[发明专利]一种宽带等相位输出正交模耦合器

说明书

本发明公开了一种宽带等相位输出正交模耦合器，属于无线通信技术领域。其包括十字转门接头以及两组功率合成/分配管路，两组功率合成/分配管路通过轴向管路段上的长度差异实现它们的径向管路段在交叉位置处的错开。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、S/C、X/Ku、Ku/Ka等频段双频公用或者L、S、C、X、Ku、Ka等频段收发公用的天线系统中，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，特别是指一种宽带等相位输出正交模耦合器。

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，这种使用方式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，十字转门耦合器技术的发展，十字转门耦合器以其频带宽、结构简单，不须调试等特征而在天线馈源系统中使用的越来越多。在圆极化时，十字转门耦合器两路信号通路电长度相等，即输出等相位是一个基本的要求，但是，现有技术中存在带宽较窄或等相位通路波导结构复杂，不易加工等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种宽带等相位输出正交模耦合器，其仅使用简单的管路来连接十字转门接头和功率合成/分配器，能够实现两输出/输入端口的相位相等，具有结构简单、紧凑、易于加工、电性能优良等特点。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种宽带等相位输出正交模耦合器，其包括十字转门接头，所述十字转门接头包括圆波导结构、阻抗匹配结构以及四个围绕所述圆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圆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圆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圆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。

可选的，所述连接管路为E面U型切角弯波导元件。

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小于所述连接管路中波导的宽边长度。

可选的，所述十字转门接头中圆波导结构与四个矩形耦合波导结构之间均具有倒圆角结构，从而使圆波导结构与矩形耦合波导结构中的波导在接合处具有倒圆角；所述十字转门接头的阻抗匹配结构为位于十字转门接头中圆波导结构末端且与矩形耦合波导结构相连的金属台阶，所述金属台阶包括至少四层累叠的直径递减的共轴圆柱，所述金属台阶的轴线与十字转门接头中圆波导结构的圆波导轴线相重合。

从上面的叙述可以看出，本发明技术方案的有益效果在于：