[发明专利]一种基于同轴十字转门耦合器的多频馈源网络

说明书

本发明公开了一种基于同轴十字转门耦合器的多频共用馈源网络，属于无线通信技术领域。其包括同轴十字转门耦合器、两个宽带扭波导片、两个LS双频段频率双工器与一套C频段微波网络。本发明电性能优异，加工简单，可以使用在L/S/C、C/X/Ku、X/Ku/K、K/Ka/EHF等频段三频共用馈源，或者L/S/C/X等频段四频共用馈源，是对现有技术的一种重要改进。

技术领域

本发明涉及导航测控、无线通信及射电天文技术领域，特别是指一种基于同轴十字转门耦合器的多频馈源网络。

背景技术

在导航测控、卫星通信等领域收发共用已经普遍使用，而且随着卫星频谱资源的增多，并且鉴于天线系统成本及布设的优势，双频共用天线使用的也日益广泛，并进一步带来了三频共用馈源甚至四频共用馈源的需求。但是，频率相差过大时，圆波导内部容易激励波导传输的高次模，对此，双频应用时尚能控制，三频共用时则很难实现较好的电气性能。同轴十字转门耦合器由于可以在同轴波导内传输一路信号，在同轴波导内导体中空形成的圆波导内传输另一路信号，因此可以方便的构筑双频或多频馈源。

但是，现有技术中的同轴十字转门耦合器在同轴波导通路带宽较窄，不能传输双频信号，只能在同轴内导体中空形成的圆波导中传输双频信号形成三频馈源。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于同轴十字转门耦合器的多频馈源网络，其可以传输L/S、X/Ku、Ku/K等双频信号，并在同轴内导体中空形成的圆波导中传输更高频段信号，从而形成三频甚至四频馈源。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于同轴十字转门耦合器的多频馈源网络，其包括一个十字转门耦合器、两个宽带扭波导片、两个频率双工器以及一套微波网络，所述十字转门耦合器包括同轴波导结构、两个矩形波导端口以及连接矩形波导端口与同轴波导结构的两组功率合成/分配管路，两组功率合成/分配管路通过四个围绕同轴波导结构均匀分布的矩形耦合波导结构与所述同轴波导结构连接，所述同轴波导结构的内导体金属的中央具有用于形成圆波导的圆柱形通孔，所述微波网络的信号频率高于所述十字转门耦合器中同轴波导结构内传输的信号频率，所述宽带扭波导片为双脊波导结构；所述频率双工器为三端口腔体结构，该三端口腔体结构包括一个用于传输较高频率段信号的矩形波导端口、一个用于传输较低频率段信号的矩形波导端口，以及一个用于传输较高频率段与较低频率段信号的公共矩形波导端口，所述十字转门耦合器的两个矩形波导端口分别通过一个所述宽带扭波导片与一个所述频率双工器的公共矩形波导端口连接，相互连接的频率双工器的公共矩形波导端口与十字转门耦合器的矩形波导端口中所传输的两个波导的横截面的纵向对称轴之间呈45°夹角，所述宽带扭波导片的中心平面恰为该宽带扭波导片所接的十字转门耦合器端口和频率双工器端口之间夹角的角平分面。

可选的，所述十字转门耦合器的同轴波导结构的底部具有一个底面为圆形或正方形的正柱体形凸起，所述凸起与所述同轴波导结构共轴，所述凸起延伸至四个矩形耦合波导结构的区域内并在每个矩形耦合波导结构的底面上形成一个横向贯穿整个矩形耦合波导结构的台阶结构，每个矩形耦合波导结构上的台阶结构相对于该矩形耦合波导结构的纵向中垂面镜像对称且在贯穿矩形耦合波导结构的方向上平滑延伸；所述同轴波导结构内导体末端还具有作为阻抗匹配结构的金属圆台结构，所述金属圆台结构与同轴波导结构共轴且金属圆台结构的底面与所述凸起的顶面相连。

可选的，所述金属圆台结构的顶面直径大于或等于所述同轴波导结构内导体金属的直径。

可选的，所述同轴波导结构的外导体金属与四个矩形耦合波导结构之间均具有倒圆角结构。

可选的，所述宽带扭波导片为具有矩形内腔且矩形内腔的两个长边壁上各具有一个凸起的脊的脊波导，两个脊相对于脊波导的中心面镜像对称，脊波导的宽边与窄边分别大于频率双工器的公共矩形波导端口及十字转门耦合器的矩形波导端口的宽边与窄边。