双频收发共用双圆极化馈源制造技术

本发明专利技术提供了一种双频收发共用双圆极化馈源，包括：依次连接的双通道波导(1)、双圆极化器(2)、方

【技术实现步骤摘要】
双频收发共用双圆极化馈源


[0001]本专利技术涉及天线
，具体地，涉及双频收发共用双圆极化馈源。

技术介绍

[0002]馈源是反射面天线的核心部件，馈源性能的优劣直接影响反射面天线的辐射性能。采用双频收发共用双圆极化馈源可以利用一套反射面，同时实现双通道射频信号的收发功能，可以提升系统通信容量。特别对于火星探测任务来说，采双频收发共用双圆极化馈源作为火星探测器高增益反射面天线的馈源，可以更高效的利用有限的探测器空间，实现高增益定向收发功能。
[0003]由于火星探测任务通信距离远，探测器配套的应答机灵敏度极高，为了减小发射通道对接收通道的干扰，要求天线接收通道和发射通道之间具有35dB以上的通道隔离度。火星探测任务接收通道采用左旋圆极化，发射通道采用右旋圆极化，为了提高收发系统的极化鉴别率，要求馈源具有35dB以上的极化隔离度。火星探测任务对地通信测控数传系统工作于X频段，收发频率比值为1.175，要求高增益反射面天线馈源的通道隔离度和极化隔离度均优于35dB。
[0004]参考目前现有的双圆极化馈源设计文献，实现双圆极化一般采用两种方案：第一种使用正交模耦合器实现极化分离，在正交模耦合器和馈源喇叭之间加单圆极化器实现双圆极化；第二种采用波导隔板极化器实现双圆极化。查见两种方案的双圆极化馈源设计文献中均没有实现双频点通道隔离度和极化隔离度均优于35dB的案列。因此，设计一种结构紧凑简单，同时兼具优良通道隔离和极化隔离特性的双频收发共用双圆极化馈源是火星探测高增益反射面天线设计的关键。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种双频收发共用双圆极化馈源。
[0006]根据本专利技术提供的一种双频收发共用双圆极化馈源，包括：依次连接的双通道波导、双圆极化器、方
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圆渐变波导转换器以及馈源喇叭，其中，所述双通道波导中包含有两路相互独立的矩形波导，用以传输两路射频信号，两路射频信号经过所述双圆极化器进行双圆极化处理，得到左旋圆极化信号和右旋圆极化信号；所述左旋圆极化信号和所述右旋圆极化信号依次经过所述方
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圆渐变波导转换器和所述馈源喇叭之后，形成轴向旋转对称的双圆极化辐射方向图。
[0007]可选地，所述双通道波导包括：第一矩形波导腔、第二矩形波导腔、波导隔板、圆形波导法兰，其中，所述第一矩形波导腔和所述第二矩形波导腔的尺寸相同，且所述第一矩形波导腔和所述第二矩形波导腔沿所述中间波导隔板对称分布，用于独立传输两路射频信号。
[0008]可选地，所述第一矩形波导腔和所述第二矩形波导腔用以传输两路TE10模线极化射频信号。
[0009]可选地，所述第一矩形波导腔和所述第二矩形波导腔采用WR112标准矩形波导；或者，所述第一矩形波导腔和所述第二矩形波导腔采用非标矩形波导。
[0010]可选地，所述双圆极化器包括：方波导腔体、隔板和调谐组件，所述隔板位于所述方波导腔体内部，所述隔板将所述方波导腔体两端分隔为三个端口；所述调谐组件设置在所述方波导腔体的四个波导壁的中心位置。
[0011]可选地，所述隔板为阶梯形状，位于方波导腔体中央位置，且所述隔板的高度与所述方波导腔体的内腔边长相同。
[0012]可选地，所述隔板分隔出的三个端口包括：第一矩形波导端口、第二矩形波导端口和方波导端口，其中，所述第一矩形波导端口和所述第二矩形波导端口尺寸相同，且沿所述隔板对称分布。
[0013]可选地，所述调谐组件包括：调谐螺钉和锁紧螺母，所述调谐螺钉拧入所述双圆极化器，并通过所述锁紧螺母与所述双圆极化器紧固连接。
[0014]可选地，所述方
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圆渐变波导转换器包括：方波导口、圆波导口和圆形波导法兰，其中，所述方波导口和所述圆波导口之间的连接腔体的剖面按照方
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圆渐变曲线过度；所述圆形波导法兰与馈源支架紧固连接。
[0015]可选地，所述馈源喇叭包括：圆波导段和波纹辐射段，所述波纹辐射段包括至少有一个波纹槽。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0017]本专利技术提供的双频收发共用双圆极化馈源，通过使用波导隔板双圆极化器将传统的正交膜耦合器和圆极化器的功能合二为一，并通过优化双圆极化器与馈源喇叭之间的组合匹配设计，能够在收发频点同时实现35dB以上的通道隔离度和极化隔离度，形成轴向旋转对称的双圆极化初级辐射方向图。
