[发明专利]一种用于卫星通信的Ku频段相控阵天线收发组件

说明书

本发明公开了一种用于卫星通信的Ku频段相控阵天线收发组件，属于相控阵天线技术领域。其包括二功分器、90°电桥，二功分器的信号输入端口接通接通信号输入通道，二功分器的两个信号输出端口分别与90°电桥的两个信号输入端口通信互连；90°电桥的两个信号输出端口分别接通有水平极化收发通道和垂直极化收发通道，水平极化收发通道具有水平信号极化收发端口，垂直极化收发通道具有垂直信号极化收发端口。本发明具备收发双工、通道幅相独立可调、发射功率无损合成、通道信号耦合校准等功能，辅助天线系统实现波束快速扫描、收发双工、极化可调和在线校准功能，通信效果良好。

技术领域

本发明属于卫星通信领域的相控阵天线技术领域，具体为一种用于卫星通信的Ku频段相控阵天线收发组件。

背景技术

在国内卫星通信领域，存在几个主要应用频段：S天通频段、Ku频段、Ka频段等，其中Ku频段是目前实现星地高速数据传输的卫星通信主用频段。卫星通信具有几个特点：工作模式为收发频分全双工工作方式，连续波体制；卫星信号弱，要求星地传输速率高；卫星资源较多，大覆盖范围通信需求。具体到Ku频段，除了上述特点外，由于是线极化通信，需要地面终端具有极化调整与跟踪能力。

收发组件是相控阵天线的重要组成部分，用来实现信号的放大、滤波和幅相调整等功能，Ku频段卫星通信的相控阵天线收发组件具有如下技术问题：

1.收发隔离方面，由于收发同时工作，对双工器隔离度要求较高，所以收发电路中需级联多级滤波器，防止形成收发之间干扰。

2.接收通道和发射通道均为双路，以便进行极化调整，每路需要具备独立的衰减、移相、放大、控制和供电电路，电路集成度高，实现复杂；

3.结构方面，由于收发各自独立工作，分别进行信号合成与功分，需要进行分腔设计，布局复杂；

4.卫星通信对信号线性度要求较高，增益较高，只能多级电路级联实现，引起了通道间增益平坦度、增益一致性等指标实现难度较大。组件在线性区工作，效率较低，增大了系统散热的难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于卫星通信的Ku频段相控阵天线收发组件，其具备收发双工、通道幅相可调、功率无损合成、通道信号耦合校准的功能，辅助相控阵天线系统实现波束快速扫描、极化可调和在线校准的能力，具有很高的工程应用前景。

本发明技术解决方案为：

包括二功器和90°电桥；所述二功分器的信号输入端口接通信号输入通道，二功分器的两个信号输出端口分别与90°电桥的两个信号输入端口通信相连；90°电桥的两个信号输出端口分别接通水平极化收发通道和垂直极化收发通道，水平极化收发通道具有水平信号极化收发端口，垂直极化收发通道具有垂直信号极化收发端口；所述水平极化收发通道和垂直极化收发通道均接通至二合一合路器的信号输星通信的Ku频段相控阵天线收发组件，包括二功分入端口实现信号合成，二合一合路器信号输出端口与信号输出通道相接。

进一步的，所述二功分器的每个信号输出端口通过对应的发射通道与90°电桥的信号输入端口通信互连，发射通道对发射信号依次进行放大、移相、衰减、滤波输出至90°电桥。

进一步的，信号输入通道和信号输出通道的结构相同、信号输入方向相反，且信号输入通道和信号输出通道均设有放大滤波模块。

进一步的，所述的水平极化收发通道和垂直极化收发通道对接收信号依次进行移相、衰减、滤波输出至二合一合路器。

进一步的，所述水平极化收发通道和垂直极化收发通道均包括接收通道；水平极化收发通道还包含水平双工器，水平双工器与水平极化单元连接，垂直极化收发通道还包含垂直双工器，垂直双工器与垂直极化单元连接。

进一步的，所述的水平极化收发通道和垂直极化收发通道均包括级联的耦合器、低噪放、移相器、衰减器、滤波器。