本发明专利技术涉及一种在天线中产生圆极化的紧凑激励组件和形成该组件的方法。其中一种紧凑激励组件，用于在包括双工正交模式转换器和分支耦合器的天线中产生圆极化，其特征在于，被称为ＯＭＴ的所述正交模式转换器（２１）为非对称的并且包括具有正方形或圆形横截面的主波导（２２）、纵轴ＺＺ’以及分别通过两个平行耦合狭槽（２５、２６）耦合到主波导（２２）的两个分支，所述两个耦合狭槽（２５、２６）制造在波导的两个正交壁上，所述ＯＭＴ的两个分支分别连接到非平衡分支耦合器（４０）的两个波导（３５、３６）上，分支耦合器（４０）具有两个不同的分配系数（α、β），所述分配系数被优化以补偿由ＯＭＴ（２１）的不对称产生的电场正交杂散分量（δｙ、δｘ）。其特别应用于发送和／或接收天线，例如多波束天线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于在天线中产生圆极化的紧凑激励组件，一种包括该紧凑激励组件的天线，以及一种形成该紧凑激励组件的方法。其显著地应用于发送和/或接收天线的领域，更具体地，应用于天线，例如多波束天线，该天线包括连接到正交模式转换装置(orthomodetransduction device)的基本辐射元件，该正交模式转换装置与耦合器相关联。
技术介绍
形成大量的连续(contiguous)波束涉及到制造包括大量基本辐射元件的天线，所述大量的基本辐射元件放置在抛物面反射器的焦平面上，其间距直接取决于波束间的角间隙(angular gap)。在多波束应用的情况下，用于安装负责确保在圆双极化下的发送和接收功能的射频RF链所需的空间由辐射元件的辐射面限定。 在最常见的结构中，由耦合到射频链(radiofrequency chain)的辐射元件组成的每个源形成一个也称为点的波束，每个形成的波束例如由构成基本辐射元件的专用角天线(horn)发射，并且射频链在根据用户和/或操作者的需要所选择的频带中，为每个波束执行单极化或双极化的发射/接收功能。通常，射频链主要包括激励器和波导路径，也称为重组电路，使得其能够连接射频硬件部件。为了形成圆极化，已知利用包括英文缩写为OMT(表示正交模式转换器，OrthoMode Transducer)的正交模式转换器的激励器，该正交模式转换器连接到例如角天线型的基本辐射元件。OMT选择性地以呈现第一极化的第一电磁模式，或者呈现与第一极化正交的第二极化的第二电磁模式，对角天线进行馈送(在发送时)，或者被角天线馈送(在接收时)。与两个电场分量相关联的第一和第二极化是线性的，并且分别称为水平极化H和垂直极化V。通过将OMT与负责将电场分量H和V设置为相位正交(phasequadrature)的分支耦合器(也称为分支线耦合器)相关联来产生圆极化。研究紧凑方案将使射频硬件部件和射频链的重组电路组合成彼此堆叠的多层，如下面图1a和1b的实例中所示。然而，射束的数量越大，射频链的复杂度、质量和成本越高，因此需要改变其电结构，以进一步降低射频链的质量和成本。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提出一种新的在双极化下工作的激励组件，其无需任何调整，且能够简化射频链并且使其更紧凑，因而减少其质量和成本。 因此，本专利技术涉及一种紧凑激励组件，用于在包括双工正交模式转换器和分支耦合器的天线中产生圆极化，其特征在于，被称为OMT的所述正交模式转换器为非对称的并且包括具有正方形或圆形横截面的主波导、纵轴ZZ’以及分别通过两个平行耦合狭槽耦合到主波导的两个分支，所述两个耦合狭槽制造在主波导的两个正交壁中，所述OMT的两个分支分别连接到非平衡分支耦合器的两个波导上，分支耦合器具有两个不同的分配系数(splitting coefficient)，所述分配系数被优化以补偿由OMT的不对称产生的电场正交杂散分量。 有益地，耦合狭槽下游的OMT的主波导的横截面小于耦合狭槽上游的OMT的主波导的横截面，横截面的断面(break)形成短路平面。 有益地，OMT的耦合狭槽长度为L1、宽度为L2，耦合狭槽通过离耦合狭槽距离为D1的两个短截线滤波器(stub filters)连接到分支耦合器，选择距离D1、长度L1和宽度L2以在由OMT的不对称产生的电场杂散分量之间产生正交性。 有益地，基于如下三个关系来确定分支耦合器的分配系数 -α2+β2＝1 本专利技术还涉及一种天线，其特征在于，包括至少一个所述的紧凑激励组件。 