[发明专利]一种同轴波导正交模耦合器

说明书

本发明公开了一种同轴波导正交模耦合器，属于无线通信技术领域。其包括十字转门接头和两组功率合成/分配管路，十字转门接头的同轴波导外导体与四个矩形耦合波导的结合处均具有倒圆角结构。本发明电性能优异，加工简单，可以在将近一个倍频内实现等相极化分离，驻波、隔离、插损等指标优异，可以使用在L/S/C、C/X/Ku、K/Ka/Q等频段三频共用天线系统，是对现有技术的一种重要改进。

技术领域

本发明涉及无线通信、导航测控及射电天文技术领域，特别是指一种同轴波导正交模耦合器。

背景技术

在导航测控、卫星通信等领域收发共用已经普遍使用，而且随着卫星频谱资源的增多，双频共用或多频共用天线可以在仅增加少量成本的情况下实现一个天线使用于两个甚至多个频段，尤其是天线口径较大时，能显著降低天线系统成本，同时减少土地使用面积，方便用户站址的布设。

此外，随着电磁仿真软件的日渐成熟以及同轴十字转门耦合器技术的发展，同轴十字转门耦合器耦合波导端口的可用带宽越来越宽，已经可以满足双频段使用的带宽要求，并且，由于同轴十字转门耦合器的同轴内导体中空，能够形成同轴波导用于传输更高频段的信号，因此，可以方便地构筑三频共用馈源系统，并且结构简单、不须调试，在天线馈源系统中使用的越来越多。

但是，现有技术中的三频共用馈源系统在带宽较宽时还存在电气性能不佳的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种同轴波导正交模耦合器，其能够改善同轴波导正交模耦合器频带高端的匹配特性，从而扩展现有同轴波导正交模耦合器的可用带宽。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种同轴波导正交模耦合器，其包括十字转门接头，所述十字转门接头包括同轴波导结构、阻抗匹配结构以及四个围绕所述同轴波导结构均匀分布的矩形耦合波导结构，每两个相间的矩形耦合波导结构之间设有一组位于所述十字转门接头下方的功率合成/分配管路，所述功率合成/分配管路包括一个三端口的功率合成/分配器和两条位于同一平面内且围成矩形的连接管路，所述功率合成/分配器包括一个直波导结构、一个耦合腔体以及两个镜面对称的90°E面弯波导结构，所述功率合成/分配器的直波导结构与所述十字转门接头的同轴波导结构的端口朝向相反，所述功率合成/分配器的直波导结构与所述十字转门接头的同轴波导结构的所在直线相互平行且相对于矩形管路的中心点对称，两组功率合成/分配管路中功率合成/分配器的耦合腔体到十字转门接头的同轴波导结构的垂直距离相等，所述连接管路的一端连接一个所述矩形耦合波导结构，另一端连接所述功率合成/分配器的一个弯波导结构，每条连接管路均由三条截面相同的直波导结构以及两个90°E面弯波导结构组成，两组功率合成/分配管路以十字转门接头的轴线为轴呈相差90°的旋转对称关系，且两组功率合成/分配管路在轴向管路段上具有长度差异从而使它们的径向管路段在交叉位置处错开；

所述同轴波导结构的内导体金属的中央具有用于形成圆波导的圆柱形通孔，所述同轴波导结构的波导腔外壁与四个矩形耦合波导结构的波导腔上壁的连接处均具有倒圆角结构。

可选的，所述矩形耦合波导结构中波导的窄边长度与所述连接管路中波导的窄边长度相等，所述矩形耦合波导结构中波导的宽边长度等于或小于所述连接管路中波导的宽边长度。

可选的，所述阻抗匹配结构为位于同轴波导结构内导体末端的金属圆台结构，所述金属圆台结构与同轴波导结构共轴且金属圆台结构的顶面直径与同轴波导结构内导体金属的直径相等，所述金属圆台结构的底面与四个矩形耦合波导的底面相连。

从上面的叙述可以看出，本发明的有益效果在于：