CN203225337U - 一种Ku/Ka四频段多极化馈源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种Ku/Ka四频段多极化馈源。L、C、X、Ku等频段已不能满足应用需求，而Ka频段可用带宽宽，干扰少，Ku频段卫星应用依然很广，能同时工作于Ku、Ka双频段的卫星通信天线有很大优势。本实用新型设置有喇叭、四臂对称结构的Ku馈电单元、1号滤波器、调谐单元、3号圆极化器、对称四臂结构的耦合器、2号滤波器、3号滤波器、1号圆极化器、Ka发射端口和2号圆极化器；Ku馈电单元的两个T型枝节的合路口构成Ku发射和接收线极化端口；1号圆极化器后设置有左右发射圆极化端口，2号圆极化器后设置有左右接收圆极化端口，3号滤波器上连接有矩圆转换器。本实用新型能同时工作在四个不同的频段、六个不同极化，有效提高了反射面天线的利用率。

Description

一种Ku/Ka四频段多极化馈源

技术领域

    本实用新型属于无线通信技术领域，具体涉及一种Ku/Ka四频段多极化馈源。 

背景技术

随着卫星通信技术的发展，L、C、X、Ku等频段已不能满足高速、宽带、小口径终端等应用的需求，而Ka频段的优点是可用带宽宽，干扰少，设备体积小。目前，Ka频段卫星通信系统已进入实用化阶段，但是Ku频段的卫星应用依然很广。因此，能够同时工作于Ku、Ka双频段的卫星通信天线有很大优势。 

高性能的多频段馈源作为反射面天线的核心器件是设备能否工作在多频段卫星系统的关键。包括方向图等化、端口驻波比、收发隔离度、交叉极化隔离度、圆极化轴比等，无一不对整个通信系统的性能造成重要影响。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能使多个频段共用一个反射面、有效提高反射面天线利用率的Ku/Ka四频段多极化馈源。 

本实用新型所采用的技术方案是： 

一种Ku/Ka四频段多极化馈源，其特征在于：

设置有依次连接的喇叭、四臂对称结构的Ku馈电单元、1号滤波器、调谐单元、3号圆极化器、对称四臂结构的耦合器、2号滤波器、3号滤波器、1号圆极化器、Ka发射端口和2号圆极化器；

Ku馈电单元的两个T型枝节的合路口构成Ku发射线极化端口和Ku接收线极化端口；

1号圆极化器后设置有左右相互对称的1号Ka发射圆极化端口和2号Ka发射圆极化端口；

2号圆极化器后设置有左右相互对称的3号Ka接收圆极化端口和4号Ka接收圆极化端口；

3号滤波器上连接有矩圆转换器。

所述的喇叭后端位置处设置有用于固定副反射面的1号法兰盘。 

所述的耦合器前端位置处设置有用于对整个馈源进行安装和固定的2号法兰盘。 

所述的喇叭为赋型光壁喇叭。 

本实用新型具有以下优点： 

本实用新型所涉及的一种Ku/Ka四频段多极化馈源，使天线能同时工作在四个不同的频段、六个不同极化，很大程度上提高反射面天线的利用率。在馈源喇叭工作时，六个端口可同时收发Ku/Ka两个通信系统的数据，信号之间通过高的端口隔离和极化隔离解决。Ku、Ka四个工作频段通过级联方式使用共同的喇叭向外辐射电磁波，在宽频带内具有较稳定的相位中心和波束宽度、优异的交叉极化及电压驻波比和较高的辐射效率，并且性能指标优良、体积小，是目前小型多频段共用透镜天线或反射面天线的理想馈源。 

附图说明

图1是本实用新型实体侧视图。 

图2是本实用新型实体侧视图，即图1旋转90°后的视图。 

图3是本实用新型驻波曲线。 

图4是本实用新型Ku接收频段增益和交叉极化方向图曲线。 

图5是本实用新型Ku发射频段增益和交叉极化方向图曲线。 

图6是本实用新型Ka接收频段增益和交叉极化方向图曲线。 

图7是本实用新型Ka发射频段增益和交叉极化方向图曲线。 

图8是本实用新型Ku频段收发端口隔离度曲线。 

图9是本实用新型Ka频段收发端口隔离度曲线。 

图中，1-喇叭，2-1号法兰盘，3- Ku发射线极化端口，4-Ku馈电单元，5-1号滤波器，6- Ku接收线极化端口，7-2号法兰盘，8-耦合器，9-2号滤波器，10-3号滤波器，11-1号圆极化器，12-Ka发射端口，13-1号Ka发射圆极化端口，14-2号Ka发射圆极化端口，15-2号圆极化器，16-3号Ka接收圆极化端口，17-4号Ka接收圆极化端口，18-3号圆极化器，19-矩圆转换器，20-调谐单元。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。 