最后，本专利技术还涉及一种形成紧凑激励组件的方法，该组件用于在天线中产生圆极化，其特征在于，包括将具有两个分支的不对称OMT正交模式转换器与包括两个不同分配系数的不平衡分支耦合器相耦合，确定OMT的尺寸以使得在由OMT的不对称产生的两个电场杂散分量之间建立相位正交，并且优化分支耦合器的分配系数，以补偿所述两个电场杂散分量。 有益地，确定OMT的尺寸包括确定OMT的耦合狭槽的长度L1，确定耦合狭槽距离放置在所述耦合狭槽和分支耦合器之间的两个短截线滤波器的距离D1，将短路平面放置在所述耦合狭槽下游的OMT的主波导中，选择长度L1和宽度L2以在由OMT的不对称产生的电场杂散分量之间产生正交性。 有益地，基于如下三个关系来确定分支耦合器的分配系数 -α2+β2＝1 附图说明 参照附图，通过以仅示例性的而非限制性的实例方式给出的下面的说明书，本专利技术的特点和优点变得更加明显，其中 -图1a根据现有技术的示例性的双工OMT的俯视图； -图1b包括图1a的双工OMT的示例性RF链的立体图； -图2根据本专利技术的包括紧凑激励组件的RF链的示例性简化结构的截面图； -图3a和3b分别是根据本专利技术的示例性不对称双工OMT的立体图和俯视图； -图4根据本专利技术，在优化OMT的形状之前，由不对称OMT获得的耦合和隔离两个端口之间的示例性耦合； -图5根据本专利技术，在优化OMT的形状之前，OMT的耦合和隔离两个端口之间的示例性相位分布； -图6根据本专利技术，在优化OMT的形状参数之后，OMT的耦合和隔离两个端口之间的示例性相位分布； -图7根据本专利技术的OMT的示意性俯视图，示出了在优化OMT的形状参数之后的杂散场分量； -图8a和8b根据本专利技术的示例性非平衡分支耦合器的立体图和纵向截面图； -图9a和9b根据本专利技术的一个实例，示出了通过将具有两个分支的OMT与非平衡分支耦合器相关联以形成紧凑激励组件而获得的椭圆率(ellipticity ratio)。 具体实施例方式 图1a中所示的四分支正交模式转换器5包括主波导10，其纵轴为ZZ’，其具有例如正方形或圆形的横截面，主波导10具有待连接到未示出的角天线的第一端，以及第二输出端，该两端处于该主波导的主体的纵轴上。一组四个纵向或横向的耦合狭槽11、12、13、14平行地制造在主波导的四个侧面的每个的壁上，并且以成对的完全相对的方式布置。在所述角天线和耦合狭槽之间，主波导10的尺寸适于传播与主波导在发送和接收频带内的H和V场分量相关联的基本电磁模式。在耦合狭槽之外，主波导的横截面变小，因而产生用于低频带的短路平面。在截止频率，波导用作高通滤波器，只允许高频带通过。与具有正方形横截面的波导的TE01和TE10基本电磁模式相关联的H和V场分量，或者与具有圆形横截面的波导的TE11H和TE11V模式相关联的H和V场分量，通过四个平行的耦合狭槽11、12、13、14，在例如发送波段的低频带中耦合。例如接收波段的高频带被连接到四个平行入口狭槽的四个短截线滤波器15、16、17、18阻止，并且在主波导中传播直到其输出端。OMT组件和滤波器，称为双工OMT，因此呈现出六个物理端口，并且其操作与线极化或圆极化的应用兼容。例如可以保留低频带，用于RF射频信号的发送，可以保留高频带用于RF信号的接收。如图1b中所示，在发送时，通过3dB平衡分支耦合器19来确保圆极化的形成，3dB平衡分支耦合器19以相位正交来成对地馈送四个耦合狭槽11、12、13、14。通过相位重组电路20来对相对的狭槽本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种紧凑激励组件，用于在包括双工正交模式转换器和分支耦合器的天线中产生圆极化，其特征在于，被称为ＯＭＴ的所述正交模式转换器（２１）为非对称的并且包括具有正方形或圆形横截面的主波导（２２）、纵轴ＺＺ’以及分别通过两个平行耦合狭槽（２５、２６）耦合到主波导（２２）的两个分支，所述两个耦合狭槽（２５、２６）制造在波导的两个正交壁上，所述ＯＭＴ的两个分支分别连接到非平衡分支耦合器（４０）的两个波导（３５、３６）上，分支耦合器（４０）具有两个不同的分配系数（α、β），所述分配系数被优化以补偿由ＯＭＴ（２１）的不对称产生的电场正交杂散分量（δｙ、δｘ）。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P博思哈德，P勒佩尔捷，A拉塞尔，S韦里亚克，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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