一种C频段双频双极化馈电组件制造技术

本发明专利技术涉及一种C频段双频双极化馈电组件，通过将收发4/6GHz分成两个频段，应用双频正交模耦合器，将4GHz发射信号耦合成四路信号，然后利用电桥功分器的移相功分特点，以及电桥功分器四个端口之间的关系，巧妙合成一路左旋信号，一路右旋信号，接收频段信号无阻碍通过双频正交模耦合器后，左右旋信号被简单双圆极化器分开，从而实现收发两个频段，每个频段两个极化的频率极化复用，本发明专利技术馈电组件结构紧凑，实现了发射和接收两个频段指向严格一致，天线在C频段具有很高的极化隔离度(≥30dB)和抗干扰能力，天线中的无源互调影响小，各工作频段之间电磁兼容好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种C频段可调整双频双极化圆极化馈电组件，属于天线

技术介绍
随着卫星通信技术应用的不断深入和广泛，要求卫星的载荷功能越来越多，需要天线的集成度也随之提高。如何在卫星有限的空间条件限制情况下容纳更多的任务，是近期通信卫星发展的主要核心技术，一般情况下，通信卫星对某一要求的波束提供接收和发射的同时覆盖，C频段波长较长，在同等条件下，实现高的EIRP和G/T值需要较大的天线口径。而C频段是卫星BSS和FSS业务的密集频段，在卫星的有限空间限制条件下，很难用收发两副天线解决C频段的收发覆盖问题，同时由于卫星距离地面的位置较远，对于指向误差的容忍度很低，收发两副天线容易造成两副天线的指向不一致。这样，就需要将一般的通信卫星的C频段接收天线和发射天线合二为一，这就需要进行双频段天线馈源设计，在同一副馈源上进行共用设计，获得同时满足发射、接收应用的馈源性能。这样就不会对天线布局提出新的要求，解决了应用平台的天线布设空间紧张的问题，实现天线不仅具有发射天线功能，也具有接收天线的功能。同时，卫星天线的极化隔离度指标一般在30dB左右，属于非常高的要求。这样一来，作为天线高极化隔离度指标实现的关键因素，馈源系统尤为重要。而对原有馈源进行双频共用设计来实现原本需要多个天线才能完成的功能，是缓解天线布设空间紧张的一个途径，也是增添新的频率应用、增加新的功能应用实现单星高载荷集成度的迫切需要。实现工作在卫星平台的双频多应用天线设计是卫星平台空间天线集成化设计的难题之一。作为卫星平台上无线系统应用的设备，面向多种应用、实现多个功能的双频天线获得越来越广泛的应用。通过单一的增加天线数目的方式来解决天线功能应用不断扩展问题将会恶化卫星平台的电磁环境，使天线间电磁耦合复杂化，而现有技术中的有限平台布局结构还很难满足集成化设计的需求，因此对功能集成化天线的需求越来越迫切。鉴于应用的卫星平台对C频段通信天线的特殊要求，由于卫星功率资源特别紧张，偏焦等降低天线效率的措施将不会被容忍，双频段天线馈源作为收发共用系统的关键组成，要满足其非常高的电性能要求又要能够承受平台运动过程中的冲击与振动，同时还要能够承受各种机械扰动，满足空间适应性要求。因此对天线提出新增移动通信频段的电性能、提高天线结构刚度、结构强度和空间抗辐照特性也要求很高，结构设计难度很大。现有公开的或已知的C双收发共用通信卫星天线很难满足应用需求。而且类似设计多作为地面应用，无法满足空间环境和卫星布局要求
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种C频段双频双极化馈电组件，该馈电组件通过利用双频双圆极化馈电网络实现收发两个频段的高极化鉴别度性能， 避免多增加一副天线，具有结构紧凑的特点，并且还可以实现发射和接收两个频段指向严格一致，天线在C频段具有很高的极化隔离度(》30dB)和抗干扰能力，天线中的无源互调影响小，各工作频段之间电磁兼容好。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的一种C频段双频双极化馈电组件，包括双频正交模耦合器、四个带通滤波器、移相功分网络、两个魔T、6GHz简单双圆极化器和八个连接波导，其中双频正交模耦合器包括耦合腔和设置在耦合腔表面的四个耦合窗，且耦合腔的一端为公共口 A，另一端为直通口 IA ； 四个带通滤波器的一端分别连接双频正交模耦合器的四个耦合窗，另一端分别通过连接波导与移相功分网络相连；移相功分网络包括四个输入口 3A、;3B、3C、3D和四个输出口 3E、3F、 3G、3H，其中输入口 3A和3C分别通过两个连接波导与其中一个魔T连接，输入口和3D分别通过两个连接波导与另一个魔T连接，输出口 3E、3F、3G、3H分别通过其中四个连接波导与四个带通滤波器连接；6GHz简单双圆极化器直接与双频正交模耦合器一端的直通口 IA 连接；此外其中一个魔T上设有4GHz发射频段右旋输入口 B、另外一个魔T上设有4GHz发射频段右旋输入口 C、6GHz简单双圆极化器上设有6GHz接收频段右旋输出口 D和6GHz接收频段左旋输出口 E，公共口 A作为4GHz发射频段的输出口和6GHz接收频段的输入口，连接喇叭天线。在上述C频段双频双极化馈电组件中，双频正交模耦合器的耦合腔为圆柱形的阶梯形式的空腔结构，四个耦合窗沿耦合腔中心轴线对称分布在耦合腔的表面，且四个耦合窗设置在距离短路面发射频段1/4波导波长处。