[发明专利]一种KAQV多频共用功率分配器

说明书

本发明公开了一种KAQV多频共用功率分配器，属于波导技术领域。其包括轴向多频共用波导和四个侧壁分支波导。轴向多频共用波导为Ka发射频段和QV频段信号传输通道，传输Ka接收频段信号的侧壁分支波导沿轴向分布，且侧壁分支波导相对于轴向多频共用波导呈四路对称式分布。每个侧壁分支波导均包括滤波器和阶梯波导阻抗变换器，且滤波器为两级滤波器级联式设计。本发明具有相对带宽大、交叉极化低，低驻波比的特点，且结构紧凑，易于加工。本发明解决了超过2倍频使用时高次模抑制困难和Ka频段结构尺寸过小难以加工的问题，同时完成了低频宽带阻抗匹配。在接近3倍频带宽内能够有效改善高次模对馈源系统方向图的影响并减小天线交叉极化水平，适宜工程推广。

技术领域

本发明涉及波导技术领域，特别是指一种满足Ka收发、Q和V的多频共用功率分配器。

背景技术

在微波天线通信领域中，功分网络和功率合成网络是在各种站型天线馈电网络中常见的无源子系统，而为了一站多用和多频复用，降低天线建设成本，增加天线使用功能，用户对多频共用天线需求日益迫切，从而对包含频率分离和功率分配的微波器件设计需求显得更加重要。

目前多频共用馈源网络系统主要有同轴分波和共喷口分波两种形式，其中同轴分波已然发展到一定的瓶颈期，共喷口分波形式更为传统，但对于天线综合使用指标来说更有优势。同时众所周知，多频共喷器件对高次模激励数量随相对带宽的增加而激增，这些高次模直接影响最高频以及次级高频段的电气设计指标，天线方向图和交叉极化会因此极端恶化，且不同的高次模对馈源网络系统的影响方向和程度均有区别，而对这些大量有害高次模的控制方法鲜有报道，因此国际上对成熟的多频共用功率分配器设计一直没有系统的介绍，这也相应遏制了多频共喷馈源网络的发展。因此冲破技术壁垒，寻找新型双频或多频共用功率分配器设计新方法势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种KAQV多频共用功率分配器，能够解决Ka频段以上使用带宽超过两倍频三倍频以内多频共喷功率分配器高次模抑制困难，加工困难，天线交叉极化较差，难以满足工程使用需求的问题。该功率分配器具有带宽大、交叉极化低，低驻波比等优良电气指标、且具有结构紧凑、易于加工，工艺设计简单等诸多优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种KAQV多频共用功率分配器，为六端口微波器件，包括一个轴向多频共用波导和四个侧壁分支波导；所述的轴向多频共用波导为一圆圆过渡波导，高频段信号（Ka发射频段和QV频段信号）沿其轴向传输；所述的四个侧壁分支波导沿轴向多频共用波导的轴向呈90°对称分布，为低频段信号（Ka接收频段信号）传输通道；所述轴向多频共用波导的内壁上开有四个矩形加脊耦合口，四个矩形加脊耦合口环绕所述多频共用波导的轴线呈90°对称分布，并与四个侧壁分支波导一一对应；所述的四个侧壁分支波导均包括滤波器和阶梯阻抗变换器。

进一步的，所述圆圆过渡波导的渐变曲线为样条拟合曲线。

进一步的，矩形加脊耦合口的矩形长边沿轴线方向，矩形加脊耦合口的端面与多频共用波导的轴线平行。

进一步的，所述侧壁分支波导的滤波器为两级滤波器级联式结构；两级滤波器级联式结构的第一级滤波器为块模式滤波器，第一级滤波器的紧挨多频共用波导的耦合口沿分支波导方向仅有一排金属竖齿；两级滤波器级联式结构的第二级滤波器为高低阻抗变化的横向波纹槽式滤波器。

进一步的，所述的第一级滤波器的入口处为矩形空腔结构。

进一步的，所述侧壁分支波导的阶梯阻抗变换器为一阶矩形波导阶梯阻抗变换器。

本发明与背景技术相比的有益效果在于：

1、本发明在电气上，通过新型的分支滤波结构形式和耦合口设计，可以使得最大相对带宽接近3倍频时高频过模段主模对各高次模耦合在-20dB以下，解决了超过2倍频使用时大量高次模互耦的问题，改善了高频通道回波损耗，降低了高频通道的线极化交叉极化分量，抑制了低频通带的高次谐波。