Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，包括Ku/Ka波段天馈组件，Ku/Ka波段天馈组件包括Ku波段收发组件和Ka波段收发组件；极化调整机构，极化调整机构包括驱动电机组件、传动齿轮、Ka旋转关节、Ku发射旋转关节和Ku接收旋转关节，驱动电机组件通过传动齿轮的传动以带动Ka旋转关节、Ku发射旋转关节和Ku接收旋转关节调整极化角度。本发明Ku/Ka双模式共用一个馈源喇叭，取消了介质杆，采用全波导形式，结构紧凑，利用率高，能方便进行Ka圆极化切换且拥有良好的Ku/Ka波频段隔离，频段内具有良好的极化分离、极化隔离，辐射特性、驻波比和增益；能实时进行Ku线极化调整，实现自动对星。
【专利说明】
Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件
技术领域
[0001]本发明涉及信号传输领域，特别地，涉及一种Ku/Ka双频收发共用天线组件。
【背景技术】
[0002]高效紧凑的双模馈源能有效利用同一个反射面，使天线能同时或选择性地分时工作在Ku或Ka模式，实现Ku/Ka双模式收发共用，使天线的利用率提高一倍。
[0003]美国的John Josoph Han I i η等人在美国专利《Dua I Band SatelliteCommunicat1ns Antenna Feed》(N0.6,720,933B2)中公开了一种同轴嵌套的Ku/Ka双频天线馈源，其内部是Ka波段圆波导加载的介质天线，外部是Ku波段同轴结构连接的波纹喇叭，这种结构能使Ku和Ka波的工作结构分离，独立运行。缺点是Ka波段极化方式固定，无法自动或手动调整左右旋极化方式，并且馈电和极化隔离系统较为复杂。
[0004]加拿大维多利亚大学的Hendrik Albertus Thiart等人在论文《PrototypeDesign of a Dual-band Dual-po larizat 1n Ku/Ka-band Feed》中一种双频双极化 Ku/Ka波段共用的天线馈源，用探针结构实现Ku波段信号的馈电和极化分离，馈电结构简单。缺点是Ka波段信号只能工作于单一极化方向，无法自动或手动调整左右旋极化方式。
[0005]在杨仕文等人于2011年I月12日提交的专利N0.102136634A中公开了一种Ku/Ka频段圆极化一体化收发馈源天线，通过内嵌的尖锥状介质杆实现Ku和Ka频段的隔离传输，结构经典。缺点是:1.这种类型的馈源对介质杆的材质和加工工艺要求极高，加工成品的电性能往往难以达到预期目标;2.Ka圆极化器与馈源其他部分是一个整体，无法调整左右旋极化方式;3.这种结构Ku和Ka两种模式间没有增加有效的隔离措施，仅依靠传输波导自身的谐振，Ku、Ka模式之间的端口隔离度较差。
[0006]杨智友等人于2012年3月14日提交了一件专利号为102610921A的专利，该专利中公开了一种Ku/Ka双频段收发共用馈源，然而此专利未能实现极化自动调整。
[0007]西安航天恒星科技实业(集团)公司的田青等人在中国实用新型专利《一种Ku/Ka四频段多极化馈源》(申请号201320204452.2)中公开了一种Ku/Ka四频段多极化馈源，通过四臂对称馈电结构、滤波器、调谐单元、合路器等组件实现了多频段信号的收发。能实现六种不同极化。缺点是Ka圆极化收发部分冗余，四个Ka波段收发端口的设计导致使用效率低下，同时造成整套天线系统体积增大，制约馈源的应用范围。
[0008]综合上述公开的国内外专利和文献，发现目前Ku/Ka双模天线馈源的结构大多为同轴嵌套式结构，Ka波段信号传输高度依赖介质杆，电性能严重受限于介质杆的材料特性和加工尺寸精度;Ka圆极化器与馈源其他部分是一个整体，无法调整左右旋极化方式;某些结构的馈源Ku和Ka两种模式间没有有效的隔离措施，仅依靠传输波导自身的谐振，端口隔离度较差;大多数馈源无Ku线极化调整功能。
【发明内容】
[0009]本发明提供了一种Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，以解决天线馈源电性能差、无法调整左右旋极化方式、端口隔离度差以及天线馈源无Ku线极化调整功能的技术问题。
