一種Ku/Ka雙頻段分時復用饋源網(wǎng)絡的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于反射面天線饋源網(wǎng)絡領域，尤其涉及一種Ku/Ka雙頻段分時復用饋源網(wǎng)絡，本饋源網(wǎng)絡可實現(xiàn)兩種分時工作狀態(tài)，分別為Ku頻段線極化收發(fā)工作狀態(tài)和Ka頻段圓極化收發(fā)工作狀態(tài)。
【背景技術】
[0002]隨著衛(wèi)通通信技術的飛速發(fā)展，天線系統(tǒng)對于Ka頻段的應用需求日益廣泛。目前，大多數(shù)船載、機載衛(wèi)星通信天線系統(tǒng)，經(jīng)常要求在保留Ku頻段信號通信能力的前提下，實現(xiàn)對于Ka頻段圓極化信號的收發(fā)功能。對于口徑在1.2米以上的反射面天線，工程應用中多采用Ku/Ka雙頻段共用饋源網(wǎng)絡，實現(xiàn)Ku頻段線極化收發(fā)和Ka頻段圓極化收發(fā)兩種工作狀態(tài)的同時工作;對于口徑在0.8米以下的反射面天線，由于空間結構的限制，無法采用Ku/Ka雙頻段共用饋源網(wǎng)絡，大多采用Ku/Ka雙頻段分時復用的形式，保證天線在Ku、Ka兩個頻段均具備通信的能力。
[0003]目前，國內(nèi)外用于反射面天線的雙頻段分時復用饋源網(wǎng)絡多采用人工/電動更換饋源網(wǎng)絡或者前后饋源網(wǎng)絡分離并翻轉副反射面兩種方案。人工/電動更換饋源網(wǎng)絡方案中，兩個頻段各自使用一套獨立的饋源網(wǎng)絡，人工或者電動實現(xiàn)兩個饋源網(wǎng)絡之間的切換。其中，人工更換饋源網(wǎng)絡方式結構簡單，但是難以適用于需要頻繁切換的工程，電動更換饋源網(wǎng)絡方式雖然實現(xiàn)了自動化，在任意時刻都可以實現(xiàn)兩個饋源網(wǎng)絡之間的切換，但是通常結構較復雜，切換時間長，并且兩個饋源網(wǎng)絡互相遮擋，減小了反射面的利用效率。前后饋源網(wǎng)絡分離并翻轉副反射面方案中，兩個頻段各自使用一套獨立的饋源網(wǎng)絡，一個頻段的饋源網(wǎng)絡后饋，另一個頻段的饋源網(wǎng)絡前饋，通過翻轉副反射面實現(xiàn)前饋和后饋兩套饋源網(wǎng)絡之間的切換，這種方案切換過程自動完成，饋源網(wǎng)絡結構簡單，天線效率較高，缺點是翻轉機構結構復雜，切換時間較長，重量較大，并且前饋饋源網(wǎng)絡體積和重量受限。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是:克服現(xiàn)有技術的所述不足，提供一種性能優(yōu)良的Ku/Ka雙頻段分時復用饋源網(wǎng)絡，它不僅能夠實現(xiàn)Ku、Ka兩個頻段的快速、自動切換功能，而且同時具有結構緊湊、可靠性好、駐波比小、Ka頻段圓極化軸比小以及Ku頻段線極化交叉極化好等特點，適用于高性能小口徑反射面天線。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]提供了一種Ku/Ka雙頻段分時復用饋源網(wǎng)絡，其包括依次相接且相復合在一起的Ku/Ka雙頻段切換開關1和Ku頻段線極化收發(fā)兩端口饋源網(wǎng)絡2組成；
[0007]所述的Ku/Ka雙頻段切換開關1包括圓柱形轉子12和用于容納圓柱形轉子12的定筒，圓柱形轉子12同軸設置在定筒內(nèi)，在定筒的前蓋板11-1和后蓋板11-3上各開有一波導P;
[0008]所述的圓柱形轉子12內(nèi)嵌入有圓波導、Ka頻段隔板圓極化器12_3和驅動電機12-4，所述的驅動電機12-4上配裝有齒輪12-5，該齒輪12-5穿過圓柱形轉子12上所預留的豁口與定筒的內(nèi)壁上所預留的齒輪圈相嚙合，圓波導的中軸線與圓柱形轉子12的中軸線相平行，所述的圓波導的一端的波導端口和Ka頻段隔板圓極化器12-3的公共口與圓柱形轉子12的前端面相齊平，所述的圓波導的另一端的波導端口和Ka頻段隔板圓極化器12-3的支路端口與圓柱形轉子12的后端面相齊平，與Ka頻段隔板圓極化器12-3的支路端口相對應的在定筒的后蓋板11-3上預留有方形波導口，所述的圓波導的中心點、Ka頻段隔板圓極化器12-3公共端口的中心點、所述的定筒的兩端面上開有的波導口的的投影點皆位于同一正圓上，所述的Ku頻段線極化收發(fā)兩端口饋源網(wǎng)絡2的公共口與后蓋板11-3上開有的波導口相對接。
