TWI694635B - 三頻帶饋送組合件系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一種用於在不同頻帶(例如，低頻帶、中頻帶和高頻帶)上操作的饋送組合件。饋送組合件包括低頻帶、中頻帶和高頻帶中共用的號角形饋電器、用於發射低頻段頻帶訊號的同軸極化器、用於發射低頻段頻帶訊號並支援中頻帶和高頻帶的同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)、以及設置在饋送組合件的中心導體中的光滑塑膠桿，該光滑塑膠桿共用至中頻帶和高頻帶。饋送組合件包括具有不同部分的三頻帶饋送組合件以支援低頻帶中的訊號和中頻帶和高頻帶中的訊號。

Description

三頻帶饋送組合件系統及方法
本發明係關於三頻帶饋送組合件系統及方法。
如本領域中已知的，習知SATCOM終端在具有顯著尺寸限制條件的應用中使用小型或低輪廓反射器天線。小型或低輪廓反射器天線典型地包括饋送組合件，其從發射器發送訊號或者將訊號接收到相應天線系統中的接收器。然而，饋送組合件的尺寸可限制小型或低剖面反射器天線可用於的SATCOM應用的類型。此外，許多饋送組合件僅被配置為提供和支援單頻帶或雙頻帶操作。
本文揭示的概念，系統和技術提供了用於在第一、第二和第三頻帶(例如，低頻帶、中頻帶和高頻帶)上操作並且可以用於各種反射器天線應用中的緻密三頻帶饋送組合件。與現有技術中已知的饋送組合件相比，三頻帶饋送組合件包括各種部件以提供具有更小尺寸的饋送組合件。例如，在一些實施例中，饋送組合件包括支援低頻帶、中頻帶和高頻帶的緻密號角形饋電器和緻密匹配段、支援低頻帶中的訊號之同軸極化器和正模轉換器(orthomode transducer；OMT)、使用圓形波導來支援中頻帶和高頻帶中的訊號之中心導體中的光滑塑膠桿和極化器、以及將一個或多個中頻帶埠分開至高頻帶埠之雙訊器。因此，饋送組合件提供具有不同部分的三頻帶饋送組合件以支援低頻帶中的訊號和中頻帶和高頻帶中的訊號。
三頻帶饋送組合件可以被設計用於相對較小或低輪廓的反射器天線，以用於以下的應用，例如但不限於具有用於各個反射器天線的有限空間之飛機載、船載或地面行動平台。與現有技術中已知的其他饋送組合件的可比較部件相比，三頻帶饋送組合件的部件可以具有更小(例如緻密)的尺寸。例如，同軸極化器的長度可以近似等於在低頻帶中的操作頻率的波長的一半。在實施例中，同軸極化器包括具有缺口矩形形狀的一個或多個部分。在一些實施例中，縮小尺寸可以至少部分地基於具有缺口矩形形狀的一個或多個部分的性質以及用於形成同軸極化器的材料的性質來實現。
OMT可以具有緻密的尺寸，使得兩個低頻帶埠被設置得非常接近但彼此正交。在同軸波導中，使用一對短路鰭片來提供兩個正交埠之間的額外的隔離。兩個埠之間的距離可以基於相應反射器天線的回波損耗閾值和隔離閾值來調整。
用於反射器天線的多頻帶饋送設計的兩個關鍵挑戰是具有相似的波束寬度並且對於所有頻帶具有共用的相位中心。在不同的波束寬度下，天線照射或溢流效率將受到影響。如果沒有共用的相位中心，天線相位效率將受到影響。號角形饋電器的物理特性通常在較低的頻率下具有更寬的波束寬度，並且隨著頻率的增加而變窄。大多數號角形饋電器也具有相位中心位置隨頻率而變化。在實施例中，饋送組合件在低頻帶、中頻帶和高頻帶中的每一個的相應波束寬度近似相等。例如，在一些實施例中，低頻帶、中頻帶和高頻帶中的每一個的波束寬度(例如，10-dB波束寬度)可以是大約74度。在實施例中，饋送組合件具有用於低頻帶、中頻帶和高頻帶中的每一個的共用相位中心以在低頻帶、中頻帶和高頻帶中的每一個提供高天線效率。
本文描述的系統可獨立地包括以下特徵中的一個或多個或與其他特徵組合。
在第一態樣中，提供了一種用於反射器天線的饋送組合件，其具有低頻帶、中頻帶和高頻帶共用的號角形饋電器、用於發射低頻帶頻帶中的訊號並支援中頻帶和高頻帶的同軸極化器、用於發射低頻帶頻帶中的訊號並支援中頻帶和高頻帶的同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)以及佈置在饋送組合件的中心導體中的光滑塑膠桿，該光滑塑膠桿共用至中頻帶和高頻帶並支援低頻帶。
