CN109066085A - 双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源 - Google Patents

双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源 Download PDF

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Abstract

本发明属于天线技术领域，为了解决天线单一极化不能准确探测目标的技术问题，提供了一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，包括：波导辐射器，其相位中心设置在反射面的焦点处；正交模耦合器，其设置在反射面的下方，用于高隔离度的极化隔离实现双极化工作模式；馈电网络，其与正交模耦合器连接，用于和波束、俯仰差波束以及方位差波束的馈电。通过本发明的技术方案，在目标某一截面很小的情况下，单极化工作模式不能准确的探测到目标的位置信息，而双极化工作模式能够从目标的另一方向的截面上对其进行探测，增加了探测的准确性，能够更准确的探测目标。

Description

双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源
技术领域
本发明属于天线技术领域，具体涉及一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源。
背景技术
反射面天线是跟踪雷达常用的一种天线，也常用于卫星通信、气象雷达等领域。跟踪雷达需要天线提供一个和波束用于测距，以及方位、俯仰两个差波束用于测角，但在某些电磁环境中，目标外形相对雷达的位置存在随机性，单一极化不能保证跟踪雷达的探测性能。
因此，需要一种新的双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源来解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，即为了解决天线单一极化不能准确探测目标的技术问题。为此，本发明提供了一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，包括：波导辐射器，其相位中心设置在所述反射面的焦点处；正交模耦合器，其设置在所述反射面的下方，用于高隔离度的极化隔离实现双极化工作模式；馈电网络，其与所述正交模耦合器连接，用于和波束、俯仰差波束以及方位差波束的馈电。
优选的，所述正交模耦合器的一端为第一极化端口，其另一端为公共端口，在所述正交模耦合器的侧面设置有第二极化端口，所述正交模耦合器的口径沿所述第一极化端口到所述公共端口的方向递增。
优选的，所述馈电网络为平面和差馈电网络。
优选的，所述平面和差馈电网络包括第一平面和差馈电网络和第二平面和差馈电网络，第一极化端口连接所述第一平面和差馈电网络用于实现垂直极化工作模式，所述第二极化端口连接所述第二平面和差馈电网络用于实现水平极化工作模式。
优选的，所述平面和差馈电网络包括第一平面和差馈电网络和第二平面和差馈电网络，第一极化端口连接所述第一平面和差馈电网络用于实现水平极化工作模式，所述第二极化端口连接所述第二平面和差馈电网络用于实现垂直极化工作模式。
优选的，所述平面和差馈电网络包括四个相互连接的3dB耦合器。
优选的，所述波导辐射器为2*2的方形波导辐射阵列。
优选的，其特征在于，所述波导辐射器与所述正交模耦合器通过金属支架连接。
本发明通过2*2方形波导、正交模耦合器、馈电网络实现双极化工作模式，相比于单极化工作模式来说，在目标某一截面很小的情况下，单极化工作模式不能准确的探测到目标的位置信息，而双极化工作模式能够从目标的另一方向的截面上对其进行探测，增加了探测的准确性，能够更准确的探测目标，而且，在其中一种工作模式出现故障时，还可以采用另一种工作模式继续正常工作。
附图说明
图1是本发明实施例提供的双极化单脉冲跟踪反射面天线的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的正交模耦合器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的馈电网络的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的波导辐射器的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源的结构示意图。
附图标记：
10、波导辐射器；20、正交模耦合器；21、第一极化端口；22、公共端口；23、第二极化端口；30、馈电网络；31、第一3dB耦合器；21、第二3dB耦合器；33、第三3dB耦合器；34、第四3dB耦合器；40、反射面；50、金属支架。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明的实施例提供了一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，用于作为单脉冲跟踪反射面天线的馈源，使该单脉冲跟踪反射面天线能够实现双极化工作模式。
参见图1，双极化单脉冲跟踪反射面天线的馈源包括波导辐射器10、正交模耦合器20和馈电网络30，波导辐射器10的相位中心设置在反射面40的焦点处，正交模耦合器20设置在反射面40的下方，用于高隔离度的极化隔离实现双极化工作模式，馈电网络30与正交耦合器20连接，用于和波束、俯仰差波束以及方位差波束的馈电，通过馈电网络30与正交耦合器20之间的配合，能够实现该馈源的双极化工作模式，为双极化单脉冲跟踪反射面天线提供双极化工作模式，相比于单极化工作模式的反射面天线，在待探测目标某一截面很小的情况下，单极化工作模式的反射面天线不能准确的探测到目标的位置信息，而双极化工作模式的反射面天线能够从目标的另一方向的截面上对其进行探测，增加了探测的准确性，能够更准确的探测目标。
