一种S/X/Ka三频段共用馈源网络的制作方法

一种s/x/ka三频段共用馈源网络
技术领域
1.本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种s/x/ka三频段共用馈源网络，可用于雷达、通信、测控等需要s、x、ka等三频段同时工作的天线中，作为该天线的馈源，可以合成和信号用于通信，测控，合成出差信号用于准确跟踪。。


背景技术：

2.目前在一种s/x/ka三频段共用馈源主要有以下几种方法，在实现途径上虽各有特点，但均存在某种不足。
3.1、共喷口喇叭，通过一个喇叭实现s、x和ka频段同时工作，跨度十几倍频，首先喇叭带宽难以实现，另外各个频段的辐射性能差别太大，不利于天线在三个频段的高性能工作。
4.2、5喇叭，通过s频段四个喇叭，xka一个喇叭，虽然可以实现s、x和ka频段同时工作，但是由于x和ka共用一个喇叭，导致天线在x或ka频段性能都不高。
5.3、宽带阵列馈源，虽然s、x和ka频段能同时工作，但是耦合出和或者差信号困难，损耗很大，不利于s、x和ka频段天线高性能工作。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种s/x/ka三频段共用馈源网络。该种设计将三个频段独立出来，便于实现每个的高性能，思路简单可行，该发明适用于电子信息领域s、x和ka三频段共用天线中，特别适用于上述三个频段具有通信和单脉冲跟踪的场合中。
7.本发明的目的通过以下技术方案实现：
8.一种s/x/ka三频段共用馈源网络，包括s频段馈源网络2、x频段馈源网络3和ka频段喇叭4；
9.其中，s频段馈源网络2由4个s频段喇叭7和s频段合成网络6组成；x频段馈源网络3由4个x频段喇叭16和x频段合成网络17组成；
10.4个s频段喇叭7、4个x频段喇叭16和一个ka频段喇叭4的中轴线均相互平行，且4个s频段喇叭7围在外圈，4个x频段喇叭16围在内圈；外圈和内圈的圆心均位于ka频段喇叭的中轴线上；
11.4个s频段喇叭7和4个x频段喇叭16通过对应的合成网络输出和信号或差信号。
12.进一步的，任意一相邻s频段喇叭7中心的连线与任意一相邻x频段喇叭16中心的连线呈45
°
夹角。
13.进一步的，s频段喇叭为切角方喇叭，其顶端为一四角切角的方口，底端为一个圆口，其内壁方口均匀过渡到圆口的倾斜光壁；x频段喇叭为八边形喇叭，其顶端为等边八边形，底端为一个圆口，内壁为八边形均匀过渡到圆口的倾斜光壁；ka频段喇叭为矩形喇叭，其顶端为矩形口，底端为圆口，内壁为矩形均匀过渡到圆口的倾斜光壁。
14.进一步的，所述s频段合成网络6用于将4个s频段喇叭7的信号合成；所述s频段合
成网络包括圆波导i、矩形波导i、u型弯波导和魔ti；4个s频段喇叭的其中相邻两个分为一组，另一组为另外两个相邻的s频段喇叭；每一s频段喇叭底端的圆口均与位于其下方的圆波导i连接，且两者中轴线重合；圆波导i的另一端顺次连接耦合器i、矩形波导i和u型弯波导；其中，同组的2个s频段喇叭的两个u型弯波导的端口分别连接在同一魔ti的两个输入端口，该魔ti的和信号输出端口和差信号输出端口相互垂直；
15.两个魔ti的差信号输出端口均通过各自对应的变换波导i与合成器i对应的输入端口连接，合成器i的输出端口作为s频段差波导口15用于跟踪；两个魔ti的和信号输出端口均通过各自对应的变换波导i与合成器ii对应的输入端口连接，合成器ii的输出端口作为s频段和波导口15用于通信。
16.进一步的，所述x频段合成网络17包括圆波导ii、矩形波导ii、型弯波导和魔tii，
