一种宽带C波段圆极化四端口馈源网络的制作方法

本实用新型公开了一种宽带C波段圆极化四端口馈源网络，它涉及卫星通信C波段固定站和移动站天线技术领域，适用于C波段收发共用圆极化天线的馈源网络系统。

背景技术：

卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点，被认为是建立全球个人通信必不可少的一种重要手段。

卫星通信发展的瓶颈之一在于有限的频谱资源。目前，在C波段，多数商用卫星固定业务多采用收、发工作带宽各500MHz（接收：3.7GHz～4.2GHz；发射：5.925GHz～6.425GHz）；或800MHz（接收：3.4GHz～4.2GHz；发射：5.85GHz～6.65GHz）。随着卫星通信业务种类日益繁多，频道资源越来越拥挤且日渐饱和，因此采用正交极化复用以及展宽上行和下行的工作带宽等手段充分开发C 频段越发重要。

C频段馈源宽频带工作的需求越来越多, 将C波段工作带宽展宽到收、发工作带宽各1.2GHz（即接收：3.625GHz～4.8GHz；发射：5.85GHz～7.025GHz），对扩大卫星通信容量具有重要意义。

传统C波段卫星通信天线频率复用圆极化四端口馈源网络采用先分频率，再分极化，然后在高频和低频频带内分别转换成圆极化的型式，既采用圆锥波导四壁耦合的分波形式，由分波器、调配波导、高频段圆极化器、低频段圆极化器、发阻滤波器和收阻滤波器等组成，所含微波器件较多，结构复杂，调试的难度和工作量较大，不能实现C波段收发各1.2GHz的宽频带圆极化应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种宽带C波段圆极化四端口馈源网络，其具有结构简单、免调试、成本低的优点，能够满足工作于C波段收发带宽1.2GHz的宽频带应用。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种宽带C波段圆极化四端口馈源网络，其包括宽带圆极化器、圆方过渡波导、宽带正交模耦合器、直波导以及两个频率双工器；所述宽带正交模耦合器具有一个圆波导公共端口和两个矩形端口；所述宽带圆极化器包括方波导以及设于方波导四个内壁上的四个阶梯状脊片，每个内壁上设有一个阶梯状脊片，对位的两个阶梯状脊片规格一致且彼此相对，临位的两个阶梯状脊片其长度和高度均相异；圆方过渡波导的圆波导端口与宽带正交模耦合器的公共端口连接，圆方过渡波导的方波导端口与宽带圆极化器的一端连接；宽带正交模耦合器的一个矩形端口与一个频率双工器的公共端口连接，宽带正交模耦合器的另一个矩形端口通过所述直波导与另一个频率双工器的公共端口连通。

可选的，所述宽带圆极化器的方波导的四个内壁上均设有开缝，所述阶梯状脊片嵌入在所述开缝中。

可选的，所述宽带正交模耦合器包括圆波导、阶梯匹配单元、十字转门接头以及两个T型功率合成器，所述圆波导与所述十字转门接头的公共端连接，两个T型功率合成器以正交方式与所述十字转门接头的四个矩形端口连接，所述阶梯匹配单元立于所述十字转门接头内腔的底面上。

可选的，所述阶梯匹配单元的台阶为圆柱或棱柱，所述阶梯匹配单元通过轴向的螺钉固定在所述十字转门接头内腔的底面上。

可选的，所述频率双工器包括公共T型波导、低通滤波器以及侧壁耦合E面弯波导，所述公共T型波导与所述低通滤波器连接，所述侧壁耦合E面弯波导设于所述低通滤波器的侧壁上。

本实用新型与背景技术相比具有如下优点：

本实用新型采用宽带圆极化器、宽带正交模耦合器和频率双工器组成，宽带圆极化器和宽带正交模耦合器可以实现3.625GHz～7.025GHz全频带，频率双工器的接收工作频带可达3.625GHz～4.8GHz，发射工作频带可达5.85GHz～7.025GHz。现有技术无法实现C波段宽带收发各1.2GHz的圆极化馈源网络，本实用新型实现了C频段收发频带各1.2GHz的宽带应用，具有更宽的工作频带。