附图说明
[0018]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0019]图1为本专利技术实施例提供的双频收发共用双圆极化馈源的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的双通道波导的剖面示意图；
[0021]图3(a)为本专利技术实施例提供的双圆极化器的立体结构示意图；
[0022]图3(b)为本专利技术实施例提供的双圆极化器的第一剖面结构示意图；
[0023]图3(c)为本专利技术实施例提供的双圆极化器的第二剖面结构示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例提供的方
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圆渐变波导转换器的剖面结构示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例提供的馈源喇叭的剖面结构示意图；
[0026]图6为本专利技术实施例提供的双频收发共用双圆极化馈源接收通道的驻波比结果示意图；
[0027]图7为本专利技术实施例提供的双频收发共用双圆极化馈源发射通道的驻波比结果示意图；
[0028]图8为本专利技术实施例提供的双频收发共用双圆极化馈源在接收频段的通道隔离度和极化隔离度结果示意图；
[0029]图9为本专利技术实施例提供的双频收发共用双圆极化馈源在发射频段的通道隔离度和极化隔离度结果示意图；
[0030]图10为本专利技术实施例提供的双频收发共用双圆极化馈源接收通道对应的的左旋圆极化波的主极化方向图和交叉极化方向图；
[0031]图11为本专利技术实施例提供的双频收发共用双圆极化馈源发射通道对应的右旋圆极化波的主极化方向图和交叉极化方向图。
[0032]图中：
[0033]1‑
双通道波导；
[0034]101
‑
第一矩形波导腔；
[0035]102
‑
第二矩形波导腔；
[0036]103
‑
波导隔板；
[0037]104
‑
圆形波导法兰；
[0038]2‑
双圆极化器；
[0039]201
‑
方波导腔体；
[0040]202
‑
隔板；
[0041]203
‑
调谐组件；
[0042]204
‑
第一矩形波导端口；
[0043]205
‑
第二矩形波导端口；
[0044]206
‑
方波导端口；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频收发共用双圆极化馈源，其特征在于，包括：依次连接的双通道波导(1)、双圆极化器(2)、方
‑
圆渐变波导转换器(3)以及馈源喇叭(4)，其中，所述双通道波导(1)中包含有两路相互独立的矩形波导，用以传输两路射频信号，两路射频信号经过所述双圆极化器(2)进行双圆极化处理，得到左旋圆极化信号和右旋圆极化信号；所述左旋圆极化信号和所述右旋圆极化信号依次经过所述方
‑
圆渐变波导转换器(3)和所述馈源喇叭(4)之后，形成轴向旋转对称的双圆极化辐射方向图。2.根据权利要求1所述的双频收发共用双圆极化馈源，其特征在于，所述双通道波导(1)包括：第一矩形波导腔(101)、第二矩形波导腔(102)、波导隔板(103)、圆形波导法兰(104)，其中，所述第一矩形波导腔(101)和所述第二矩形波导腔(102)的尺寸相同，且所述第一矩形波导腔(101)和所述第二矩形波导腔(102)沿所述中间波导隔板(103)对称分布，用于独立传输两路射频信号。3.根据权利要求2所述的双频收发共用双圆极化馈源，其特征在于，所述第一矩形波导腔(101)和所述第二矩形波导腔(102)用以传输两路TE10模线极化射频信号。4.根据权利要求2所述的双频收发共用双圆极化馈源，其特征在于，所述第一矩形波导腔(101)和所述第二矩形波导腔(102)采用WR112标准矩形波导；或者，所述第一矩形波导腔(101)和所述第二矩形波导腔(102)采用非标矩形波导。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的双频收发共用双圆极化馈源，其特征在于，所述双圆极化器(2)包括：方波导腔体(201)、隔板(202)和调谐组件(203)，所述隔板(202)位于所述方波导腔体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺波，李春晖，刘伟栋，任红宇，杨潇杰，韩伟强，匡全进，闵康磊，沈千朝，李勇，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：