CN117374593B - 一种同频高隔离收发互易馈电网络 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同频高隔离多功能收发互易馈电网络，属于微波天线技术领域。包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元连接第一功率分配元件，所述第二天线单元连接第三功率分配元件，所述第一功率分配元件连接第二功率分配元件，所述第三功率分配元件连接第二功率分配元件；所述第二功率分配元件将从第一功率分配元件与第三功率分配元件接收到的信号合成后输出到外部电路。利用三个定向功率分配元件组成一个同频高隔离多功能收发互易馈电网络，两个天线单元通过该网络后可以得到3个互不干扰的端口，端口间具有高隔离度，并且收发互不干扰。同时优化阵列有源驻波，使其具有良好的大角度扫描性能，保护后端组件不被烧毁。
Description
技术领域
本发明涉及微波天线技术领域，尤其涉及一种同频高隔离收发互易馈电网络。
背景技术
随着现代战场的信息化发展，对各平台功能性能复用要求越来越高，一个孔径需要融合进更多的功能。单元共用是实现孔径功能复用的最简便方法。但是由于多个功能可能有重叠频段，并且需要同时工作，因此需要设计一种同频高隔离收发互易馈电网络来实现孔径复用的功能。
现有的馈电网络一般是采用功分器的形式实现孔径复用。该方法会造成端口隔离度差，受其影响会造成端口能量耦合引起天线方向图畸变。大功率工作时不仅会损失能量，造成发射效率低，耦合的能量还会进入共用单元另外一个端口的后端，造成器件损坏。
同时由于天线单元紧耦合造成的单元间耦合度高，导致单元间隔离度差，影响阵列有源驻波性能，使其在大功率宽角度扫描时造成功放损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同频高隔离收发互易馈电网络。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种同频高隔离收发互易馈电网络，包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元通过第一天线接口连接第一功率分配元件，所述第一功率分配元件从第一天线单元接收到第一信号并将第一信号分离为第三信号和第四信号；所述第二天线单元通过第二天线接口连接第三功率分配元件，所述第三功率分配元件从第二天线单元接收到第二信号并将第二信号分离为第五信号和第六信号；所述第一功率分配元件输出第三信号到外部电路并将第四信号输出到第二功率分配元件，所述第三功率分配元件输出第六信号到外部电路并将第五信号输出到第二功率分配元件；所述第二功率分配元件将第四信号和第五信号合成为第七信号输出到外部电路。
优选的，所述的第一功率分配元件具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第一功率分配元件的第一端口连接第一天线接口，所述第一功率分配元件的第二端口连接第一电阻，所述第一功率分配元件的第三端口输出第三信号，所述第一功率分配元件的第四端口连接第二功率分配元件并将第四信号输出到第二功率分配元件。
优选的，所述的第三功率分配元件具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第三功率分配元件的第一端口连接第二天线接口，所述第三功率分配元件的第二端口连接第二电阻，所述第三功率分配元件的第三端口输出第六信号，所述第三功率分配元件的第四端口连接第二功率分配元件并将第五信号输出到第二功率分配元件。
优选的，所述的第二功率分配元件具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第二功率分配元件的第三端口连接第一功率分配元件并接收第四信号，所述第二功率分配元件的第四端口连接第三功率分配元件并接收第五信号，所述第二功率分配元件将第四信号和第五信号合成为第七信号通过第二功率分配元件的第一端口输出，所述第二功率分配元件的第二端口连接第三电阻。
优选的，所述的第一功率分配元件、第二功率分配元件和第三功率分配元件的电路由印制板加工而成。
优选的，所述的第一功率分配元件、第二功率分配元件和第三功率分配元件为耦合器或微带线或带状线。
本发明的有益效果是：
1）利用三个定向功率分配元件组成一个同频高隔离收发互易馈电网络，两个天线单元通过该网络后可以得到3个互不干扰的端口，端口间具有高隔离度，并且收发互不干扰。
2）优化阵列有源驻波，使其具有良好的大角度扫描性能，保护后端组件不被烧毁。
3）采用该种设计方案，可以在不带来额外插损的情况下，解决天线单元复用的问题，将2个天线单元分配到3个端口，实现多种功能同时工作。
4）接入该馈电网络后3个端口之间具有高隔离度，解决了接收信号干扰，发射大功率信号耦合的问题。
5）该网络结构简单，制作简便，可与辐射体集成制作，也可单独放置在腔体内作为一个独立组件使用，应用场景广泛。
附图说明
图1为本发明同频高隔离收发互易馈电网络原理图；
图中，TX1为第一天线接口，TX2为第二天线接口，GF1为第一功率分配元件，GF2为第二功率分配元件，GF3为第三功率分配元件，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，Y1为第一功率分配元件的第一端口，Y2为第一功率分配元件的第二端口，Y3为第一功率分配元件的第三端口，Y4为第一功率分配元件的第四端口，SC-A1为输出端口A1，E1为第二功率分配元件的第一端口，E2为第二功率分配元件的第二端口，E3为第二功率分配元件的第三端口，E4为第二功率分配元件的第四端口，SC-B为输出端口B，S1为第三功率分配元件的第一端口，S2为第三功率分配元件的第二端口，S3为第三功率分配元件的第三端口，S4为第三功率分配元件的第四端口，SC-A2为输出端口A2。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。
