【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于射電天文領(lǐng)域，具體為一種用于x波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)。
技術(shù)介紹
1、射電望遠(yuǎn)鏡通常由天線、接收機(jī)、數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、氫原子鐘等組成。其中，接收機(jī)置于天線電磁波焦點處對電磁波進(jìn)行接收并處理。射電天文接收機(jī)由饋源網(wǎng)絡(luò)、低噪聲放大器、上下變頻系統(tǒng)等組成，饋源網(wǎng)絡(luò)主要由饋源喇叭和極化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其主要作用是將微弱的電磁信號在焦點處進(jìn)行收集導(dǎo)入喇叭內(nèi)，將左、右旋信號進(jìn)行分離并分別送入相應(yīng)的后級系統(tǒng)中進(jìn)行處理。因此，饋源網(wǎng)絡(luò)作為接收機(jī)信號接收的第一級對整個系統(tǒng)的口徑效率、系統(tǒng)噪聲等都起著非常關(guān)鍵的作用。
2、極化網(wǎng)絡(luò)在整個饋源網(wǎng)絡(luò)中起著非常關(guān)鍵的作用，通常由極化器、耦合器、波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器組成，其包含了接收機(jī)內(nèi)除饋源喇叭外幾乎全部的無源前端，極化網(wǎng)絡(luò)的性能好壞與大小將對整個饋源網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。
3、傳統(tǒng)的x波段射電天文接收機(jī)中采用分立式極化網(wǎng)絡(luò)，極化器、波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、耦合器均分開制作或購買，各元件相互獨立，安裝時需使用螺絲、轉(zhuǎn)接口或同軸線等相互連接。為提高接收機(jī)的接收靈敏度，極化網(wǎng)絡(luò)通常置于低溫真空杜瓦中，這些器件之間的連接不僅占據(jù)了低溫杜瓦內(nèi)有限空間，更因為各種轉(zhuǎn)接帶來了很多插入損耗，引入噪聲，同時增加了成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本專利技術(shù)提供一種用于x波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，極化網(wǎng)絡(luò)的各個元件設(shè)計在一個腔體內(nèi)，腔體是由圓方轉(zhuǎn)換、隔板極化器、定向耦合器和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器等共同組成，減少了各種轉(zhuǎn)接帶
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種用于x波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，包括：圓方轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、隔板極化器、定向耦合器和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器，圓方轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、隔板極化器、定向耦合器和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器由前往后依次連接且位于同一腔體內(nèi)，腔體為矩形腔體；
3、圓方轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)用于連接饋源喇叭和矩形腔體極化網(wǎng)絡(luò)，包括一個尺寸略小于圓波導(dǎo)但稍大于方波導(dǎo)的矩形波導(dǎo)加圓形大倒角；
4、隔板極化器用于實現(xiàn)圓極化波與線極化波的相互轉(zhuǎn)換，包括矩形波導(dǎo)和隔板階梯，矩形波導(dǎo)的殼體內(nèi)側(cè)開設(shè)有用于連接固定隔板階梯的開槽，隔板階梯為具有5階臺階的金屬隔板；
5、定向耦合器為雙十字孔型定向耦合結(jié)構(gòu)，包括主矩形波導(dǎo)通道和副矩形波導(dǎo)通道，主矩形波導(dǎo)通道和副矩形波導(dǎo)通道相對設(shè)置分別與矩形波導(dǎo)90°正交，矩形波導(dǎo)通道與主矩形波導(dǎo)通道和副矩形波導(dǎo)通道的公共寬邊上開設(shè)有兩個十字形耦合孔，十字形耦合孔開設(shè)在波導(dǎo)交界面的對角線上，包括兩個互相正交的狹槽，定向耦合器為空心結(jié)構(gòu)，設(shè)置有四個端口；
6、波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器用于與左、右旋極化波通道連接，包括左、右旋圓極化信號輸出端。
7、在第一方面的一種實施例中，一體化極化網(wǎng)絡(luò)的主體結(jié)構(gòu)間通過螺栓緊固，隔板通過定位銷精確定位。
8、在第一方面的一種實施例中，矩形波導(dǎo)的尺寸為22×22mm，容差(±1)mm。
9、在第一方面的一種實施例中，隔板包括第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板和第五隔板，第一隔板的尺寸為長0.074λ高1.37λ，第二隔板的尺寸為長0.19λ高1.48λ，第三隔板的尺寸為長0.3λ高1.79λ，第四隔板的尺寸為長0.58λ高2.12λ，第五隔板的尺寸為長0.62λ高2.45λ，λ為8.5ghz波長，隔板厚度為2mm。
10、在第一方面的一種實施例中，兩個十字形耦合孔的中心距離為16.4mm。
11、在第一方面的一種實施例中，狹槽的尺寸相同，槽長為8.6mm，槽寬為2.4mm，狹槽與對角線夾角為45°。
12、在第一方面的一種實施例中，四個端口包括：圓方轉(zhuǎn)換端口處的輸入端，左、右旋圓極化信號輸出端，耦合器的耦合端和隔離端。
13、在第一方面的一種實施例中，左、右旋圓極化輸出通道的矩形波導(dǎo)尺寸為22×10mm，波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器的矩形波導(dǎo)為22×10mm。
14、在第一方面的一種實施例中，波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器采用探針加調(diào)諧柱饋電，通過改變探針探入腔體的長度、探針在腔體上的相對位置、探針末端外加小圓柱體調(diào)節(jié)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器，調(diào)諧柱用于改善端口駐波性能并增加匹配帶寬。
