[发明专利]三频带馈送组件系统和方法

说明书

本文提供了一种在不同频带(例如，低、中和高频带)下工作的馈送组件。馈送组件包括低、中和高频带共用的馈电喇叭、用于发射在低带频带中的信号的同轴偏振器、用于发射在低带频带中的信号并支持中和高频带的同轴正交模态换能器(OMT)以及设置在馈送组件的中心导体中的多杆，该多杆对中频带和高频带共用。馈送组件包括具有不同的部分的三频带馈送组件，以支持低频带中的信号以及中频带和高频带中的信号。

背景技术

如本领域中已知的，常规的SATCOM终端在具有明显尺寸限制的应用中利用小型或低轮廓(low profile)的反射器天线。小型或低轮廓反射器天线通常包括馈送组件，该馈送组件在相应的天线系统中从发送器发送信号或将信号接收到接收器。但是，馈送组件的尺寸可能限制小型或低轮廓的反射器天线可以被用于其中的SATCOM应用的类型。此外，许多馈送组件仅配置为提供并支持单频带或双频带操作。

发明内容

本文公开的概念、系统和技术提供了一种紧凑的三频带馈送组件，其在第一、第二和第三频带(例如，低、中和高频带)下工作，并且可以被用在各种反射器天线应用中。三频带馈送组件包括各种部件，以提供与本领域已知的馈送组件相比具有更小尺寸的馈送组件。例如，在一些实施例中，馈送组件包括：支持低、中和高频带的紧凑的馈电喇叭和紧凑的匹配部分；支持低频带中的信号的同轴偏振器和正交模态换能器(orthomode transducer,OMT)；在使用圆波导的中心导体中的多杆和偏振器，以支持中和高频带的信号；以及双工器，以将一个或多个中频带端口与高频带端口分离。因此，馈送组件提供了具有不同部分的三频带馈送组件，以支持低频带中的信号以及中频带和高频带中的信号。

三频带馈送组件可以被设计用于相对小或低轮廓的反射器天线，以用于对于相应的反射器天线具有有限空间的应用，例如但不限于，机载、船载或地面移动平台。与本领域中已知的其它馈送组件的可比较部件相比，三频带馈送组件的部件可具有更小(例如，紧凑)的尺寸。例如，同轴偏振器的长度可以大约等于在低频带中的工作频率下的波长的一半。在一个实施例中，同轴偏振器包括具有凹口矩形形状的一个或多个部分。在一些实施例中，可以至少部分地基于具有凹口矩形形状的一个或多个部分的性质以及用于形成同轴偏振器的材料的性质来实现减小的尺寸。

OMT可以具有紧凑的尺寸，使得两个低频带端口被布置成非常接近但彼此正交。在同轴波导中，一对短接翼片(shorting fin)被用于在两个正交端口之间提供额外的隔离。可以基于相应反射器天线的回波损耗阈值(return loss threshold)和隔离阈值(isolation threshold)来调整两个端口之间的距离。

用于反射器天线的多频带馈送设计的两个关键挑战是对于所有频带具有相似的波束宽度以及具有共同的相位中心。采用不同的波束宽度，天线的照度或溢出效率(spillover efficiency)将受到影响。不具有公共的相位中心，天线的相位效率将受到影响。馈电喇叭的物理性质是，它通常在较低的频率下具有较宽的波束宽度，并且它随着频率的增加而变得更窄。大多数馈电喇叭的相位中心位置也会随频率而变化。在实施例中，在低、中和高频带中的每个频带下馈送组件的相应的波束宽度近似相等。例如，在一些实施例中，用于低、中和高频带中的每个频带的波束宽度(例如，10-db波束宽度)可以是大约74度。在实施例中，馈送组件对于低、中和高频带中的每个频带具有公共的相位中心，以在低、中和高频带中的每个频带下提供高的天线效率。

本文描述的系统可以独立地或者与另一特征结合地包括一个或者多个下列特征。

在第一方面，提供了一种用于反射器天线的馈送组件，该馈送组件具有：低、中和高频带共用的馈电喇叭；同轴的偏振器，以发射低带频带中的信号并支持中和高频频带；同轴正交模态换能器(OMT)，以发射低频带中的信号并支持中和高频带；以及在馈送组件的中心导体中设置的多杆，该多杆对于中和高频带共用并支持低频带。

同轴偏振器的长度可以对应于低频带中的工作频率下的波长的一半。在一些实施例中，同轴偏振器的长度对应于形成同轴偏振器的材料的性质和同轴偏振器的形状。同轴偏振器可包括具有凹口矩形形状的部分。