在上述C频段双频双极化馈电组件中，耦合腔的最大圆腔尺寸根据4GHz发射频段的波长进行选择，最大圆腔尺寸与波长成正比；所述空腔结构中阶梯部分的尺寸由收发频段的波长共同确定，既要保证对4GHz发射频段的截止又要保证6GHz接收频段的匹配；耦合窗的宽窄选择保证不破坏接收频段的过渡结构并兼顾功率容量。在上述C频段双频双极化馈电组件中，四个带通滤波器均为枝节形式滤波器，主体为一节直波导，沿着垂直于直波导的方向，每隔1/4波导波长设置一节短路波导，共有三节短路波导，短路波导的末端依次设置有波导垫片和枝端盖板，且波导垫片和枝端盖板通过螺钉或螺栓与短路波导连接。在上述C频段双频双极化馈电组件中，双频双极化馈源组件的调试过程中，通过增加或者减少波导垫片的个数改变带通滤波器中短路波导的长度，将谐振点移出可用频市ο在上述C频段双频双极化馈电组件中，移相功分网络为两个独立的电桥功分器和连接波导组成的一个整体结构，结构实现上分为盖板和腔体，四个输入口 3A、;3B、3C、3D设置在盖板上，四个输出口 3E、3F、3G、3H设置在腔体上。在上述C频段双频双极化馈电组件中，两个魔T均为双T形结构，各包括四个端口，其中一个魔τ的两个端口分别与两个连接波导相连，另一个端口为4GHz发射频段右旋输入口 B，还有一个端口为隔离口安装负载；另外一个魔T的两个端口分别与两个连接波导相连，另一个端口为4GHz发射频段右旋输入口 C，还有一个端口为隔离口安装负载。在上述C频段双频双极化馈电组件中，6GHz简单双圆极化器结构上分割成了三段，包括三个端口 与双频正交模耦合器一端的直通口 IA连接的端口 5A、6GHz接收频段右旋输出口 D和6GHz接收频段左旋输出口 E，6GHz简单双圆极化器在一个频带内同时实现右旋和左旋两个圆极化。在上述C频段双频双极化馈电组件中，其中四个连接波导为四个H面弯波导，结构一致，具有相同的移相特性；另外两个连接波导为两组弯波导，电长度相等，具有相同的移相特性；还有两个连接波导也为两组弯波导，电长度相等，具有相同的移相特性。本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果(1)本专利技术馈电组件将收发4/6GHZ分成两个频段，通过应用双频正交模耦合器， 将4GHz发射信号耦合成四路信号，然后利用电桥的移相功分特点，以及电桥四个端口之间的关系，巧妙合成一路左旋信号，一路右旋信号，接收频段信号无阻碍通过双频正交模耦合器后，左右旋信号被简单双圆极化器分开，从而实现收发两个频段的高极化鉴别度性能，避免多增加一副天线，具有结构紧凑的特点；(2)本专利技术馈电组件增加了新的频段应用而不增加天线数目和改变天线布局方式，不会明显影响卫星平台天线的电磁环境，缓解了应用平台的天线布设空间的紧张，可以扩展作为其它卫星收发共用极化共用天线系统进行应用；(3)本专利技术馈电组本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种Ｃ频段双频双极化馈电组件，其特征在于包括双频正交模耦合器（１）、四个带通滤波器（２１、２２、２３、２４）、移相功分网络（３）、两个魔Ｔ（４１、４２）、６ＧＨｚ简单双圆极化器（５）和八个连接波导（６１、６２、６３、６４、７１、７２、８１、８２），其中双频正交模耦合器（１）包括耦合腔（１１）和设置在耦合腔（１１）表面的四个耦合窗（１２），且耦合腔（１１）的一端为公共口Ａ，另一端为直通口１Ａ；四个带通滤波器（２１、２２、２３、２４）的一端分别连接双频正交模耦合器（１）的四个耦合窗（１２），另一端分别通过连接波导（６１、６２、６３、６４）与移相功分网络（３）相连；移相功分网络（３）包括四个输入口３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ和四个输出口３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ，其中输入口３Ａ和３Ｃ分别通过连接波导（７１、７２）与魔Ｔ（４１）连接，输入口３Ｂ和３Ｄ分别通过连接波导（８１、８２）与魔Ｔ（４２）连接，输出口３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ分别通过连接波导（６１、６２、６３、６４）与带通滤波器（２１、２２、２３、２４）连接；６ＧＨｚ简单双圆极化器（５）直接与双频正交模耦合器（１）一端的直通口１Ａ连接；此外魔Ｔ（４１）上设有４ＧＨｚ发射频段右旋输入口Ｂ、魔Ｔ（４２）上设有４ＧＨｚ发射频段右旋输入口Ｃ、６ＧＨｚ简单双圆极化器（５）上设有６ＧＨｚ接收频段右旋输出口Ｄ和６ＧＨｚ接收频段左旋输出口Ｅ，公共口Ａ作为４ＧＨｚ发射频段的输出口和６ＧＨｚ接收频段的输入口，连接喇叭天线（２００）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恪，王五兔，于飞，梁云，牛宝华，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：87