[0010]本发明采用的技术方案如下:
[0011]本发明提供一种Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，包括Ku/Ka波段天馈组件，Ku/Ka波段天馈组件包括Ku波段收发组件和Ka波段收发组件，Ku波段收发组件包括依次相连的馈源喇叭、Ku正交耦合模块、Ku发射分支模块、Ku接收分支模块、Ku发阻滤波器、Ku收阻滤波器以及连接波导;Ka波段收发组件包括依次相连的馈源喇叭、极化器、Ka旋转关节、Ka双工器、Ka收阻滤波器、Ka发阻滤波器及其连接波导；极化调整机构，Ka波段收发组件极化调整机构包括驱动电机组件、传动齿轮、Ka旋转关节、Ku接收旋转关节和Ku发射旋转关节，Ka旋转关节与Ku正交耦合模块相连，Ku接收旋转关节与Ku接收分支模块相连，Ku发射旋转关节与Ku发射分支模块相连，驱动电机组件通过传动齿轮的传动以带动Ka旋转关节、Ku接收旋转关节和Ku接收旋转关节调整极化角度。
[0012]进一步地，Ku正交耦合模块包括极化器、Ku接收滤波器、Ku发射滤波器以及Ku极化弯波导，极化器通过法兰面分别与Ku接收滤波器及Ku发射滤波器相连，构成正交性的四臂耦合形式结构，以实现收发信号的极化分离;Ku发射滤波器经由Ku极化弯波导与Ku发射分支模块连接。
[0013]进一步地，馈源喇叭为四频共馈网络设计，且具有滤波特性和极化调整功能的Ka/Ku双模宽频馈源喇叭，馈源喇叭上设有支撑馈源喇叭的四条支撑杆。
[0014]进一步地，Ka双工器包括第一 Ka极化器、Ka滤波器、第二 Ka极化器、第三Ka极化器、Ka矩圆转换波导以及波导堵块，第一 Ka极化器为接收和发射共用通道，周向设计的四个法兰面分别经由四个Ka滤波器与第三Ka极化器的四个法兰面匹配连接，第三Ka极化器呈T型，顶部用波导堵块将其封堵，以防止信号丢失;底部的一端通过Ka发阻滤波器连接至接收端，底部的另一端连接负载;第一 Ka极化器的矩形端经由Ka矩圆转换波导与第二 Ka极化器连接;第二 Ka极化器呈T型，顶部与Ka矩圆转换波导连接，底部的一端通过Ka收阻滤波器连接至发射端，底部的另一端连接负载。
[0015]进一步地，Ku接收分支模块包括Ku接收波导、Ku接收分支波导、Ku接收过渡波导以及连接波导，Ku接收波导、Ku接收分支波导、Ku接收过渡波导、连接波导、Ku接收旋转关节、Ku发阻滤波器按序连接至接收端以形成接收通道。
[0016]进一步地，Ku发射分支模块包括Ku发射波导、Ku发射分支波导、Ku发射过渡波导以及连接波导，Ku发射波导、Ku发射分支波导、发射过渡波导、连接波导、Ku发射旋转关节、Ku收阻滤波器按序连接至发射端以形成发射通道。
[0017]进一步地，Ka旋转关节呈I型，包括第一内导体、第一外导体和第一滚动轴承，第一内导体与极化器旋转相连，第一外导体与基座固定连接，第一内导体和第一外导体之间通过第一滚动轴承实现相对旋转。
[0018]进一步地，Ku发射旋转关节和Ku接收旋转关节均呈L型，Ku发射旋转关节包括第二内导体、第二外导体和第二滚动轴承，Ku接收旋转关节)包括第三内导体、第三外导体和第三滚动轴承，第二外导体和第三外导体承接上游波导信号传输，可随极化角度进行旋转;第二内导体和第三内导体承接下游波导信号传输，固定连接在关节座上，第二内导体和第二外导体之间通过第二滚动轴承实现相对旋转，第三内导体和第三外导体之间通过第三滚动轴承实现相对旋转。
[0019]进一步地，极化调整机构还包括:
[0020]限位传感器，与Ka旋转关节、Ku接收旋转关节和Ku发射旋转关节相连，用于采集Ka旋转关节、Ku接收旋转关节和Ku发射旋转关节的旋转位置信息；
[0021]限位开关，与驱动电机组件相连，设置在该极化调整机构的两个极限位置上；
[0022]限位控制器，与限位传感器和限位开关相连，用于根据限位传感器采集的Ka旋转关节、Ku接收旋转关节和Ku发射旋转关节的旋转位置信息，识别到Ka旋转关节、Ku接收旋转关节和Ku发射旋转关节旋转到相应位置时，控制限位开关工作，以停止对驱动电机组件的驱动。
