CN113314844A - 多频段反射器 - Google Patents

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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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Abstract

本发明公开了一种多频段反射器，包括从所述多频段反射器的一侧到另一侧依次设置的反射器本体、Ka波段馈源组件、频率选择单元以及S波段馈源组件。本发明公开的一种多频段反射器，有利于兼具带宽性能和隔离度。

Description

多频段反射器
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多频段反射器。
背景技术
目前，对于双极化天线的研究，主要集中在双极化天线的极化分集应用当中，具体而言，具有双线极化和双圆极化特性的双波段反射器的技术方案已有研究人员提出。为了进一步提高该反射器的性能，如何研制一款兼具带宽性能和隔离度的多频段反射器，是亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种多频段反射器，有利于兼具带宽性能和隔离度。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种多频段反射器，包括从所述多频段反射器的一侧到另一侧依次设置的反射器本体、Ka波段馈源组件、频率选择单元以及S波段馈源组件，所述Ka波段馈源组件与所述频率选择单元之间具有第一间隙，所述频率选择单元与所述S波段馈源组件之间具有第二间隙；
所述S波段馈源组件的正面朝向所述反射器本体；
所述Ka波段馈源组件的正面朝向所述频率选择单元；
所述频率选择单元的中部设置有第一跨槽元件，所述第一跨槽元件包括两个相交的第一槽部，所述第一槽部贯穿所述频率选择单元的第一侧面以及第二侧面，其中，所述第一侧面为所述频率选择单元与所述Ka波段馈源组件相对的侧面，所述第二侧面为与所述频率选择单元与所述S波段馈源组件相对的侧面；
所述S波段馈源组件发出的S波段射频信号通过所述频率选择单元而到达所述反射器本体，所述Ka波段馈源组件发出的Ka波段射频信号被所述频率选择单元反射而到达所述反射器本体。
可见，本发明中，通过设置S波段馈源组件以及Ka波段馈源组件，使得该多频段反射器能够适用于S波段射频信号、Ka波段射频信号的工作条件，有利于该多频段反射器的带宽性能；S波段射频信号能够通过频率选择单元到达反射器本体，而Ka波段射频信号能够被该频率选择单元反射而达到反射器本体，一方面有利于实现了S波段射频信号和Ka波段射频信号在该多频段反射器内传输，另一方面，有利于实现S波段射频信号和Ka波段射频信号的分离，从而有利于满足它们在该多频段反射器内的隔离度的需求。
作为一种可选的实施方式，本发明中，所述S波段馈源组件的一侧设置有基板，所述基板的一侧面上设置有第一馈源单元，所述第一馈源单元包括杯状电容以及相交的两个偶极子，两个所述偶极子分别通过同轴线连接在所述基板上。
作为一种可选的实施方式，本发明中，所述Ka波段馈源组件设置有波导，所述波导相对的两个侧壁上分别设置有一端向外延伸的探针，所述探针的另一端向所述波导的侧壁内侧延伸，并且在所述侧壁的内侧形成圆锥部，所述圆锥部远离所述探针的一侧的截面面积大于所述圆锥部靠近所述探针的一侧的截面面积，所述波导内设置有金属隔片，所述金属隔片设置在两个相对的所述圆锥部之间，并且，所述金属隔片与所述圆锥部之间具有第三间隙。
作为一种可选的实施方式，本发明中，所述第一馈源单元设置有四个，并且，四个所述第一馈源单元在所述基板的一侧面上呈2×2的阵列排布；
所述波导设置有四个，并且，四个所述波导在所述Ka波段馈源组件的正面处呈2×2的阵列排布，组成第二馈源单元。
作为一种可选的实施方式，本发明中，所述频率选择单元还设置有关于所述第一跨槽元件对称布置的第二跨槽元件，所述第二跨槽元件包括两个相交的第二槽部，所述第二槽部贯穿所述第一侧面以及所述第二侧面。
作为一种可选的实施方式，本发明中，所述第二跨槽元件设置有四个，并且，四个所述第二跨槽元件呈2×2的阵列排布。
作为一种可选的实施方式，本发明中，所述金属隔片朝向所述波导的开口处的一侧边呈阶梯形。
作为一种可选的实施方式，本发明中，所述基板的另一侧面上设置有由微带线构成的S波段比较器。
作为一种可选的实施方式，本发明中，所述波导为方型波导。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
图1是本发明实施例的一种多频段反射器的结构示意图；
图2是本发明实施例的S波段馈源组件的结构示意图；
图3是本发明实施例的Ka波段馈源组件的结构示意图；
图4是本发明实施例的Ka波段馈源组件的一个剖视图；
图5是本发明实施例的Ka波段馈源组件的另一个剖视图；
图6是本发明实施例的频率选择单元的结构示意图；
图7是本发明实施例的频率选择单元的主视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
