一种小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构的制作方法

本发明属于馈电网络设计，尤其涉及一种小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构。

背景技术：

1、太赫兹无线通信系统速率高，波束窄，方向性强，具备提供超高通信速率的潜力，在星间通信中有着天然的优势。为了满足远距离通信链路需求，天线增益较高，波束较窄，这增加了两个动节点的捕获跟踪难度。与传统的机械跟踪方式相比，单脉冲系统跟踪精度较高，其通过和差波束幅值相位信息实现波束对准。具体来说，单脉冲天线需要产生一个和波束和俯仰方位两个方向的差波束，俯仰方位两个差波束通道间需形成90°相位差后合成一路给单脉冲接收机的差波束通道。和差馈电网络是单脉冲天线系统的核心。传统魔t型单脉冲馈电网络尺寸缩放至太赫兹频段后，尺寸过小，加工难度很大。因此设计结构简单、利于加工的单脉冲和差馈电网络是实现太赫兹频段高性能单脉冲天线系统的关键。

2、电子科技大学的袁浩俊等人提出的基于槽间间隙波导的毫米波单脉冲天线馈电系统，其设计的一种具有环形对称规划拓扑结构的单脉冲比较器由3db耦合器和基于沟槽间隙波导的移相器构成。但其整体结构依旧复杂，同时其中移相器中存在的大量相移销钉提高了结构复杂度与加工难度。

3、abbas vosoogh等人提出的基于间隙波导的w波段低轮廓单脉冲槽阵天线中的单脉冲比较器，其通过低损耗平面的魔t结构组成两个垂直堆叠层结构的单脉冲比较器网络。由于魔t结构的使用，使得馈电网络结构庞大，同时结构的复杂性被大幅提升。

技术实现思路

1、本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，利用十字转门结构实现四路功率与相位的分配，并结合180°移相器进行相位调节，实现了对接收到的方位差信号和俯仰差信号处理的功能；与现有的单脉冲比较器相比，本发明支持圆极化馈源，同时结构简单、损耗低且加工误差容忍度高，解决了现有太赫兹频段单脉冲馈电网络结构复杂、加工困难的难题。

2、为了解决上述技术问题，本发明公开了一种小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，包括：矩形波导转方形波导过渡结构、十字转门结构、第一180°移相器、第二180°移相器和弯折矩形波导；

3、矩形波导转方形波导过渡结构连接在十字转门结构的下方；

4、第一180°移相器和第二180°移相器分别与十字转门结构的两个相邻的输出端连接；

5、弯折矩形波导与矩形波导转方形波导过渡结构、十字转门结构、第一180°移相器和第二180°移相器分立。

6、在上述小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构中，小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构包括七个端口：

7、矩形波导转方形波导过渡结构上的第一端口；

8、十字转门结构上的第二端口和第三端口；

9、第一180°移相器上的第四端口；

10、第二180°移相器上的第五端口；

11、弯折矩形波导两端的第六端口和第七端口。

12、在上述小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构中，第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第五端口、第六端口和第七端口均为矩形波导端口。

13、在上述小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构中，矩形波导转方形波导过渡结构，用于将由第一端口传输的te10模转换为方波导中正交且等幅同向的te10模和te01模。

14、在上述小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构中，十字转门结构，用于单脉冲四路差信号的收发。

15、在上述小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构中，十字转门结构，具体用于对方波导中正交且等幅同向的te10模和te01模进行功分，并通过第二端口、第三端口、第四端口和第五端口输出。

16、在上述小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构中，对于第二端口、第三端口、第四端口和第五端口四个端口：相邻端口间输出的te10模等幅正交，相对端口间输出的te10模等幅同相。

17、在上述小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构中，第一180°移相器，用于对te10模进行相位调节；其中，第一180°移相器中传输的te10模与同等长度的矩形波导中传输的te10模的相位差为180°。

18、在上述小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构中，第二180°移相器，用于对te10模进行相位调节；其中，第二180°移相器中传输的te10模与同等长度的矩形波导中传输的te10模的相位差为180°。

19、在上述小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构中，弯折矩形波导，用于单脉冲和信号的收发。

20、本发明具有以下优点：

21、本发明公开了一种小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，通过矩形波导转方形波导过渡结构、十字转门结构和180°移相器、以及一段独立的弯折矩形波导，实现了单脉冲和差信号的收发，解决了现有太赫兹频段单脉冲馈电网络结构复杂、加工困难的难题。

技术特征：

1.一种小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，包括：矩形波导转方形波导过渡结构(1)、十字转门结构(2)、第一180°移相器(31)、第二180°移相器(32)和弯折矩形波导(4)；

2.根据权利要求1所述的小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构包括七个端口：

3.根据权利要求2所述的小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，第一端口(51)、第二端口(52)、第三端口(53)、第四端口(54)、第五端口(55)、第六端口(56)和第七端口(57)均为矩形波导端口。

4.根据权利要求3所述的小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，矩形波导转方形波导过渡结构(1)，用于将由第一端口(51)传输的te10模转换为方波导(6)中正交且等幅同向的te10模和te01模。

5.根据权利要求4所述的小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，十字转门结构(2)，用于单脉冲四路差信号的收发。

6.根据权利要求5所述的小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，十字转门结构(2)，具体用于对方波导(6)中正交且等幅同向的te10模和te01模进行功分，并通过第二端口(52)、第三端口(53)、第四端口(54)和第五端口(55)输出。

7.根据权利要求6所述的小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，对于第二端口(52)、第三端口(53)、第四端口(54)和第五端口(55)四个端口：相邻端口间输出的te10模等幅正交，相对端口间输出的te10模等幅同相。

8.根据权利要求1所述的小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，第一180°移相器(31)，用于对te10模进行相位调节；其中，第一180°移相器(31)中传输的te10模与同等长度的矩形波导中传输的te10模的相位差为180°。

9.根据权利要求1所述的小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，第二180°移相器(32)，用于对te10模进行相位调节；其中，第二180°移相器(32)中传输的te10模与同等长度的矩形波导中传输的te10模的相位差为180°。

10.根据权利要求1所述的小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，其特征在于，弯折矩形波导(4)，用于单脉冲和信号的收发。

技术总结
本发明公开了一种小型化低损耗太赫兹圆极化和差馈电网络结构，包括：矩形波导转方形波导过渡结构、十字转门结构、第一180°移相器、第二180°移相器和弯折矩形波导；矩形波导转方形波导过渡结构连接在十字转门结构的下方；第一180°移相器和第二180°移相器分别与十字转门结构的两个相邻的输出端连接；弯折矩形波导与矩形波导转方形波导过渡结构、十字转门结构、第一180°移相器和第二180°移相器分立。本发明支持圆极化馈源，同时结构简单、损耗低且加工误差容忍度高，解决了现有太赫兹频段单脉冲馈电网络结构复杂、加工困难的难题。

技术研发人员：王彩霞,朱忠博,段崇棣,崔万照,李升,邵伟,金生霄
受保护的技术使用者：西安空间无线电技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/8/26