Ka宽频带正交模耦合器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卫星通信领域中的一种Ka宽频带正交模耦合器设计，能够满足所有 Ka频段卫通收发天线的微波网络设计需求，尤其适用于圆极化双反射面天线的微波网络设 计。
【背景技术】
[0002] 新世纪以来，日新月异的卫星通信技术，要求微波技术随之不断进步，宽带和小型 化成为微波无源器件设计的主题。而新思想，新理论和新工艺保证了诸多高精度元器件的 设计完成。正交模耦合器，简称0ΜΤ，是微波网络中的核心元器件，其主要功能是实现正交极 化信号的分离。其应用时直接和馈源相连，因此其工作带宽决定了天线的使用带宽。可见， 正交模耦合器的设计好坏对于天线来说至关重要。
[0003] 正交模耦合器的发展已经有五六十年的历史，但直到上世纪90年代，随着宽带天 线技术的发展，宽带正交模耦合器的设计才有了质的进步。正交模耦合器种类很多，不同的 类型应用于不同的场所。在此将主要的正交模耦合器类别罗列如下，并将其大概的优缺点 做简单的分析总结。
[0004] 1、传统侧壁耦合正交器。使用频带较窄，结构不对称，但隔离度较高，加工容易；
[0005] 2、鳍线结构宽带正交器。该类正交器频带设计较宽，应用频率较高，加工容易，但 端口隔离度不高，交叉极化性能较差；
[0006] 3、四脊结构宽带正交器。频带设计很宽，但主要应用于较低频率；
[0007] 4、结构宽带正交器。设计频率很宽，结构紧凑，但输出口不等相，结构复 杂，加工较难；
[0008] 5、双脊结构正交器。与B0lf〇t正交器类似；
[0009] 6、对称负反馈结构正交器。使用频率较宽，等相输出。但结构复杂，加工较难；
[0010] 7、传统十字转门结构正交器。设计频率很宽，无探针和膜片，不用调试，但加工复 杂，成本较高。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供一种能够分离正交极化模式的器件一Ka正交模耦合器，本发 明具有超宽带、高隔离度、输出等相、插入损耗小、驻波比小、功率容量大、加工容易等诸多 优点。该正交器能够满足Ka通信全频带微波网络的设计需求，尤其适用于圆极化网络的设 计。
[0012] 本发明的目的是这样实现的：
[0013] Ka宽频带正交模耦合器，其包括，十字分波头1，所述的十字分波头1的四个波导 出口上各接一等相弯波导弯2,其中处于同一直线方向上的的两个波导出口上所接的两个 等相弯波导2成对称关系，每对成对称关系的两个等相弯波导2的波导出口都汇聚到一 T 型合成头3上，在每个T型合成头3的公共口上都接有一扭波导。
[0014] 进一步的，所述的十字分波头1由上下相叠经定位焊接而固定的圆波导11和阻抗 匹配块12组成，在阻抗匹配块12的中央设有方形匹配块台阶，所述的阻抗匹配块12的方 形匹配块台阶的对称轴与圆波导11的波导腔的中轴线相重合。
[0015] 进一步的，圆波导11底部所带有的四个支路皆相交叉，且在每个交叉位置处都倒 有切角。
[0016] 进一步的，所述的阻抗匹配块12中的方形匹配块台阶的台阶层数为5层。
[0017] 进一步的，所述的一对成对称关系的等相弯波导2的对称轴和另一对成对称关系 的等相弯波导2的对称轴相垂直。
[0018] 进一步的，在其中一个T型合成头3上接有45°顺扭波导4,在另一个T型合成头 3上接有45°逆扭波导5,45°顺扭波导4和45°逆扭波导5的波导口的宽边平行。
[0019] 进一步的，所述的扭波导由3个开有高精度止口的阻抗匹配块焊接而成。本发明 与【背景技术】相比具有如下优点：
[0020] 1、本发明继承十字分波头宽带特性，通过将传统十字分波头中圆柱匹配改为方形 柱匹配层，并在圆波导中支路交叉位置加切角实现了带宽的进一步拓展，正交器带宽满足 Ka通信频率全带宽覆盖，相对带宽达到54%。
[0021] 2、本发明采用4根等相弯波导组成极化合成网络，保证了正交模耦合器两信号输 出通道电气结构和物理结构的对称性，其简单的波导结构极大简化了正交器的加工难度。
[0022] 3、本发明中输出口通过2种45°扭波导将两正交极化波的电场方向变化到同一 方向，利于后端的微波网络合成；
[0023] 4、十字分波头1内匹配块和T型合成器中匹配层的倒角圆滑处理，以及波导合成 网络的纯波导结构设计，提高了正交器的功率承受能力。
[0024] 5、电气指标优良，具有高隔离度，超宽带特性，低驻波，低插入损耗的特性；
[0025] 6、本发明原理简单、结构美观、设计简便、易于加工，为Ka通信天线特别是圆极化 天线微波网络的设计提供保障。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明的结构示意图；
[0027] 图2是本发明中十字分波头的结构示意图；
[0028] 图3是本发明中圆波导的底部视图和内部剖面示图；
[0029] 图4是本发明中阻抗匹配块的顶部视图和截面剖示图；
[0030] 图5是本发明中波导合成网络的结构示意图；
[0031] 图6是本发明中Y型合成器的结构示意图；
[0032] 图7是本发明中45°顺扭波导的结构示意图；
[0033] 图8是本发明中45°逆扭波导的结构示意图；
[0034] 图9是本发明中45°逆扭波导的截面剖视图；
[0035] 附图标记说明：十字分波头一 1、等相弯波导一2、T型合成头一3、45°顺扭波导一 4、45°逆扭波导一5、圆波导一 11、阻抗匹配块一 12。
[0036] 如图1所示，本发明主要由宽带十字分波头1、四节等相弯波导组成的波导合成网 络2、2个T型合成头3、45°顺扭波导4和45°逆扭波导5组成，各零部件通过阴阳法兰加 密封圈的螺连方式保证宽带正交模耦合器的气密性设计。矩形波导设计法兰出口为BJ220 标准出口，执行国标GB 11449.2