CN208570935U - 一种Ku/Ka切换双频段馈源网络 - Google Patents
一种Ku/Ka切换双频段馈源网络 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种Ku/Ka切换双频段馈源网络，其包括Ku/Ka频段切换微波网络、Ku频段极化旋转机构、两个Ka频段滤波器和固定平台，固定平台上预留的两个ka馈线端口与两个Ka频段滤波器相接通，固定平台上预留ku馈线端口与Ku频段极化旋转机构相接通，Ku/Ka频段切换微波网络为用于自由旋转进行端口切换的转子块，转子块内设置有贯穿块体的Ku频段信号通道和ka频段信号通道，ka频段信号通道与移相器相接通，旋转转子块切换至移相器的输出端口与ka馈线端口相接通或者通过旋转转子块切换至Ku频段信号通道的输出端口与ku馈线端口相接通，本实用新型馈源采取了旋转切换开关结构，整体机构简单高效。
Description
技术领域
本实用新型涉及各种形式的无线微波卫星通信中的天线或者电子侦收信号中的天线等领域中的Ku/Ka切换双频段馈源网络，它是一种分时工作的Ku/Ka双频段馈源网络，特别适用于紧凑型、小型化、对电气性能要求高等天线上，尤其适用在车载天线、船载天线、机载天线等方面使用。
背景技术
近年来，随着无线通信技术的快速发展，用途越来越广泛，现有频段资源已经不能满足需求了，开发更高频段的资源势在必行，随着卫星天线载体从地面转为车载、船载、机载等载体。
目前，Ku频段的卫星应用很广泛，Ka频段的卫星也已逐渐进入实用阶段，能够设计出小型化Ku/Ka双频段共用的卫星通信天线，Ku/Ka双频段馈源网络作为卫星通信天线***的核心部件，要求具备高性能的电气特性，包括各波导端口的电压驻波比、收发隔离度、交叉极化隔离度、方向图等化、圆极化轴比等，同时结构也要求简单紧凑有广泛的应用前景。
Ku/Ka双频段紧凑型波纹喇叭高效的共用一个主副面反射器，天线选择性的分时工作于Ku频段或者Ka频段模式，实现Ku/Ka双频段收发共用的功能，天线信号之间的干扰问题可以通过收发隔离度和交叉极化隔离度来解决，使得天线的使用率提升了一倍。
实用新型内容
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的Ku/Ka双频馈源的结构大多为同轴式结构、Ka频段信号传输依赖介质杆、电性能受限于介质杆的材料特性和加工尺寸精度、而且Ku频段信号无法调整线极化，不能满足极化跟踪要求等缺点，本实用新型提供一种Ku/Ka双频分时馈源网络，整个Ku/Ka切换双频段馈源网络结构简单紧凑。该Ku/Ka馈源网络具有良好频段隔离度、轴比、交叉极化隔离度、驻波比、辐射特性等电气性能。
提供的技术方案为：
提供了一种Ku/Ka切换双频段馈源网络，其包括Ku/Ka频段切换微波网络2、Ku频段极化旋转机构3、两个Ka频段滤波器4和固定平台，
两个Ka频段滤波器4和Ku频段极化旋转机构3都设置在固定平台下方，固定平台上预留的两个ka馈线端口一一对应的通过波导馈线与两个Ka频段滤波器4相接通，固定平台上预留ku馈线端口与Ku频段极化旋转机构相接通；
Ku/Ka频段切换微波网络2活动设置于固定平台上，Ku/Ka频段切换微波网络2为用于自由旋转进行端口切换的转子块，转子块内并列设置有贯穿块体的Ku频段信号通道和ka频段信号通道，ka频段信号通道与移相器相接通，旋转转子块切换至移相器的输出端口与ka馈线端口相接通或者通过旋转转子块切换至Ku频段信号通道的输出端口与ku馈线端口相接通。
进一步的，所述的移相器为隔板移相器，移相器延伸出两个输出通道，两个输出通道一一对应的与ka馈线端口相接通。
进一步的，所述的Ka频段滤波器4为三端口一分二滤波器。
进一步的，所述的ku馈线端口位于两个ka馈线端口之间。
进一步的，还包括旋轴和摇臂2-4-1，所述的固定平台通过轴承联接于旋轴上，所述的旋轴与转子固定连接，所述的摇臂与旋轴固定连接，在摇臂的一端竖直固定有拨杆2-4-2。
