较宽，圆波导21的辐射特性难以做到轴对称，影响天线极化鉴别率。同轴多环外壁22通过引入高次模，对圆波导21的辐射特性进行补偿，使得整体馈源在宽带范围内的一致性。此外也可对圆波导21的辐射方向图角度进行适当调整，适应于不同焦径比的抛物面。可见，本公开提供的同轴多环波导喇叭天线2除了在宽带范围内具备良好的辐射方向图便于与抛物面天线进行匹配外，馈源方向图还具备良好的轴对称性，提高了天线的极化鉴别率。隔板式圆极化器1沿轴向依次包括：方形波导和阶梯状隔板11。其中，方形波导与圆波导21相连，保证接收的电磁波良好传输到后端，其边长必须精心选择，保证不产生高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双频双圆极化导航测控天线馈源，其特征在于，包括：同轴多环波导喇叭天线，所述同轴多环波导喇叭天线包括：圆波导和同轴多环外壁；隔板式圆极化器，所述隔板式圆极化器包括：方形波导，所述方形波导与所述圆波导相连；阶梯状隔板，所述阶梯状隔板位于所述方形波导的中轴线上；以及同轴波导转换器，所述同轴波导转换器与所述隔板式圆极化器相连，包括：矩形波导和同轴探针，所述同轴探针用于将所述矩形波导内的电磁波转换为同轴线的信号。

【技术特征摘要】
1.一种双频双圆极化导航测控天线馈源，其特征在于，包括：同轴多环波导喇叭天线，所述同轴多环波导喇叭天线包括：圆波导和同轴多环外壁；隔板式圆极化器，所述隔板式圆极化器包括：方形波导，所述方形波导与所述圆波导相连；阶梯状隔板，所述阶梯状隔板位于所述方形波导的中轴线上；以及同轴波导转换器，所述同轴波导转换器与所述隔板式圆极化器相连，包括：矩形波导和同轴探针，所述同轴探针用于将所述矩形波导内的电磁波转换为同轴线的信号。2.根据权利要求1所述的双频双圆极化导航测控天线馈源，其特征在于，所述方形波导包括第一波导侧壁和第二波导侧壁，所述第一波导侧壁、所述阶梯状隔板和所述第二波导侧壁依次配置，并通过紧固件接合在一起。3.根据权利要求2所述的双频双圆极化导航测控天线馈源，其特征在于，所述矩形波导的波导侧壁与所述第一波导侧壁、所述阶梯状隔板和所述第二波导侧壁采用一体加工制成。4.根据权利要求1所述的双频双圆极化导航测控天线馈源，其特征在于，所述同轴多环波导喇叭天线、所述隔板式圆极化器和所述同轴波导转换器由非导电材料制成，且表面涂覆有导电材料。5.根据权利要求1所述的双频双圆极化导航测控天线馈源，其特征在于，所述同轴多环波导喇叭天线、所述隔板式圆极化器和所述同轴波导转换器由导电材料制成。6.根据权利要求1所述的双频双圆极化导航测控天线馈源，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家齐，
申请(专利权)人：北京达顺威尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11