[发明专利]毫米波圆波导多模三通道跟踪馈源

说明书

本发明提出一种毫米波圆波导多模三通道跟踪馈源，由多模波纹喇叭和馈电网络组成，馈电网络包括TE01模耦合器、TE21模耦合器、TM01模耦合器、TE01模组合网络、TE21模组和网络、TM01模组合网络、差通道合成网络和TE11模正交器。本发明根据圆波导多模自跟踪原理，在毫米波频段(波长8mm)实现了大功率三通道自跟踪功能，和传统的多喇叭三通道体制相比，在和效率相同的情况下，可以大幅提升差效率，增加了雷达单脉冲跟踪精度和距离。在结构实现上，完全利用仿真设计和机械加工完成无需焊接，连接简单，适于批量生产。

技术领域

本发明涉及雷达测控技术领域，具体为一种毫米波圆波导多模三通道跟踪馈源。

背景技术

随着导弹、火箭、人造卫星和宇航技术的发展，对跟踪雷达的跟踪速度、跟踪精度、跟踪距离和抗干扰能力都提出了越来越高的要求。采用顺序波瓣(如圆锥扫描)的跟踪体制已不能满足跟踪高速飞行器的要求，从而产生单脉冲自跟踪技术。单脉冲自跟踪馈源常用的形式主要有多喇叭体制和多模体制。

多喇叭体制通过对几个喇叭的接收信号进行加减处理得到和路信号、方位差信号及俯仰差信号。当天线对准目标时，差路信号最小，随着目标远离天线轴向，差路信号变大。其中和路信号除了作为发射接收信号之用，同时还要作为参考信号，将目标偏轴所接收到的差信号的极性与和路信号比较，来判断目标偏轴的方向，而差信号的大小则反映了目标偏轴的程度。一个理想的单脉冲天线应该是距离灵敏度和角灵敏度两个指标都为最佳。这样就要求天线的和增益、差增益及差斜率都达到最大。然而任何多喇叭馈源都不能使这三项参数同时最大，这就是所谓的和差矛盾，主要是和增益与差增益的矛盾。在设计时必须折中考虑差喇叭的性能，因此多喇叭体制天线的波束效率都不会很高，很难对高速、非合作目标跟踪。

多模体制是以和模为基准，利用差模电场方向图在天线轴向为零值而在偏轴角度上又有极性的特点来实现自跟踪。以TE11为和模，TM01、TE21和TE01模为差模的多模自跟踪方式是一种先进的跟踪方式。多模组合的单脉冲自跟踪馈源具有与四喇叭单脉冲馈源相似的差通道性能，然而和通道的性能则由单口径的喇叭性能决定，这就保证了差通道性能的同时最优，也可以说从基本上解决了和差矛盾。

目前尚没有公开文献中同时使用TE11、TM01、TE21和TE01模的多模自跟踪的馈源，目前已有的多模自跟踪方式主要还是采用TE11为和模，TE21为差模的多模跟踪方式。相对于多喇叭的单脉冲三通道跟踪体制，圆波导多模自跟踪体制可以大大降低天线效率上存在的和差矛盾问题，从而获得很好的距离跟踪性能和较高的角度跟踪性能。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种用于各类面天线的毫米波圆波导多模三通道跟踪馈源，可同时工作在水平和垂直线极化，每种极化均具有和路、方位和俯仰差路三路信号输出，和路可进行接收信号的传输，差路信号可作用于控制天线伺服系统，使天线快速对准目标，并具有连续自动跟踪能力。

本发明的技术方案为：

所述一种毫米波圆波导多模三通道跟踪馈源，其特征在于：由多模波纹喇叭和馈电网络组成，采用多模三通道自跟踪体制，最终输出接收、方位跟踪和俯仰跟踪3个通道信号；

所述馈电网络包括TE01模耦合器、TE21模耦合器、TM01模耦合器、TE01模组合网络、TE21模组和网络、TM01模组合网络、差通道合成网络和TE11模正交器；每个耦合器均采用主通道圆波导和相对主通道中心轴线对称分布的矩形波导相配合结构；

波纹喇叭通过连接法兰与TE01模耦合器相连，TE01模耦合器由四个矩形波导输出，四个矩形波导通过TE01模组合网络合成起来，输出的TE01模信号经过移相弯头接到差通道合成网络上；