同軸極化器的長度可以對應於低頻帶中的操作頻率的波長的一半。在一些實施例中，同軸極化器的長度對應於形成同軸極化器的材料和同軸極化器的形狀的性質。同軸極化器可以包括具有缺口矩形形狀的部分。
同軸OMT還可以包括彼此以預定距離設置的至少兩個埠。預定距離可以對應於反射器天線的回波損耗閾值和隔離閾值。
饋送組合件可以包括耦合到低頻帶，中頻帶和高頻帶共用的號角形饋電器的匹配段。極化器可以設置在饋送組合件的中心導體中，極化器共用至中頻帶和高頻帶。饋送組合件可以包括雙訊器，該雙訊器被配置為將用於中頻帶的第一埠和第二埠與用於高頻帶的第三埠分離。
在一個實施例中，用於低頻帶、中頻帶和高頻帶的各個波束寬度(例如，10-dB波束寬度)近似相等。例如，相應的10-dB波束寬度可以是大約74度。饋送組合件可以包括用於發射低頻帶、中頻帶和高頻帶中的訊號的協同定位的相位中心。
另一態樣，提供了一種方法，包括使用用於低頻帶、中頻帶和高頻帶的反射器天線的饋送組合件來接收和發送訊號，提供低頻帶、中頻帶和高頻帶共用的號角形饋電器，發射訊號在使用同軸極化器和同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)的低頻帶中，以及使用光滑塑膠桿和雙訊器在中頻帶和高頻帶中發射訊號，其中光滑塑膠桿和雙訊器支援低頻帶。
該方法可以包括以與低頻帶中的操作頻率的波長的一半相對應的長度提供同軸極化器。在一些實施例中，同軸極化器的長度對應於形成同軸極化器的材料和同軸極化器的形狀的性質。
同軸極化器的一部分可以形成為具有缺口矩形形狀。第一埠和第二埠可以設置在對應於反射器天線的回波損耗閾值和隔離閾值的預定距離處。
在一些實施例中，極化器可以設置在饋送組合件的中心導體中。極化器對於中頻帶和高頻帶可以是通用的。雙訊器可以配置為將用於中頻帶的前兩個埠與用於高頻帶的第三埠分開。
低頻帶、中頻帶和高頻帶的相應10-dB波束寬度可以近似相等。在一些實施例中，各個波束寬度是大約74度。饋送組合件可以被配置為具有用於發射低頻帶、中頻帶和高頻帶中的訊號的協同定位的相位中心。
應該理解的是，可以組合這裡描述的不同實施例的元件以形成上面沒有具體闡述的其他實施例。在單個實施例的上下文中描述的各種元件也可以單獨地或以適當的組合來被設置。本文中未具體描述的其他實施例也在以下申請專利範圍的範圍內。
在附圖和下面的描述中闡述了本揭示的一個或多個實施例的細節。本揭示的其他特徵、目的和優點將從說明書和附圖以及申請專利範圍中明確。
這裡描述的是一種三頻帶饋送組合件，其用於在可用於諸如反射器天線應用的各種衛星通訊(satellite communications；SATCOM)應用中的多個不同頻帶(例如，低頻帶、中頻帶和高頻帶)操作。在實施例中，與現有技術中已知的其他饋送組合件的類似部件相比，三頻帶饋送組合件包括具有更小(或緻密)尺寸的多個部分。因此，三頻帶饋送組合件可應用於小型或低輪廓反射器天線應用中，例如但不限於具有有限的不動產的飛機載、船載或地面行動平台。三頻帶饋送組合件的不同部件可以被配置為支援一個或多個不同頻帶，使得不同頻帶的相應波束寬度近似相等並且針對每個不同頻帶保持共用的相位中心。
在實施例中，組成饋送的三頻帶的低頻帶、中頻帶和高頻帶分別包括K(20.2-21.2GHz)，Ka(30-31 GHz)和Q(43.5-45.5GHz)頻帶。應該理解的是，雖然這裡描述了三頻帶饋送，但應該理解，額外的頻帶可以使用這裡描述的三頻帶饋送組合件中的一個或多個部件。術語“共用”和“支援”可以指饋送組合件的部件對相應頻帶中的訊號執行操作、接收和/或發送訊號的能力。在一些實施例中，操作可以包括將訊號傳送或轉換到饋送組合件中的其他部件。饋送組合件的部件可以包括但不限於號角形饋電器、匹配段、同軸極化器、同軸OMT、極化器、雙訊器和中心導體。
現在參考圖1，三頻帶饋送組合件100包括號角形饋電器102、匹配段104、同軸極化器106、同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)108、光滑塑膠桿110、極化器112和雙訊器114。實施例中，組成饋送三頻帶的低頻帶、中頻帶和高頻帶分別包括K(20.2-21.2GHz)、Ka(30-31GHz)和Q(43.5-45.5GHz)頻帶。
