[发明专利]一种新型极化跟踪器

摘要

本发明涉及一种新型极化跟踪器，属于极化跟踪技术领域。该新型极化跟踪器主要有四大部分组成正交模耦合器、信号输入或输出总口、旋转转子和电机。新型极化跟踪器的电机带动旋转转子进行360°旋转，极化跟踪到最大的信号指向方向为止，实现极化匹配。本发明的突出优势对信号进行准确的极化跟踪，既可以做为接收极化跟踪器，将从两个平行端口进入的两路信号合成，通过旋转转子转动接收到所需要的极化方向的信号；也可以作为发射极化跟踪器，通过极化跟踪接收到卫星极化信号，然后通过极化跟踪器中的正交模耦合器分成两路信号发射出去。本发明解决了当前极化跟踪器两输出臂不平行输出的缺点，且本发明结构简单，级连方便，加工更加容易。

主权项

一种新型极化跟踪器，其特征在于包括：正交模耦合器、信号输入或输出总口(15)、旋转转子(12)、介质螺套(13)和电机(14)；正交模耦合器包括：直臂波导1(1)、直臂波导2(2)、圆形波导(11)、矩圆过渡(3)、连接波导1(7)和连接波导2(8)；正交模耦合器的直臂波导2(2)包括：阶梯阻抗调节块1(4)、阶梯阻抗调节块2(5)、阶梯阻抗调节块3(9)、阶梯阻抗调节块4(10)；圆形波导(11)包括第一面(1101)和第二面(1102)；圆形波导(11)为圆形金属波导口面，在圆形波导(11)内距离圆形波导第一面(1101)35～45mm处设置一个垂直于直臂波导1(1)窄面的耦合缝(6)；矩圆过渡(3)的一端为圆波导口，另一端为矩形波导口；直臂波导1(1)为矩形波导，一端为矩形波导口面(101)，作为极化跟踪器的端口1，另一端为矩形波导口面(102)；连接波导1(7)的一端为四角设有导角的矩形波导口(701)，另一端为四角设有导角的矩形波导口(702)；连接波导2(8)的两端均为矩形波导口，一端的矩形波导口与连接波导1(7)的四角设有导角的矩形波导口(702)相连，连接波导2(8)的另一端矩形波导口与阶梯阻抗调节块3(9)的第二侧面(904)相连；直臂波导2(2)为矩形波导，直臂波导2(2)包括第一面(201)和第二面(202)、两个窄面和两个宽面，在直臂波导2(2)的一个窄面设置与直臂波导2(2)窄面宽度相同的阶梯阻抗调节块1(4)、阶梯阻抗调节块2(5)；直臂波导2(2)的第一面(201)作为极化跟踪器的端口2；阶梯阻抗调节块1(4)、阶梯阻抗调节块2(5)均为矩形，阶梯阻抗调节块1(4)紧贴在直臂波导2(2)的一个窄面上，阶梯阻抗调节块2(5)紧贴在阶梯阻抗调节块1(4)上，直臂波导2(2)、阶梯阻抗调节块1(4)、阶梯阻抗调节块2(5)、阶梯阻抗调节块3(9)和阶梯阻抗调节块4(10)内部连通，共同构成第一中空腔体；直臂波导1(1)、矩圆过渡(3)和圆形波导(11)内部连通，共同构成第二中空腔体；连接波导1(7)、连接波导2(8)内部连通构成第三中空腔体，第三中空腔体将第一中空腔体和第二中空腔体连通构成的中空腔体外部有一定厚度的金属外壁，第一中空腔体和第二中空腔体的轴线平行；直臂波导2(2)的第一面(201)和直臂波导1(1)的波导口面(101)平齐；直臂波导2(2)的第一面(201)和直臂波导1(1)的波导口面(101)的窄边长度相等，直臂波导2(2)的第一面(201)和直臂波导1(1)的波导口面(101)的宽边相等；阶梯阻抗调节块1(4)包括第一截面(401)和第二截面(402)，阶梯阻抗调节块1(4)的第一截面(401)距离直臂波导2(2)的第一面(201)约为λ/2，阶梯阻抗调节块1(4)的第二截面(402)距离直臂波导2(2)的第二面(202)为λ/4～λ/2；阶梯阻抗调节块2(5)包括第一截面(501)和第二截面(502)，阶梯阻抗调节块2(5)的第一截面(501)距离直臂波导2(2)的第一面(201)为3λ/4；阶梯阻抗调节块2(5)的第二截面(502)距离直臂波导2(2)的第二面(202)为λ/4～λ/2；阶梯阻抗调节块1(4)的第二截面(402)与阶梯阻抗调节块2(5)的第二截面(502)平齐；在直臂波导2(2)的另一窄面靠近第一面(201)处设置与直臂波导2(2)窄面宽度相同的阶梯阻抗调节块4(10)，在直臂波导2(2)的另一窄面靠近第二面(202)处设置阶梯阻抗调节块3(9)；阶梯阻抗调节块4(10)包括第一截面(1001)和第二截面(1002)，阶梯阻抗调节块4(10)的第一截面(1001)与直臂波导2(2)的第一面(201)平齐，阶梯阻抗调节块4(10)的第二截面(1002)距离直臂波导2(2)的第二面(202)为连接波导2(8)的矩形波导口宽边的长度；阶梯阻抗调节块3(9)包括第一截面(901)、第二截面(902)、第一侧面(903)和第二侧面(904)，阶梯阻抗调节块3(9)的第一截面(901)小于阶梯阻抗调节块4(10)的第二截面(1002)，阶梯阻抗调节块3(9)的第二截面(902)与直臂波导2(2)的第二面(202)平齐，阶梯阻抗调节块3(9)的第一截面(901)和阶梯阻抗调节块4(10)的第二截面(1002)紧贴；阶梯阻抗调节块3(9)的第一侧面(903