CN103022719A - 使用轻质介质透镜提高增益的车载动中通阵列天线 - Google Patents

使用轻质介质透镜提高增益的车载动中通阵列天线 Download PDF

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彭政谕
冉立新
皇甫江涛
陆伟宁
刘岩
贝超
潘安君
陈雷
任晓松
贺启林
张雪辉
李睿
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Abstract

本发明公开了一种使用轻质介质透镜提高增益的车载动中通阵列天线。由N×M个结构相同的方形喇叭天线组成；每个喇叭天线馈电口处通过极化分离器将接收到的垂直、水平极化信号分离；两个输出端口分别通过各自波导连接到水平、垂直极化功分网络；两个功分网络在天线板两端分别通过波导旋转关节与各自的双工器相连；输入端分别通过波导与发射极化控制器相连；发射信号TX通过发射波导关节后输入到发射极化控制器；两个双工器的输出端分别通过波导与接收合路器相连，合路器输出信号RX到低噪声下变频器模块；每个方形喇叭天线口径处均覆盖有介质栅板和抛物面介质透镜。采用ABS注塑工艺和介质透镜，减少了动中通阵列天线的重量，增加了天线的增益。

Description

使用轻质介质透镜提高增益的车载动中通阵列天线
技术领域
本发明涉及车载动中通阵列，具体涉及一种使用轻质介质透镜提高增益的车载动中通阵列天线。
背景技术
动中通***是“移动中的卫星地面站通信***”的简称，通过动中通***，车辆、轮船以及飞机等可以在运动中与卫星进行实时通信，不间断地发送数据、图像等多媒体信息，可以满足各种军用民用应急通信和移动条件下的通信需求。由于动中通***是与卫星进行通信，所以它需要高增益、高指向性的天线，另外，由于动中通***是安装在移动的平台上，所以它需要重量更轻的天线。
发明内容
为了满足动中通***对于天线的高增益、高指向性以及轻质的要求，本发明的目的在于提供了一种使用轻质介质透镜提高增益的车载动中通阵列天线。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的车载动中通阵列天线由N×M个结构相同的方形喇叭天线组成；每个喇叭天线馈电口处通过一个极化分离器将方形喇叭天线接收到的垂直极化信号和水平极化信号分离；极化分离器两个输出端口分别通过各自波导连接到水平极化功分网络和垂直极化功分网络；N×M个方形喇叭天线、N×M个极化分离器、水平极化功分网络、垂直极化功分网络组成一块天线板，天线板的内外表面镀有金属膜；所述两个功分网络在天线板两端分别通过波导旋转关节与各自的双工器相连；两个双工器的输入端分别通过波导与发射极化控制器相连；发射信号TX通过发射波导关节后输入到发射极化控制器；两个双工器的输出端分别通过波导与接收合路器相连，合路器输出信号RX到低噪声下变频器模块；该动中通阵列天线的每个方形喇叭天线口径处均覆盖有一层介质栅板；介质栅板上方覆盖一块抛物面介质透镜；介质透镜和介质栅板使用四个安装在方形喇叭天线方形口径角上的十字形塑料栓固定。
所述介质栅板为PP材料，其大小与方形喇叭天线的口径大小相同，介质栅板上均匀分布有直径为1毫米的孔。
所述介质透镜为PP材料，与介质栅板接触的一面是平面，相对的另外一面为抛物面。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明采用ABS注塑工艺和介质透镜，减少了动中通阵列天线的重量，增加了天线的增益，实现了一种高增益、高指向性、轻质的动中通阵列天线。
2、本发明结构简单，加工方便。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明的整体结构图；
图3是本发明中4×4个阵列天线视图；
图4是本发明中单个方形喇叭天线视图；
图5是本发明中方形喇叭天线的剖视图；
图6是十字形塑料栓的结构图；
图中：1、天线板，2、波导旋转关节，3、波导，4、低噪声下变频器，5、合路器，6、双工器，7、发射波导关节，8、极化控制器，9、方形喇叭天线，10、介质透镜，11、极化分离器，12、水平极化功分网络，13、垂直极化功分网络，14、十字形塑料栓，15、介质栅板。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明的车载动中通阵列天线由N×M个结构相同的方形喇叭天线9组成，N与M可以相同或不相同个数，图3中为4×4个；每个喇叭天线馈电口处通过一个极化分离器11将方形喇叭天线接收到的垂直极化信号和水平极化信号分离；极化分离器11两个输出端口分别通过各自波导3连接到水平极化功分网络12和垂直极化功分网络13；N×M个方形喇叭天线9、N×M个极化分离器11、水平极化功分网络12、垂直极化功分网络13组成一块天线板1，天线板采用轻质注塑加工，内外表面镀有金属膜；所述两个功分网络在天线板两端分别通过波导旋转关节2与各自的双工器6相连；两个双工器的输入端分别通过波导与发射极化控制器8相连；发射信号TX通过发射波导关节7后输入到发射极化控制器8；两个双工器的输出端分别通过波导与接收合路器5相连，合路器输出信号RX到低噪声下变频器（LNB）模块4；如图4、图5所示，该动中通阵列天线的每个方形喇叭天线口径处均覆盖有一层介质栅板15；介质栅板上方覆盖一块抛物面介质透镜10；介质透镜10和介质栅板15使用四个安装在方形喇叭天线方形口径角上的十字形塑料栓14固定；如图6所示，十字形塑料栓14中心有一螺丝孔，用以固定十字形塑料栓14。
如图5所示，所述介质栅板为PP（聚丙烯）材料，其大小与方形喇叭天线的口径大小相同，介质栅板上均匀分布有直径为1毫米的孔。
如图5所示，所述介质透镜为PP材料，与介质栅板接触的一面是平面，相对的另外一面为抛物面。
本发明的工作原理如下：
方形喇叭天线9组成的阵列可以形成高指向性、高增益的波束。
方形喇叭天线9的口径处电磁波的电场分布呈曲面状，口径处的电磁波经过介质透镜10后，曲面状的电场分布变成平面状，因此方形喇叭天线9的增益得到增强；在设计介质透镜10的抛物面弧度时，首先要根据方形喇叭天线9的长度以及口径大小确定天线的辐射中心，然后将抛物面的焦点定在辐射中心进行设计。
由于介质透镜10与空气之间存在一个交界面，这会影响方形喇叭天线的驻波比，所以在介质透镜与空气之间增加一层介质栅板15来改善方形喇叭天线9的驻波比。

