一種C-Ku雙頻段一體化饋源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種C-Ku雙頻段一體化饋源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天和通信技術(shù)的高速發(fā)展，衛(wèi)星通信已經(jīng)被各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。目前常用的衛(wèi)星通信系統(tǒng)有C頻段和Ku頻段兩種。C頻段的缺點(diǎn)是通信頻帶較窄、抗干擾能力較低、天線增益較小，優(yōu)點(diǎn)是雨衰??；Ku頻段的優(yōu)點(diǎn)是通信頻帶較寬、抗干擾能力較強(qiáng)、天線增益較高，缺點(diǎn)是雨衰較大，遇到下雨時(shí)往往會(huì)因雨衰，出現(xiàn)通信質(zhì)量下降，甚至通信中斷。目前解決此問(wèn)題采用的方案是一臺(tái)通信車上裝有Ku波段和C波段兩部天線，根據(jù)需要來(lái)切換。而對(duì)于一輛小的通信車來(lái)說(shuō)，裝有兩部天線，還是比較困難的，一是重量比較重，二是車頂空間有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種C-Ku雙頻段一體化饋源，以解決現(xiàn)有技術(shù)中需要來(lái)回Ku波段和C波段兩部天線的技術(shù)問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種C-Ku雙頻段一體化饋源，所述C-Ku雙頻段一體化饋源整體呈圓口波紋喇叭連接光壁波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，圓口波紋喇叭內(nèi)部為C/Ku公用輻射段喇叭和模數(shù)轉(zhuǎn)化區(qū)，光壁波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置C/Ku同軸波導(dǎo)，C波段的激勵(lì)采用C/Ku同軸波導(dǎo)外導(dǎo)體外壁開設(shè)縱槽的激勵(lì)形式，該縱槽即為C波段饋電端口，C波段饋電端口外接介質(zhì)匹配段及波導(dǎo)接口，縱槽長(zhǎng)為λ/4，λ為C波段工作中心波長(zhǎng)；C/Ku同軸波導(dǎo)內(nèi)安裝圓波導(dǎo)，圓波導(dǎo)的頂端嵌套介質(zhì)賦形段，介質(zhì)賦形段分為上、中、下三個(gè)部分，上、下部分均為階梯型圓柱體，中間部分為圓柱體，介質(zhì)賦形段的下部分圓柱體位于圓波導(dǎo)內(nèi)；圓波導(dǎo)的末端為Ku波段饋電段；
發(fā)射信號(hào)時(shí)，C波段信號(hào)由C波段饋電端口輻射，經(jīng)C/Ku同軸波導(dǎo)傳播，通過(guò)C/Ku公用輻射段喇叭輻射出去；Ku波段信號(hào)由Ku波段饋電段輻射，經(jīng)過(guò)圓波導(dǎo)傳播，通過(guò)C/Ku公用輻射段喇叭輻射出去；
接收信號(hào)時(shí)，C波段信號(hào)經(jīng)C/Ku公用輻射段喇叭收集到饋源里，C波段信號(hào)經(jīng)C/Ku同軸波導(dǎo)傳播到C波段饋電端口 ；Ku波段信號(hào)經(jīng)C/Ku公用輻射段喇叭收集到饋源里，Ku波段信號(hào)經(jīng)圓波導(dǎo)傳播到Ku波段饋電段。
所述圓口波紋喇叭內(nèi)壁開設(shè)軸向凹槽，槽深為λ/4，λ為C波段信號(hào)的波長(zhǎng)。
[0005]所述介質(zhì)賦形段的下部分圓柱體采用了三節(jié)微擾結(jié)構(gòu)。
[0006]C/Ku同軸波導(dǎo)激勵(lì)圓波導(dǎo)傳輸TE11模，C/Ku同軸波導(dǎo)的波長(zhǎng)選取原則為λΤΕ21〈λ〈λ麗，此處λ為C/Ku同軸波導(dǎo)的波長(zhǎng)，即C波段信號(hào)的波長(zhǎng)。TE2LTE11分別為C/Ku同軸波導(dǎo)內(nèi)傳播的電磁波的模式，λΤΕ2#ΤΕ21模所對(duì)應(yīng)的電磁波波長(zhǎng)，λ τε11^ΤΕ11模所對(duì)應(yīng)的電磁波波長(zhǎng)。
