资料介绍
一、 概 述
近几年来,我国通信事业的飞速发展,微波接力通信天线也不断地发展和完善,卫星通信系统的传送网功能主要通过光纤,地面微波,空中卫星等通信方式来 完成。从微波传送系统所采用的新技术及传送容量的角度来看,新一代的同步数字系列SDH微波通信系统替代了传统意义上的PDH微波通信。为适应正在兴起的 SDH微波通信中频率复用的发展,我们需要研制超高性能的微波天线。它应具有很高的前后比(F/D),很高的交叉极化鉴别率(XPD)和极低的电压驻波比 (VSWR)。因此,超高性能微波天线系统具有低的电压驻波比(VSWR优于1.06或反射损耗大于30.7dB)和高的交叉极化鉴别率(大于 38dB)。
二、 系统组成
超高性能微波天线的馈源系统是由喇叭,正交器,扭波导,弯波导和波导馈线组成。其中喇叭和正交器是关键部件。
1.喇叭
适合超高性能微波天线的馈源的喇叭有多种。本馈源采用带有三个扼流槽的平面波纹喇叭,这种平面波纹喇叭具有旋转对称的方向图,低的副 瓣,低的交叉极化和稳定的相位中心。喇叭的结构如图 1所示。它是由一个圆波导和三个同心圆环构成。为了改善喇叭的驻波特性,我们在喇叭口附近对称地放置调配块。为了防止异物等进入喇叭,需对喇叭口进行封 闭。通常在喇叭口上加介质薄膜,一般介质薄膜均会使喇叭的驻波变坏,我们利用高频仿真软件对介质的位置与厚度进行调整,使之具有改善驻波的特性。优化后的 喇叭驻波优于1.05。
图 1 喇叭结构
2.正交器
在现代天馈系统中,频率复用技术是利用频率资源最经济的方法之一,可达到扩大通信容量的目的。正交极化频率复用技术是用双极化天线来实现的,即在同 一频率上,利用极化正交特性传输两路独立的信号。正交极化频率复用技术有两种,即双线极化和双圆极化。正交极化的合成和分离是在馈电系统中实现的。 双线极化频率复用是用正交模耦合器(OMT)也称极化分离器(简称正交器)完成的。
正交器是常用的微波元件,但介绍其设计方法的文献较少。普通的正交器(如图 2所示)虽然只表现为三个物理端口,但就电气上来说是四端口器件。这是由于公共端口中有两个正交的主模(圆波导中的TE11/TE*11模或方波导的 TE10/TE01模)与其他两个端口中各自的基模(矩形波导的TE10模或同轴线中的TEM模)匹配。
近几年来,我国通信事业的飞速发展,微波接力通信天线也不断地发展和完善,卫星通信系统的传送网功能主要通过光纤,地面微波,空中卫星等通信方式来 完成。从微波传送系统所采用的新技术及传送容量的角度来看,新一代的同步数字系列SDH微波通信系统替代了传统意义上的PDH微波通信。为适应正在兴起的 SDH微波通信中频率复用的发展,我们需要研制超高性能的微波天线。它应具有很高的前后比(F/D),很高的交叉极化鉴别率(XPD)和极低的电压驻波比 (VSWR)。因此,超高性能微波天线系统具有低的电压驻波比(VSWR优于1.06或反射损耗大于30.7dB)和高的交叉极化鉴别率(大于 38dB)。
二、 系统组成
超高性能微波天线的馈源系统是由喇叭,正交器,扭波导,弯波导和波导馈线组成。其中喇叭和正交器是关键部件。
1.喇叭
适合超高性能微波天线的馈源的喇叭有多种。本馈源采用带有三个扼流槽的平面波纹喇叭,这种平面波纹喇叭具有旋转对称的方向图,低的副 瓣,低的交叉极化和稳定的相位中心。喇叭的结构如图 1所示。它是由一个圆波导和三个同心圆环构成。为了改善喇叭的驻波特性,我们在喇叭口附近对称地放置调配块。为了防止异物等进入喇叭,需对喇叭口进行封 闭。通常在喇叭口上加介质薄膜,一般介质薄膜均会使喇叭的驻波变坏,我们利用高频仿真软件对介质的位置与厚度进行调整,使之具有改善驻波的特性。优化后的 喇叭驻波优于1.05。
图 1 喇叭结构
2.正交器
在现代天馈系统中,频率复用技术是利用频率资源最经济的方法之一,可达到扩大通信容量的目的。正交极化频率复用技术是用双极化天线来实现的,即在同 一频率上,利用极化正交特性传输两路独立的信号。正交极化频率复用技术有两种,即双线极化和双圆极化。正交极化的合成和分离是在馈电系统中实现的。 双线极化频率复用是用正交模耦合器(OMT)也称极化分离器(简称正交器)完成的。
正交器是常用的微波元件,但介绍其设计方法的文献较少。普通的正交器(如图 2所示)虽然只表现为三个物理端口,但就电气上来说是四端口器件。这是由于公共端口中有两个正交的主模(圆波导中的TE11/TE*11模或方波导的 TE10/TE01模)与其他两个端口中各自的基模(矩形波导的TE10模或同轴线中的TEM模)匹配。
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