需要说明的是，为了更好地表达多频段反射器中部件的相对位置关系，本发明在图1、图2、图3以及图6标注出了统一的方向指针，并且，该方向指针指向X方向。
本发明实施例的一种多频段反射器，如图1所示，包括从该多频段反射器的一侧到另一侧依次设置的反射器本体400、Ka波段馈源组件300、频率选择单元200以及S波段馈源组件100，Ka波段馈源组件300与频率选择单元200之间具有第一间隙，频率选择单元200与S波段馈源组件100之间具有第二间隙，其中：
S波段馈源组件100的正面朝向反射器本体400；
Ka波段馈源组件300的正面朝向频率选择单元200；
如图6至7所示，频率选择单元200的中部设置有第一跨槽元件，第一跨槽元件包括两个相交的第一槽部210，第一槽部210贯穿频率选择单元200的第一侧面201以及第二侧面202，其中，第一侧面201为频率选择单元200与Ka波段馈源组件300相对的侧面，第二侧面202为与频率选择单元200与S波段馈源组件100相对的侧面；
S波段馈源组件100发出的S波段射频信号通过频率选择单元200而到达反射器本体400，Ka波段馈源组件300发出的Ka波段射频信号被频率选择单元200反射而到达反射器本体400。
本发明实施例中，该多频段反射器内部的射频信号传输示意图，可以如图1所示。S波段馈源组件100的正面朝向反射器本体400，当S波段馈源组件100发出的S波段射频信号，穿过频率选择单元200而达到反射器本体400，反射器本体400与该S波段馈源组件100的正面相对的反射面为主反射面，反射该S波段射频信号；Ka波段馈源组件300发出的Ka波段射频信号被频率选择单元200反射而到达该反射器本体400的主反射面，再被反射。可选的，S波段馈源组件100发出的S波段射频信号的覆盖范围可以是α角的角度范围内，Ka波段馈源组件300发出的Ka波段射频信号的覆盖范围可以是β角的角度范围内，该Ka波段射频信号被频率选择单元200反射而到达该反射器本体400的主反射面，再被反射，将形成等效反射面，其中，该等效反射面对应的角度覆盖范围与β角的角度范围相对应。可选的，可以基于馈源阻滞条件(如，频率选择单元200的阻滞)、Ka波段馈源组件300的口径尺寸以及等效喇叭的相位中心位置等因素，确定S波段馈源组件100与Ka波段馈源组件300之间的距离，并基于该距离以及所需的带宽性能或者隔离性能，确定该频率选择单元200与上述两者之间的距离，即最终可以确定第一间隙、第二间隙的大小。可见，Ka波段馈源组件与频率选择单元之间具有第一间隙，频率选择单元与所述S波段馈源组件之间具有第二间隙，有利于实现S波段射频信号和Ka波段射频信号的分离，从而有利于满足它们在该多频段反射器内的隔离度的需求。
本发明实施例中，频率选择单元200的中部设置有第一跨槽元件，作用在于有利于使得部分S波段馈源组件100发出的S波段射频信号通过该第一跨槽元件而穿过该频率选择单元200，有利于降低该S波段射频信号的损耗，从而有利于S波段射频信号在该多频段反射器内部高效传输。
可见，本发明实施例中，通过设置S波段馈源组件100以及Ka波段馈源组件300，使得该多频段反射器能够适用于S波段射频信号、Ka波段射频信号的工作条件，有利于该多频段反射器的带宽性能；S波段射频信号能够通过频率选择单元200到达反射器本体400，而Ka波段射频信号能够被该频率选择单元200反射而达到反射器本体400，一方面有利于实现了S波段射频信号和Ka波段射频信号在该多频段反射器内传输，另一方面，有利于实现S波段射频信号和Ka波段射频信号的分离，从而有利于满足它们在该多频段反射器内的隔离度的需求。
本发明实施例中，可选的，如图2所示，S波段馈源组件100的一侧设置有基板110，基板110的一侧面上设置有第一馈源单元，第一馈源单元包括杯状电容120以及相交的两个偶极子140，两个偶极子140分别通过同轴线130连接在基板110上。其中，该第一馈源单元可激发垂直极化(VP)和水平极化(HP)信号，从而实现该多频段反射器的双极化；该杯状电容120一方面有利于容纳两个偶极子140，另一个方面有利于提高天线的工作波束宽度。可选的，可以选用阻抗为50Ω的同轴线130，其中，该同轴截面的高度h≈λ_s/4，λ_s为所需S波段中心频率波长。可选的，可以选用截面为圆形的杯状电容120。可选的，该基板110以及该频率选择单元200的外廓形状可以为圆形，且该基板110的外廓直径不大于频率选择单元200的外廓直径，以减少S波段射频信号的阻塞。
本发明实施例中，可选的，如图3、图4、图5所示，Ka波段馈源组件300设置有波导310，波导310相对的两个侧壁上分别设置有一端向外延伸的探针320，探针320的另一端向波导310的侧壁内侧延伸，并且在侧壁的内侧形成圆锥部330，圆锥部330远离探针320的一侧的截面面积大于圆锥部330靠近探针320的一侧的截面面积，波导310内设置有金属隔片340，金属隔片340设置在两个相对的圆锥部330之间，并且，金属隔片340与圆锥部330之间具有第三间隙。其中，两个探针320以及其在该波导310侧壁的内侧形成的圆锥部330，使得该波导310能够兼具双圆极化特性，该方型导波内的金属隔片340设置在两个相对的圆锥部330之间，并且，金属隔片340与圆锥部330之间具有第三间隙，有利于在满足隔离度要求。可选的，该金属隔片340朝向波导310的开口处的一侧边呈阶梯形，有利于进一步提高波导310端口之间的隔离性。可选的，该波导310可以选用方型波导310，这使得金属隔片340将该波导310分隔成两个方型的空间，有利于在该波导310中，金属隔片340与电场保持正交，从而有利于波导310内的双圆极化特性。
