[發明專利]一種單槽深C/Ku雙頻段差模跟蹤饋源及其設計方法

有效

• 申請號: 201710403769.1
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107248619B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 鄧智勇;張文靜;阮云國;王壘;袁朝暉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q13/02
• 分類號: H01Q13/02
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種單槽深C/Ku雙頻段差模跟蹤饋源，屬于通信天線技術領域。本發明饋源包括單槽結構波紋喇叭和差模饋線合成網絡，單槽結構波紋喇叭由過渡段、模變換段、變頻段、變角段和輻射段組成，變頻段為由多個槽周期組成的單槽結構形式，在變角段前部的一個槽周期處相對應的波紋喇叭的圓周上均勻依次開設有第一至第八共八個耦合口，相鄰兩個耦合口之間的夾角為45度。本發明能夠實現雙頻段通信、雙頻段單脈沖跟蹤以及雙頻段共用，具有方向圖旋轉對稱、旁瓣電平低、反射損耗小、增益高、差方向圖旋轉對稱等優點。

技術領域

本發明涉及通信天線技術領域，特別是指一種單槽深C/Ku雙頻段差模跟蹤饋源及其設計方法。

背景技術

隨著社會日新月異的發展，對衛星通信需求量的快速增長、導航測控技術的快速發展，為了提高衛星資源的利用率，越來越多的衛星工作頻段發展到雙頻以及多頻段，例如目前使用比較多的C/Ku、L/C、S/C、X/Ka和S/X等雙頻段衛星，向多頻段發展是未來大勢所趨。對于衛星地面站天線系統也要跟上衛星通信量的增加需求，增加衛星地面站天線的通信容量、提高衛星地面站天線的利用率。對衛星地面站天線具備能同時在兩個頻段或者更多頻段上工作。為了提高資源的利用率，大型口徑地面站天線對雙頻段以上工作需要也會越來越多，以至于對雙頻段或者多頻段天饋系統的技術研究變得越來越迫切。

為了滿足越來越多的中、低衛星地面站天線的需求，保證衛星地面站天線與衛星通信能夠實時跟蹤上，因此對大多數地球站天線提出了快速跟蹤衛星的能力。當前衛星地球站天線快速跟蹤方式主要采用：程序引導跟蹤、單脈沖跟蹤，程序引導跟蹤需要提前預知衛星軌道數據，并且跟蹤易偏離中心，但制造成本點等特點，單脈沖跟蹤具有跟蹤精度高、速度快、實時性，但成本高等特點。目前單脈沖跟蹤方式主要分為以下四種方式：第一種方式為多喇叭合成，這種方式目前主要應用跟蹤雷達天線，原理清晰、捕獲信號更加靈敏，但在雙頻段或多頻段饋源衛星通信天線應用中天線的照射效率低，頻段之間的波束指向一致性差等缺點；第二種方式為圓波導過模耦合TE₂₁模，這是方式天線的照射效率高、和差波束一致性好，但它的缺點是TE₂₁模耦合器與合成網絡比較復雜，以至于對加工精度要求比較高，這種方式適合于單頻段跟蹤網絡，因此這種跟蹤方式不適用于雙頻段或多頻段跟蹤網絡；第三種方式為圓波導過模耦合TM₀₁模方式，此方式結構簡單、成本低，但此跟蹤方式缺點有工作頻帶窄、只能跟蹤圓極化信標衛星；第四種方式為波紋喇叭槽底耦合HE₂₁模方式，此方式適用于多頻段實時跟蹤、結構尺寸緊湊、成本低等優點。

申請號為CN20131016745.6的中國專利公開了一種雙槽深三頻段差模跟蹤饋源及其設計方法，該專利涉及一種雙槽結構三頻段共用波紋喇叭饋源及其L頻段跟蹤技術，此專利技術是在雙槽結構內耦合出L頻段差模跟蹤信號，并且此專利技術L頻段跟蹤相對工作頻帶比較窄，此饋源無法實現寬帶單脈沖跟蹤功能。

申請號為CN90203857.5的中國專利公開了一種天線饋源網絡裝置，它主要由波紋喇叭和TM₀₁模耦合器等部件組成，不是從波紋槽內耦合出差模HE₂₁模，并且無法實現單脈沖跟蹤線極化信標衛星的功能。

申請號為CN01119333.6的中國專利公開了一種改善偏置拋物面天線交叉極化特性的波紋喇叭饋源，它是在波紋喇叭的前端加了一段光壁圓直波導，這個光壁圓直波導并不屬于波紋喇叭，在直波導內壁上開了5個能夠激勵起TE₂₁高次模的諧振耦合腔，并不是耦合口，它沒有提取出TE₂₁高次模信號，其開5個諧振耦合腔主要的作用幫助改善偏置拋物面天線的交叉極化性能，兩者要實現的功能完全不同。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種單槽深C/Ku雙頻段差模跟蹤饋源及其設計方法，其能夠實現雙頻段通信、雙頻段單脈沖跟蹤以及雙頻段共用，具有方向圖旋轉對稱、旁瓣電平低、反射損耗小、增益高、差方向圖旋轉對稱等優點。