阅读说明：本技术 一种耦合及分离器 (Coupling and separator ) 是由 汤小蓉 韩伟强 刘伟栋 任红宇 刘建锋 章泉源 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种耦合及分离器,包括用于传输所有频率的公共口、K频段耦合-分离段、EHF及V频段分离段、V频段左右旋双圆极化器、K低通滤波器、K合路器、K相位匹配段、K电桥、K左右旋圆极化输出口、EHF频率耦合及分离段、EHF频段水平及垂直极化输出口、V频率输出口。该耦合及分离器可用于耦合和分离非常宽的通频带,该耦合-分离器的应用覆盖波导全带宽,K和V属于左右旋双圆极化,EHF水平和垂直双线极化。本耦合-分离器用于需要高隔离的宽带无线通信天线系统中。(The invention relates to a coupling and separating device which comprises a public port for transmitting all frequencies, a K frequency band coupling-separating section, an EHF and V frequency band separating section, a V frequency band left-right-hand double circular polarizer, a K low-pass filter, a K combiner, a K phase matching section, a K electric bridge, a K left-right-hand circular polarization output port, an EHF frequency coupling and separating section, an EHF frequency band horizontal and vertical polarization output port and a V frequency output port. The coupler-splitter can be used for coupling and splitting very wide pass bands, the application of the coupler-splitter covers the full bandwidth of the waveguide, and K and V belong to left-right dual circular polarization and EHF horizontal and vertical dual linear polarization. The coupler-splitter is used in a broadband wireless communication antenna system requiring high isolation.)

一种耦合及分离器

技术领域

本发明涉及一种耦合及分离器。

背景技术

随着卫星技术的发展，体积重量资源十分紧张，需要发展高集成的天线和馈电网络组件，尤其是多频段共用的馈电网络，相对于把多个功能集成为一个功能，极大的减少了对卫星有限空间的占用。

为了实现系统的小型化和减轻重量,收发信号都是使用一个通道，各个通道会发生相互耦合，这给卫星通信系统的天线馈电网络设计带来了难题，三频带K、EHF、V耦合-分离器三个传输通道公用一个公共口，各个传输通道要求高隔离，广泛应用于卫星有效平台和载荷天线系统中，另外还可应用于其他地面通信系统中，性能优良的耦合及分离器的设计是卫星通信系统设计中的难点之一。

发明内容

本发明涉及一种耦合及分离器，其具有很宽的频带且包括双线极化，其中K频段带宽38％，EHF频段带宽5％，V频段带宽7％，应用于多频段，双极化的高隔离的宽带天线系统中。

所述耦合-分离器包括用于传输所有频率的公共口，K频段耦合-分离段，EHF、V频段分离段，V频段左右旋双圆极化器，K低通滤波器，K合路器，K相位匹配段，K电桥，K左右旋圆极化输出口，EHF频率耦合及分离段，EHF频段水平及垂直极化输出口，V频率输出口。

在一个倒锥台上采用四路以视轴为中心对称设置的阶梯缝隙耦合窗加低通滤波器来进行频段分离。四路K频段在经过了相同长度等相位的波导后用两个HT进行合成为两路波导，后通过90°正交电桥进行合成为左、右旋圆极化，通过对称加空间反相方式抑制EHF和V频段对其耦合影响。EHF通道在倒锥台上采用两路正交排列的阶梯缝隙耦合窗加EHF低通滤波器来进行频段分离。V通道采用倒锥台变换段后采用隔板圆极化器形成左、右旋圆极化直接输出。K、EHF、V三者分离顺序：先分离K频段，再分离EHF频段，最后分离V频段，三者需组合使用，EHF、V频段分离段来调节三者间的互耦和干扰，连接顺序和长度影响耦合分离效果，EHF频段耦合-分离段长度10-13mm。K和V属于左右旋双圆极化，EHF水平和垂直双线极化。

为了保证各个频段之间独立工作，互不干扰，需要进行频段间隔离度设计，K对EHF、V的隔离是通过波导尺寸的选取来实现，EHF频段选择合适口径的波导可以使得K频率在该波导中截止传输，V频段选择合适口径的可以使得K频率在该波导中截止传输。

EHF对V的隔离是通过波导尺寸的选取来实现，V频段选择合适口径可以使得EHF频率在该波导中截止传输。

V、EHF对K的隔离是通过在K频段加K低通滤波器来实现的。

V对EHF的隔离是通过在EHF频段加EHF低通滤波器来实现的。

K、EHF、V的极化隔离是通过两个频率垂直放置来实现。

该耦合及分离器可用于耦合和分离非常宽的通频带(该耦合-分离器的应用覆盖波导全带宽)，EHF频段具有水平，垂直双线极化，K，V频率具有左，右旋双圆极化。本耦合-分离器用于多频段复用的需要高隔离的宽带无线通信天线系统中。

附图说明

图1是本发明宽带K、EHF、V三频段耦合-分离器的结构剖视图；

图2是本发明宽带K、EHF、V三频段耦合-分离器的结构侧视图；

图3是典型宽带K、EHF、V三频段耦合-分离器V对K隔离度曲线，表示本发明要达到的效果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1，图2是本发明宽带K、EHF、V三频段耦合-分离器的结构图。本发明的装置包括：所述耦合-分离器包括用于传输所有频率的公共口，K频段耦合-分离段，EHF、V频段分离段，V频段左右旋双圆极化器，K低通滤波器，K合路器，K相位匹配段，K电桥，K左右旋圆极化输出口，EHF频率耦合-分离段，EHF频段水平、垂直极化输出口，V频率输出口。

本发明宽带K、EHF、V三频段耦合-分离器各部件的尺寸根据不同要求采用以下范围：公共口大小：半径5.34mm，K锥台斜角：12.2°，EHF锥台斜角：6.6°，K波导尺寸：9.77mm*1.25mm，EHF波导尺寸：5.741mm*2.876mm，V波导尺寸：2.995mm*1.349mm。

图3是典型宽带K、EHF、V三频段耦合-分离器V对K隔离度曲线，表示本发明要达到的效果。

所得到的耦合-分离器频率为K，EHF，V三频段工作，K带内驻波比在1.6以下，EHF带内驻波比在1.25以下，V带内驻波比在1.16以下。EHF对K隔离度大于110dB，由图3可知，V对K隔离度大于94dB。V对EHF隔离度大于70dB，可见实现良好的隔离性能。

综上，本发明可实现K，K，V三频段高效分离，带内驻波良好，隔离度高，结构紧凑，体积小，具有双线，双圆极化的良好的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。