[发明专利]具有内部信号调整的功率分割和重组网络

说明书

描述了一种具有内部信号调整的功率分割和重组网络。功率分割和重组网络可包括用于将具有第一幅度值的输入功率信号分成八个中间功率信号的装置，其中，每个中间功率信号均具有等于大约第一幅度值的八分之一的中间幅度值。PDRN还可包括用于处理中间功率信号的装置和用于将中间功率信号组合成单个输出功率信号的装置。

相关申请的交叉引用

本申请涉及发明人Paul J.Tatomir和James M.Barker于2014年6月24日同一天提交的题为“增强的混合T形耦合器“的美国专利申请序列号14/313,400。

技术领域

本发明总体上涉及卫星通信系统，更具体地，总体上涉及卫星通信系统中所使用的混合矩阵网络。

背景技术

在当今现代化社会，卫星通信系统已经变得很普遍。现在，在绕地球的各个轨道上存在多种类型的通信卫星以发出和接收大量信息。例如，远程通信卫星用于微波无线电中继和移动应用，诸如，例如与船只、车辆、飞机、个人移动终端的通信、互联网数据通信、电视、以及无线电广播等。又例如，关于互联网数据通信，也存在对洲际和国内航班飞行中互联网连接的逐渐增长的需求。不幸的是，由于这些应用，一度存在对使用更多的通信卫星和增加这些通信卫星的各个带宽容量的逐渐增长的需求。此外，典型的卫星波束服务区域和应用水平在卫星上是固定的，并且一旦采购卫星并且将其放置在轨道上，则供应商通常不能对其做出改变。

增加带宽容量的已知方法利用了高水平频率复用和/或点波束技术，其能够支持跨多个窄聚集点波束进行频率复用。然而，这些解决方法通常利用输入和输出混合矩阵网络，这一般需要在混合矩阵网络中具有非常宽的带宽混合元件。此外，这还通常包括对这些混合矩阵网络中的更大功率放大和处理的需求。不幸的是，已知混合元件通常致使跨接混合矩阵网络的端口产生可变、不受约束的相位分裂，从而需要经过特殊处理以在与混合矩阵网络相关联的矩阵放大器中进行正确地调整相位。具体地，诸如混合耦合器等的已知混合元件通常是不能以非常宽的带宽运行的有限带宽器件。

具体地，在图1中，示出了已知混合耦合器100的俯视立体图。本领域普通技术人员应当认识到，混合耦合器100通常被称之为“魔T”耦合器(也被称为“混合T接头”、“混合T形耦合器”、或者“魔T形耦合器”)。混合耦合器100包括限定第一端口104的第一波导102、限定第二端口108的第二波导106、限定第三端口112的第三波导110、以及限定第四端口116的第四波导114。通常，第一波导102与第二波导106共线，并且第一波导102、第二波导106、第三波导110、以及第四波导114在单个公共接头118处汇合。混合耦合器100是电(“E”)与磁(“H”)“T形”的组合，其中，第三波导110与第一波导102和第二波导106形成E平面接合，并且第四波导114与第一波导102和第二波导106形成H平面接合(junction，)。应当认识到，第一波导102与第二波导106被称为混合耦合器100的“侧”臂或者“共线”臂。第三端口112还被称为H平面端口(即，求和端口(也被示出为Σ-端口))或者平行端口，并且第四端口116还被称为E平面端口(即，差分端口(也被示出为Δ-端口))或者串行端口。

由于在各个端口104、108、112、以及116之间分割功率的方式，所以混合耦合器100被称为“魔T形”。如果分别同时匹配E平面端口112和H平面端口116，则通过能量的对称、互易性、以及守恒，两个共线端口(104和108)匹配并且彼此“魔法般地”隔离。