)与直臂波导2(2)的一个宽面的距离约为直臂波导2(2)的一个窄边长度的1/3，阶梯阻抗调节块3(9)的第二侧面(904)与直臂波导2(2)的另一个宽面平齐；阶梯阻抗调节块3(9)的厚度小于阶梯阻抗调节块4(10)的厚度；圆形波导(11)的第二面(1102)与矩圆过渡(3)的圆波导口相连，矩圆过渡(3)的矩形波导口连接直臂波导1(1)的一个波导口；连接波导1(7)设有导角的矩形波导口(701)连接圆形波导(11)的侧壁，使耦合缝与设有导角的矩形波导口(701)所在的平面平行；连接波导1(7)设有导角的的矩形波导口(702)与连接波导2(8)的一个矩形波导口连接，连接波导2(8)的另一个矩形波导口与阶梯阻抗调节块3(9)的第二侧面(904)及直臂波导2(2)的另一个宽面组成的平面连接；信号输入或输出总口(15)为直臂矩形波导，一端为矩形波导口面(1501)，作为极化跟踪器的端口3，另一端为矩形波导口面(1502)，信号从信号输入或输出总口(15)的矩形波导口面(1501)进入或输出；信号输入或输出总口(15)作为第四中空腔体，信号输入或输出总口(15)腔体外部有一定厚度的金属外壁，第四中空腔体通过介质螺套(13)与第二中空腔体相连；旋转转子(12)为直径小于2mm的金属实体柱状体，旋转转子(12)包括直线形的转柄部分(1201)和U形的弯钩部分，直线形的转柄部分包括第一直线形的转柄(1201)和第二直线形的转柄(1202)，U形的弯钩部分包括第一直线段(1203)、第二直线段(1204)、第三直线段(1205)；第一直线形的转柄(1201)的一端与第二直线形的转柄(1202)的一端连接；第二直线形的转柄(1202)的另一端连接U形的弯钩部分的第一直线段(1203)的一端，U形的弯钩部分的第一直线段(1203)的另一端连接U形的弯钩部分的第二直线段(1204)的一端，U形的弯钩部分的第二直线段(1204)的另一端连接U形的弯钩部分的第三直线段(1205)的一端，U形的弯钩部分的第三直线段(1205)的另一端为自由端；直线形的转柄部分的第二直线形的转柄(1202)与U形的弯钩部分的第一直线段(1203)呈90度角，U形的弯钩部分的第一直线段(1203)与U形的弯钩部分的第二直线段(1204)呈90度角，U形的弯钩部分的第二直线段(1204)与U形的弯钩部分的第三直线段(1205)呈90度角，且旋转转子(12)包括直线形的转柄部分(1201)和U形的弯钩部分在一个平面内；旋转转子(12)的第一直线形的转柄(1201)嵌套在介质螺套(13)内，旋转转子(12)的第一直线形的转柄(1201)和旋转转子(12)的第二直线形的转柄(1202)与圆形波导(11)的中轴线重合；旋转转子(12)的U形的弯钩部分的第一直线段(1203)、旋转转子(12)的U形的弯钩部分的第二直线段(1204)和旋转转子(12)的U形的弯钩部分的第三直线段(1205)插入圆形波导(11)的腔体内；介质螺套(13)的一端(1301)固定在电机(14)中，介质螺套(13)的中间部分穿过直臂波导(15)，介质螺套(13)另一端(1302)与旋转转子(12)的第一直线形的转柄(1201)相连接共同嵌套在圆形波导(11)的腔体内；若作为发射极化跟踪器：根据需要的卫星信号的极化角度，电机(14)带动极化跟踪器中的旋转转子(12)旋转到与卫星信号相同的极化角度，信号输入或输出总口(15)接收从卫星上传送过来的信号，穿过介质螺套(13)到达旋转转子(12)，信号开始在圆形波导(11)中进行传输，到达耦合针时分为第一部分信号和第二部分信号，第一部分信号依次经过圆形波导(11)、矩圆过渡(3)和直臂波导1(1)组成的第一中空腔体到达直臂波导1(1)的(101)波导口；第二部分信号通过耦合针电磁耦合依次进入第三中空腔体、第二中空腔体后，到达直臂波导2(2)的第一面(201)；到达直臂波导1(1)的(101)波导口的第一部分信号和到达直臂波导2(2)的第一面(201)的第二部分信号幅度相等，且相位相差为0°，完成极化跟踪；若作为接收极化跟踪器，极化跟踪器从卫星上接收到两路信号，分别同时进入端口1和端口2，进入端口2的信号经过耦合缝(6)的耦合与进入端口1的信号共同合成一路总信号，然后通过电机调整旋转转子(12)的角度控制合成信号的能量，即设定旋转转子(12)的初始位置为U形的弯钩部分的第三直线段(1205)与直臂波导1(1)的波导口面(101)的窄边平行，旋转转子(12)从初始位置转动α角，α为0度或180度时，合成后的总信号为进入端口1的信号，合成信号的能量为Eθ1，进入端口2的信号被隔离；α为90度或270度时，合成后的总信号为进入端口2的信号，合成信号的能量为Eθ2，进入端口1的信号被隔离；α大于0度且小于90度或者α大于90度小于180度时或者α大于180度小于270度时或者α大于270度小于360度时，合成后的总信号为进入端口1的信号和进入端口2的信号的合成信号，合成信号的能量为Eθ1cosα+Eθ2sinα，Eθ1为进入端口1的信号的能量，Eθ2为进入端口1的信号的能量，完成极化合成。