[发明专利]一种Ka频段波导功率分配网络

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ka频段波导功率分配网络，可用于Ka频段动中通阵列天线中的工作频段跨超宽频带的场合，属于微波器件技术领域。

背景技术

目前，应用Ka频段的卫星通信技术拥有其他频段不具备的优势，如相比于传统的Ku频段通信卫星，Ka频段卫星能够支持的通信节点数量远远大于Ku频段。而且，Ka频段通信卫星具有4倍于Ku频段卫星的通信带宽。工作于Ka频段的通信卫星采用点波束后，单个点波束能够覆盖250km～1000km半径的区域，能够提供10～25倍的频率复用，能够支持更小巧的终端设备。因此，一颗Ka频段通信卫星具备相当于20～30颗普通通信卫星的能力。

Ka频段的动中通的收发频段一般跨较大的带宽，工作频段组合较多，这就需要天线具有相应的跨宽频带工作的能力。天线辐射单元一般可以跨较宽的频带，主要限制就在功分网络上面。目前见诸报道的Ka频段的功分网络一般都是单频工作，以其较大的带宽来尽量覆盖通信所使用的频段。但对于Ka频段的卫星通信领域，可分配频带较宽，具体工作频段机动性较大，常规的功率分配网络难以满足工作需要。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种Ka频段波导功率分配网络，本发明通过对波导E面T形结的优化，使得Ka频段波导功率分配网络驻波响应曲线为一个开口向下的抛物线状，中间高、两侧低，多级波导E面T形结级联后，整个波导功分网络具有两段边频的驻波特性好的特点。

本发明的技术解决方案：

一种Ka频段波导功率分配网络，其特征在于包括：多个波导E面T形结构级联而成；其中每级波导E面T形结构又包括输入波导，输出波导，调谐结构；

前一级波导E面T形结构的输出端连接后一级波导E面T形结构的输入端；

输入波导以一定形式与输出波导相互连接，并且输出波导两端关于其与输入波导的连接处中心对称；

调谐结构为位于输出波导表面的凹陷结构，其位于输出波导与输入波导连接位置对侧的表面上；所述调谐结构为立方体凹陷结构

每级波导E面T形结构工作在主模模式。

所述输入波导与输出波导相互连接的形式分为三种：

(a)所述输入波导为立方体结构，输入波导与输出波导垂直连接，并在输出波导端口的表面添加调谐台阶，调谐台阶位于调谐结构所在的输出波导表面一侧；所述调谐结构的长约为一个波长，高约为十分之一波长，宽为输出波段宽度；所述调谐台阶的宽为输出波段宽度，高约为十分之一波长；

(b)所述输入波导为异形结构，其外轮廓线由两段相互外切的四分之一圆弧连接组成；同时在输出波导与输入波导的连接位置加入新的调节结构；所述调谐结构的长约为二分之一波长，高约为十分之一波长，宽为输出波段宽度；所述调节结构的宽为输出波段宽度，高约为十分之一波长；

(c)所述输入波导梯形结构，输入波导以非垂直的角度与输出波导相互连接；所述调节结构的宽为输出波段宽度，高约为十分之一波长；所述调节结构的长约为二十分之一波长，宽为输出波段宽度，高约为二十分之一波长。

本发明相对于现有技术的有益效果：

(1)本发明多级波导E面T形结级联组成的组成网络，具有在整个覆盖的频段上边频响应良好，中心频段响应较差的特性，能够满足Ka频段卫星通信系统的工作需求。

(2)本发明的整个功率分配网络由波导E面T形结级联而成，结构简单，同时整个网络的调谐量均由侧壁上凹陷的调谐结构或者突出的调谐台阶调节，不包含探针、膜片等加工难度高的机械结构，使得本发明加工简单，节省了成本，实用性大大增强。

(3)本发明的整个波导网络工作在主模式，可以在宽边中心线处切开进行基于机铣工艺加工，切开后的波导结构依靠螺钉结构连接，而不会影响波导网络的电性能。

(4)本发明的输入波导可以采用异形处理，当排布网络空间有限时，可以对网络的各部分进行弯折、弯曲等处理方式，大大节省了设计空间，提高了适应性；同时采用异形处理时增加新的调谐结构，能够适应多种结构，通用性更强，。

(5)本发明在波导输出端口可以根据需求进行动态调整，该调整所引起的影响采用调节台阶和调谐结构进行调整，这样该网络就可以适用于多种应用。

(6)本发明的波导功率分配网络，当采用弯曲异形处理时，通过增加新的调节结构，既可以做成等幅功分，做成不等幅功分的，以适用于更多应用，适用性更强。

附图说明

图1为本发明输入波导和输出波导垂直连接的结构示意图；

图2为本发明输入波导和输出波导弯曲连接的结构示意图；