一种使用带宽超过三倍频的双频共用功率分配器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种使用带宽超过三倍频的双频共用功率分配器，属于波导技术领域。其包括轴向多频共用波导、多级侧壁分支波导和H面弯波导，轴向多频共用波导为一圆圆过渡波导，高频段信号沿其轴向传输，低频信号通过耦合口耦合到对应频率侧壁波导支路。除高频外，低频支路传输通道呈四路对称式结构。每个侧壁分支波导均包括滤波器和阶梯波导阻抗变换器，且滤波器为两级滤波器级联式设计。本实用新型专利技术具有相对带宽大、交叉极化低，低驻波比的特点，且结构紧凑，易于加工。本实用新型专利技术解决了天线三倍频往上多频使用时馈电网络系统频率分离和功率分配的问题，能够有效改善高次模对馈源系统方向图的影响并减小天线交叉极化水平，适宜工程推广。宜工程推广。宜工程推广。

【技术实现步骤摘要】
一种使用带宽超过三倍频的双频共用功率分配器


[0001]本技术涉及波导
，特别是指一种使用带宽超过三倍频的双频共用功率分配器。

技术介绍

[0002]在微波天线通信领域中，功分网络和功率合成网络是在各种站型天线馈电网络中常见的无源子系统，而为了一站多用和多频复用，降低天线建设成本，增加天线使用功能，用户对多频共用天线需求日益迫切，从而对包含频率分离和功率分配的微波器件设计需求显得更加重要。
[0003]目前多频共用馈源网络系统主要有同轴分波和共喷口分波两种形式，其中同轴分波已然发展到一定的瓶颈期，共喷口分波形式更为传统，但对于天线综合使用指标来说更有优势。同时众所周知，多频共喷器件对高次模激励数量随相对带宽的增加而激增，这些高次模直接影响最高频以及次级高频段的电气设计指标，天线方向图和交叉极化会因此极端恶化，且不同的高次模对馈源网络系统的影响方向和程度均有区别，而对这些大量有害高次模的控制方法鲜有报道，因此国际上对成熟的多频共用功率分配器设计一直没有系统的介绍，这也相应遏制了多频共喷馈源网络的发展。因此，寻找新型双频或多频共用功率分配器势在必行。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种使用带宽超过三倍频的双频段共用功率分配器，用于解决现有两倍频往上多频共喷功率分配器高次模抑制困难，天线交叉极化较差，难以满足工程使用需求的问题。该功率分配器具有相对带宽大、交叉极化低，低驻波比等优良电气指标、且具有结构紧凑、易于加工等诸多优点。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0006]一种使用带宽超过三倍频的双频共用功率分配器，为六端口微波器件，包括一个轴向多频共用波导、四个侧壁分支波导和四个H面弯波导；所述的轴向多频共用波导为一圆圆过渡波导，高频段信号沿其轴向传输；所述的四个侧壁分支波导沿多频共用波导的轴向呈90
°
对称分布，为低频段信号传输通道；所述的四个侧壁分支波导均包括滤波器和阶梯阻抗变换器。
[0007]进一步的，所述圆圆过渡波导的渐变曲线为样条拟合曲线。
[0008]进一步的，所述轴向多频共用波导的内壁上开有四个矩形加脊耦合口，并环绕轴向多频共用波导的轴线呈90
°
对称分布，矩形加脊耦合口的长边沿轴线方向，矩形加脊耦合口的端面与轴向多频共用波导的轴线之间的夹角为7
°
。
[0009]进一步的，所述侧壁分支波导的滤波器为两级滤波器级联式结构，两级滤波器均为块模式滤波器；所述的块模式滤波器的入口处上下分布有对称金属锯齿结构。
[0010]进一步的，所述的块模式滤波器中紧挨轴向多频共用波导耦合口的第一级滤波
器，沿分支波导方向仅有两排金属竖齿，第二级滤波器沿分支波导轴向也仅有两排金属竖齿。
[0011]进一步的，所述的两级滤波器级联式结构在第一级滤波器中心镶嵌有一平行于滤波器宽边的金属薄片。
[0012]进一步的，所述侧壁分支波导的阶梯阻抗变换器为三阶矩形波导阶梯阻抗变换器。
[0013]本技术与
技术介绍
相比具有如下有益效果：
[0014]1、本技术具有相对带宽大、交叉极化低，低驻波比的特点，且结构紧凑，易于加工。
[0015]2、本技术解决了天线三倍频往上多频使用时馈电网络系统频率分离和功率分配的问题，能够有效改善高次模对馈源系统方向图的影响并减小天线交叉极化水平，适宜工程推广。
[0016]3、本技术通过新型的分支滤波结构形式和耦合口设计，可以使得最大相对带宽超过3.5倍频时高频段主模对各高次模耦合在
