一种Ku/Ka双频段分时复用馈源网络的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于反射面天线馈源网络领域，尤其涉及一种Ku/Ka双频段分时复用馈源网络，本馈源网络可实现两种分时工作状态，分别为Ku频段线极化收发工作状态和Ka频段圆极化收发工作状态。
【背景技术】
[0002]随着卫通通信技术的飞速发展，天线系统对于Ka频段的应用需求日益广泛。目前，大多数船载、机载卫星通信天线系统，经常要求在保留Ku频段信号通信能力的前提下，实现对于Ka频段圆极化信号的收发功能。对于口径在1.2米以上的反射面天线，工程应用中多采用Ku/Ka双频段共用馈源网络，实现Ku频段线极化收发和Ka频段圆极化收发两种工作状态的同时工作;对于口径在0.8米以下的反射面天线，由于空间结构的限制，无法采用Ku/Ka双频段共用馈源网络，大多采用Ku/Ka双频段分时复用的形式，保证天线在Ku、Ka两个频段均具备通信的能力。
[0003]目前，国内外用于反射面天线的双频段分时复用馈源网络多采用人工/电动更换馈源网络或者前后馈源网络分离并翻转副反射面两种方案。人工/电动更换馈源网络方案中，两个频段各自使用一套独立的馈源网络，人工或者电动实现两个馈源网络之间的切换。其中，人工更换馈源网络方式结构简单，但是难以适用于需要频繁切换的工程，电动更换馈源网络方式虽然实现了自动化，在任意时刻都可以实现两个馈源网络之间的切换，但是通常结构较复杂，切换时间长，并且两个馈源网络互相遮挡，减小了反射面的利用效率。前后馈源网络分离并翻转副反射面方案中，两个频段各自使用一套独立的馈源网络，一个频段的馈源网络后馈，另一个频段的馈源网络前馈，通过翻转副反射面实现前馈和后馈两套馈源网络之间的切换，这种方案切换过程自动完成，馈源网络结构简单，天线效率较高，缺点是翻转机构结构复杂，切换时间较长，重量较大，并且前馈馈源网络体积和重量受限。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:克服现有技术的所述不足，提供一种性能优良的Ku/Ka双频段分时复用馈源网络，它不仅能够实现Ku、Ka两个频段的快速、自动切换功能，而且同时具有结构紧凑、可靠性好、驻波比小、Ka频段圆极化轴比小以及Ku频段线极化交叉极化好等特点，适用于高性能小口径反射面天线。
[0005]本发明的目的是这样实现的:
[0006]提供了一种Ku/Ka双频段分时复用馈源网络，其包括依次相接且相复合在一起的Ku/Ka双频段切换开关1和Ku频段线极化收发两端口馈源网络2组成；
[0007]所述的Ku/Ka双频段切换开关1包括圆柱形转子12和用于容纳圆柱形转子12的定筒，圆柱形转子12同轴设置在定筒内，在定筒的前盖板11-1和后盖板11-3上各开有一波导P;
[0008]所述的圆柱形转子12内嵌入有圆波导、Ka频段隔板圆极化器12_3和驱动电机12-4，所述的驱动电机12-4上配装有齿轮12-5，该齿轮12-5穿过圆柱形转子12上所预留的豁口与定筒的内壁上所预留的齿轮圈相啮合，圆波导的中轴线与圆柱形转子12的中轴线相平行，所述的圆波导的一端的波导端口和Ka频段隔板圆极化器12-3的公共口与圆柱形转子12的前端面相齐平，所述的圆波导的另一端的波导端口和Ka频段隔板圆极化器12-3的支路端口与圆柱形转子12的后端面相齐平，与Ka频段隔板圆极化器12-3的支路端口相对应的在定筒的后盖板11-3上预留有方形波导口，所述的圆波导的中心点、Ka频段隔板圆极化器12-3公共端口的中心点、所述的定筒的两端面上开有的波导口的的投影点皆位于同一正圆上，所述的Ku频段线极化收发两端口馈源网络2的公共口与后盖板11-3上开有的波导口相对接。