进一步的，还包括盖筒2-2，盖筒配装在固定平台上，位于盖筒上预留有公共端口，盖筒的公共端口外配装有喇叭馈源，旋转转子块切换至Ku频段信号通道公共端口相接通或者旋转转子块切换至ka频段信号通道与公共端口相接通。
进一步的，所述的Ku频段极化旋转机构包括用于调整信号极化匹配的旋转机构和用于传递信号的旋转关节5-3，所述的旋转机构包括作为转子的中心波导5-1和作为定子的定筒5-2，中心波导活动配装定筒的内腔中；
中心波导的侧壁上固连有转子匹配块，位于定筒的内壁上固连有定子匹配块，转子匹配块与定子匹配块之间封闭出沿着中心波导的外周成圆环形延伸的侧波导通道5-7，所述的侧波导通道的两端分别与中心波导上预留的信号输入耦合口5-4和定筒上预留的信号收发侧端口5-5相接通，通过改变转子匹配块与定子匹配块之间的角度改变侧波导通道的极化角度；
中心波导的顶端预留有公共端口，中心波导底端的直端口与旋转关节的波导端口相接通。
进一步的，中心波导的外壁设置开有波导槽体，位于波导槽体的一端设置有转子匹配块5-6，位于波导槽体的另一端设置有定子匹配块，定筒封闭波导槽体的顶面，定子匹配块和转子匹配块封闭波导槽体的两端以形成侧波导通道，输入耦合口与转子匹配块相对，信号收发侧端与定子匹配块相对。
进一步的，转子匹配块为具有阶梯凸台的的凸块，转子匹配块的阶梯凸台与输入耦合口正对，定子匹配块为具有阶梯凸台的的凸块，定子匹配块的阶梯凸台与侧端口正对。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型与背景技术相比具有如下优点：
1. 本实用新型馈源采用的方式为共喷口波纹喇叭，加工工艺成熟，不受介质材料的影响，可以通过机加工能够保证加工精度，电气性能良好。
2. 本实用新型采用的是分时工作方式，通过往复旋转切换的形式来进行Ku/Ka两个频段之间的交替更换，性能可靠稳定，在集成电机后可以实现自动化调控。
3. 本实用新型通过Ku频段极化旋转机构，解决了无法实现线极化调整和跟踪功能的问题，实现了Ku收发频段线极化匹配的能力。
4. 本实用新型安装在天线上既实现了Ka频段的轴比性能优良，又实现了Ku频段线线极化信号的调整与跟踪的功能，Ku/Ka两个频段都具有增益高、旁瓣低、低交叉极化、低电压驻波比等优良性能。
5. 本实用新型采用的是模块化装配方式，结构尺寸简单紧凑。
附图说明
图1为本实用新型整体结构图。
图2为本实用新型的轴视结构图。
图3为本实用新型的旋转机构的侧视结构图。
图4为本实用新型的旋转机构的剖视结构图。
图5为本实用新型的旋转机构的剖视结构图。
图6为本实用新型的Ku/Ka频段切换微波网络的切换开关结构图。
附图标记说明：喇叭馈源1、Ku/Ka频段切换微波网络2、Ku频段极化旋转机构3、Ka频段滤波器4、旋转、摇臂2-4-1、拨杆2-4-2、中心波导5-1、定筒5-2、旋转关节5-3、信号输入耦合口5-4、信号收发侧端口5-5、转子匹配块5-6、侧波导通道5-7；
具体实施方式
下面，结合图1至图6对本实用新型作进一步说明。
如图所示，Ku/Ka切换双频段馈源网络，由Ku/Ka双频段馈源1、Ku/Ka频段切换微波网络2、Ku频段极化旋转机构3、两个Ka频段滤波器4、Ka频段波导馈线5组成，Ku/Ka切换双频段馈源网络有六个波导端口和一个辐射端口，固定平台上预留的两个ka馈线端口和一个ku馈线端口，所述的ku馈线端口位于两个ka馈线端口之间，两个Ka频段滤波器4和一个Ku频段极化旋转机构3都设置在固定平台下方，Ku/Ka频段切换微波网络2活动设置于固定平台上，Ku/Ka频段切换微波网络2为用于自由旋转进行端口切换的转子块，所述的固定平台通过轴承联接于旋轴上，所述的旋轴与转子块固定连接，所述的摇臂与旋轴固定连接，在摇臂的一端竖直固定有拨杆2-4-2，通过拨动拨杆带动摇臂摆动进而带动转子块旋转，此时固定平台的位置固定，位于转子块内设置有贯穿块体的Ku频段信号通道和ka频段信号通道，ka频段信号通道与移相器相接通，移相器具有倒Y字状通道，移相器同样设置在转子块内，移相器为隔板移相器，移相器延伸出两个输出通道，两个输出通道一一对应的与ka馈线端口相接通，在旋转转子块过程中，可以任意切换至移相器的输出端口与ka馈线端口相接通或者通过旋转转子块切换至Ku频段信号通道的输出端口与ku馈线端口相接通，所述的固定平台上预留ku馈线端口与Ku频段极化旋转机构相接通；固定平台上预留的两个ka馈线端口一一对应的通过波导馈线与两个Ka频段滤波器4相接通。