Claims (3)

1.一种使用轻质介质透镜提高增的车载动中通阵列天线，其特征在于：车载动中通阵列天线由N×M个结构相同的方形喇叭天线组成；每个喇叭天线馈电口处通过一个极化分离器将方形喇叭天线接收到的垂直极化信号和水平极化信号分离；极化分离器两个输出端口分别通过各自波导连接到水平极化功分网络和垂直极化功分网络；N×M个方形喇叭天线、N×M个极化分离器、水平极化功分网络、垂直极化功分网络组成一块天线板，天线板的内外表面镀有金属膜；所述两个功分网络在天线板两端分别通过波导旋转关节与各自的双工器相连；两个双工器的输入端分别通过波导与发射极化控制器相连；发射信号TX通过发射波导关节后输入到发射极化控制器；两个双工器的输出端分别通过波导与接收合路器相连，合路器输出信号RX到低噪声下变频器模块；该动中通阵列天线的每个方形喇叭天线口径处均覆盖有一层介质栅板；介质栅板上方覆盖一块抛物面介质透镜；介质透镜和介质栅板使用四个安装在方形喇叭天线方形口径角上的十字形塑料栓固定。
2.根据权利要求1所述的一种使用轻质介质透镜提高增益的车载动中通阵列天线，其特征在于：所述介质栅板为PP材料，其大小与方形喇叭天线的口径大小相同，介质栅板上均匀分布有直径为1毫米的孔。
3.根据权利要求1所述的一种使用轻质介质透镜提高增益的车载动中通阵列天线，其特征在于：所述介质透镜为PP材料，与介质栅板接触的一面是平面，相对的另外一面为抛物面。
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C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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