[0023]进一步地，极化调整机构还包括天线伺服控制器，天线伺服控制器设有极化跟踪单元和控制单元，
[0024]极化跟踪单元，与控制单元相连，用于采集卫星极化偏转角信息，并将采集的卫星极化偏转角信息传输给控制单元；
[0025]控制单元，与极化跟踪单元相连，用于根据极化跟踪单元传输的卫星极化偏转角信息，控制驱动电机组件带动Ka旋转关节调整极化角度。
[0026]本发明具有以下有益效果:
[0027]本发明提供的Ku/Ka波段天馈组件，Ku/Ka双模式共用一个馈源喇叭，取消了介质杆，采用全波导形式，结构紧凑，利用率高，能方便进行Ka圆极化切换，对需要装配频谱复用馈源的小口径天线特别有利，且拥有良好的Ku/Ka波频段隔离，频段内具有良好的极化分离、极化隔离，辐射特性、驻波比和增益;能实时进行Ku线极化调整，实现自动对星。
[0028]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0029]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0030]图1是本发明Ku/Ka波段天馈组件优选实施例的主结构示意图；
[0031]图2是图1中沿A-A面的局部剖视图；
[0032]图3是本发明Ku/Ka波段天馈组件中的Ku频段收发组件核心部件的结构示意图；以及
[0033]图4是本发明Ku/Ka波段天馈组件中的Ka双工器的结构示意图。
[0034]附图标注说明:
[0035]1、Ka旋转关节；2、馈源喇叭；3、Ku正交耦合模块;4、Ka双工器;5、Ku发射分支模块；
6、Ku接收分支模块;7、Ku接收旋转关节;8、Ku发阻滤波器;9、Ku收阻滤波器；10、Ku发射旋转关节；11、Ka发阻滤波器；12、Ka收阻滤波器；13、驱动电机组件；14、底板；15、传动齿轮；16、第一内导体；17、第一滚动轴承；18、第一外导体；19、第一Ka极化器;20、Ka滤波器;21、Ka矩圆转换；22、第二 Ka极化器;23、波导堵块;24、第三Ka极化器;25、Ku接收分支波导；26、Ku接收过渡波导；27、Ku接收滤波器;28、Ku发射滤波器;29、Ku极化弯波导；30、Ku发射波导；31、Ku发射分支波导；32、Ku发射过渡波导；33、极化器;34、连接波导；35、旋转支座;36、Ku接收波导。
【具体实施方式】
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0037]参照图1，本发明的优选实施例提供了一种Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，包括:Ku/Ka波段天馈组件，Ku/Ka波段天馈组件包括Ku波段收发组件和Ka波段收发组件，Ku波段收发组件包括依次相连的馈源喇叭2、Ku正交耦合模块3、Ku发射分支模块5、Ku接收分支模块6、Ku发阻滤波器8、Ku收阻滤波器9以及连接波导34;Ka波段收发组件包括依次相连的馈源喇叭2、极化器33、Ka旋转关节l、Ka双工器4、Ka收阻滤波器12、Ka发阻滤波器11及其连接波导34;极化调整机构，极化调整机构包括驱动电机组件13、传动齿轮15、Ka旋转关节1、Ku接收旋转关节7和Ku发射旋转关节10，Ka旋转关节I与Ku正交耦合模块3相连，Ku接收旋转关节7与Ku接收分支模块6相连，Ku发射旋转关节10与Ku发射分支模块5相连，驱动电机组件13通过传动齿轮15的传动以带动Ka旋转关节l、Ku发射旋转关节10和Ku接收旋转关节7调整极化角度。本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，整个馈源依靠底板14安装在馈源筒上。
