基于十字转门结构的新型宽带同轴波导正交模耦合器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于十字转门结构的新型宽带同轴波导正交模耦合器。
【背景技术】
[0002]在卫星通信系统中，多频天线可以提高通信的容量、降低地面站的搭建成本，因此被广泛应用。针对卫星通信馈源天线的设计，当多极化工作模式被要求时，一般需在馈源喇叭之后连接正交模耦合器。部分馈源天线在设计过程中由于考虑到多频工作、收发隔离度等指标要求，会采用同轴波导馈电结构；此时，正交模耦合器的公共端口也应该为同轴波导端口。同轴波导正交模耦合器的设计方案很少，几乎没有能够实现超宽频带工作特性的实例。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足，本发明提出一种基于十字转门结构的同轴波导正交模耦合器，通过合理地布局十字转门结构、功率合成器/分配器、阻抗变换器等，实现了结构紧凑的同轴波导正交模耦合器设计，同时保证其在超宽频带范围内高反射损耗、高端口隔离度等指标要求。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括十字转门结构、功率合成器或分配器和阻抗变换器，所述十字转门结构包括同轴波导、阻抗匹配结构和耦合矩形波导，所述同轴波导通过阻抗匹配结构与耦合矩形波导连接，所述功率合成器或分配器和阻抗变换器分别具有两个，所述功率合成器或分配器包括弯波导和三端口腔体结构，所述弯波导和耦合矩形波导连接，所述三端口腔体结构的三个端口包括两个输入/输出矩形波导端口和一个输出/输入矩形波导端口，所述输入/输出矩形波导端口与耦合矩形波导连接，所述输出/输入矩形波导端口与阻抗变换器连接。
[0005]作为优选，所述同轴波导包括内部金属柱和外部金属管，所述内部金属柱的底部为阻抗匹配结构，所述外部金属管的底部分别和轴向方向相差90°排布的4个耦合矩形波导连接，所述内部金属柱的底部和外部金属管底部的短路金属壁电气连接，所述内部金属柱和外部金属管的中心轴重合，所述耦合矩形波导的窄边和同轴波导的中心轴平行。
[0006]作为优选，所述耦合矩形波导的截面尺寸为14.0X2.4 mm2。
[0007]作为优选，所述耦合矩形波导的外延部分为带有阶梯渐变结构的90°弯波导。
[0008]作为优选，所述功率合成器或分配器的输出/输入端口的截面尺寸为14.0X4.8mm2。
[0009]作为优选，弯波导为90°弯波导。
[0010]作为优选，所述阻抗变换器由5段截面尺寸逐渐变大的矩形波导连接而成，5段矩形波导的中心轴重合，尺寸最小的矩形波导的截面尺寸为14.0X4.8mm2，尺寸最大的矩形波导的截面尺寸为15.8X7.9mm2。
[0011]本发明的有益效果是，本发明的宽带同轴波导正交模耦合器，可以有效地降低同轴波导内高次模的激励，通过采用十字转门结构，可以实现超宽频带范围内的高反射损耗、高端口隔离度特性。经过仿真优化测试等环节，得到的耦合器性能结果如下:在12.3-16.2GHz范围内，2个输出/输入矩形波导端口处的反射系数小于_18dB，端口隔离度大于55dB，结构紧凑，易于集成于馈源天线系统中。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1是本发明的基于十字转门结构的新型宽带同轴波导正交模耦合器的结构示意图；
图2是本发明的基于十字转门结构的新型宽带同轴波导正交模耦合器的主视图；
图3是本发明的基于十字转门结构的新型宽带同轴波导正交模耦合器的功率合成器或分配器结构示意图；
图4是本发明的基于十字转门结构的新型宽带同轴波导正交模耦合器的阻抗变阻器的结构示意图；
图5是本发明的基于十字转门结构的新型宽带同轴波导正交模耦合器在12-18GHZ的反射系数；
图6是本发明的基于十字转门结构的新型宽带同轴波导正交模耦合器在12-18GHZ的端口隔离度。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0015]如图1-6所示，一种基于十字转门结构的新型宽带同轴波导正交模耦合器，包括十字转门结构1、功率合成器或分配器2和阻抗变换器3，所述十字转门结构I包括同轴波导4、阻抗匹配结构5和耦合矩形波导6，所述同轴波导4通过阻抗匹配结构5与耦合矩形波导6连接，所述功率合成器或分配器2和阻抗变换器3分别具有两个，所述功率合成器或分配器2包括弯波导7和三端口腔体结构8，所述弯波导7和耦合矩形波导6连接，所述三端口腔体结构8的三个端口包括两个输入/输出矩形波导端口 9和一个输出/输入矩形波导端口 10，所述输入/输出矩形波导端口 9与耦合矩形波导6连接，所述输出/输入矩形波导端口 10与阻抗变换器3连接。
[0016]作为优选，所述同轴波导4包括内部金属柱11和外部金属管12，所述内部金属柱
11的底部为阻抗匹配结构5，所述外部金属管12的底部分别和轴向方向相差90°排布的4个親合矩形波导6连接，所述内部金属柱11的底部和外部金属管12底部的短路金属壁电气连接，所述内部金属柱11和外部金属管12的中心轴重合，所述耦合矩形波导6的窄边和同轴波导4的中心轴平行。
[0017]作为优选，所述耦合矩形波导6的截面尺寸为14.0X2.4 mm2。
[0018]作为优选，所述耦合矩形波导6的外延部分为带有阶梯