17.4个x频段喇叭的其中相邻两个分为一组，另一组为另外两个相邻的x频段喇叭；每一x频段喇叭底端的圆口均与位于其下方的圆波导ii连接，且两者中轴线重合；圆波导ii的另一端顺次连接耦合器ii、矩形波导ii和型弯波导；其中，同组的2个x频段喇叭的两个型弯波导的端口分别连接在同一魔tii的两个输入端口，该魔tii的和信号输出端口和差信号输出端口相互垂直；
18.两个魔tii的差信号输出端口均通过各自对应的变换波导ii与合成器iii对应的输入端口连接，合成器iii的输出端口作为x频段差波导口用于跟踪；两个魔tii的和信号输出端口均通过各自对应的变换波导ii与合成器iv对应的输入端口连接，合成器iv的输出端口作为x频段和波导口用于通信。
19.与现有技术相比，本发明的优势在于：
20.1、本发明的天线结构形式简单，方便接口，可使用螺接或者焊接的方式进行各部件之间的连接。
21.2、本发明中的天线在各个频段性能优良，不仅可以实现和信号的通信、测控而且可以实现差信号的单脉冲特性。
22.3、本发明的应用广泛，可以根据需求，作为三频段同时工作同时具有单脉冲跟踪的馈源。
附图说明
23.图1是s/x/ka三频段共用馈源网络示意图。
24.图2是s/x/ka三频段共用馈源网络侧视图。
25.图3是s/x/ka三频段共用馈源网络俯视图。
26.图4是s频段馈源网络示意图。
27.图5是s频段4个切角方喇叭排布示意图。
28.图6是s频段切角方喇叭示意图。
29.图7是s频段合成网络示意图。
30.图8是x频段馈源网络示意图。
31.图9是x频段4个八边形喇叭排布示意图
32.图10是x频段八边形喇叭示意图
33.图11是x频段合成网络示意图
34.图12是ka频段矩形喇叭示意图
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
36.一种s/x/ka三频段共用馈源网络，包括s频段馈源网络(2)、x频段馈源网络(3)和ka频段喇叭(4)；
37.其中，s频段馈源网络(2)由4个s频段喇叭(7)和s频段合成网络(6)组成；x频段馈源网络(3)由4个x频段喇叭(16)和x频段合成网络(17)组成；
38.4个s频段喇叭(7)、4个x频段喇叭(16)和一个ka频段喇叭(4)的中轴线均相互平行，且4个s频段喇叭(7)围在外圈，4个x频段喇叭(16)围在内圈；外圈和内圈的圆心均位于ka频段喇叭的中轴线上；
39.4个s频段喇叭(7)和4个x频段喇叭(16)通过对应的合成网络输出和信号或差信号。
40.进一步的，任意一相邻s频段喇叭(7)中心的连线与任意一相邻x频段喇叭(16)中心的连线呈45
°
夹角。
41.进一步的，s频段喇叭为切角方喇叭，其顶端为一四角切角的方口，底端为一个圆口，其内壁方口均匀过渡到圆口的倾斜光壁；x频段喇叭为八边形喇叭，其顶端为等边八边形，底端为一个圆口，内壁为八边形均匀过渡到圆口的倾斜光壁；ka频段喇叭为矩形喇叭，其顶端为矩形口，底端为圆口，内壁为矩形均匀过渡到圆口的倾斜光壁。
42.进一步的，所述s频段合成网络(6)用于将4个s频段喇叭(7)的信号合成；所述s频段合成网络包括圆波导i、矩形波导i、u型弯波导和魔ti；4个s频段喇叭的其中相邻两个分为一组，另一组为另外两个相邻的s频段喇叭；每一s频段喇叭底端的圆口均与位于其下方的圆波导i连接，且两者中轴线重合；圆波导i的另一端顺次连接耦合器i、矩形波导i和u型弯波导；其中，同组的2个s频段喇叭的两个u型弯波导的端口分别连接在同一魔ti的两个输入端口，该魔ti的和信号输出端口和差信号输出端口相互垂直；
