[发明专利]一种非对称极小化Ka双圆极化频率双工器

说明书

本发明公开了一种非对称极小化Ka双圆极化频率双工器，包括：镜像虚拟非对称耦合枢纽结构、下行滤波器Ⅰ/Ⅱ、H面立体折叠90°电桥、上行圆极化器、镜像结构Ⅰ/Ⅱ；镜像虚拟非对称耦合枢纽结构上设置有方口、矩口Ⅰ～Ⅳ；上行圆极化器通过方口与镜像虚拟非对称耦合枢纽结构连接；下行滤波器Ⅰ/Ⅱ分别通过矩口Ⅰ/Ⅱ与镜像虚拟非对称耦合枢纽结构连接；镜像结构Ⅰ/Ⅱ分别通过矩口Ⅲ/Ⅳ与镜像虚拟非对称耦合枢纽结构连接；H面立体折叠90°电桥分别与下行滤波器Ⅰ/Ⅱ连接。本发明用镜像虚拟非对称耦合枢纽结构和H面立体折叠90°电桥的设计，攻克了现有馈源由于其包络尺寸较大无法应用于1Tbps的超大容量卫星通信系统合成多波束馈源阵列中的问题。

技术领域

本发明属于星载合成多波束天线技术领域，尤其涉及一种非对称极小化Ka双圆极化频率双工器。

背景技术

天地一体化系统通信体制、支持海量终端的地面系统架构设计、天地一体跳波束技术、宽带灵活载荷星上数字透明处理、极窄波束高增益低旁瓣多波束天线等，皆是基于1Tbps的超大容量通信卫星系统。

若要发展超大容量通信卫星系统，研制具有自主知识产权的合成多波束天线是天线领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种非对称极小化Ka双圆极化频率双工器，采用镜像虚拟非对称耦合枢纽结构和H面立体折叠90°电桥的设计，攻克了现有馈源由于其包络尺寸较大无法应用于1Tbps的超大容量卫星通信系统合成多波束馈源阵列中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种非对称极小化Ka双圆极化频率双工器，包括：镜像虚拟非对称耦合枢纽结构、下行滤波器Ⅰ、H面立体折叠90°电桥、上行圆极化器、下行滤波器Ⅱ、镜像结构Ⅰ和镜像结构Ⅱ；其中，镜像虚拟非对称耦合枢纽结构上设置有方口、矩口Ⅰ、矩口Ⅱ、矩口Ⅲ和矩口Ⅳ；

上行圆极化器通过方口与镜像虚拟非对称耦合枢纽结构连接；

下行滤波器Ⅰ和下行滤波器Ⅱ分别通过矩口Ⅰ和矩口Ⅱ与镜像虚拟非对称耦合枢纽结构连接；

镜像结构Ⅰ和镜像结构Ⅱ分别通过矩口Ⅲ和矩口Ⅳ与镜像虚拟非对称耦合枢纽结构连接；

H面立体折叠90°电桥分别与下行滤波器Ⅰ和下行滤波器Ⅱ连接。

在上述非对称极小化Ka双圆极化频率双工器中，镜像虚拟非对称耦合枢纽结构上还设置有公共圆端口和方脊波导；

方口位于镜像虚拟非对称耦合枢纽结构的下端；

矩口Ⅰ、矩口Ⅱ、矩口Ⅲ和矩口Ⅳ位于镜像虚拟非对称耦合枢纽结构中部的四个侧面；其中，矩口Ⅰ与矩口Ⅱ正交设置，矩口Ⅲ与矩口Ⅳ正交设置；

公共圆端口位于镜像虚拟非对称耦合枢纽结构的上端，公共圆端口作为非对称极小化Ka双圆极化频率双工器与其他外部设备连接的端口；

方脊波导位于镜像虚拟非对称耦合枢纽结构的公共圆端口与方口之间。

在上述非对称极小化Ka双圆极化频率双工器中，H面立体折叠90°电桥上设置有输出端口A和输出端口B；下行滤波器Ⅰ上设置有输入端口A，下行滤波器Ⅱ上设置有输入端口B；其中，下行滤波器Ⅰ的输入端口A与H面立体折叠90°电桥的输出端口A空间级联；下行滤波器Ⅱ的输入端口B与H面立体折叠90°电桥的输出端口B空间级联。

在上述非对称极小化Ka双圆极化频率双工器中，下行滤波器Ⅰ上还设置有输出端口C，下行滤波器Ⅱ上还设置有输出端口D；其中，下行滤波器Ⅰ的输出端口C与矩口Ⅰ连接，下行滤波器Ⅱ的输出端口D与矩口Ⅱ连接。

在上述非对称极小化Ka双圆极化频率双工器中，H面立体折叠90°电桥上还设置有下行左旋输入端口和下行右旋输入端口；其中，下行左旋输入端口和下行右旋输入端口用于传输下行频段信号。