‑
20dB以下，改善了高频通道回波损耗，降低了对圆极化网络的系统轴比以及高频通道的线极化交叉极化分量，抑制了低频通带的高次谐波，经与馈源级联仿真结果和单馈源仿真方向图基本一致。该多频共用功率分配器设计合理，能够满足工程应用需求。
附图说明
[0017]图1是本技术实施例中四壁耦合式双频共用功率分配器的结构示意图。
[0018]图2是本技术实施例中双频共用功率分配器的三维总装示意图。
[0019]图3是本技术实施例中轴向圆圆过渡和侧壁耦合口腔体示意图。
[0020]图4是本技术实施例中侧壁分支波导三维结构示意图。
[0021]图5是本技术实施例中侧壁分支波导剖视图。
[0022]图6是主模使用频段回波损耗频响曲线图。
[0023]图7是高频段主模和高次模耦合频响曲线图。图中仅对最差指标的曲线做了区分，即S1(7),1(1)。从图中可见，即使最差指标也具有良好效果。
[0024]图8是低频端口对高频信号隔离频响曲线图。
[0025]附图标记说明：1—轴向多频共用波导、2—侧壁分支波导、3—H面弯波导、4—内嵌金属薄片、5—第一级滤波器、6—第二级滤波器、7—阶梯阻抗变换器。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明。
[0027]一种使用带宽超过三倍频的双频共用功率分配器，包括轴向多频共用波导、多级侧壁分支波导和H面弯波导，轴向多频共用波导为一圆圆过渡波导，高频段信号沿其轴向传输，低频信号通过耦合口耦合到对应频率侧壁波导支路。除高频外，低频支路传输通道呈四路对称式结构。每个侧壁分支波导均包括滤波器和阶梯波导阻抗变换器，且滤波器为两级滤波器级联式设计。
[0028]具体来说，本双频共用功率分配器为六端口微波器件，包括一个轴向多频共用波
导、四个侧壁分支波导和四个H面弯波导，所述的轴向多频共用波导为一圆圆过渡波导，高频段信号沿其轴向传输；所述的四个侧壁分支波导沿多频共用波导轴向呈90
°
对称分布，为低频段信号传输通道；所述的侧壁分支波导均包括滤波器和阶梯阻抗变换器。
[0029]其中，所述轴向圆圆过渡波导渐变曲线为样条拟合设计。
[0030]所述轴向多频共用波导内壁上开有四个矩形加脊耦合口，并环绕多频共用波导轴线呈90
°
对称分布，矩形长边沿轴线方向，且耦合口端面和多频共用波导轴线夹角为7
°
。
[0031]所述侧壁分支波导的滤波器为块模式滤波器设计，且为两级滤波器级联式设计；所述的块模式滤波器入口为上下分布有对称金属锯齿结构，而非矩形空腔结构。
[0032]所述的块模式滤波器中紧挨多频共用波导耦合口的第一级滤波器沿分支波导方向仅有两排金属竖齿，第二级滤波器沿分支波导轴向也仅有两排金属竖齿。
[0033]所述的级联式块模滤波器在第一级滤波器中心镶嵌有一平行于滤波器宽边的金属薄片。
[0034]所述侧壁分支波导的阶梯阻抗变换器为三阶矩形波导阶梯阻抗变换器。
[0035]多频共用功率分配器一直是多频网络的最关键部件，从功能上即需要完成对多种频段的高隔离度分离，还要实现对单个频段的正交极化分离和单一极化的等功率分配，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用带宽超过三倍频的双频共用功率分配器，为六端口微波器件，包括一个轴向多频共用波导、四个侧壁分支波导和四个H面弯波导，H面弯波导与侧壁分支波导一一对应连接；其特征在于，所述的轴向多频共用波导为一圆圆过渡波导，高频段信号沿其轴向传输；所述的四个侧壁分支波导沿多频共用波导的轴向呈90
°
对称分布，为低频段信号传输通道；所述轴向多频共用波导的内壁上开有四个矩形加脊耦合口，四个矩形加脊耦合口环绕轴向多频共用波导的轴线呈90
°
对称分布，与四个侧壁分支波导一一对应；所述的四个侧壁分支波导均包括滤波器和阶梯阻抗变换器。2.根据权利要求1所述的一种使用带宽超过三倍频的双频共用功率分配器，其特征在于，所述圆圆过渡波导的渐变曲线为样条拟合曲线。3.根据权利要求1所述的一种使用带宽超过三倍频的双频共用功率分配器，其特征在于，所述矩形加脊耦合口的长边沿轴线方向，矩形加脊耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立杰，解磊，张文静，杨国栋，阮云国，王进，张根生，李振生，王垒，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：新型
国别省市：