43.两个魔ti的差信号输出端口均通过各自对应的变换波导i与合成器i对应的输入端口连接，合成器i的输出端口作为s频段差波导口(15)用于跟踪；两个魔ti的和信号输出端口均通过各自对应的变换波导i与合成器ii对应的输入端口连接，合成器ii的输出端口作为s频段和波导口(15)用于通信。
44.进一步的，所述x频段合成网络(17)包括圆波导ii、矩形波导ii、型弯波导和魔tii，
45.4个x频段喇叭的其中相邻两个分为一组，另一组为另外两个相邻的x频段喇叭；每一x频段喇叭底端的圆口均与位于其下方的圆波导ii连接，且两者中轴线重合；圆波导ii的另一端顺次连接耦合器ii、矩形波导ii和型弯波导；其中，同组的2个x频段喇叭的两个型弯波导的端口分别连接在同一魔tii的两个输入端口，该魔tii的和信号输出端口和差信号输出端口相互垂直；
46.两个魔tii的差信号输出端口均通过各自对应的变换波导ii与合成器iii对应的输入端口连接，合成器iii的输出端口作为x频段差波导口用于跟踪；两个魔tii的和信号输出端口均通过各自对应的变换波导ii与合成器iv对应的输入端口连接，合成器iv的输出端
口作为x频段和波导口用于通信。
47.下面为一更具体的实施例：
48.一种s/x/ka三频段共用馈源网络1，由s频段馈源网络2，x频段馈源网络3和ka频段喇叭4组成。其特征在于，s频段馈源网络2在最外圈，x频段馈源网络3在上层圈，1个ka频段喇叭4在中心。
49.s频段馈源网络2由4个s频段喇叭7和s频段合成网络6组成。4个s频段喇叭7分别按照上边2个下边2个均布排列，与s频段合成网路6通过s频段圆波导7连接在一起。
50.4个s频段喇叭2中，s频段喇叭为切角方喇叭5端口为一四角切角的方口，底端为一个圆口，内壁为方口均匀过渡到圆口的倾斜光壁。
51.s频段合成网络6用于将4个s频段喇叭7的信号合成。4个s频段喇叭7与4个s频段圆波导8连接在一起,通过耦合器9将信号耦合到矩形波导。通过u型弯波导10传输到魔t11，合成出两路和信号，两路差信号，通过变换波导12传输到合成器13后，合成出一路和信号，通过和波导口14用于通信，一路差信号，通过差波导口15用于跟踪。
52.x频段馈源网络3由4个x频段喇叭16和x频段合成网络17组成。4个x频段喇叭16分别按照上边一个，下边一个，左边一个，右边一个排列，与x频段合成网路通过x频段圆波导19连接在一起。
53.x频段合成网络17用于将4个x频段喇叭18的信号合成。4个x频段喇叭18与4个x频段圆波导19连接在一起,通过耦合器20将信号耦合到矩形波导。通过型弯波导21传输到魔t22，合成出两路和信号，两路差信号，传输到合成器23后，合成出一路和信号，通过和波导口24用于通信，一路差信号，通过差波导口25用于跟踪。
54.4个x频段喇叭18中，x频段喇叭为八边形喇叭18端口为等边八边形，底端为一个圆口，内壁为八边形均匀过渡到圆口的倾斜光壁。
55.ka频段喇叭26，为矩形喇叭，端口为矩形口，底端为圆口，内壁为矩形均匀过渡到圆口的倾斜光壁。
56.来自空间的电磁波经过同一天线反射面汇聚到s/x/ka三频段共用馈源网络后，由外围s频段4个喇叭将s频段信号收集，通过后端的的网络进行合成，合成出和信号用于通信，差信号用于s频段跟踪；由内圈x频段4个喇叭将x频段信号收集，通过后端的的网络进行合成，合成出和信号用于通信，差信号用于x频段跟踪；中间的ka频段喇叭收集ka频段信号，通过后端网络分离出和信号用于通信，差信号用于ka频段跟踪。

技术特征：