號角形饋電器102可以耦合到反射器天線(未示出，諸如圖3的反射器天線302)。在一個實施例中，號角形饋電器102可以接收來自反射器天線的訊號並將訊號傳送給饋送組合件100內的其它部件。號角形饋電器102可以包括三頻號角形饋電器，並且可以被配置為在低頻帶、中頻帶和高頻帶接收並傳送訊號。
匹配段104可以設置在號角形饋電器102的內腔/通道中。在一個實施例中，匹配段104可以包括夾在兩個金屬虹膜環之間的介電環，以在饋電和發射的訊號被輻射到其中或接收的訊號來自其中的自由空間之間提供阻抗匹配。匹配段104被配置為支援低頻帶、中頻帶和高頻帶中的每一個。
同軸極化器106設置在饋送組合件100的內腔內並且被配置為發射低頻帶中的訊號。在一些實施例中，一個或多個同軸極化器耦合到設置在饋送組合件100的內腔中的中心導體116。同軸極化器106可以具有在低頻帶的頻率(例如，操作頻率)的波長的二分之一的長度。該長度可以對應於形成同軸極化器的材料的性質和同軸極化器的形狀的性質。同軸極化器106將參照下面的圖2-圖2A更詳細地描述。
同軸OMT 108耦合到號角形饋電器102並且可以圍繞中心導體116和同軸極化器106設置。同軸OMT 108可以包括一個或多個埠(這裡示出一個埠124)以發射低頻帶中的訊號。在一些實施例中，埠可以包括左旋圓極化埠和/或右旋圓極化埠。同軸OMT 108可以形成為具有緻密形狀，使得埠可以佈置在距每個埠減小的距離處。可以至少部分地基於反射器天線的回波損耗閾值和隔離閾值來選擇減小的(或預定的)距離。同軸OMT 108可以包括用於在兩個正交埠之間提供額外的隔離的一對短路鰭。在兩個正交埠的每一個中，楔形段用於提供從同軸波導到矩形波導的緻密過渡，其也用作過渡的匹配段。將參考圖2和圖2C-圖2D更詳細地描述同軸OMT 108。
光滑塑膠桿110佈置在中心導體116內。如圖1所示，光滑塑膠桿110佈置在中心導體116的第一(端)部分116a內，使得第一端110a延伸到號角形饋電器102以發射來自中心導體116的訊號，並且第二端110b設置在極化器112附近。第二端110b可以在圓錐形波導段內開始，其利用由光滑塑膠桿提供的介電負載來減小直徑。在一個實施例中，該介電負載可被用於支援同軸波導的適當內徑。光滑塑膠桿110可配置為在中頻帶和高頻帶中發射訊號。
極化器112設置在中心導體116的第二(中間)部分116b內。極化器112可以被配置為在中頻帶和高頻帶中發射訊號。極化器112可以被配置為將線性極化波轉換為圓極化波，或者可以被配置為將圓極化波轉換為線性極化波。極化器112可以被配置為對轉換施加相位差或相位偏移(例如，90°相移)。極化器112可以被配置為在中頻帶和高頻帶中發射訊號。
雙訊器114可以設置在極化器112附近，並且可以被配置為在中頻帶和高頻帶中發射訊號。在一個實施例中，中心導體116的第三(端)部分116c可以設置在雙訊器114內並且延伸穿過雙訊器114。如本領域所公知的，波導雙訊器是用於將多頻帶和多埠訊號組合/分開以提供頻帶或極化鑑別之裝置。雙訊器114可以包括一個或多個埠以分離中頻帶埠和高頻帶埠以在相應的頻帶中發射訊號。例如，如圖1所示，雙訊器114可包括用於中頻帶中的訊號的首兩個埠120(儘管為了清楚而示出了一個埠)以及用於高頻帶中的訊號的第三埠(例如，圖1B的第二埠122)。應該理解，雙訊器的埠和屬性的數量可以至少部分地基於饋送組合件100的特定應用。例如，在一個實施例中，雙訊器可以包括四埠雙訊器以將兩個中頻帶埠和兩個高頻帶埠分開。
簡要參考圖1A-圖1B，提供了饋送組合件100的替代視圖，其示出了耦合在一起的整個饋送組合件(即耦合在一起的饋送組合件100的兩個部分)。如在圖1A-圖1B中，示出了號角形饋電器102、具有埠126的同軸OMT 108以及具有第一埠120(例如，中頻帶埠)和第二埠122(例如高頻帶埠)的雙訊器114。匹配段104、同軸極化器106、光滑塑膠桿110、極化器112和中心導體116未在圖1A-圖1B中示出，因為它們佈置在饋送組合件100的內腔內。
現在參考圖2-圖2C，第一同軸極化器202a和第二同軸極化器202b耦合到具有第一OMT埠206和第二OMT埠208的同軸OMT 204。同軸極化器202a，202b和同軸OMT 204分別可以是相同的或基本上類似於圖1的同軸極化器106和同軸OMT 108。