[0038]本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，Ku/Ka双模式共用一个馈源喇叭，取消了介质杆，采用全波导形式，结构紧凑，利用率高，能方便进行Ka圆极化切换，对需要装配频谱复用馈源的小口径天线特别有利，且拥有良好的Ku/Ka波频段隔离，频段内具有良好的极化分离和极化隔离，良好的辐射特性、驻波比和增益；通过极化调整机构实时进行Ku线极化调整，实现自动对星。
[0039]优选地，如图2所示，本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，辐射端采用波纹式馈源喇叭2，馈源喇叭2选用波纹式馈源喇叭，为四频共馈网络设计，且具有滤波特性和极化调整功能的Ka/Ku双模宽频馈源喇叭，具有较好的波束变化和交叉极化性能;馈源喇叭2上设有支撑该馈源喇机2的四条支撑杆。本实施例提供的馈源喇叭2，轴向开槽，基于驻波比、方向图和交叉极化的需求来调整喇叭槽的数量、槽深、槽宽和间隔距离。具体地，该馈源喇叭2拥有的喇叭槽的数量为5个，槽深范围为5.2mm?7.43mm，槽宽范围为1.94mm?5.9 Imm，槽的径向间隔距离范围为I.5mm和2mm，轴向间隔范围为5.65mm?11.79mm，有效地拓宽天线的工作频带，同时实现Ku和Ka频段良好的波束等化和低的交叉极化性能;该馈源喇叭2在工作频带内，增益高、效率高，适合作为反射面天线的馈源。
[0040]优选地，如图3所示，Ku正交耦合模块3包括极化器33、Ku接收滤波器27、Ku发射滤波器28以及Ku极化弯波导29，极化器33通过法兰面分别与Ku接收滤波器27及Ku发射滤波器28相连，构成正交性的四臂耦合形式结构，以实现收发信号的极化分离;Ku发射滤波器28经由Ku极化弯波导29与Ku发射分支模块5连接。Ku正交耦合模块3设有四个耦合口，一组Ku发射滤波器28和一组Ku接收滤波器27以正交形式安装，组成2个魔T。利用其正交性和2个魔T，Ku正交耦合模块3分别耦合KU频段的水平信号和垂直信号，将信号也分为水平信号和垂直信号。本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，Ku正交耦合模块3的两个正交分支分别连接Ku接收分支模块6和Ku发射分支模块5，二者之间经由弯折角度为90°的Ku极化弯波导29连接，使结构更加紧凑，进一步向下方分别引向接收端和发射端。
[0041 ] 优选地，如图3所示，Ka双工器4包括第一 Ka极化器19、Ka滤波器20、第二 Ka极化器22、第三Ka极化器24、Ka矩圆转换波导21以及波导堵块23，第一 Ka极化器19为接收和发射共用通道，周向设计的四个法兰面分别经由四个Ka滤波器20与第三Ka极化器24的四个法兰面匹配连接，第三Ka极化器24设计为T形结构，顶部用波导堵块23将其封堵，以防止信号丢失；底部的一端通过Ka发阻滤波器11连接至接收端，底部的另一端连接负载;第一 Ka极化器19的矩形端经由Ka矩圆转换波导21与第二 Ka极化器22连接;第二 Ka极化器22设计为T形结构，顶部与Ka矩圆转换波导21连接，底部的一端通过Ka收阻滤波器12连接至发射端，底部的另一端连接负载。第一 Ka极化器19实现Ka信号的极化与分离，将接收信号通过Ka滤波器20传输至第三Ka极化器24，再传输至接收端;第二 Ka极化器22接收发射信号，通过Ka矩圆转换波导21的矩圆转换后传输至第一 Ka极化器19，再传输至福射端。
[0042]优选地，如图3所示，本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，Ku频段分为接收与发射2个通道。Ku接收分支模块6包括Ku接收波导36、Ku接收分支波导25、Ku接收过渡波导26以及连接波导34，Ku接收波导36、Ku接收分支波导25、Ku接收过渡波导26、连接波导34、Ku接收旋转关节7、Ku发阻滤波器8按序连接至接收端以形成接收通道。Ku发射分支模块5包括Ku发射波导30、Ku发射分支波导31、1(11发射过渡波导32以及连接波导34，1(11发射波导30、1(11发射分支波导31、Ku发射过渡波导32、连接波导34、Ku发射旋转关节10、Ku收阻滤波器9按序连接至发射端以形成发射通道。