[0007]C/Ku同軸波導(dǎo)的內(nèi)徑為9.5mm，外徑為16.8mm。
[0008]本發(fā)明的工作原理是:
發(fā)射信號(hào)時(shí)，C波段信號(hào)由C波段饋電端口輻射，經(jīng)C/Ku同軸波導(dǎo)傳播，通過(guò)C/Ku公用輻射段喇叭輻射出去；Ku波段信號(hào)由Ku波段饋電段輻射，經(jīng)過(guò)圓波導(dǎo)傳播，通過(guò)C/Ku公用輻射段喇叭輻射出去；
接收信號(hào)時(shí)，C波段信號(hào)經(jīng)C/Ku公用輻射段喇叭收集到饋源里，C波段信號(hào)經(jīng)C/Ku同軸波導(dǎo)傳播到C波段饋電端口，由于圓波導(dǎo)的尺寸相對(duì)于C波段工作波長(zhǎng)較小，圓波導(dǎo)的截止波長(zhǎng)小于C波段工作波長(zhǎng)，所以C波段的信號(hào)不能在圓波導(dǎo)里傳播，不能對(duì)Ku波段的信號(hào)產(chǎn)生影響；Ku波段信號(hào)經(jīng)C/Ku公用輻射段喇叭收集到饋源里，Ku波段信號(hào)經(jīng)圓波導(dǎo)傳播到Ku波段饋電段，Ku波段信號(hào)的波長(zhǎng)約為24mm，與C/Ku同軸波導(dǎo)的尺寸不匹配，Ku波段的信號(hào)不能在C/Ku同軸波導(dǎo)內(nèi)傳播，對(duì)C波段信號(hào)的接收不能造成影響。
[0009]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下技術(shù)效果:
本發(fā)明采用一個(gè)多頻段饋源來(lái)代替兩個(gè)饋源，解決了現(xiàn)有技術(shù)中需要將多頻段天線安裝在一輛通信車上，根據(jù)需要來(lái)回切換的麻煩，解決了重量和空間的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0010]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1顯示了本發(fā)明所述C-Ku雙頻段一體化饋源的外部結(jié)構(gòu)；
圖2顯示了本發(fā)明所述C-Ku雙頻段一體化饋源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本發(fā)明的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于所描述的本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]如圖1-2所示，本發(fā)明所述C-Ku雙頻段一體化饋源包括為C/Ku公用輻射段喇叭
1、模數(shù)轉(zhuǎn)化區(qū)2、介質(zhì)賦形段3、圓波導(dǎo)4、C/Ku同軸波導(dǎo)5、介質(zhì)匹配段6、波導(dǎo)接口 7、C波段饋電端口 8以及Ku波段饋電段9等技術(shù)特征。
[0014]一種C-Ku雙頻段一體化饋源，所述C-Ku雙頻段一體化饋源整體呈圓口波紋喇叭連接光壁波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，圓口波紋喇叭內(nèi)部為C/Ku公用輻射段喇叭和模數(shù)轉(zhuǎn)化區(qū)，光壁波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置C/Ku同軸波導(dǎo)，C波段的激勵(lì)采用C/Ku同軸波導(dǎo)外導(dǎo)體外壁開設(shè)縱槽的激勵(lì)形式，該縱槽即為C波段饋電端口，C波段饋電端口外接介質(zhì)匹配段及波導(dǎo)接口，縱槽長(zhǎng)為λ/4，此處λ為C/Ku同軸波導(dǎo)的波長(zhǎng)，即C波段信號(hào)的波長(zhǎng)；C/Ku同軸波導(dǎo)內(nèi)安裝圓波導(dǎo)，圓波導(dǎo)的頂端嵌套介質(zhì)賦形段，介質(zhì)賦形段分為上、中、下三個(gè)部分，上、下部分均為階梯型圓柱體，中間部分為圓柱體，介質(zhì)賦形段的下部分圓柱體位于圓波導(dǎo)內(nèi)；圓波導(dǎo)的末端為Ku波段饋電段。
