本发明专利技术公开一种双频双正交相位输出功分馈电网络，包括基于左右手复合传输线的双频Wilkinson功分器、基于左右手复合传输线的双频90度相移器、介质基板和地板金属层。所述馈电网络在两个输出端口提供功率相等、可在北斗卫星导航系统上行频率1.618GHz提供相位超前90度和在北斗卫星导航系统下行频率2.494GHz提供相位滞后90度的双正交特性。它具有结构简单、加工容易、易于集成和体积较小等特点。本发明专利技术的双频双正交相位输出功分馈电网络在北斗卫星导航系统的上行频率和下行频率均能很好地满足功分馈电网络的性能要求并在上行频率提供相位超前90度和在下行频率上提供相位滞后90度双频双正交特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到一种双频双正交相位输出功分馈电网络，可作为北斗卫星导航系统终端设备中的双频双圆极化天线的馈电网络。
技术介绍
卫星导航产业是国家战略性高技术产业，是典型的技术密集型与服务型IT产业， 其发展前景十分广阔，是继蜂窝移动通信和互联网之后，全球发展最快的信息产业，已成为第三个IT经济的又一个新的增长点。以美国全球定位系统GPS为代表的卫星与定位GPS 应用产业已逐步成为一个全球性的高新技术产业。我国的卫星导航产业正进入产业化高速发展的关键时刻，预计在今后五到十年内将形成一个极大规模的市场。随着北斗卫星导航系统的发展，对于北斗卫星导航系统的需求将越来越大。北斗卫星导航系统可同时提供卫星定位服务和数据服务，这是与其他卫星导航系统的一个重要区别。北斗卫星导航系统的客户端通过系统接收卫星定位信号也可通过系统发送数据信息，这要求客户端的天线在接收和发送两个频点上具有不同的圆极化方向以减少干扰。这类设备通常采用两副天线分别工作在发射频点和接收频点，并采用不同的馈电网络分别向接收天线和发送天线馈电。但是，目前设计能同时在接收和发送两个频段提供不同的正交相位的馈电网络存在如下技术难点1、单馈电网络的双频双正交技术通常情况下，同时工作在卫星通信系统上行和下行频率的双馈点圆极化天线需要使用两个馈电网络和两个馈电端口分别为工作在上行频率和下行频率的天线进行馈电。这种方式要求采用两个馈电网络，如果要使用单个馈电网络和单个馈电端口对工作在上行频率和下行频率的两个双馈点圆极化天线进行馈电，需要保证该馈电网络两个输出端口在上行频率和下行频率上的相位满足正交关系。这种正交关系还需要在北斗卫星导航系统的上行频率和下行频率上分别满足相位超前90度和相位滞后90度， 才能保证接收和发射天线的圆极化旋向在北斗卫星导航系统的上行频率为左旋圆极化在北斗卫星导航系统的下行频率为右旋圆极化。为了达到这样的目的，假设工作在北斗卫星导航系统上行频率时馈电网络两个输出端口之间的相位差为超前90度，北斗卫星导航系统下行频率时馈电网络两个输出端口之间相位差为滞后90度。由于传统的传输线是弱色散传输线，其相位特性与频率之间的关系在较大频率范围内基本呈线性特性。采用传统传输线实现的双频双正交网络的低频和高频工作频率点的关系一般为 fi h = 1 3,而北斗卫星导航系统的上行频率和下行频率之间并不满足这种关系。所以用这种传输线实现的双频双正交网络不能作为北斗卫星导航系统的馈电网络。2、小型化技术小型化技术是双频双正交馈电网络设计中的一大难题，这是因为传统方法实现的双频双正交馈电网络需要两个输入端口和两个馈电网络，它们占据了大量的电路空间。采用普通的技术和普通传输线难以实现单端口单网络的双频双正交馈电网络。通常要设计两个不同的馈电网络分别为两副工作频率和极化方向相反的天线馈电，这种馈电方式体积较大。 工作在不同频率的正交馈电网络和天线使得终端设备较为复杂，并占用较大空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双频双正交相位输出功分馈电网络，使所述双频双正交相位输出功分馈电网络可以作为工作在北斗卫星导航系统中的双频双馈点圆极化天线的馈电网络并实现单端口馈电。本专利技术利用左右手复合传输线实现了基于左右手复合传输线的双频Wilkinson 功分器，并采用微带传输线和左右手复合传输线实现了基于左右手复合传输线的双频90 度相移器，并在所述双频双正交相位输出功分馈电网络的第二端口和第三端口之间以实现了所述两个端口上相位关系满足在北斗卫星导航系统上行频率为超前90度和在下行频率为滞后90度的双频双正交相位特性。此外，由于采用了具有非线性相位特性的左右手复合传输线，本专利技术还具有小型化、便于加工的特点。