[0043]优选地，如图1和图2所示，极化调整机构包括驱动电机组件13、传动齿轮15、Ka旋转关节l、Ku接收旋转关节7和Ku发射旋转关节10，Ka旋转关节I呈I型，包括第一内导体16、第一外导体18和第一滚动轴承17，第一内导体16与极化器33旋转相连，第一外导体18与基座固定连接，第一内导体16和第一外导体18之间通过第一滚动轴承17实现相对旋转。Ku发射旋转关节10和Ku接收旋转关节7均呈L型，Ku发射旋转关节10包括第二内导体、第二外导体和第二滚动轴承，Ku接收旋转关节7包括第三内导体、第三外导体和第三滚动轴承，第二外导体和第三外导体承接上游波导信号传输，可随极化角度进行旋转;第二内导体和第三内导体承接下游波导信号传输，固定连接在关节座上，第二内导体和第二外导体之间通过第二滚动轴承实现相对旋转，第三内导体和第三外导体之间通过第三滚动轴承实现相对旋转。本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，Ka旋转关节l、Ku接收旋转关节7和Ku发射旋转关节10均采用内、外导体+滚动轴承的结构形式，内、外导体之间通过滚动轴承实现相对旋转。Ku接收旋转关节7和Ku发射旋转关节1安装在旋转支座35上，结构紧凑，整体性好。
[0044]本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，极化调整机构采用传动稳定、传动精度高的齿轮机构传动，以步进电机驱动，通过齿轮传动，带动Ka旋转关节I的第一内导体16及Ku正交耦合模块3调整极化角度。角度调整范围在-90°?+90°，底板14上设有限位槽，其外圈上刻有角度刻度值。
[0045]优选地，本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，极化调整机构还包括限位传感器，与Ka旋转关节1、Ku接收旋转关节7和Ku发射旋转关节10相连，用于采集Ka旋转关节1、Ku接收旋转关节7和Ku发射旋转关节10的旋转位置信息；限位开关，与驱动电机组件13相连，设置在该极化调整机构的两个极限位置上；限位控制器，与限位传感器和限位开关相连，用于根据限位传感器采集的Ka旋转关节l、Ku接收旋转关节7和Ku发射旋转关节10的旋转位置信息，识别到Ka旋转关节1、Ku接收旋转关节7和Ku发射旋转关节10旋转到相应位置时，控制限位开关工作，以停止对驱动电机组件13的驱动。
[0046]优选地，极化调整机构还包括天线伺服控制器，天线伺服控制器设有极化跟踪单元和控制单元，极化跟踪单元，与控制单元相连，用于采集卫星极化偏转角信息，并将采集的卫星极化偏转角信息传输给控制单元;控制单元，与极化跟踪单元相连，用于根据极化跟踪单元传输的卫星极化偏转角信息，控制驱动电机组件13带动Ka旋转关节I调整极化角度。本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，通过天线伺服控制器实现了极化角度跟随卫星自动调整的功能。
[0047]本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，极化调整机构实现了极化角度跟随卫星自动调整的功能，其工作原理如下所示:
[0048]馈源极化调整是依靠两齿轮传动来实现的。天线伺服控制器设有极化跟踪单元，极化跟踪单元传输卫星极化偏转角给电机驱动器，电机驱动器将信号传递至步进电机;步进电机再驱动主动齿轮转动，主动齿轮带动传动齿轮15转动，继而传动齿轮15通过Ka旋转关节I带动第一内导体16转动，第一内导体16的转动带动KU正交耦合模块3随之转动，Ku正交耦合模块3带动馈源喇叭2、Ku发射分支模块5和Ku接收分支模块6—起转动，实现±90°的范围内旋转，从而实现极化方向的调整。
[0049]Ku接收分支模块6通过Ku接收旋转关节7和连接波导34与接收端连接;Ku发射分支模块5通过Ku发射旋转关节10和连接波导34与发射终端相连，实现相应功能。在极化调整的两个极限位置分别有限位开关，当旋转到相应位置时，限位开关工作，步进电机停止驱动。