與現有技術中已知的其他極化器和OMT相比，第一和第二同軸極化器202a，202b和同軸OMT 204可以被設置具有緻密的尺寸。在實施例中，第一和第二同軸極化器202a，202b中的每一個的長度可以是在低頻帶中的頻率(例如，操作頻率)大約為波長的一半。縮短的長度可以至少部分地基於相應的同軸極化器202a，202b的形狀的性質和/或形成相應的同軸極化器202a，202b的材料的性質。例如，如本領域中已知的無用極化器可以利用錐形形狀來提供良好的阻抗匹配，同時減緩電場以提供90度相移。然而，第一和第二同軸極化器202a，202b(以及其他極化器包括缺口區域(以及在此描述的具有缺口形狀或缺口區域的其它極化器))。缺口形狀可以提供足夠的相移和/或與不具有缺口形狀的極化器相比更短長度的極化器內的良好匹配。應該理解的是，在相同長度下，缺口區域可以具有比例如錐形部分更多的介電材料。因此，藉由包括一個或多個缺口區域，可以減小第一和第二同軸極化器202a，202b的總長度。此外，第一和第二同軸極化器202a，202b可以包括具有高介電常數的高k介電材料(例如，Hi-K材料)以進一步從具有2.1至2.54的介電常數之諸如Rexolite或Teflon之類的材料的其他類型的葉片極化器縮短它們相應的長度。
例如，並且現在參考圖2A-圖2B所示，同軸極化器202與圖2的第一和第二同軸極化器202a，202b相同，其具有矩形形狀並且包括第一部分210a、第二部分210b和第三部分210c。第一部分210a和第三部分210c(或端部)可以分別包括缺口區域(或缺口矩形區域)212a，212b。第二部分210b(或中間部分)可以形成為大致矩形形狀並且耦合第一部分210a和第三部分210c。在一個實施例中，第一和第二同軸極化器202a，202b的缺口區域(即，缺口形狀)的形狀可以提供足夠的相移，並且提供與不具有缺口形狀的極化器相比具有更短的長度的良好匹配。
同軸極化器202可以包括一種或多種具有高介電常數的材料，例如但不限於具有高介電常數的高k介電材料(例如，Hi-K材料)。
現在參考圖2C-圖2D，提供了沒有附接埠(例如，圖2的第一埠206和第二埠208)的同軸OMT 204的不同視圖。如圖2B所示，同軸OMT 204包括第一腔體212，第二腔體214和形成在同軸OMT 204的長度內並延伸同軸OMT 204的一定長度的中空區域216。第一腔體212和第二腔體214可被配置為與埠耦合並接收埠，該埠如圖2的第一埠206和第二埠208。在一個實施例中，第一腔體212和第二腔體214可以與中空區域216通訊地耦合以發送和接收低頻帶中的訊號。
現在參考圖2E-圖2F，示出了同軸OMT 204的第一半部204a和第二半部204b。第一半部204a和第二半部204b中的每一個包括與第一埠(例如，圖2的第一埠206)耦合並接收第一埠之第一腔體212的一半和接收第二埠(例如，圖2的第二埠208)之第二腔體214的一半。第一和第二半部204a，204b更包含中空區域216的一半(這裡具有大致圓柱形狀)，使得當第一和第二半部204a，204b耦合在一起時，圖2C-圖2D的中空區域216被形成。中空區域216可以被構造成保持饋送組合件的中心導體。例如，如圖2G所示，中心導體220可以佈置在同軸OMT 204的中空區域216內。第一和第二同軸極化器202a，202b耦合到中心導體220的外表面。
現在回頭參考圖2，同軸OMT 204可以形成為使得第一埠206和第二埠208彼此以預定距離設置。預定距離可以至少部分地基於反射器天線同軸OMT 204所耦合到的回波損耗閾值和隔離閾值。在一個實施例中，同軸OMT 204的總長度在低頻帶可以是大約1.75個波長，並且兩個埠(即，第一埠和第二埠206，208)之間的分離間隔可以小於0.4波長。然而，應該理解，同軸OMT 204的總長度和兩個埠之間的分離間隔可以至少部分地基於特定應用的要求而變化。
現在參考圖3-圖3B，示出了耦合到饋送組合件306的反射器天線302的不同視圖。饋送組合件306包括號角形饋電器308、匹配段310、同軸極化器312、同軸OMT 314、光滑塑膠桿316、極化器318、雙訊器320和中心導體322。饋送組合件306可以與圖1中的饋送組合件100相同或基本上類似於圖1中的饋送組合件100。