[0009]进一步的，所述的Ku频段线极化收发两端口馈源网络2由Ku频段收发极化双工器21、Ku频段阻发滤波器22及Ku频段L形旋转关节23组成，Ku频段收发极化双工器21的公共端口与后盖板11-3上的波导口相接通，Ku频段收发极化双工器21的侧臂端口连接Ku频段阻发滤波器22，Ku频段收发极化双工器21的直通端口连接Ku频段L形旋转关节23，在L形旋转关节23上配装有协动齿轮。
[0010]进一步的，所述的Ku频段收发极化双工器21的公共端口通过动波导11-4与后盖板11 -3的波导口相接通，动波导11 -4配装在后盖板11 -3的波导口内，在下盖板11 -3上固定安装有一极化驱动步进电机24，极化驱动步进电机24上配装的驱动齿轮25与协动齿轮相啮入口 ο
[0011]进一步的，还包括轴承11-6、轴承盖板11-7，所述的轴承11-6嵌入至后盖板的波导口内，动波导11-4插入至轴承11-6中，所述的轴承11-6及动波导11-4通过轴承盖板11-7固定在定筒的后盖板上。
[0012]进一步的，所述圆柱形转子12由第一分块12-1、第二分块12-2组成，第一分块12-1内设有用于固定步进电机12-4的容纳腔，在第一分块内设有圆波导，，所述的第一分块12-1和第二分块12-2的接触面处开有刚好可以组成用于容纳Ka频段隔板圆极化器12-3的槽体；
[0013]进一步的，在圆波导的两个波导端口及圆极化器12-3的公共口和支路端口处都开有扼流槽。
[0014]进一步的，所述Ka频段隔板圆极化器12-3两个支路端口中的其中一个输出端口为BJ220标准波导接口，另外一个输出端口为BJ320标准波导接口。
[0015]进一步的，所述圆波导的轴线到圆柱形转子12的轴线的距离与Ka频段隔板圆极化器12-3轴线到圆柱形转子12轴线的距离相等；圆波导的轴线中点到圆柱形转子12轴线中点的连线与Ka频段隔板圆极化器12-3轴线中点到圆柱形转子12轴线中点连线的夹角为120°。
[0016]进一步的，所述Ku频段收发极化双工器21公共端口和侧臂端口为BJ120标准波导口，直通端口为BJ140标准波导口。
[0017]进一步的，所述的圆柱形转子12的外表面与定筒的内壁之间的间隙小于等于2_。
[0018]本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
[0019]本发明采用Ku/Ka双频段切换开关实现Ku、Ka两个工作频段之间的切换，整个馈源网络只需连接一个双频共用喇叭馈源即可实现Ku/Ka双频段分时复用功能，切换自动化程度高，切换速度快，结构极其紧凑，效率更高，成本更低。
[0020]本发明采用圆柱形定筒和圆柱形转子结构作为Ku/Ka双频段切换开关的主要部件，并通过两个轴承和两个锁紧螺母固定，整体机械结构可靠性高，适用于机载天线等对于振动条件要求苛刻的反射面天线系统
[0021]本发明采用Ka频段隔板圆极化器作为实现Ka频段圆极化信号收发的主要器件，不仅结构简单，免于调试，而且具有驻波低、轴比小等特点。Ka频段隔板圆极化器集成于Ku/Ka双频段切换开关内部，结构更加紧凑。
[0022]本发明采用步进电机用于实现频段切换和线极化跟踪，结构简单，精度高，伺服控制容易。
[0023]本发明采用旋转Ku频段收发极化双工器的方式实现Ku频段收发线极化信号的极化跟踪，避免了旋转180°移相器等方式所引入的相位差影响，Ku频段收发线极化信号交叉极化鉴别度更好，交叉极化优于35dB。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的结构示意图。
