B，相位不平衡度〈0.1°
[0055]如图4a所示，H形枝节4是三端口网络，两个幅度相同，相位相同的输入信号相互叠加后通过输出端口输出。通过调整三波导的连接处的结构突变，如图4b，实现10%的频带内VSWR〈1.2，幅度不平衡度〈0.3dB，相位不平衡度〈0.1°
[0056]TE21耦合器的中心圆波导12在产生TE21模的同时也会产生TEll模，该模式也存在两个极化简并模式。由于合理设计四臂圆极化TE21耦合器I的耦合孔，TEll模大部分能量不会通过耦合孔耦合至矩形波导，而通过中心圆波导12传输至圆极化器5。圆极化器5内有一台阶形金属薄壁膜片20。通过设计各级台阶长度和高度，使TEll模的一个极化简并模式相较另一个模式超前或滞后相位90°，从而形成左旋或右旋和信号，分别从极化器的两个端口输出。
[0057]采用本发明的馈源网络，可在ka频段内实现自跟踪任务，且馈源结构紧凑，体积小、重量轻、可靠性高、构成简单。
[0058]当然，对本发明的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。
[0059]本发明说明书未公开的技术属本领域公知。
【主权项】
1.一种Ka频段小型化宽频带多模自跟踪馈源，其特征在于:包括四臂反射式TE21耦合器(I)、第一 E形枝节(2)、第二 E形枝节(3)、H形枝节(4)、圆极化器(5)、圆方过渡波导(19)、两个第一矩形波导￠)、两个第二矩形波导(7);第一 E形枝节(2)与第二 E形枝节(3)结构完全相同；两个第一矩形波导(6)结构完全相同；两个第二矩形波导(7)结构完全相同； 四臂反射式TE21耦合器(I)包括四个矩形波导，分别是第三矩形波导(8)、第四矩形波导(9)、第五矩形波导(10)、第六矩形波导(11)和中心圆波导(12)、圆方过渡波导(19);第三矩形波导(8)、第四矩形波导(9)、第五矩形波导(10)、第六矩形波导(11)结构完全相同； 第三矩形波导(8)和第五矩形波导(10)与原点对称分布在中心圆波导(12)的输入端，第四矩形波导(9)和第六矩形波导(11)与原点对称分布在中心圆波导(12)的输入端，第三矩形波导(8)和第五矩形波导(10)组成的第一组矩形波导所在的直线、与第四矩形波导(9)和第六矩形波导(11)组成的第二组矩形波导所在的直线，夹角为45° ; 圆方过渡波导(19)的圆口一侧连接在中心圆波导(12)的直通端，圆方过渡波导(19)的方口一侧连接圆极化器(5); 第四矩形波导(9)、第六矩形波导(11)上设置有分别连接两个第一矩形波导￠)的接P ; 第三矩形波导(8)、第五矩形波导(10)上设置有分别连接两个第二矩形波导(7)的接P ; 第三矩形波导(8)、第四矩形波导(9)、第五矩形波导(10)、第六矩形波导(11)上的窄边设置有多个耦合孔，使能量从四臂反射式TE21耦合器(I)耦合至第三矩形波导(8)、第四矩形波导(9)、第五矩形波导(10)、第六矩形波导(11); 第四矩形波导(9)和第六矩形波导(11)，通过第四矩形波导(9)、第六矩形波导(11)上设置的分别连接两个第一矩形波导￠)的接口，分别与两个第一矩形波导￠)的一端连接，两个第一矩形波导(6)的另一端分别连接第一 E形枝节(2)的第一等分端口(13)和第二等分端口(15); 第三矩形波导(8)和第五矩形波导(10)，通过第三矩形波导(8)、第五矩形波导(10)上设置的分别连接两个第二矩形波导(7)的接口，分别与两个第二矩形波导(7)的一端连接，两个第二矩形波导(7)的另一端连接第二 E形枝节(3)的第一等分端口(13)和第二等分端口(15)，第一 E形枝节⑵的合路端口(14)连接H形枝节(4)的第一等分端口(17)，第二 E形枝节(3)的合路端口(14)连接H形枝节(4)的第二等分端口(16)，H形枝节(4)的合路端口(18)作为差信号的输出端。2.根据权利要求1所述的一种Ka频段小型化宽频带多模自跟踪馈源，其特征在于:所述两个第一矩形波导(6)与两个第二矩形波导(7)平行。