本实用新型所述的一种Ku/Ka四频段多极化馈源，设置有依次连接的喇叭1、四臂对称结构的Ku馈电单元4、1号滤波器5、调谐单元20、3号圆极化器18、对称四臂结构的耦合器8、2号滤波器9、3号滤波器10、1号圆极化器11、Ka发射端口12和2号圆极化器15。其中，Ku馈电单元4的两个T型枝节的合路口构成Ku发射线极化端口6和Ku接收线极化端口3；1号圆极化器11后设置有左右相互对称的1号Ka发射圆极化端口13和2号Ka发射圆极化端口14；2号圆极化器15后设置有左右相互对称的3号Ka接收圆极化端口16和4号Ka接收圆极化端口17；3号滤波器10上连接有矩圆转换器19。 

喇叭1后端位置处设置有用于固定副反射面的1号法兰盘2，耦合器8前端位置处设置有用于对整个馈源进行安装和固定的2号法兰盘7。 

如图1所示，Ku、Ka四个工作频段通过级联方式使用共同的喇叭1，Ku频段通过Ku馈电单元4的四臂对称结构将Ku频段接收和Ku频段发射两路正交信号耦合出来，再通过1号滤波器5滤掉高频信号，然后将互相对称的两路通过Ku馈电单元4的两个T型枝节两两合一，两个T型枝节的合路口构成Ku发射线极化端口3和Ku接收线极化端口6。 

Ka发射信号通过3号滤波器10与Ka接收端隔离，然后连接到1号圆极化器11后分为左右相互对称的1号Ka发射圆极化端口13和2号Ka发射圆极化端口14。 

耦合器8通过四臂对称结构将Ka接收信号耦合出来，然后通过2号滤波器9后在Ka发射端口12后方再合成一路，通过2号圆极化器15分成左右相互对称的3号Ka接收圆极化端口16和4号Ka接收圆极化端口17。 

本实用新型的馈源的辐射部分采用赋型光壁喇叭，该喇叭可在Ku、Ka四个通信频段内保持等化的方向图、较稳定的相位中心和高的交叉极化隔离度。尺寸小、易加工，作为辐射器非常理想。 

Ku馈电部分4采用对称四臂结构，可有效抑制高次模产生，改善驻波比和极化隔离度。后面连接的1号滤波器5起到Ku与Ka频段相隔离和匹配的作用。通过调整T型节的尺寸，将Ku的接收和发射两个频段相隔离。 

Ku与Ka连接部分使用调谐单元20对高次模进行抑制。 

Ka接收部分亦采用对称四臂结构的耦合器8，可有效抑制高次模产生，另一个目的是在空间上避开Ka发射部分，并在Ka发射端口12处合成一路后与Ka发射部分共轴，方位角度错开45°。后端连接的3号圆极化器18具有体积小、轴比低的优点，可方便的分出左、右两个圆极化端口。 

Ka发射部分通过3号滤波器10和矩圆转换器19与Ka接收部分和Ku部分相隔离，后端连接的1号圆极化器11具有体积小、轴比低的优点，可方便的分出左、右两个圆极化端口。 

为缩小整体尺寸，Ku的收发波导为非标，可在后端转换成标准BJ-120或BJ-140波导。当Ka频段收、发只分别使用一种极化时，可将另一端口接匹配负载。 

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。 

Claims (4)

1.一种Ku/Ka四频段多极化馈源，其特征在于：

设置有依次连接的喇叭（1）、四臂对称结构的Ku馈电单元（4）、1号滤波器（5）、调谐单元（20）、3号圆极化器（18）、对称四臂结构的耦合器（8）、2号滤波器（9）、3号滤波器（10）、1号圆极化器（11）、Ka发射端口（12）和2号圆极化器（15）；

Ku馈电单元（4）的两个T型枝节的合路口构成Ku发射线极化端口（3）和Ku接收线极化端口（6）；

1号圆极化器（11）后设置有左右相互对称的1号Ka发射圆极化端口（13）和2号Ka发射圆极化端口（14）；

2号圆极化器（15）后设置有左右相互对称的3号Ka接收圆极化端口（16）和4号Ka接收圆极化端口（17）；

3号滤波器（10）上连接有矩圆转换器（19）。

2.根据权利要求1所述的一种Ku/Ka四频段多极化馈源，其特征在于：

所述的喇叭（1）后端位置处设置有用于固定副反射面的1号法兰盘（2）。

3.根据权利要求1或2所述的一种Ku/Ka四频段多极化馈源，其特征在于：

所述的耦合器（8）前端位置处设置有用于对整个馈源进行安装和固定的2号法兰盘（7）。

4.根据权利要求3所述的一种Ku/Ka四频段多极化馈源，其特征在于：

所述的喇叭（1）为赋型光壁喇叭。

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