一种紧凑型馈源跟踪网络的制作方法

本发明涉及卫星通信、航天测控天线中的单脉冲跟踪的核心部件te21模耦合器技术，te21模耦合器是常用微波器件之一，主要应用于高精度跟踪天线的馈源网络中。其工作频段涉及微波、毫米波频段。法满足天线安装尺寸要求，直接阻碍系统指标的有效提升。

背景技术：

1、常规实现te21模场型分布的方法采用八臂波导耦合形式。该方式优点是损耗小，传输信号功率大；缺点是结构尺寸大，走线复杂，加工成本及调试成本较高。

2、为解决该技术问题，出现了同轴电缆带线功分器、90度移相电桥形式te21模耦合器馈电网络，该技术方案的特点是：尺寸较波导合成网络尺寸一定缩小，成本有一定程度降低；缺点是：结构凌乱非整体结构设计，不适用于特殊应用工况，装配过程中导致幅度、相位的偏差，导致电气性能恶化。在小口径天线系统中，对te21模耦合器物理结构尺寸提出了更苛刻技术要求。传统的波导合成及电缆合成的te21模耦合器方式均无法满足天线安装尺寸要求，直接阻碍系统指标的有效提升。

3、传统的te21耦合器的的形式：在主波导的侧壁开8列纵向排列的耦合孔，并用波导传输线输送的网络合成器中，特点是差模方向图等化，照射效率高，缺点是带宽受限，通常在20％左右，合成网络占用空间较大，无法满足小空间适用要求。

4、该技术后续的发展，常规电气设计不再是te21模耦合器的主要问题，随之而来的主要是宽频带和小型化问题。近年来国内外产品也主要是在这些方面做研究，从形式上后续又衍生出同轴te21模耦合器结构形式。

5、从应用场景看，因其实现技术成熟，跟踪精度高，te21模单脉冲仍然是很多情况下的首选。因此，集成化te21模耦合器的研制成功和型谱化，具有很大的工程应用前景。

6、上述研究中，在常规结构空间情况下基本可以解决现有技术问题。但是，当天线口径较小，频带较宽，外置网络器件网路排布受限时，传统技术连接方式无法满足技术需要。因此，针对这种技术需要，急需研究宽频带、紧凑型、集成化馈线网络的te21耦合器技术，满足工程需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种紧凑型跟踪网络电磁结构形式，其辐射结构外置在主辐射波导的周围，为一环形腔体结构，可充分减小的外延的物理尺寸，在有限的物理空间内完成te21八通道微波信号合成。

2、本发明的具体方案如下：

3、一种紧凑型馈源跟踪网络，包括和信号馈源1，还包括环腔馈源2；所述环腔馈源为环状开口腔体结构，所述和信号馈源位于环腔馈源的中心位置处，且两者的中轴线重合；所述环腔馈源的底部设有作为激励信号的短路面；

4、所述短路面的上表面嵌入有多层微波介质板结构3；多层微波介质板结构主要由上、下两层介质板构成；所述上层介质板的上表面均布有8个印制板带线探针，每一印制板带线探针均贯穿环腔馈源的壁面并指向和信号馈源的几何中心；

5、8个印制板带线探针分为两组，同组印制板带线探针间隔排布；同组印制板带线探针任意一相邻的两个印制板带线探针均通过同一相位延迟线与一合四合路器的输出端连接；

6、其中一组印制板带线探针及其所连接的相位延迟线和一合四合路器均位于上层介质板的上表面；

7、另一组印制板带线探针通过贯穿上、下层介质板的金属过孔i；与位于下层介质板下表面的相位延迟线和一合四合路器连接；

8、所述上层介质板上表面的一合四合路的信号输出端通过贯穿贯穿上、下层介质板的金属过孔ii与位于下层介质板的下表面的微带线9的输入端连接，微带线的信号与下层介质板下表面的一合四合路器的信号输出端信号进入到设置在下层微波介质板的下表面的90°电桥10的两输入端，90°电桥10为四端口微带线网络形式，用于实现对两路信号等幅、90°相差的功能。

9、进一步的，所述环腔馈源的开孔端与和信号馈源的辐射口端共面。

10、进一步的，所述印制板带线探针的主体为上层印制板朝向环腔馈源内的延伸部；所述延伸部的上表面敷铜。

11、进一步的，所述相位延迟线用于实现同组相邻的印制板带线探针的180°相差；同组相邻的印制板带线探针为等幅、相差180°进入到一合四合路器的输入端。

12、进一步的，所述延伸部上的敷铜与环腔馈源的壁面无接触。

13、本发明与背景技术相比具有如下有益效果：

14、本发明通过设置在和信号馈源1周围的环腔馈源2，创新性的采用印制板带线探针激励环腔馈源2产生定向辐射，借助金属过孔将一合四合路器中的信号分别输送到下层印制板下表面的微带线9中，与下层印制板下表面的一合四合成网络信号实现功率合成，这样避免的两套网络在同层走线产生交叉的技术难题，最终将各自合成信号输送到90度电桥，经射频接插件输出信号进入到跟踪接收机，实现te21差模场型的构建。该发明设计思路清晰，易于实现，解决了传统te21走线结构复杂，占用空间较大的实际问题，实现了网络、辐射结构的一体化设计，辐射电磁结构构建，微波网络走线是对现单脉冲馈源跟踪技术的一种创新性改进。

技术特征：

1.一种紧凑型馈源跟踪网络，包括和信号馈源(1)，其特征在于，还包括环腔馈源(2)；所述环腔馈源为环状开口腔体结构，所述和信号馈源位于环腔馈源的中心位置处，且两者的中轴线重合；所述环腔馈源的底部设有作为激励信号的短路面；

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型馈源跟踪网络，其特征在于，所述环腔馈源的开孔端与和信号馈源的辐射口端共面。

3.根据权利要求1所述的一种紧凑型馈源跟踪网络，其特征在于，所述印制板带线探针的主体为上层印制板朝向环腔馈源内的延伸部；所述延伸部的上表面敷铜。

4.根据权利要求1所述的一种紧凑型馈源跟踪网络，其特征在于，所述相位延迟线用于实现同组相邻的印制板带线探针的180°相差；同组相邻的印制板带线探针为等幅、相差180°进入到一合四合路器的输入端。

5.根据权利要求3所述的一种紧凑型馈源跟踪网络，其特征在于，所述延伸部上的敷铜与环腔馈源的壁面无接触。

技术总结
本发明公开了一种紧凑型馈源跟踪网络，属于卫星通信、航天测控天线技术领域。其环腔馈源为环状开口腔体结构，所述和信号馈源位于环腔馈源的中心位置处，且两者的中轴线重合；所述环腔馈源的底部设有作为激励信号的短路面；短路面的上表面嵌入有多层微波介质板结构；多层微波介质板结构主要由上、下两层介质板构成；所述上层介质板的上表面均布有8个印制板带线探针，每一印制板带线探针均贯穿环腔馈源的壁面并指向和信号馈源的几何中心。本发明可充分减小的外延的物理尺寸，在有限的物理空间内完成TE<subgt;21</subgt;八通道微波信号合成。

技术研发人员：宋长宏,李振生,牛茂刚
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：
技术公布日：2024/1/15