[0050]本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，Ku频段、Ka频段均分为接收与发射2个通道。从馈源喇叭2向Ku/Ka波段天馈组件后端进行分析，信号利用正交模耦合模块3上的4个耦合口分别耦合Ku频段的水平信号和垂直信号，利用其正交性和2个魔T，将信号也分为水平信号和垂直信号。其中，垂直信号为Ku发射信号，通过Ku发射旋转关节10和Ku发射分支模块5连接至下端的发射机;水平信号为Ku接收信号，通过Ku发阻滤波器8、Ku接收旋转关节7和低噪放将信号输出。
[0051]信号通过Ka旋转关节I后，经过Ka双工器4后，通过魔T输出至低噪放后输出，魔T的另一端接匹配负载。Ka发射信号经过Ka矩圆转换波导21矩圆转换后，通过魔T和波导组合，连接至下端的发射机。本实施例提供的Ku/Ka波段天馈组件，纵向尺寸小，结构紧凑，可得到较低的驻波比和较高的隔离度。
[0052]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于，包括: Ku/Ka波段天馈组件，所述Ku/Ka波段天馈组件包括Ku波段收发组件和Ka波段收发组件，所述Ku波段收发组件包括依次相连的馈源喇叭(2)、Ku正交耦合模块(3)、Ku发射分支模块(5)、Ku接收分支模块^、!(!!发阻滤波器⑶八如收阻滤波器⑶以及连接波导“&所述Ka波段收发组件包括依次相连的馈源喇叭(2)、极化器(33)、Ka旋转关节(I)、Ka双工器(4)、Ka收阻滤波器(12)、Ka发阻滤波器(11)及其连接波导(34); 极化调整机构，所述极化调整机构包括驱动电机组件(13)、传动齿轮(15)、Ka旋转关节(l)、Ku接收旋转关节(7)和Ku发射旋转关节(10)，所述Ka旋转关节(I)与所述Ku正交耦合模块(3)相连，所述Ku接收旋转关节(7)与所述Ku接收分支模块(6)相连，所述Ku发射旋转关节(10)与Ku发射分支模块(5)相连，所述驱动电机组件(13)通过所述传动齿轮(15)的传动以带动所述Ka旋转关节(I )、所述Ku接收旋转关节(7)和所述Ku发射旋转关节(10)调整极化角度。2.根据权利要求1所述的Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于， 所述馈源喇叭(2)为四频共馈网络设计，且具有滤波特性和极化调整功能的Ka/Ku双模宽频馈源喇叭，所述馈源喇叭(2)上设有支撑所述馈源喇叭(2)的四条支撑杆。3.根据权利要求2所述的Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于， 所述Ku正交耦合模块(3)包括极化器(33)、Ku接收滤波器(27)、Ku发射滤波器(28)以及Ku极化弯波导(29)，所述极化器(33)通过法兰面分别与所述Ku接收滤波器(27)及所述Ku发射滤波器(28)相连，构成正交性的四臂耦合形式结构，以实现收发信号的极化分离;所述Ku发射滤波器(28)经由所述Ku极化弯波导(29)与所述Ku发射分支模块(5)连接。4.根据权利要求2所述的Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于， 所述Ka双工器(4)包括第一Ka极化器(19)、Ka滤波器(20)、第二Ka极化器(22)、第三Ka极化器(24)、Ka矩圆转换波导(21)以及波导堵块(23)，所述第一 Ka极化器(19)为接收和发射共用通道，周向设计的四个法兰面分别经由四个所述Ka滤波器(20)与所述第三Ka极化器(24)的四个法兰面匹配连接，所述第三Ka极化器(24)设计呈T型，顶部用所述波导堵块(23)将其封堵，以防止信号丢失;底部的一端通过所述Ka发阻滤波器(11)连接至接收端，底部的另一端连接负载;所述第一 Ka极化器(19)的矩形端经由所述Ka矩圆转换波导(21)与所述第二 Ka极化器(22)连接;所述第二 Ka极化器(22)设计为T形结构，顶部与所述Ka矩圆转换波导(21)连接，底部的一端通过所述Ka收阻滤波器(12)连接至发射端，底部的另一端连接负载。