3.根据权利要求1所述的一种Ka频段小型化宽频带多模自跟踪馈源，其特征在于:所述第一矩形波导(6)比第二矩形波导(7)长度长半波导波长，使信号经过第一矩形波导(6)滞后第二矩形波导(7)相差90°相位，从第一 E形枝节(2)、和第二 E形枝节(3)的合路端口(14)输出的两路信号分别进入H形枝节(4)的第一等分端口(17)与第二等分端口(16)，形成右旋圆极化波。4.根据权利要求1所述的一种Ka频段小型化宽频带多模自跟踪馈源，其特征在于:所述第二矩形波导(7)比第一矩形波导(6)长度长半波导波长，使信号经过第二矩形波导(7)滞后第一矩形波导(6)相差90°相位，从第一 E形枝节(2)、和第二 E形枝节(3)的输出的两路信号进入H形枝节(4)的第一等分端口(17)与第二等分端口(16)，形成左旋圆极化波。5.根据权利要求1所述的一种Ka频段小型化宽频带多模自跟踪馈源，其特征在于:所述圆极化器(5)包括五个矩形台阶，分别为第一级矩形级台阶、第二级矩形台阶、第三级矩形台阶、第四级矩形台阶、第五级矩形台阶，这五个矩形台阶的一端对齐，另一端形成五级台阶，第一级矩形级台阶的长度为2.87波长，宽度为0.162波长；第二级矩形台阶的长度为0.162波长，宽度为0.108波长；第三级矩形台阶的长度为0.27波长，宽度为0.108波长；第四级矩形台阶的长度为0.306波长，宽度为0.117波长；第五级矩形台阶的长度为0.324波长，宽度为0.105波长。6.根据权利要求1所述的一种Ka频段小型化宽频带多模自跟踪馈源，其特征在于:由于中心圆波导(12)在满足一定中心圆波导内径条件下能够传输高次模式中的TE21模式，该TE21模式的两个极化简并模式对应的两个极化简并模式电场的最大值夹角为45°，将第三矩形波导(8)和第五矩形波导(10)对称原点且夹角呈180°分布在中心圆波导(12)的输入端TE21模式的一个极化简并模式电场最大值处，第四矩形波导(9)和第六矩形波导(11)对称原点且夹角呈180°分布在中心圆波导(12)的输入端TE21模式的另一个极化简并模式电场最大值处。7.根据权利要求6所述的一种Ka频段小型化宽频带多模自跟踪馈源，其特征在于:所述中心圆波导(12)能够传输高次模式中的TE21模式需满足的圆波导内径为0.486倍设定的最高频率对应的波长到0.61倍设定的最低频率对应的波长。8.根据权利要求1所述的一种Ka频段小型化宽频带多模自跟踪馈源，其特征在于:所述第三矩形波导(8)、第四矩形波导(9)、第五矩形波导(10)、第六矩形波导(11)上的窄边设置有多个耦合孔，中心圆波导上也设有多个与第三矩形波导(8)、第四矩形波导(9)、第五矩形波导(10)、第六矩形波导(11)上的窄边设置有多个耦合孔相对应的耦合孔，耦合孔的大小和个数依据耦合强度满足贝塞尔Bessel分布。
【专利摘要】一种Ka频段小型化宽频带多模自跟踪馈源，包括四臂反射式TE21耦合器、第一E形枝节、第二E形枝节、H形枝节、圆极化器、第一矩形波导、第二矩形波导，由于反射式TE21模耦合器特殊的工作原理，使纵向尺寸缩小，省略了吸收负载的使用，从而实现体积小、重量轻、可靠性高的性能；利用四个矩形波导耦合TE21模的两个简并模式，从而简化复杂性，实现馈源的小型化；通过以上改进，满足星载和动中通天馈系统等对于馈源尺寸、重量、可靠性有严格要求的自跟踪系统的需求，本实用新型解决星载和动中通天馈系统等对于馈源尺寸、重量、可靠性均有严格要求的自跟踪系统的难题，实现在满足馈源小型化的同时保证差模的耦合度及和模的抑制度。
【IPC分类】H01Q15/24, H01Q25/04
【公开号】CN204741082
【申请号】CN201520369661
【发明人】黄昕寅, 赵波, 刘越东, 梁丽萍, 刘昊
【申请人】北京遥测技术研究所, 航天长征火箭技术有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月1日...