本发明提供的实施例中，参见图2，正交模耦合器20的一端为第一极化端口21，另一端为公共端口22，在正交模耦合器20的侧面设置有第二极化端口23，正交模耦合器20的形状可以是圆筒状，也可以是矩形筒状结构，还可以是其它任意合理的形状，在此不作限定。其中，正交模耦合器20的口径沿从第一极化端口21到公共端口22的方向递增，通过这种设置方式，在发射信号时，信号能够从第一极化端口21和/或第二极化端口23传递给公共端口22，在接收信号时，信号能够从工公共端口22传递给第一极化端口21或者第二极化端口23。
在本发明提供的另一实施例中，参见图3，馈电网络30可选为平面和差馈电网络。平面和差馈电网络包括第一平面和差馈电网络和第二平面和差馈电网络，第一平面和差馈电网络与第一极化端口21连接，第二平面和差馈电网络与第二极化端口23连接。其中，第一平面和差馈电网络用于为反射面天线提供水平极化工作模式或者垂直极化工作模式，第二平面和差馈电网络用于为反射面天线提供垂直极化工作模式或者水平极化工作模式。
具体地，平面和差馈电网络包括四个相互连接的3dB耦合器，其中第一3dB耦合器31与第二3dB耦合器32连接，第二3dB耦合器32与第三3dB耦合器33连接，第三3dB耦合器33与第四3dB耦合器34连接，第四3dB耦合器34与第一3dB耦合器31连接，通过四个3dB耦合器之间的相互连接，能够为反射面天线的馈源提供和波束、俯仰差波束以及方位差波束的馈电。
在本发明提供的实施例中，波导辐射器可选为2*2的方形波导辐射阵列。正交模耦合器20的个数可选为四个，通过金属支架50将正交模耦合器20与2*2的方形波导辐射阵列连接，馈电网络30的信号传递给正交模耦合器20，正交模耦合器20通过金属支架50将信号传递给2*2的方形波导辐射阵列，以实现为反射面天线的馈源提供和波束、俯仰差波束以及方位差波束的馈电。
需要说明是，金属支架50不仅仅能够作为波导辐射器的支撑装置，金属支架50还起到波导的作用，能够传递馈电网络产生的信号。
本领域技术人员能够理解的是，第一平面和差馈电网络产生垂直极化工作模式的信号，通过正交模耦合器3的第一极化端口21传递给公共端口22，该信号从公共端口22沿金属支架最终传递给波导辐射器10，实现为反射面天线的馈源提供垂直极化工作模式的信号，第二平面和差馈电网络产生水平极化工作模式的信号，通过正交耦合器3的第二极化端口23传递给公共端口22，该信号从公共端口22沿金属支架50最终传递给波导辐射器10，实现为反射面天线馈源提供水平极化工作模式的信号，从而实现反射面天线馈源的双极化工作模式。
当然，实现反射面天线馈源的双极化工作模式不限于上述的方式，还可以是第一平面和差馈电网络产生水平极化工作模式的信号，第二平面和差馈电网络产生垂直极化工作模式的信号，然后通过上述的方式传递给波导辐射器10，来实现反射面天线馈源的双极化工作模式。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，其特征在于，包括
波导辐射器，其相位中心设置在所述反射面的焦点处；
正交模耦合器，设置在所述反射面的下方，用于高隔离度的极化隔离实现双极化工作模式；
馈电网络，与所述正交模耦合器连接，用于和波束、俯仰差波束以及方位差波束的馈电。
2.根据权利要求1所述的一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，其特征在于，所述正交模耦合器的一端为第一极化端口，其另一端为公共端口，在所述正交模耦合器的侧面设置有第二极化端口，所述正交模耦合器的口径沿所述第一极化端口到所述公共端口的方向递增。
3.根据权利要求2所述的一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，其特征在于，所述馈电网络为平面和差馈电网络。
4.根据权利要求3所述的一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，其特征在于，所述平面和差馈电网络包括第一平面和差馈电网络和第二平面和差馈电网络，第一极化端口连接所述第一平面和差馈电网络用于实现垂直极化工作模式，所述第二极化端口连接所述第二平面和差馈电网络用于实现水平极化工作模式。
5.根据权利要求3所述的一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，其特征在于，所述平面和差馈电网络包括第一平面和差馈电网络和第二平面和差馈电网络，第一极化端口连接所述第一平面和差馈电网络用于实现水平极化工作模式，所述第二极化端口连接所述第二平面和差馈电网络用于实现垂直极化工作模式。
6.根据权利要求5所述的一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，其特征在于，所述平面和差馈电网络包括四个相互连接的3dB耦合器。
7.根据权利要求1所述的一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，其特征在于，所述波导辐射器为2*2的方形波导辐射阵列。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种双极化单脉冲跟踪反射面天线馈源，其特征在于，所述波导辐射器与所述正交模耦合器通过金属支架连接。
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