[0025]图2是本发明的Ku/Ka双频段切换开关的结构图。
[0026]图3是本发明的Ku/Ka双频段切换开关的结构分解图。
[0027]图4是本发明的Ku/Ka双频段切换开关的上视图。
[0028]图5是本发明的Ku/Ka双频段切换开关的下视图。
[0029]图6是本发明的定筒的结构图。
[0030]图7是本发明的后盖板结构分解图。
[0031]图8是本发明的圆柱形转子的结构图。
[0032]图9是本发明的圆柱形转子的结构分解图。
[0033]图10是本发明中第一分块的结构图。
[0034]图11是本发明中第二分块的结构图。
[0035]图12是本发明的Ka频段隔板圆极化器的结构图
[0036]图13是本发明的Ku频段线极化收发两端口馈源网络的结构图。
[0037]附图标记说明:Ku/Ka双频段切换开关_l、Ku频段线极化收发两端口馈源网络-2、前盖板11_1、定筒一11_2、后盖板11_3、动波导11 _4、法兰11 _5、轴承11_6、轴承盖板11 _7、锁紧螺母一 14、转子轴承13
[0038]圆柱形转子12、第一分块12-1、第二分块12_2、Ka频段隔板圆极化器12-3、驱动电机12-4、齿轮12-5和电机盖板12-6;
[0039]Ku频段收发极化双工器-21、Ku频段阻发滤波器-22、Ku频段L形旋转关节-23、步进电机-24、驱动齿轮-25、电机支撑-26 ；
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和具体实施实例对本发明作进一步详细的描述:
[0041]如图1所示本发明为一种Ku/Ka双频段分时复用馈源网络，本发明由依次连接的Ku/Ka双频段切换开关1和Ku频段线极化收发两端口馈源网络2复合而成。
[0042]如图2、图3所示，所述Ku/Ka双频段切换开关1包括转子壳体、圆柱形转子，所述的转子壳体包括定筒11_2、前盖板11_1、后盖板11_3，前盖板11_1和后盖板11-3分别封装固定在定筒的两端，所述前盖板11-1、定筒和后盖板11-3连接后，前盖板11-1上所开的圆波孔与后盖板11-3上所开波导孔同心，圆柱形转子12与定筒共轴且位于定筒内部，圆柱形转子12通过上下两个转子轴承13和锁紧螺母14配装在定筒内，使得圆柱形转子12可在定筒内定轴旋转，圆柱形转子12的前端面与前盖板11-1间、圆柱形转子12的后端面与后盖板11-3间均有0.2mm的空间间隙，所述的圆柱形转子(12)的外表面与转子壳体的内壁之间的间隙小于等于2mm。
[0043]如图4、图5所示，所述前盖板11-1上加工有圆波导端口，后盖板11-3上亦加工有圆波导端口，所述的后盖板11-3的圆波导端口与前盖板11-1的圆波导端口正对，在后盖板上还加工有两个方形波导口，两个方形波导端口分别为BJ220和BJ320标准波导端口；
[0044]如图4、图5、图6、图7所示，所述转子壳体的后盖板的圆波导端口内安装有轴承11_
6、轴承11-6内装有动波导11-4，通过轴承盖板11-7将轴承11-6和动波导11-4固定在后盖板11 -3上，在该圆波导端口处还连接法兰11 -5以组成旋转机构。
[0045]如图6所示，在定筒内加工有齿圈。
[0046]如图9、图10所示，所述的圆柱形转子12由第一分块12-1、第二分块12_2、Ka频段隔板圆极化器12-3、驱动电机12-4、齿轮12-5和电机盖板12-6组成，圆柱形转子12为由第一分块12-1和第二分块12-2拼接固定组成的柱状体，第一分块12-1和第二分块12-2由螺钉连接固定，所述的第一分