一種新型S頻段干擾網絡

蘇麗

【摘要】 文章介紹了一種S頻段收發雙圓雙線五端口網絡。從其應用背景出發，分別介紹其重要零部件：圓極化器、頻率雙工器、濾波器的設計過程以及波導開關購買注意事項，組裝所有零部件及走線波導，形成這種新型結構的五端口網絡，詳細介紹其整體工作原理以及在實際工程應用中出現的問題，并附解決方法，總結經驗教訓，完善設計過程，形成一套完整的技術文檔。

【關鍵詞】 干擾網絡 極化器 雙工器

20世紀以來，隨著無線電通信技術的發展，特別是經過19世紀兩次世界大戰的洗禮，世界各國對電子信息化戰爭越來越重視，只有大力發展電子通信技術，才能在未來復雜多變的局勢下取得勝利。電子戰是未來信息戰爭的支柱，而電子偵察能力與電子進攻能力是決定戰爭成敗的關鍵。電子干擾是電子進攻的主要形式，是干擾敵方正常工作的一種作戰行動，目的是使敵方電子設備使用能效降低甚至失效。通信干擾作為通信對抗的重要組成部分，是贏得戰場控制權的重要手段。現代化戰爭中成功的通信干擾往往能有效地打擊敵方，破壞或降低敵方通信系統的可靠性和有效性。隨著軍事化理論的不斷完善，抗干擾技術的迅速發展，對通信干擾的要求也越來越高。

鑒于以上原因，我們設計出此款微波網絡系統，它能實現對敵方S頻段正常工作的設備進行干擾，同時對其擴展頻段進行監測，具有手段多樣-雙線雙圓極化方式、頻帶寬的優點。

一、網絡組成及工作原理

網絡主要由S頻段旋轉關節、圓極化器、極化雙工器、濾波器、頻率雙工器及波導開關組成，其組成原理框圖如圖1所示。

通過兩個旋轉關節調節圓極化器與極化雙工器的相對位置，實現網絡的線圓轉換；通過調整波導開關的狀態實現擴展頻段與正常頻段的轉化。擴展S頻段收發同極化工作，所以在極化雙工器后面直接接上一個同軸頻率雙工器即可分別輸出同極化的收信號和發信號。正常頻段要求收發既可同極化工作又可不同極化。這就要求有兩個接收口，一個與發射同極化，令一個是與發射成正交狀態，這一狀態的實現是通過極化雙工器實現的。

—設計的中心頻率波長。

整個圓極化器由N對螺釘構成，為獲得良好的駐波特性，兩端各取M對螺釘構成過渡，中間的N-2M對螺釘具有相同的插入深度。給定一個b值，按照公式（3）解出V極化波方向的歸一化電納 。

正交模耦合器也成極化雙工器，它的作用是產生兩個正交方向的波束。從天線接收下來的信號通過極化雙工器可以輸出水平和垂直兩路信號。鑒于頻率范圍以及前面波導的特性，這里設置公共端口直徑為106mm，直口采用三階階梯過渡到標準BJ22出口，側口采用小孔耦合方式，輸出也是BJ22標準出口。對于此極化正交器來說關鍵是直口階梯的匹配以及側口小孔耦合的位置及大小。在HFSS上經過仿真優化，最紅得到如下圖所示的完整器件。

加工測試后在使用頻帶內其兩個端口駐波均能小于1.1，極化隔離小于-40dB。

四、頻率雙工器及波導開關的選擇

在這個網絡結構中我們需要用到兩個頻率雙工器：一個工作在正常頻段，另一個工作在擴展收發頻段的。頻率雙工器是一個三端口器件，公共端口允許收發信號同時通過，輸出口則分別只允許收或者發信號通過。考慮到功率及整體結構安裝，正常頻段的頻率雙工器采用波導腔體結構，擴展頻段采用同軸結構。

波導開關是選擇頻段的關鍵部件，其切換頻率很高，這就要求其具有很好的使用性，每個通路的駐波、損耗都是我們重點關注的地方。好的波導開關基本相當于直波導的特性，詳細比較幾種廠家的產品，最終選購SMI公司的產品，其電氣性能及可靠性符合項目要求。

五、網絡整體測試與安裝

綜合考慮各部件性能特點、結構性能、走線以及與天線座架整體安裝要求，最終網絡模型如圖3所示。

因天線要進行遠距離跑車實驗，對整體網絡的抗顛簸能力有較高要求。對此網絡在設計時就加以考慮：增加兩個小圓盤穩固上半部分網絡且完成與中心體的組合安裝，又在下半部分增加一個非規則矩形盤子，一方面將較重的支點與盤子固定，增加網絡穩固性，另一方面這個矩形盤子與桶壁靠L型彎角件連接，這樣網絡就與中心體較牢固的安裝在一起。

網絡加工回來后，實際測試結果良好：各口駐波均小于1.5，隔離均小于-90dB，有的端口達到-110dB， 滿足設計要求。目前該網絡已完成驗收。

在實際的安裝過程遇到過幾個問題。一個是網絡太大，將其放入中心體時比較困難。也考慮過縮小網絡體積，但可活動的空間并不富裕，目前考慮是否改善中心體結構來解決這個問題。二是轉極化的電機彎角件。最初這個彎角件固定在最頂部圓盤上，是個L型鋁材的。經過實際上車安裝應用后發現固定在上盤上一旦電機出現問題，拆卸很麻煩，還有就是當天線旋轉到有一定傾角再進行極化旋轉時會發生電機齒輪脫軌現象，造成這一現象的原因就是因為電機彎角件軟，天線傾斜后對網絡造成部分擠壓，加重電機旋轉的力度，造成彎角件負壓過大而彎曲。為了徹底改善這兩個問題，將彎角件改成半圓形，固定在圓關節上，材質也改成不銹鋼，增加硬度。經過現場實際測試，徹底解決了上面的問題，應用效果良好。

六、結束語

面對日趨復雜多變的國際形式，國家戰斗力的提升日趨嚴峻?，F代化戰爭是一種高科技的電子戰爭，干擾敵方以及訪敵方干擾能力很大成都上影響整個戰局。文章詳細介紹了一中S頻段干擾網絡，先是分別介紹重要零部件的設計、選購過程，描述整體網絡系統的工作過程，同時復雜的工作環境對網絡的影響也做了充分考慮和設計保證，最后就實際安裝應用過程中出現的問題予以總結。

參考文獻

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