所述的Ka频段滤波器4为三端口一分二滤波器。
位于转子块外设置有盖筒，盖筒固定配装在固定平台上，位于盖筒上预留有公共端口，盖筒的公共端口外配装有喇叭馈源，旋转转子块切换至Ku频段信号通道公共端口相接通或者旋转转子块切换至ka频段信号通道与公共端口相接通。
Ku/Ka切换双频段馈源网络采用的是分时工作方式，即在选取Ku频段工作或者Ka频段工作通过拨动切换装置进行工作频段转换，其Ku频段工作极化为线极化，Ka频段工作极化为圆极化，Ku频段的线极化面调整功能通过Ku频段极化旋转机构来实现，整个Ku/Ka切换双频段馈源网络结构简单紧凑。
如图3-6所示，所述的Ku频段极化旋转机构包括用于调整信号极化匹配的旋转机构和用于传递信号的旋转关节5-3，所述的旋转机构包括作为转子的中心波导5-1和作为定子的定筒5-2，中心波导活动配装定筒的内腔中，中心波导的侧壁上固连有转子匹配块，位于定筒的内壁上固连有定子匹配块，转子匹配块与定子匹配块之间封闭出沿着中心波导的外周成圆环形延伸的侧波导通道5-7，所述的侧波导通道的两端分别与中心波导上预留的信号输入耦合口5-4和定筒上预留的信号收发侧端口5-5相接通，通过改变转子匹配块与定子匹配块之间的角度改变侧波导通道的极化角度，中心波导的顶端预留有公共端口，中心波导底端的直端口与旋转关节的波导端口相接通。
中心波导的外壁设置开有波导槽体，位于波导槽体的一端设置有转子匹配块5-6，位于波导槽体的另一端设置有定子匹配块，定筒封闭波导槽体的顶面，定子匹配块和转子匹配块封闭波导槽体的两端以形成侧波导通道，输入耦合口与转子匹配块相对，信号收发侧端与定子匹配块相对。
转子匹配块为具有阶梯凸台的的凸块，转子匹配块的阶梯凸台与输入耦合口正对，定子匹配块为具有阶梯凸台的的凸块，定子匹配块的阶梯凸台与侧端口正对。
Ku/Ka双频段馈源的工作频率范围为Ku频段覆盖收发频率、Ka频段覆盖收发频率。
本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
本实用新型实施案例设计和制造了一套Ku/Ka切换双频段馈源网络应用于0.9米天线。实测结果表明，在Ka频段馈源网络接收频率为19.6~21.2GHz，发射频率为29.4~31GHz，Ka频段收发轴比小于1dB， Ku频段接收频率为12.25~12.75GHz，发射频率为14~14.5GHz，Ku收发频段的交叉极化隔离度小于-35 dB，辐射方向图旋转对称，Ku/Ka双频段的天线第一旁瓣小于-14dB、电压驻波比小于1.3等其他电气性能良好，达到了良好的指标要求。
以上所述，仅为本实用新型比较好的实施方案，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的相关技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.Ku/Ka切换双频段馈源网络，其特征在于：包括Ku/Ka频段切换微波网络(2)、Ku频段极化旋转机构(3)、两个Ka频段滤波器(4)和固定平台(6)，
两个Ka频段滤波器(4)和Ku频段极化旋转机构(3)都设置在固定平台下方，固定平台上预留的两个ka馈线端口一一对应的通过波导馈线与两个Ka频段滤波器(4)相接通，固定平台上预留ku馈线端口与Ku频段极化旋转机构相接通；
Ku/Ka频段切换微波网络(2)活动设置于固定平台上，Ku/Ka频段切换微波网络(2)为用于自由旋转进行端口切换的转子块，转子块内并列设置有贯穿块体的Ku频段信号通道和ka频段信号通道，ka频段信号通道与移相器相接通，旋转转子块切换至移相器的输出端口与ka馈线端口相接通或者通过旋转转子块切换至Ku频段信号通道的输出端口与ku馈线端口相接通。