1.一种s/x/ka三频段共用馈源网络，其特征在于，包括s频段馈源网络(2)、x频段馈源网络(3)和ka频段喇叭(4)；其中，s频段馈源网络(2)由4个s频段喇叭(7)和s频段合成网络(6)组成；x频段馈源网络(3)由4个x频段喇叭(16)和x频段合成网络(17)组成；4个s频段喇叭(7)、4个x频段喇叭(16)和一个ka频段喇叭(4)的中轴线均相互平行，且4个s频段喇叭(7)围在外圈，4个x频段喇叭(16)围在内圈；外圈和内圈的圆心均位于ka频段喇叭的中轴线上；4个s频段喇叭(7)和4个x频段喇叭(16)通过对应的合成网络输出和信号或差信号。2.根据权利要求1所述的一种s/x/ka三频段共用馈源网络，其特征在于，任意一相邻s频段喇叭(7)中心的连线与任意一相邻x频段喇叭(16)中心的连线呈45
°
夹角。3.根据权利要求1所述的一种s/x/ka三频段共用馈源网络，其特征在于，s频段喇叭为切角方喇叭，其顶端为一四角切角的方口，底端为一个圆口，其内壁方口均匀过渡到圆口的倾斜光壁；x频段喇叭为八边形喇叭，其顶端为等边八边形，底端为一个圆口，内壁为八边形均匀过渡到圆口的倾斜光壁；ka频段喇叭为矩形喇叭，其顶端为矩形口，底端为圆口，内壁为矩形均匀过渡到圆口的倾斜光壁。4.根据权利要求1所述的一种s/x/ka三频段共用馈源网络，其特征在于，所述s频段合成网络(6)用于将4个s频段喇叭(7)的信号合成；所述s频段合成网络包括圆波导i、矩形波导i、u型弯波导和魔ti；4个s频段喇叭的其中相邻两个分为一组，另一组为另外两个相邻的s频段喇叭；每一s频段喇叭底端的圆口均与位于其下方的圆波导i连接，且两者中轴线重合；圆波导i的另一端顺次连接耦合器i、矩形波导i和u型弯波导；其中，同组的2个s频段喇叭的两个u型弯波导的端口分别连接在同一魔ti的两个输入端口，该魔ti的和信号输出端口和差信号输出端口相互垂直；两个魔ti的差信号输出端口均通过各自对应的变换波导i与合成器i对应的输入端口连接，合成器i的输出端口作为s频段差波导口(15)用于跟踪；两个魔ti的和信号输出端口均通过各自对应的变换波导i与合成器ii对应的输入端口连接，合成器ii的输出端口作为s频段和波导口(15)用于通信。5.根据权利要求1所述的一种s/x/ka三频段共用馈源网络，其特征在于，所述x频段合成网络(17)包括圆波导ii、矩形波导ii、型弯波导和魔tii，4个x频段喇叭的其中相邻两个分为一组，另一组为另外两个相邻的x频段喇叭；每一x频段喇叭底端的圆口均与位于其下方的圆波导ii连接，且两者中轴线重合；圆波导ii的另一端顺次连接耦合器ii、矩形波导ii和型弯波导；其中，同组的2个x频段喇叭的两个型弯波导的端口分别连接在同一魔tii的两个输入端口，该魔tii的和信号输出端口和差信号输出端口相互垂直；两个魔tii的差信号输出端口均通过各自对应的变换波导ii与合成器iii对应的输入端口连接，合成器iii的输出端口作为x频段差波导口用于跟踪；两个魔tii的和信号输出端口均通过各自对应的变换波导ii与合成器iv对应的输入端口连接，合成器iv的输出端口作为x频段和波导口用于通信。

技术总结
本发明公开了一种S/X/Ka三频段共用馈源网络，属于电子信息技术领域；其由S频段馈源网络、X频段馈源网络和Ka频段喇叭组成。S频段馈源网络在最外圈，X频段馈源网络在上层圈，1个Ka频段喇叭在中心。本发明适用于电子信息领域S、X和Ka三频段共用天线中，特别适用于上述三个频段具有通信和单脉冲跟踪的场合中。个频段具有通信和单脉冲跟踪的场合中。个频段具有通信和单脉冲跟踪的场合中。


技术研发人员：张立军 詹英 董晓娟 李聪聪
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/9/23