15、本專利技術(shù)的有益效果：
16、本專利技術(shù)提供了一種用于x波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，將定向耦合器在左、右殼體上一體成型，降低了因裝配問題而造成的誤差，降低了損耗，在定向耦合器上直接集成了波段同軸轉(zhuǎn)換，可直接實現(xiàn)波導(dǎo)內(nèi)傳輸波型te模轉(zhuǎn)換成同軸線內(nèi)的傳輸波形tem模，有效降低傳統(tǒng)分立式結(jié)構(gòu)各元器件間轉(zhuǎn)接帶來的插入損耗并減小接收機(jī)整體體積，在保證極化網(wǎng)絡(luò)性能的情況下盡量減小了整個設(shè)計的體積，實現(xiàn)了小型化的目標(biāo)，降低了采購成本及維護(hù)成本，提升了射電望遠(yuǎn)鏡的接收靈敏度。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種用于X波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括：圓方轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、隔板極化器、定向耦合器和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器，所述圓方轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、隔板極化器、定向耦合器和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器由前往后依次連接且位于同一腔體內(nèi)，所述腔體為矩形腔體；
2.如權(quán)利要求1所述的用于X波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述一體化極化網(wǎng)絡(luò)的主體結(jié)構(gòu)間通過螺栓緊固，所述隔板通過定位銷精確定位。
3.如權(quán)利要求1所述的用于X波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述矩形波導(dǎo)的尺寸為22×22mm，容差(±1)mm。
4.如權(quán)利要求1所述的用于X波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述隔板包括第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板和第五隔板，所述第一隔板的尺寸為長0.074λ高1.37λ，所述第二隔板的尺寸為長0.19λ高1.48λ，所述第三隔板的尺寸為長0.3λ高1.79λ，所述第四隔板的尺寸為長0.58λ高2.12λ，所述第五隔板的尺寸為長0.62λ高2.45λ，λ為8.5GHz波長，所述隔板厚度為2mm。
5.如權(quán)利要求1所述的用于X波段接收機(jī)的一體化極
6.如權(quán)利要求1所述的用于X波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述狹槽的尺寸相同，槽長為8.6mm，槽寬為2.4mm，狹槽與對角線夾角為45°。
7.如權(quán)利要求1所述的用于X波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述四個端口包括：圓方轉(zhuǎn)換端口處的輸入端，左、右旋圓極化信號輸出端，耦合器的耦合端和隔離端。
8.如權(quán)利要求1所述的用于X波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述左、右旋圓極化輸出通道的矩形波導(dǎo)尺寸為22×10mm，所述波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器的矩形波導(dǎo)尺寸為22×10mm。
9.如權(quán)利要求1所述的用于X波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器采用探針加調(diào)諧柱饋電，通過改變所述探針探入腔體的長度、所述探針在腔體上的相對位置、所述探針末端外加小圓柱體調(diào)節(jié)所述波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器，所述調(diào)諧柱用于改善端口駐波性能并增加匹配帶寬。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于x波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括：圓方轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、隔板極化器、定向耦合器和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器，所述圓方轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、隔板極化器、定向耦合器和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器由前往后依次連接且位于同一腔體內(nèi)，所述腔體為矩形腔體；
2.如權(quán)利要求1所述的用于x波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述一體化極化網(wǎng)絡(luò)的主體結(jié)構(gòu)間通過螺栓緊固，所述隔板通過定位銷精確定位。
3.如權(quán)利要求1所述的用于x波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述矩形波導(dǎo)的尺寸為22×22mm，容差(±1)mm。
4.如權(quán)利要求1所述的用于x波段接收機(jī)的一體化極化網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述隔板包括第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板和第五隔板，所述第一隔板的尺寸為長0.074λ高1.37λ，所述第二隔板的尺寸為長0.19λ高1.48λ，所述第三隔板的尺寸為長0.3λ高1.79λ，所述第四隔板的尺寸為長0.58λ高2.12λ，所述第五隔板的尺寸為長0.62λ高2.45λ，λ為8.5ghz波長，所述隔板厚度為2mm。...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：仲偉業(yè)，高飛，張會，張超，馬佳，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院上海天文臺，
類型：發(fā)明
國別省市：
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