2.根据权利要求1所述的Ku/Ka切换双频段馈源网络，其特征在于：所述的移相器为隔板移相器，移相器延伸出两个输出通道，两个输出通道一一对应的与ka馈线端口相接通。
3.根据权利要求2所述的Ku/Ka切换双频段馈源网络，其特征在于：所述的Ka频段滤波器(4)为三端口一分二滤波器。
4.根据权利要求1所述的Ku/Ka切换双频段馈源网络，其特征在于：所述的ku馈线端口位于两个ka馈线端口之间。
5.根据权利要求2所述的Ku/Ka切换双频段馈源网络，其特征在于：还包括旋轴和摇臂(2-4-1)，所述的固定平台通过轴承联接于旋轴上，所述的旋轴与转子固定连接，所述的摇臂与旋轴固定连接，在摇臂的一端竖直固定有拨杆(2-4-2)。
6.根据权利要求2所述的Ku/Ka切换双频段馈源网络，其特征在于：还包括盖筒(2-2)，盖筒配装在固定平台上，位于盖筒上预留有公共端口，盖筒的公共端口外配装有喇叭馈源，旋转转子块切换至Ku频段信号通道公共端口相接通或者旋转转子块切换至ka频段信号通道与公共端口相接通。
7.根据权利要求2所述的Ku/Ka切换双频段馈源网络，其特征在于：所述的Ku频段极化旋转机构包括用于调整信号极化匹配的旋转机构和用于传递信号的旋转关节(5-3)，所述的旋转机构包括作为转子的中心波导(5-1)和作为定子的定筒(5-2)，中心波导活动配装定筒的内腔中；
中心波导的侧壁上固连有转子匹配块，位于定筒的内壁上固连有定子匹配块，转子匹配块与定子匹配块之间封闭出沿着中心波导的外周成圆环形延伸的侧波导通道(5-7)，所述的侧波导通道的两端分别与中心波导上预留的信号输入耦合口(5-4)和定筒上预留的信号收发侧端口(5-5)相接通，通过改变转子匹配块与定子匹配块之间的角度改变侧波导通道的极化角度；
中心波导的顶端预留有公共端口，中心波导底端的直端口与旋转关节的波导端口相接通。
8.根据权利要求7所述的Ku/Ka切换双频段馈源网络，其特征在于：
中心波导的外壁设置开有波导槽体，位于波导槽体的一端设置有转子匹配块(5-6)，位于波导槽体的另一端设置有定子匹配块，定筒封闭波导槽体的顶面，定子匹配块和转子匹配块封闭波导槽体的两端以形成侧波导通道，输入耦合口与转子匹配块相对，信号收发侧端与定子匹配块相对。
9.根据权利要求8所述的Ku/Ka切换双频段馈源网络，其特征在于：转子匹配块为具有阶梯凸台的凸块，转子匹配块的阶梯凸台与输入耦合口正对，定子匹配块为具有阶梯凸台的凸块，定子匹配块的阶梯凸台与侧端口正对。
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| CN201820441615.1U CN208570935U (zh) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 一种Ku/Ka切换双频段馈源网络 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110289483A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-09-27 | 北京达顺威尔科技有限公司 | 双频双圆极化导航测控天线馈源 |
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2018
- 2018-03-29 CN CN201820441615.1U patent/CN208570935U/zh active Active
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| CN110289483A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-09-27 | 北京达顺威尔科技有限公司 | 双频双圆极化导航测控天线馈源 |
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