饋送組合件306可以耦合到反射器天線302以提供三頻帶饋送，使得反射器天線302可以在例如低頻帶、中頻帶和高頻帶之多個頻帶中發送和/或接收訊號。在一個實施例中，饋送組合件306可以被配置為針對不同頻帶中的每一個具有共用的相位中心，並且針對所有三個頻帶實現反射器天線302的高相位效率。饋送組合件302針對不同頻帶中的每一個可以具有相等或基本相等的波束寬度。在一些實施例中，針對該等不同頻帶中可以是大約10dB的10-dB波束寬度可以是大約74度。
現在參考圖4，用於使用圖1的三頻帶饋送組合件100接收和/或發送訊號的方法400的流程圖，藉由在低頻帶、中頻帶和高頻帶使用用於反射器天線的饋送組合件接收和發送訊號而開始於方塊402。饋送組合件可以耦合到反射器天線並且被配置為支援低頻帶、中頻帶和高頻帶(例如，低K(20.2-21.2GHz)，中Ka(30-31GHz)，低K和高Q(43.5-45.5 GHz)頻段)。
在方塊404，可以提供低頻帶、中頻帶和高頻帶共用的號角形饋電器。饋送組合件可以包括與反射器天線耦合的號角形饋電器。號角形饋電器可以被配置成在低頻帶、中頻帶和高頻帶中的每一個中發射訊號，並且因此將由反射器天線接收的訊號傳輸(或傳送)到饋送組合件內的其他部件。
匹配段耦合到號角形饋電器。匹配段可以被配置為處理低頻帶、中頻帶和高頻帶中的每一個中的訊號並且將它們傳送到饋送組合件的同軸極化器和同軸OMT。
在方塊406，可以使用同軸極化器和同軸OMT來發射低頻帶中的訊號。同軸極化器可以將相位差施加至接收訊號以執行極化轉換。
在一些實施例中，一個或多個同軸極化器可以佈置在中心導體的外表面上。同軸極化器和中心導體可以設置在同軸OMT的內腔內。同軸OMT可以包括多個埠以在低頻帶中發射訊號。例如，在一些實施例中，同軸OMT可以包括用於具有左旋圓極化特性的訊號的第一埠和用於具有右旋圓極化特性的訊號的第二埠。
在方塊408，可以使用光滑塑膠桿和雙訊器發射中頻帶和高頻帶中的訊號。具有對應於中頻帶或高頻帶的頻率的訊號在光滑塑膠桿被接收。光滑塑膠桿可以佈置在饋送組合件的中心導體中，使得第一端延伸到號角形饋電器以接收訊號，並且第二端佈置在中心導體的大致中間部分中以將該等訊號傳送到在饋送組合件中的其他部件(例如極化器，雙訊器)。光滑塑膠桿的第一端和第二端中的每一個可以包括錐形部分。光滑塑膠桿的該等錐形部分可以提供逐漸的阻抗變化以最小化中頻帶和高頻帶兩者的失配。因此，光滑塑膠桿可以被配置為支援中頻和頻帶中的訊號並將它們傳送到極化器。
極化器可以被配置為支援中頻帶和頻帶中的訊號並將它們傳送到雙訊器。雙訊器可以包括多個埠以將中頻帶中的訊號與高頻帶中的訊號分開。在一些實施例中，雙訊器可以包括至少一個中頻帶輸出埠和至少一個高頻帶輸出埠。中頻輸出埠可以在中頻帶中發射訊號，高頻帶輸出埠可以在高頻帶中發射訊號。
饋送組合件通過包括用於低頻帶訊號的一部分和用於中頻帶和高頻帶訊號的一部分來支援並發射低頻帶、中頻帶和高頻帶中的每一個的訊號。例如，並且如本文所述，同軸極化器和同軸OMT可以被配置成發射低頻帶中的訊號，並且該光滑塑膠桿、極化器和雙訊器可以被配置為發射中頻帶和高頻帶中的訊號。因此，饋送組合件是三頻饋送組合件。
已經描述了用於說明作為本專利的標的之各種概念、結構和技術的較佳實施例，現在明確的是，可以使用包含這些概念、結構和技術的其他實施例。因此，專利的範圍不應限於所描述的實施例，而應該僅由下面的申請專利範圍的精神和範圍來限制。
因此，其他實施例在下列申請專利範圍的範圍內。
100‧‧‧饋送組合件102‧‧‧號角形饋電器104‧‧‧匹配段106‧‧‧同軸極化器108‧‧‧同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)110‧‧‧光滑塑膠桿110a‧‧‧第一端110b‧‧‧第二端112‧‧‧極化器114‧‧‧雙訊器116‧‧‧中心導體116a‧‧‧第一(端)部分116b‧‧‧第二(中間)部分116c‧‧‧第三(端)部分120‧‧‧第一埠122‧‧‧第二埠126‧‧‧埠202a‧‧‧第一同軸極化器202b‧‧‧第二同軸極化器204‧‧‧同軸OMT204a