在本发明的一些具体实施例中，如图2所示，第一馈源单元设置有四个，并且，四个第一馈源单元在基板110的一侧面上呈2×2的阵列排布；
如图3所示，波导310设置有四个，并且，四个波导310在Ka波段馈源组件300的正面处呈2×2的阵列排布，组成第二馈源单元。
该实施例中，第一馈源单元在基板110的一侧面上呈2×2的阵列排布；以及四个波导310在Ka波段馈源组件300的正面处呈2×2的阵列排布，组成第二馈源单元，有利于第一馈源单元以及第二馈源单元各自内部的结构对称性，从而有利于优化该多频段反射器的极化特性。
可选的，如图6和图7所示，频率选择单元200还设置有关于第一跨槽元件对称布置的第二跨槽元件，第二跨槽元件包括两个相交的第二槽部220，第二槽部220贯穿第一侧面201以及第二侧面202。通过设置第二跨槽元件，有利于进一步优化S波段射频信号在该频率选择单元200的通过性，有利于降低S波段射频信号的损耗，
进一步可选的，如图7所示，第二跨槽元件设置有四个，并且，四个第二跨槽元件呈2×2的阵列排布。第二跨槽元件呈2×2的阵列排布，有利于该频率选择单元200结构的对称性，从而有利于该S波段射频信号通过该频率选择单元200的对称性。
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种多频段反射器所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于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；其依然可以对前述的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；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明的实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种多频段反射器，其特征在于，包括从所述多频段反射器的一侧到另一侧依次设置的反射器本体、Ka波段馈源组件、频率选择单元以及S波段馈源组件，所述Ka波段馈源组件与所述频率选择单元之间具有第一间隙，所述频率选择单元与所述S波段馈源组件之间具有第二间隙；
所述S波段馈源组件的正面朝向所述反射器本体；
所述Ka波段馈源组件的正面朝向所述频率选择单元；
所述频率选择单元的中部设置有第一跨槽元件，所述第一跨槽元件包括两个相交的第一槽部，所述第一槽部贯穿所述频率选择单元的第一侧面以及第二侧面，其中，所述第一侧面为所述频率选择单元与所述Ka波段馈源组件相对的侧面，所述第二侧面为与所述频率选择单元与所述S波段馈源组件相对的侧面；
所述S波段馈源组件发出的S波段射频信号通过所述频率选择单元而到达所述反射器本体，所述Ka波段馈源组件发出的Ka波段射频信号被所述频率选择单元反射而到达所述反射器本体。
2.根据权利要求1所述的多频段反射器，其特征在于，所述S波段馈源组件的一侧设置有基板，所述基板的一侧面上设置有第一馈源单元，所述第一馈源单元包括杯状电容以及相交的两个偶极子，两个所述偶极子分别通过同轴线连接在所述基板上。
3.根据权利要求2所述的多频段反射器，其特征在于，所述Ka波段馈源组件设置有波导，所述波导相对的两个侧壁上分别设置有一端向外延伸的探针，所述探针的另一端向所述波导的侧壁内侧延伸，并且在所述侧壁的内侧形成圆锥部，所述圆锥部远离所述探针的一侧的截面面积大于所述圆锥部靠近所述探针的一侧的截面面积，所述波导内设置有金属隔片，所述金属隔片设置在两个相对的所述圆锥部之间，并且，所述金属隔片与所述圆锥部之间具有第三间隙。
4.根据权利要求3所述的多频段反射器，其特征在于，所述第一馈源单元设置有四个，并且，四个所述第一馈源单元在所述基板的一侧面上呈2×2的阵列排布；
所述波导设置有四个，并且，四个所述波导在所述Ka波段馈源组件的正面处呈2×2的阵列排布，组成第二馈源单元。
5.根据权利要求4所述的多频段反射器，其特征在于，所述频率选择单元还设置有关于所述第一跨槽元件对称布置的第二跨槽元件，所述第二跨槽元件包括两个相交的第二槽部，所述第二槽部贯穿所述第一侧面以及所述第二侧面。
6.根据权利要求5所述的多频段反射器，其特征在于，所述第二跨槽元件设置有四个，并且，四个所述第二跨槽元件呈2×2的阵列排布。
7.根据权利要求3至6任一项所述的多频段反射器，其特征在于，所述金属隔片朝向所述波导的开口处的一侧边呈阶梯形。
8.根据权利要求2至6任一项所述的多频段反射器，其特征在于，所述基板的另一侧面上设置有由微带线构成的S波段比较器。
9.根据权利要求3至6任一项所述的多频段反射器，其特征在于，所述波导为方型波导。
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