5.根据权利要求2所述的Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于， 所述Ku接收分支模块(6)包括Ku接收波导(36)、Ku接收分支波导(25)、Ku接收过渡波导(26)以及连接波导(34)，所述Ku接收波导(36)、所述Ku接收分支波导(25)、所述Ku接收过渡波导(26)、所述连接波导(34)、所述Ku接收旋转关节(7)、所述Ku发阻滤波器(8)按序连接至接收端以形成接收通道。6.根据权利要求2所述的Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于， 所述Ku发射分支模块(5)包括Ku发射波导(30)、Ku发射分支波导(31)、Ku发射过渡波导(32)以及连接波导(34)，所述Ku发射波导(30)、所述Ku发射分支波导(31)、所述Ku发射过渡波导(32)、所述连接波导(34)、所述Ku发射旋转关节(10)、所述Ku收阻滤波器(9)按序连接至发射端以形成发射通道。7.根据权利要求3所述的Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于， 所述Ka旋转关节(I)呈I型，包括第一内导体(16)、第一外导体(18)和第一滚动轴承(17)，所述第一内导体(16)与所述极化器(33)旋转相连，所述第一外导体(18)与基座固定连接，所述第一内导体(16)和所述第一外导体(18)之间通过所述第一滚动轴承(17)实现相对旋转。8.根据权利要求2所述的Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于， 所述Ku发射旋转关节(10)和所述Ku接收旋转关节(7)均呈L型，所述Ku发射旋转关节(10)包括第二内导体、第二外导体和第二滚动轴承，所述Ku接收旋转关节(7))包括第三内导体、第三外导体和第三滚动轴承，所述第二外导体和所述第三外导体承接上游波导信号传输，可随极化角度进行旋转;所述第二内导体和所述第三内导体承接下游波导信号传输，固定连接在关节座上，所述第二内导体和所述第二外导体之间通过第二滚动轴承实现相对旋转，所述第三内导体和所述第三外导体之间通过第三滚动轴承实现相对旋转。9.根据权利要求1所述的Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于， 所述极化调整机构还包括: 限位传感器，与所述Ka旋转关节(I)、所述Ku接收旋转关节(7)和所述Ku发射旋转关节(1)相连，用于采集所述Ka旋转关节(I)、所述Ku接收旋转关节(7)和所述Ku发射旋转关节(10)的旋转位置信息； 限位开关，与所述驱动电机组件(13)相连，设置在该极化调整机构的两个极限位置上； 限位控制器，与所述限位传感器和所述限位开关相连，用于根据所述限位传感器采集的所述Ka旋转关节(1)、所述Ku接收旋转关节(7)和所述Ku发射旋转关节(10)的旋转位置信息，识别到所述Ka旋转关节(I)、所述Ku接收旋转关节(7)和所述Ku发射旋转关节(10)旋转到相应位置时，控制所述限位开关工作，以停止对所述驱动电机组件(13)的驱动。10.根据权利要求1所述的Ku/Ka双频收发共用天线馈源组件，其特征在于， 所述极化调整机构还包括天线伺服控制器，所述天线伺服控制器设有极化跟踪单元和控制单元， 所述极化跟踪单元，与所述控制单元相连，用于采集卫星极化偏转角信息，并将采集的卫星极化偏转角信息传输给所述控制单元； 所述控制单元，与所述极化跟踪单元相连，用于根据所述极化跟踪单元传输的卫星极化偏转角信息，控制所述驱动电机组件(13)带动所述Ka旋转关节(I)调整极化角度。
【文档编号】H01Q15/24GK105896088SQ201610220449
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】彭国勋, 李韬, 黄辛迪, 马花莉, 贺伟, 黄佐军
【申请人】湖南航天环宇通信科技股份有限公司