[發(fā)明專利]一種用于衛(wèi)星通信的Ku頻段相控陣天線收發(fā)組件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010543557.5
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111614372A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 張宙;馬立波;劉巖;王敬;韓國棟;盧煒;肖松;劉彥丹;馮昊程;杜要峰;張碩;張濟良;歷園園
• 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: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B7/185;H01Q3/34
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發(fā)明公開了一種用于衛(wèi)星通信的Ku頻段相控陣天線收發(fā)組件，屬于相控陣天線技術領域。其包括二功分器、90°電橋，二功分器的信號輸入端口接通接通信號輸入通道，二功分器的兩個信號輸出端口分別與90°電橋的兩個信號輸入端口通信互連；90°電橋的兩個信號輸出端口分別接通有水平極化收發(fā)通道和垂直極化收發(fā)通道，水平極化收發(fā)通道具有水平信號極化收發(fā)端口，垂直極化收發(fā)通道具有垂直信號極化收發(fā)端口。本發(fā)明具備收發(fā)雙工、通道幅相獨立可調、發(fā)射功率無損合成、通道信號耦合校準等功能，輔助天線系統(tǒng)實現(xiàn)波束快速掃描、收發(fā)雙工、極化可調和在線校準功能，通信效果良好。

技術領域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信領域的相控陣天線技術領域，具體為一種用于衛(wèi)星通信的Ku頻段相控陣天線收發(fā)組件。

背景技術

在國內衛(wèi)星通信領域，存在幾個主要應用頻段：S天通頻段、Ku頻段、Ka頻段等，其中Ku頻段是目前實現(xiàn)星地高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男l(wèi)星通信主用頻段。衛(wèi)星通信具有幾個特點：工作模式為收發(fā)頻分全雙工工作方式，連續(xù)波體制；衛(wèi)星信號弱，要求星地傳輸速率高；衛(wèi)星資源較多，大覆蓋范圍通信需求。具體到Ku頻段，除了上述特點外，由于是線極化通信，需要地面終端具有極化調整與跟蹤能力。

收發(fā)組件是相控陣天線的重要組成部分，用來實現(xiàn)信號的放大、濾波和幅相調整等功能，Ku頻段衛(wèi)星通信的相控陣天線收發(fā)組件具有如下技術問題：

1.收發(fā)隔離方面，由于收發(fā)同時工作，對雙工器隔離度要求較高，所以收發(fā)電路中需級聯(lián)多級濾波器，防止形成收發(fā)之間干擾。

2.接收通道和發(fā)射通道均為雙路，以便進行極化調整，每路需要具備獨立的衰減、移相、放大、控制和供電電路，電路集成度高，實現(xiàn)復雜；

3.結構方面，由于收發(fā)各自獨立工作，分別進行信號合成與功分，需要進行分腔設計，布局復雜；

4.衛(wèi)星通信對信號線性度要求較高，增益較高，只能多級電路級聯(lián)實現(xiàn)，引起了通道間增益平坦度、增益一致性等指標實現(xiàn)難度較大。組件在線性區(qū)工作，效率較低，增大了系統(tǒng)散熱的難度。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種用于衛(wèi)星通信的Ku頻段相控陣天線收發(fā)組件，其具備收發(fā)雙工、通道幅相可調、功率無損合成、通道信號耦合校準的功能，輔助相控陣天線系統(tǒng)實現(xiàn)波束快速掃描、極化可調和在線校準的能力，具有很高的工程應用前景。

本發(fā)明技術解決方案為：

包括二功器和90°電橋；所述二功分器的信號輸入端口接通信號輸入通道，二功分器的兩個信號輸出端口分別與90°電橋的兩個信號輸入端口通信相連；90°電橋的兩個信號輸出端口分別接通水平極化收發(fā)通道和垂直極化收發(fā)通道，水平極化收發(fā)通道具有水平信號極化收發(fā)端口，垂直極化收發(fā)通道具有垂直信號極化收發(fā)端口；所述水平極化收發(fā)通道和垂直極化收發(fā)通道均接通至二合一合路器的信號輸星通信的Ku頻段相控陣天線收發(fā)組件，包括二功分入端口實現(xiàn)信號合成，二合一合路器信號輸出端口與信號輸出通道相接。

進一步的，所述二功分器的每個信號輸出端口通過對應的發(fā)射通道與90°電橋的信號輸入端口通信互連，發(fā)射通道對發(fā)射信號依次進行放大、移相、衰減、濾波輸出至90°電橋。

進一步的，信號輸入通道和信號輸出通道的結構相同、信號輸入方向相反，且信號輸入通道和信號輸出通道均設有放大濾波模塊。

進一步的，所述的水平極化收發(fā)通道和垂直極化收發(fā)通道對接收信號依次進行移相、衰減、濾波輸出至二合一合路器。

進一步的，所述水平極化收發(fā)通道和垂直極化收發(fā)通道均包括接收通道；水平極化收發(fā)通道還包含水平雙工器，水平雙工器與水平極化單元連接，垂直極化收發(fā)通道還包含垂直雙工器，垂直雙工器與垂直極化單元連接。

進一步的，所述的水平極化收發(fā)通道和垂直極化收發(fā)通道均包括級聯(lián)的耦合器、低噪放、移相器、衰減器、濾波器。