‧‧‧第一半部204b‧‧‧第二半部206‧‧‧第一OMT埠、第一埠208‧‧‧第二OMT埠、第二埠210a‧‧‧第一部分(或端部)210b‧‧‧第二部分(或中間部分)210c‧‧‧第三部分(或端部)212‧‧‧第一腔體212a‧‧‧缺口區域(或缺口矩形區域)212b‧‧‧缺口區域(或缺口矩形區域)214‧‧‧第二腔體216‧‧‧中空區域220‧‧‧中心導體302‧‧‧反射器天線306‧‧‧饋送組合件308‧‧‧號角形饋電器310‧‧‧匹配段312‧‧‧同軸極化器314‧‧‧同軸OMT316‧‧‧光滑塑膠桿318‧‧‧極化器320‧‧‧雙訊器322‧‧‧中心導體400‧‧‧方法402‧‧‧方塊404‧‧‧方塊406‧‧‧方塊408‧‧‧方塊
圖1是三頻帶饋送組合件的剖視圖；
圖1A-1B是圖1的三頻帶饋送組合件的兩個等距視圖；
圖2是圖1的三頻帶饋送組合件的兩個同軸極化器和同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)的剖視圖；
圖2A-2B是圖1的三頻帶饋送組合件的同軸極化器的剖視圖；
圖2C-2D是圖1的三頻帶饋送組合件的同軸OMT的等距視圖；
圖2E-2F是圖1的三頻帶饋送組合件的OMT的剖視圖；
圖2G是佈置在圖1的三頻帶饋送組合件的同軸OMT內的中心導體的剖視圖；
圖3-3B是耦合到反射器天線之圖1三頻帶饋送組合件的不同視圖；和
圖4是使用圖1的三頻帶饋送組合件接收和/或發送訊號的方法的流程圖。
各個附圖中的相似參考符號指示相似的元件。
100‧‧‧饋送組合件
102‧‧‧號角形饋電器
104‧‧‧匹配段
106‧‧‧同軸極化器
108‧‧‧同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)
110‧‧‧光滑塑膠桿
112‧‧‧極化器
114‧‧‧雙訊器
116‧‧‧中心導體
116a‧‧‧第一(端)部分
116b‧‧‧第二(中間)部分
116c‧‧‧第三(端)部分
120‧‧‧第一埠
124‧‧‧埠

Claims (25)

  1. 一種用於反射器天線的饋送組合件，包含：共用至低頻帶、中頻帶和高頻帶的號角形饋電器；用以在該低頻帶頻帶中轉換圓極化和線性極化之間的複數個訊號並支援該中頻帶和該高頻帶之同軸極化器；用以分開兩個正交訊號並在該低頻帶頻帶中從同軸波導過渡到矩形波導並用以支援該中頻帶和該高頻帶的同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)；以及設置在該饋送組合件的中心導體中的光滑塑膠桿，其中該光滑塑膠桿是共用至該中頻帶和該高頻帶並且支援該低頻帶；其中該同軸極化器更包含具有缺口矩形形狀的部分。
  2. 根據申請專利範圍第1項之饋送組合件，其中該同軸極化器的長度對應於該低頻帶中的操作頻率的波長的一半。
  3. 根據申請專利範圍第1項之饋送組合件，其中該同軸極化器的長度取決於形成該同軸極化器的材料的性質和該同軸極化器的形狀的性質。
  4. 根據申請專利範圍第1項之饋送組合件，其中該同軸OMT更包含以預定距離設置的至少兩個埠，並且其中該預 定距離對應於該反射器天線的回波損耗閾值和隔離閾值。
  5. 根據申請專利範圍第1項之饋送組合件，更包含耦合到該號角形饋電器的匹配段，該匹配段共用至該低頻帶、該中頻帶和該高頻帶。
  6. 根據申請專利範圍第1項之饋送組合件，更包含該饋送組合件的該中心導體中設置的極化器，該極化器共用至該中頻帶和該高頻帶。
  7. 根據申請專利範圍第1項之饋送組合件，更包含被配置為將用於中頻帶的兩個埠與用於高頻帶的第三埠分開之雙訊器。
  8. 根據申請專利範圍第1項之饋送組合件，其中用於該低頻帶、該中頻帶和該高頻帶中的相應的10-dB波束寬度近似相等。
  9. 根據申請專利範圍第1項之饋送組合件，更包含用於發射該低頻帶、該中頻帶和該高頻帶中的複數個訊號的協同定位的相位中心。