[0015]為了保證饋源能實(shí)現(xiàn)雙線極化工作，并方便與波紋喇叭相連接，需選擇圓波導(dǎo)作為饋源的傳輸段；考慮到能量傳輸?shù)淖畲蠡?，?yīng)通過(guò)選擇合適的圓波導(dǎo)尺寸，使得圓波導(dǎo)僅傳輸主模，即TEll模，并抑制高次模傳輸，如TMOI，TE21等。
[0016]圓波導(dǎo)的末端外接雙工器，已實(shí)現(xiàn)Ku波段收發(fā)頻段的正常通信。
C/Ku公用輻射段喇叭采用圓口波紋喇叭內(nèi)壁開設(shè)軸向凹槽，槽深為λ /4，此處λ為C/Ku同軸波導(dǎo)的波長(zhǎng)，即C波段信號(hào)的波長(zhǎng)。此款喇叭饋源性能優(yōu)良，喇叭張角大、方向圖等化性高，交叉極化性能好。調(diào)整槽深及槽寬、槽距，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)饋源方向圖的賦形，槽深優(yōu)選為人/4。
[0017]C波段的激勵(lì)采用同軸波導(dǎo)外導(dǎo)體外壁開縱槽的形式激勵(lì)，此形式的激勵(lì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，不需要額外的波導(dǎo)器件，體積小、重量輕，成本也比較低廉。C波段收、發(fā)頻段饋電端口成90度分布，縱向相距約λ/4。饋電端口外接矩形匹配單元，已實(shí)現(xiàn)較小的駐波比。
所述介質(zhì)賦形段的下部分圓柱體采用了三節(jié)微擾結(jié)構(gòu)，如圖2所示，三節(jié)微擾結(jié)構(gòu)是指介質(zhì)賦形段的下部分圓柱體采用三節(jié)階梯結(jié)構(gòu)形成微擾，三節(jié)微擾結(jié)構(gòu)的尺寸和結(jié)構(gòu)形式影響電磁波在圓波導(dǎo)內(nèi)的傳播模式，調(diào)整其尺寸，可實(shí)現(xiàn)Ku波段駐波比。調(diào)整介質(zhì)賦形段的中間圓柱體部分和上部分圓柱體的尺寸，可實(shí)現(xiàn)對(duì)Ku波段方向圖的賦形，實(shí)現(xiàn)饋源方向圖E面、H面等化，及天線交叉極化性能。
[0018]為了提高同軸波導(dǎo)的輻射效率，采用了同軸波導(dǎo)激勵(lì)的TEll模，使同軸波導(dǎo)的輻射方向圖在軸向最大，同軸波導(dǎo)的波長(zhǎng)、內(nèi)外半徑選取原則為λ ΤΕ21< λ < λ ΤΕ11，最終同軸波導(dǎo)的內(nèi)徑取9.5mm,外徑取16.8mm。
[0019]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。
[0020]本發(fā)明中所述的“和/或”的含義指的是各自單獨(dú)存在或兩者同時(shí)存在的情況均包括在內(nèi)。
[0021]本發(fā)明中所述的“連接”的含義可以是部件之間的直接連接也可以是部件間通過(guò)其它部件的間接連接。
[0022]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種C-Ku雙頻段一體化饋源，其特征在于:所述C-KU雙頻段一體化饋源整體呈圓口波紋喇叭連接光壁波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，圓口波紋喇叭內(nèi)部為C/Ku公用輻射段喇叭和模數(shù)轉(zhuǎn)化區(qū)，光壁波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置C/Ku同軸波導(dǎo)，C波段的激勵(lì)采用C/Ku同軸波導(dǎo)外導(dǎo)體外壁開設(shè)縱槽的激勵(lì)形式，該縱槽即為C波段饋電端口，C波段饋電端口外接介質(zhì)匹配段及波導(dǎo)接口，縱槽長(zhǎng)為λ/4，λ為C波段信號(hào)波長(zhǎng)；C/Ku同軸波導(dǎo)內(nèi)安裝圓波導(dǎo)，圓波導(dǎo)的頂端嵌套介質(zhì)賦形段，介質(zhì)賦形段分為上、中、下三個(gè)部分，上、下部分均為階梯型圓柱體，中間部分為圓柱體，介質(zhì)賦形段的下部分圓柱體位于圓波導(dǎo)內(nèi)；圓波導(dǎo)的末端為Ku波段饋電段； 