参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种同频高隔离收发互易馈电网络，包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元通过第一天线接口连接第一功率分配元件，所述第一功率分配元件从第一天线单元接收到第一信号并将第一信号分离为第三信号和第四信号；所述第二天线单元通过第二天线接口连接第三功率分配元件，所述第三功率分配元件从第二天线单元接收到第二信号并将第二信号分离为第五信号和第六信号；所述第一功率分配元件输出第三信号到外部电路并将第四信号输出到第二功率分配元件，所述第三功率分配元件输出第六信号到外部电路并将第五信号输出到第二功率分配元件；所述第二功率分配元件将第四信号和第五信号合成为第七信号输出到外部电路。为实现天线单元复用，信号由两个天线单元接收回来之后会分到第一功率分配元件的第三端口、第二功率分配元件的第一端口和第三功率分配元件的第三端口。由第一功率分配元件的第三端口、第二功率分配元件的第一端口和第三功率分配元件的第三端口馈入的信号也会通过两个天线单元发射出去。通过第一功率分配元件和第三功率分配元件将第一天线单元和第二天线单元的能量分别传输到第一功率分配元件的第三端口和第三功率分配元件的第三端口，并分一部分能量出来经过第二功率分配元件合成一路信号到第二功率分配元件的第一端口。馈电网络原理见图1。
在一些实施例中，所述的第一功率分配元件具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第一功率分配元件的第一端口连接第一天线接口，所述第一功率分配元件的第二端口连接第一电阻，所述第一功率分配元件的第三端口输出第三信号，所述第一功率分配元件的第四端口连接第二功率分配元件并将第四信号输出到第二功率分配元件。
在一些实施例中，所述的第三功率分配元件具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第三功率分配元件的第一端口连接第二天线接口，所述第三功率分配元件的第二端口连接第二电阻，所述第三功率分配元件的第三端口输出第六信号，所述第三功率分配元件的第四端口连接第二功率分配元件并将第五信号输出到第二功率分配元件。
在一些实施例中，所述的第二功率分配元件具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第二功率分配元件的第三端口连接第一功率分配元件并接收第四信号，所述第二功率分配元件的第四端口连接第三功率分配元件并接收第五信号，所述第二功率分配元件将第四信号和第五信号合成为第七信号通过第二功率分配元件的第一端口输出，所述第二功率分配元件的第二端口连接第三电阻。第一功率分配元件的第四端口、第三功率分配元件的第四端口、第二功率分配元件的第三端口和第二功率分配元件的第四端口为隔离端口用于实现第二功率分配元件的第一端口与第一功率分配元件的第三端口和第三功率分配元件的第三端口的隔离，使得输出端口A1（Y3）和输出端口A2（S3）发射大功率时不会有较强的能量进入输出端口B（E1）端设备，其次可以在输出端口A1和输出端口A2馈电时直通端天线与非直通端的天线进行隔离，使得第一功率分配元件的第三端口和第三功率分配元件的第三端口隔离度增加，两个端口不会因为耦合导致两个天线串扰时方向图恶化。经过优化，第一功率分配元件的第三端口和第三功率分配元件的第三端口隔离度可大于-40dB，第一功率分配元件的第三端口、第三功率分配元件的第三端口和第二功率分配元件的第一端口隔离度可大于-25dB，且该网络无额外插损，造成能量损失。
在一些实施例中，所述的第一功率分配元件、第二功率分配元件和第三功率分配元件的电路由印制板加工而成。功率分配元件电路由印制板加工而成，天线接口和输出端口根据应用需要可选择相应的连接器或者用传输线搭接到需要的电路上，电阻选用50Ω贴片电阻，为适应大功率工作场景，电阻应与金属腔体良好接触，增加导热效率，本发明中所涉及到的电阻可选用贴片电阻，也可根据安装尺寸和功率要求选用其它形式的电阻。
在一些实施例中，所述的第一功率分配元件、第二功率分配元件和第三功率分配元件为耦合器或微带线或带状线。本发明中所涉及到的功率分配元件可采用耦合器、微带线、带状线，也可使用其它满足功率分配比要求的结构形式实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种同频高隔离收发互易馈电网络，其特征在于：包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元通过第一天线接口连接第一功率分配元件，所述第一功率分配元件从第一天线单元接收到第一信号并将第一信号分离为第三信号和第四信号；所述第二天线单元通过第二天线接口连接第三功率分配元件，所述第三功率分配元件从第二天线单元接收到第二信号并将第二信号分离为第五信号和第六信号；所述第一功率分配元件输出第三信号到外部电路并将第四信号输出到第二功率分配元件，所述第三功率分配元件输出第六信号到外部电路并将第五信号输出到第二功率分配元件；所述第二功率分配元件将第四信号和第五信号合成为第七信号输出到外部电路；
所述的第一功率分配元件具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第一功率分配元件的第一端口连接第一天线接口，所述第一功率分配元件的第二端口连接第一电阻，所述第一功率分配元件的第三端口输出第三信号，所述第一功率分配元件的第四端口连接第二功率分配元件并将第四信号输出到第二功率分配元件；
所述的第三功率分配元件具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第三功率分配元件的第一端口连接第二天线接口，所述第三功率分配元件的第二端口连接第二电阻，所述第三功率分配元件的第三端口输出第六信号，所述第三功率分配元件的第四端口连接第二功率分配元件并将第五信号输出到第二功率分配元件；
所述的第二功率分配元件具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述第二功率分配元件的第三端口连接第一功率分配元件并接收第四信号，所述第二功率分配元件的第四端口连接第三功率分配元件并接收第五信号，所述第二功率分配元件将第四信号和第五信号合成为第七信号通过第二功率分配元件的第一端口输出，所述第二功率分配元件的第二端口连接第三电阻。
2.根据权利要求1所述的同频高隔离收发互易馈电网络，其特征在于：所述的第一功率分配元件、第二功率分配元件和第三功率分配元件的电路由印制板加工而成。
3.根据权利要求1所述的同频高隔离收发互易馈电网络，其特征在于：所述的第一功率分配元件、第二功率分配元件和第三功率分配元件为耦合器或微带线或带状线。
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