[0009]進一步的，所述的Ku頻段線極化收發(fā)兩端口饋源網(wǎng)絡2由Ku頻段收發(fā)極化雙工器21、Ku頻段阻發(fā)濾波器22及Ku頻段L形旋轉關節(jié)23組成，Ku頻段收發(fā)極化雙工器21的公共端口與后蓋板11-3上的波導口相接通，Ku頻段收發(fā)極化雙工器21的側臂端口連接Ku頻段阻發(fā)濾波器22，Ku頻段收發(fā)極化雙工器21的直通端口連接Ku頻段L形旋轉關節(jié)23，在L形旋轉關節(jié)23上配裝有協(xié)動齒輪。
[0010]進一步的，所述的Ku頻段收發(fā)極化雙工器21的公共端口通過動波導11-4與后蓋板11 -3的波導口相接通，動波導11 -4配裝在后蓋板11 -3的波導口內(nèi)，在下蓋板11 -3上固定安裝有一極化驅動步進電機24，極化驅動步進電機24上配裝的驅動齒輪25與協(xié)動齒輪相嚙入口 ο
[0011]進一步的，還包括軸承11-6、軸承蓋板11-7，所述的軸承11-6嵌入至后蓋板的波導口內(nèi)，動波導11-4插入至軸承11-6中，所述的軸承11-6及動波導11-4通過軸承蓋板11-7固定在定筒的后蓋板上。
[0012]進一步的，所述圓柱形轉子12由第一分塊12-1、第二分塊12-2組成，第一分塊12-1內(nèi)設有用于固定步進電機12-4的容納腔，在第一分塊內(nèi)設有圓波導，，所述的第一分塊12-1和第二分塊12-2的接觸面處開有剛好可以組成用于容納Ka頻段隔板圓極化器12-3的槽體；
[0013]進一步的，在圓波導的兩個波導端口及圓極化器12-3的公共口和支路端口處都開有扼流槽。
[0014]進一步的，所述Ka頻段隔板圓極化器12-3兩個支路端口中的其中一個輸出端口為BJ220標準波導接口，另外一個輸出端口為BJ320標準波導接口。
[0015]進一步的，所述圓波導的軸線到圓柱形轉子12的軸線的距離與Ka頻段隔板圓極化器12-3軸線到圓柱形轉子12軸線的距離相等；圓波導的軸線中點到圓柱形轉子12軸線中點的連線與Ka頻段隔板圓極化器12-3軸線中點到圓柱形轉子12軸線中點連線的夾角為120°。
[0016]進一步的，所述Ku頻段收發(fā)極化雙工器21公共端口和側臂端口為BJ120標準波導口，直通端口為BJ140標準波導口。
[0017]進一步的，所述的圓柱形轉子12的外表面與定筒的內(nèi)壁之間的間隙小于等于2_。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下有益效果:
[0019]本發(fā)明采用Ku/Ka雙頻段切換開關實現(xiàn)Ku、Ka兩個工作頻段之間的切換，整個饋源網(wǎng)絡只需連接一個雙頻共用喇叭饋源即可實現(xiàn)Ku/Ka雙頻段分時復用功能，切換自動化程度高，切換速度快，結構極其緊湊，效率更高，成本更低。
[0020]本發(fā)明采用圓柱形定筒和圓柱形轉子結構作為Ku/Ka雙頻段切換開關的主要部件，并通過兩個軸承和兩個鎖緊螺母固定，整體機械結構可靠性高，適用于機載天線等對于振動條件要求苛刻的反射面天線系統(tǒng)
[0021]本發(fā)明采用Ka頻段隔板圓極化器作為實現(xiàn)Ka頻段圓極化信號收發(fā)的主要器件，不僅結構簡單，免于調試，而且具有駐波低、軸比小等特點。Ka頻段隔板圓極化器集成于Ku/Ka雙頻段切換開關內(nèi)部，結構更加緊湊。
[0022]本發(fā)明采用步進電機用于實現(xiàn)頻段切換和線極化跟蹤，結構簡單，精度高，伺服控制容易。