發(fā)射信號(hào)時(shí)，C波段信號(hào)由C波段饋電端口輻射，經(jīng)C/Ku同軸波導(dǎo)傳播，通過(guò)C/Ku公用輻射段喇叭輻射出去；Ku波段信號(hào)由Ku波段饋電段輻射，經(jīng)過(guò)圓波導(dǎo)傳播，通過(guò)C/Ku公用輻射段喇叭輻射出去； 接收信號(hào)時(shí)，C波段信號(hào)經(jīng)C/Ku公用輻射段喇叭收集到饋源里，C波段信號(hào)經(jīng)C/Ku同軸波導(dǎo)傳播到C波段饋電端口 ；Ku波段信號(hào)經(jīng)C/Ku公用輻射段喇叭收集到饋源里，Ku波段信號(hào)經(jīng)圓波導(dǎo)傳播到Ku波段饋電段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C-Ku雙頻段一體化饋源，其特征在于:所述圓口波紋喇叭內(nèi)壁開設(shè)軸向凹槽，槽深為λ/4，λ為C波段信號(hào)的波長(zhǎng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C-Ku雙頻段一體化饋源，其特征在于:所述介質(zhì)賦形段的下部分圓柱體采用了三節(jié)微擾結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C-Ku雙頻段一體化饋源，其特征在于:C/Ku同軸波導(dǎo)的波長(zhǎng)選取原則為λΤΕ21〈λ〈λΤΕ11，此處λ為C/Ku同軸波導(dǎo)的波長(zhǎng)，即C波段信號(hào)的波長(zhǎng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C-Ku雙頻段一體化饋源，其特征在于:C/Ku同軸波導(dǎo)的內(nèi)徑為 9.5mm，外徑為 16.8mm0
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種C-Ku雙頻段一體化饋源，發(fā)射信號(hào)時(shí)，C波段信號(hào)由C波段饋電端口輻射，經(jīng)C/Ku同軸波導(dǎo)傳播，通過(guò)C/Ku公用輻射段喇叭輻射出去；Ku波段信號(hào)由Ku波段饋電段輻射，經(jīng)過(guò)圓波導(dǎo)傳播，通過(guò)C/Ku公用輻射段喇叭輻射出去；接收信號(hào)時(shí)，C波段信號(hào)經(jīng)C/Ku公用輻射段喇叭收集到饋源里，C波段信號(hào)經(jīng)C/Ku同軸波導(dǎo)傳播到C波段饋電端口；Ku波段信號(hào)經(jīng)C/Ku公用輻射段喇叭收集到饋源里，Ku波段信號(hào)經(jīng)圓波導(dǎo)傳播到Ku波段饋電段。本發(fā)明采用一個(gè)多頻段饋源來(lái)代替兩個(gè)饋源，解決了現(xiàn)有技術(shù)中需要將多頻段天線安裝在一輛通信車上，根據(jù)需要來(lái)回切換的麻煩，解決了重量和空間的問(wèn)題。
【IPC分類】H01Q5/55, H01Q5/20, H01Q13/02
【公開號(hào)】CN105261839
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510735086
【發(fā)明人】陳立松, 李文明, 裘德龍
【申請(qǐng)人】南京中網(wǎng)衛(wèi)星通信股份有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日