  10. 一種用於反射器天線的饋送組合件，包含：共用至低頻帶、中頻帶和高頻帶的號角形饋電器； 用以在該低頻帶頻帶中轉換圓極化和線性極化之間的複數個訊號並支援該中頻帶和該高頻帶之同軸極化器；用以分開兩個正交訊號並在該低頻帶頻帶中從同軸波導過渡到矩形波導並用以支援該中頻帶和該高頻帶的同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)；以及設置在該饋送組合件的中心導體中的光滑塑膠桿，其中該光滑塑膠桿是共用至該中頻帶和該高頻帶並且支援該低頻帶；其中用於該低頻帶、該中頻帶和該高頻帶中的相應的10-dB波束寬度近似相等並且其中該等相應的10-dB波束寬度是大約74度。
  11. 根據申請專利範圍第10項之饋送組合件，其中該同軸極化器的長度對應於該低頻帶中的操作頻率的波長的一半。
  12. 根據申請專利範圍第10項之饋送組合件，其中該同軸極化器的長度取決於形成該同軸極化器的材料的性質和該同軸極化器的形狀的性質。
  13. 根據申請專利範圍第10項之饋送組合件，其中該同軸OMT更包含以預定距離設置的至少兩個埠，並且其中該預定距離對應於該反射器天線的回波損耗閾值和隔離閾值。
  14. 根據申請專利範圍第10項之饋送組合件，更包含耦合到該號角形饋電器的匹配段，該匹配段共用至該低頻帶、該中頻帶和該高頻帶。
  15. 根據申請專利範圍第10項之饋送組合件，更包含該饋送組合件的該中心導體中設置的極化器，該極化器共用至該中頻帶和該高頻帶。
  16. 根據申請專利範圍第10項之饋送組合件，更包含被配置為將用於中頻帶的兩個埠與用於高頻帶的第三埠分開之雙訊器。
  17. 根據申請專利範圍第10項之饋送組合件，更包含用於發射該低頻帶、該中頻帶和該高頻帶中的複數個訊號的協同定位的相位中心。
  18. 一種用於三頻帶饋送組合件的方法，包含：使用用於低頻帶、中頻帶和高頻帶的反射器天線之饋送組合件來接收和發送複數個訊號；設置共用至該低頻帶、該中頻帶和該高頻帶的號角形饋電器；使用同軸極化器和同軸正模轉換器(orthomode transducer；OMT)在該低頻帶中接收複數個訊號，其中該同軸極化器和該同軸OMT中的每一個支援該中頻帶和該高 頻帶；使用光滑塑膠桿和雙訊器在該中頻帶和該高頻帶中發射複數個訊號，其中該光滑塑膠桿和該雙訊器支援該低頻帶；以及形成進一步具有缺口矩形形狀的該同軸極化器的一部分。
  19. 根據申請專利範圍第18項之方法，更包含以與該低頻帶中的操作頻率的波長的一半對應的長度設置該同軸極化器。
  20. 根據申請專利範圍第19項之方法，其中該同軸極化器的該長度對應於形成該同軸極化器的材料的性質和該同軸極化器的形狀的性質。
  21. 根據申請專利範圍第18項之方法，更包含將該同軸OMT的第一埠和第二埠設置在與該反射器天線的回波損耗閾值和隔離閾值對應的預定距離處。
  22. 根據申請專利範圍第18項之方法，更包含該饋送組合件的中心導體中設置極化器，該極化器共用至該中頻帶和該高頻帶。
  23. 根據申請專利範圍第18項之方法，其中該雙訊器被配 置為將用於中頻帶的兩個埠與用於高頻帶的第三埠分開。
  24. 根據申請專利範圍第18項之方法，其中用於該低頻帶、該中頻帶和該高頻帶中的相應的10-dB波束寬度近似相等。
  25. 根據申請專利範圍第18項之方法，更包含用於發射該低頻帶、該中頻帶和該高頻帶中的複數個訊號的協同定位的相位中心。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11329391B2 (en) 2015-02-27 2022-05-10 Viasat, Inc. Enhanced directivity feed and feed array
US11489259B2 (en) * 2016-09-23 2022-11-01 Commscope Technologies Llc Dual-band parabolic reflector microwave antenna systems
US11367964B2 (en) * 2018-01-02 2022-06-21 Optisys, LLC Dual-band integrated printed antenna feed
WO2020076808A1 (en) * 2018-10-11 2020-04-16 Commscope Technologies Llc Feed systems for multi-band parabolic reflector microwave antenna systems