本专利技术的目的通过如下技术方案实现一种双频双正交相位输出功分馈电网络，包括基于左右手复合传输线的双频 Wilkinson功分器、基于左右手复合传输线的双频90度相移器、介质基板和地板金属层；所述基于左右手复合传输线的双频Wilkinson功分器、基于左右手复合传输线的双频90度相移器附着在介质基板的一侧，地板金属层附着在介质基板的另一侧。上述双频双正交相位输出功分馈电网络中，所述双频Wilkinson功分器包括第一微带传输线、第二微带传输线、第三微带传输线、第一左右手复合传输线、第二左右手复合传输线、第四微带传输线、第五微带传输线和隔离电阻R ；第一微带传输线的一端作为所述双频双正交相位输出功分馈电网络的第一端口，第一微带传输线的另一端连接第二微带传输线的一端和第三微带传输线的一端；第二微带传输线的另一端连接第一左右手复合传输线的一端，第一左右手复合传输线的另一端连接第四微带传输线的一端，第四微带传输线的另一端作为所述双频双正交相位输出功分馈电网络的第二端口 ；第三微带传输线的另一端连接第二左右手复合传输线的一端，第二左右手复合传输线的另一端连接第五微带传输线一端，第五微带传输线的另一端连接第三左右手复合传输线的一端，第三左右手复合传输线的另一端连接第六微带传输线，第六微带传输线的另一端作为所述双频双正交相位输出功分馈电网络的第三端口 ；隔离电阻R跨接在第四和第五微带传输线之间。上述双频双正交相位输出功分馈电网络中，所述左右手复合传输线由一个或多个 π型单元构成；采用二个以上的π型单元构成所述左右手复合传输线时，所述二个以上的 JI型单元用串联方式连接。上述双频双正交相位输出功分馈电网络中，所述π型单元的第一单元端口处于交指电容的一端，交指电容的另一端作为η型单元的第二单元端口 ；第一短路金属线的一端连接在第一单元端口边缘，第一短路金属线的另一端为连接到介质背面的金属过孔，第二短路金属线的一端连接在第二单元端口边缘，第二短路金属线的另一端为连接到介质背面的金属过孔。上述双频双正交相位输出功分馈电网络中，所述双频双正交相位输出功分馈电网络的第一至第三端口的输出阻抗为Z0 ；第一微带传输线、第四微带传输线、第五微带传输线、第六微带传输线和第三左右手复合传输线的特征阻抗为骂！；第二微带传输线、第三微带传输线、第一左右手复合传输线和第二左右手复合传输线的特征阻抗为/5之(1。上述双频双正交相位输出功分馈电网络中，所述双频双正交相位输出功分馈电网络第二端口和第三端口之间的相位关系满足在北斗卫星导航系统的上行频率1. 618GHz和下行频率2. 492GHz两个频点分别为超前90度和滞后90度的关系。上述双频双正交相位输出功分馈电网络中，所述的双频双正交相位输出功分馈电网络的第一端口到第二端口的传输系数和第一端口到第三端口的传输系数之间的幅度值差别在1. 618GHz和2. 492GHz两个频点上都小于0. 3 dB。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果(1)本专利技术的双频双正交相位输出功分馈电网络第二端口和第三端口之间的相位关系满足在北斗卫星导航系统的上行频率1. 618GHz和下行频率2. 492GHz两个频点分别为超前 90度和滞后90度的关系。(2)所述双频双正交相位输出功分馈电网络实现了良好的功率分配和幅度平衡度，在1. 618GHz和2. 492GHz两个频点上所述双频双正交相位输出功分馈电网络第一端口到第二端口之间的传输系数和第一端本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种双频双正交相位输出功分馈电网络，包括基于左右手复合传输线的双频Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器、基于左右手复合传输线的双频９０度相移器、介质基板和地板金属层；所述基于左右手复合传输线的双频Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器、基于左右手复合传输线的双频９０度相移器附着在介质基板的一侧，地板金属层附着在介质基板的另一侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌杰，张洪林，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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