[0023]本發(fā)明采用旋轉Ku頻段收發(fā)極化雙工器的方式實現(xiàn)Ku頻段收發(fā)線極化信號的極化跟蹤，避免了旋轉180°移相器等方式所引入的相位差影響，Ku頻段收發(fā)線極化信號交叉極化鑒別度更好，交叉極化優(yōu)于35dB。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的Ku/Ka雙頻段切換開關的結構圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的Ku/Ka雙頻段切換開關的結構分解圖。
[0027]圖4是本發(fā)明的Ku/Ka雙頻段切換開關的上視圖。
[0028]圖5是本發(fā)明的Ku/Ka雙頻段切換開關的下視圖。
[0029]圖6是本發(fā)明的定筒的結構圖。
[0030]圖7是本發(fā)明的后蓋板結構分解圖。
[0031]圖8是本發(fā)明的圓柱形轉子的結構圖。
[0032]圖9是本發(fā)明的圓柱形轉子的結構分解圖。
[0033]圖10是本發(fā)明中第一分塊的結構圖。
[0034]圖11是本發(fā)明中第二分塊的結構圖。
[0035]圖12是本發(fā)明的Ka頻段隔板圓極化器的結構圖
[0036]圖13是本發(fā)明的Ku頻段線極化收發(fā)兩端口饋源網(wǎng)絡的結構圖。
[0037]附圖標記說明:Ku/Ka雙頻段切換開關_l、Ku頻段線極化收發(fā)兩端口饋源網(wǎng)絡-2、前蓋板11_1、定筒一11_2、后蓋板11_3、動波導11 _4、法蘭11 _5、軸承11_6、軸承蓋板11 _7、鎖緊螺母一 14、轉子軸承13
[0038]圓柱形轉子12、第一分塊12-1、第二分塊12_2、Ka頻段隔板圓極化器12-3、驅動電機12-4、齒輪12-5和電機蓋板12-6;
[0039]Ku頻段收發(fā)極化雙工器-21、Ku頻段阻發(fā)濾波器-22、Ku頻段L形旋轉關節(jié)-23、步進電機-24、驅動齒輪-25、電機支撐-26 ；
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖和具體實施實例對本發(fā)明作進一步詳細的描述:
[0041]如圖1所示本發(fā)明為一種Ku/Ka雙頻段分時復用饋源網(wǎng)絡，本發(fā)明由依次連接的Ku/Ka雙頻段切換開關1和Ku頻段線極化收發(fā)兩端口饋源網(wǎng)絡2復合而成。
[0042]如圖2、圖3所示，所述Ku/Ka雙頻段切換開關1包括轉子殼體、圓柱形轉子，所述的轉子殼體包括定筒11_2、前蓋板11_1、后蓋板11_3，前蓋板11_1和后蓋板11-3分別封裝固定在定筒的兩端，所述前蓋板11-1、定筒和后蓋板11-3連接后，前蓋板11-1上所開的圓波孔與后蓋板11-3上所開波導孔同心，圓柱形轉子12與定筒共軸且位于定筒內(nèi)部，圓柱形轉子12通過上下兩個轉子軸承13和鎖緊螺母14配裝在定筒內(nèi)，使得圓柱形轉子12可在定筒內(nèi)定軸旋轉，圓柱形轉子12的前端面與前蓋板11-1間、圓柱形轉子12的后端面與后蓋板11-3間均有0.2mm的空間間隙，所述的圓柱形轉子(12)的外表面與轉子殼體的內(nèi)壁之間的間隙小于等于2mm。
[0043]如圖4、圖5所示，所述前蓋板11-1上加工有圓波導端口，后蓋板11-3上亦加工有圓波導端口，所述的后蓋板11-3的圓波導端口與前蓋板11-1的圓波導端口正對，在后蓋板上還加工有兩個方形波導口，兩個方形波導端口分別為BJ220和BJ320標準波導端口；
[0044]如圖4、圖5、圖6、圖7所示，所述轉子殼體的后蓋板的圓波導端口內(nèi)安裝有軸承11_
6、軸承11-6內(nèi)裝有動波導11-4，通過軸承蓋板11-7將軸承11-6和動波導11-4固定在后蓋板11 -3上，在該圓波導端口處還連接法蘭11 -5以組成旋轉機構。
[0045]如圖6所示，在定筒內(nèi)加工有齒圈。
[0046]如圖9、圖10所示，所述的圓柱形轉子12由第一分塊12-1、第二分塊12_2、Ka頻段隔板圓極化器12-3、驅動電機12-4、齒輪12-5和電機蓋板12-6組成，圓柱形轉子12為由第一分塊12-1和第二分塊12-2拼接固定組成的柱狀體，第一分塊12-1和第二分塊12-2由螺釘連接固定，所述的第一分