本实用新型采用宽带圆极化器、宽带正交模耦合器和频率双工器组成。现有技术在实现四端口圆极化馈源网络时采用先分频率再分极化的型式，分极化后在分别实现圆极化，结构复杂，器件繁多，调试困难。本实用新型采用先分极化在分频率，在分极化前实现圆极化，由三个核心部件组成，结构简单，免调试，可靠性高。

本实用新型可快速实现C波段圆极化四端口馈源网络的组装，适合批量生产。

本实用新型的工作带宽覆盖了目前C波段收发800MHz的馈源网络工作带宽，使得采用一种馈源网络可以满足各种不同的应用，应用前景更为广阔。

总之，本实用新型体积小，重量轻，易安装，可节省大量人力成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例中宽带C波段圆极化四端口馈源网络的一种结构示意图。

图2是图1中宽带圆极化器的右视图。

图3是图1中宽带正交模耦合器的结构示意图。

图4是图3的左视图。

图5是图1中宽带频率双工器的结构示意图。

图中： 1、宽带圆极化器， 2、宽带正交模耦合器， 3-1、第一频率双工器，3-2、第二频率双工器，4、圆方过渡波导，5、直波导，6、方波导，7、第一圆极化器脊片，8、第二圆极化器脊片，9、公共圆波导，10、阶梯匹配单元，11、第一T型功率合成器，12、第二T型功率合成器，13、公共T型波导，14、低通滤波器，15、侧壁耦合E面弯波导。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步更详细的说明。

一种宽带C波段圆极化四端口馈源网络，其包括宽带圆极化器、圆方过渡波导、宽带正交模耦合器、直波导以及两个频率双工器；所述宽带正交模耦合器具有一个圆波导公共端口和两个矩形端口；所述宽带圆极化器包括方波导以及设于方波导四个内壁上的四个阶梯状脊片，每个内壁上设有一个阶梯状脊片，对位的两个阶梯状脊片规格一致且彼此相对，临位的两个阶梯状脊片其长度和高度均相异；圆方过渡波导的圆波导端口与宽带正交模耦合器的公共端口连接，圆方过渡波导的方波导端口与宽带圆极化器的一端连接；宽带正交模耦合器的一个矩形端口与一个频率双工器的公共端口连接，宽带正交模耦合器的另一个矩形端口通过所述直波导与另一个频率双工器的公共端口连通。

可选的，所述宽带圆极化器的方波导的四个内壁上均设有开缝，所述阶梯状脊片嵌入在所述开缝中。

可选的，所述宽带正交模耦合器包括圆波导、阶梯匹配单元、十字转门接头以及两个T型功率合成器，所述圆波导与所述十字转门接头的公共端连接，两个T型功率合成器以正交方式与所述十字转门接头的四个矩形端口连接，所述阶梯匹配单元立于所述十字转门接头内腔的底面上。

可选的，所述阶梯匹配单元的台阶为圆柱或棱柱，所述阶梯匹配单元通过轴向的螺钉固定在所述十字转门接头内腔的底面上。

可选的，所述频率双工器包括公共T型波导、低通滤波器以及侧壁耦合E面弯波导，所述公共T型波导与所述低通滤波器连接，所述侧壁耦合E面弯波导设于所述低通滤波器的侧壁上。

参见图1～5，一种宽带C波段圆极化四端口馈源网络，包括宽带圆极化器1、宽带正交模耦合器2、第一频率双工器3-1、第二频率双工器3-2、圆方过渡波导4、直波导5。

所述的宽带圆极化器1的一端与圆方过渡波导4的方波端口连接，圆方过渡波导4的圆波导端口与宽带正交模耦合器2的公共端口圆波导口连接，宽带正交模耦合器2的两个矩形端口分别与第一频率双工器3-1的公共端口、直波导5的其中一个端口连接，直波导5的另外一个端口与第二频率双工器3-2的公共端口连接。