CN112490674B (zh) * 2020-11-06 2021-12-03 电子科技大学 一种基于双频馈源馈电的低焦径比反射面天线

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031434A (en) * 1998-09-18 2000-02-29 Hughes Electronics Corporation Coaxially configured OMT-multiplexer assembly
US20020044097A1 (en) * 2000-07-27 2002-04-18 Alps Electric Co., Ltd. Circular-Polarized-wave converter
WO2011094121A1 (en) * 2010-01-26 2011-08-04 Raytheon Company Method and apparatus for tri-band feed with pseudo-monopulse tracking

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2669246B2 (ja) * 1992-02-28 1997-10-27 日本電気株式会社 １次放射給電部
US6724277B2 (en) * 2001-01-24 2004-04-20 Raytheon Company Radio frequency antenna feed structures having a coaxial waveguide and asymmetric septum
US7659861B2 (en) * 2008-01-14 2010-02-09 Wistron Neweb Corp. Dual frequency feed assembly
US8786380B2 (en) * 2008-03-28 2014-07-22 Optim Microwave, Inc. Circular polarizer using stepped conductive and dielectric fins in an annular waveguide
US8994473B2 (en) * 2010-12-30 2015-03-31 Orbit Communication Ltd. Multi-band feed assembly for linear and circular polarization

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031434A (en) * 1998-09-18 2000-02-29 Hughes Electronics Corporation Coaxially configured OMT-multiplexer assembly
US20020044097A1 (en) * 2000-07-27 2002-04-18 Alps Electric Co., Ltd. Circular-Polarized-wave converter
WO2011094121A1 (en) * 2010-01-26 2011-08-04 Raytheon Company Method and apparatus for tri-band feed with pseudo-monopulse tracking

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Stephen D. Targonski等人，"A Multiband Antenna for Satellite Communications on the Move," IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 54, NO. 10, OCTOBER 2006. *

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