微波无源器件 4 基于高阶定向耦合器的双极化波束形成网络

摘要：

        一种Ka频段的双极化3dB定向耦合器被设计用于波束形成网络应用。所提出的解决方案对于紧凑Nolen网络。Nolen结构优于器平面和无损特别具有吸引力。两个平行方波导通过口径阵列耦合，设计用于获得两个正交极化之间的所需耦合和高隔离度。

索引词：

        阵列天线，波束形成网络，定向耦合器

简介：

        多波束/可变换波束阵列天线被广泛应用在很多应用例如雷达和卫星通信中。天线的核心是提供必要幅度和相位激励给辐射单元的波束形成网络。在太空应用中，紧凑和轻质量的波束形成网络(BFNs)是必要的(mandatory)。在文献中Nolen结构特别具有吸引力因为其允许尺寸和数量的显著缩减，这多亏了与其他拓扑相比，例如Blass,所需要耦合器的数量的减少。

        单极化的工作Nolen网路已经被广泛讨论了，没有材料处理过双极化的解决方案.

        Nolen网络的主要特点有两重。

        第一，端口数量的任意性使得网络很容易用于指定应用。显然，复杂性随着阵列单元增加因为BFN需要增加数量的不同耦合器和相移器。第二，交叉线的缺失使得平面实现成为了可能。

        所提出的网络被构建为(be conceived as)一个单层波导电路所使用的由两个独立电路独立模型化的方波导，标为V和H,分别对应TE10和TE01模式。

        假定Nolen网络的每个电路(V和H)把M个输入连接到N个输出，这是一个权宜之计(expedient)（把它虚拟为M个水平线和N个垂直线的栅栏(grating)），如图1所示。输入是左边的M个水平部分的左端，输出是N个垂直部分的顶部。在交叉处放置了定向耦合器，在水平和垂直线之间提供了所需的定向耦合。剩余的N+M个端口(分别是