所述的宽带圆极化器1包括方波导6、两个第一圆极化器脊片7、两个第二圆极化器脊片8；第一圆极化器脊片7和第二圆极化器脊片8正交，分别镶嵌在方波导6的四个内壁上；宽带圆极化器1的其中一个端口与圆方过渡波导4的方口相连接，宽带圆极化器1的另外一个端口用于与馈源喇叭连接。

这种宽带圆极化器的工作频带可以覆盖全3.625GHz～7.025GHz波段。

所述的宽带圆极化器1的第一脊片7和第二脊片8可以单独加工后嵌入方波导的四壁开缝中，也可以将脊片与波导壁一体化加工完成。

所述的宽带正交模耦合器2包括公共圆波导9、阶梯匹配单元10、第一T型功率合成器11和第二T型功率合成器12；宽带正交模耦合器2的公共圆波导9端口与圆方过渡波导4的圆口相连接，两个矩形端口一个直接与频率双工器3-1的公共端口连接，另外一个端口连接直波导5后再与频率双工器3-2的公共端口连接。这种设置避免了两个频率双工器3-1和3-2交叉。

这种宽带正交模耦合器的工作频带可以覆盖全3.625GHz～7.025GHz波段。

所述的宽带正交模耦合器2的阶梯匹配单元10可以与公共圆波导一体加工成型，也可以单独加工后通过螺丝固定。

所述的频率双工器3-1、3-2包括公共T型波导13、低通滤波器14和侧壁耦合E面弯波导15。

这种频率双工器中，通滤波器的接收工作频带可达3.625GHz～4.8GHz，侧壁耦合E面弯波导的发射工作频带可达5.85GHz～7.025GHz。

上例中，宽带C波段圆极化四端口馈源网络描述的四个端口为左旋收口，右旋收口，左旋发口、右旋发口。宽带C波段圆极化四端口馈源网络的公共端口为宽带圆极化器的一个端口，用于与馈源喇叭相连接。其中，接收端口为BJ70型波导端口，发射端口为BJ70型波导端口。

本实用新型的简要工作原理如下：

宽带C波段圆极化四端口馈源网络采用了宽带圆极化器，使得圆极化在馈源喇叭与宽带正交模耦合器之间形成，收发频带的分离采用了先分极化再分频率的方法。

对接收频段，从馈源喇叭接收的左旋或右旋圆极化波信号经宽带圆极化器，变成线极化信号，输入宽带正交模耦合器，分别进入宽带正交模耦合器的左旋圆极化端口或右旋圆极化端口，由与宽带正交模耦合器连接的频率双工器的接收左旋端口或接受右旋端口输出，与发射端口隔离。

对发射频段，左旋圆极化波是信号由传输左旋圆极化波的频率双工器发射端口输入，进入宽带正交模耦合器和宽带圆极化器后形成左旋圆极化信号，输入到馈源喇叭辐射，同理右旋圆极化波是信号由传输右旋圆极化波的频率双工器发射端口输入，进入宽带正交模耦合器和宽带圆极化器形成右旋圆极化信号，输入到馈源喇叭辐射，与接收端口隔离。

总之，本实用新型简化了系统组成，本实用新型的宽带圆极化器和宽带正交模耦合器可以实现C波段全频带设计，频率双工器的收发频带的带宽均为1.2GHz，将目前C波段通信500MHz和800MHz圆极化馈源网络展宽为1.2GHz。本实用新型具有免调试、易组装、可靠性高、适合批量生产的特点。

需要指出的是，以上具体实施方式只是本专利实现方案的具体个例，没有也不可能覆盖本专利的所有实现方式，因此不能视作对本专利保护范围的限定；凡是与以上案例属于相同构思的实现方案，或是上述若干方案的组合方案，均在本专利的保护范围之内。