CN103887592A - 用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线，包括：背镀层；太阳能电池板，太阳能电池板位于背镀层之上；和天线贴片层，天线贴片层位于太阳能电池板之上，天线贴片层包括多个十字贴片单元，其中，通过调节各个十字贴片单元的尺寸来实现相位调节，从而在天线贴片层所在平面上形成一个等相位面。本发明的将宇宙空间飞行器上的两个占质量和空间最大的部分——通信天线和太阳能电池板有效结合在一起，有效降低了宇宙空间飞行器的重量，体积；节省了大量的设计，发射成本。此外，本发明可以安装在飞行器表面，充分利用飞行器表面的平面结构，实现了宇宙空间飞行器上通信天线和飞行器表面的共形化设计。

Description

用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线
技术领域
本发明涉及一种用于飞行器的天线，具体涉及一种用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线。
背景技术
现有的宇宙空间飞行器上的太阳能电池板和通信天线为两个独立的工作单元，占用了宇宙空间飞行器表面空间的绝大部分，结构复杂，体积庞大。这是由于传统的通讯天线采用抛物面天线（俗称锅型天线），其表面为曲面，无法与宇宙空间飞行器的表面的平面部分共形，也无法与太阳能电池板共形。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述的无法与飞行器共形、占据空间大的技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种飞行器共形、占据空间大的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线。
为实现上述目的，本发明实施例的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线，包括：背镀层；太阳能电池板，所述太阳能电池板位于所述背镀层之上；和天线贴片层，所述天线贴片层位于所述太阳能电池板之上，所述天线贴片层包括多个十字贴片单元，其中，通过调节各个十字贴片单元的尺寸来实现相位调节，从而在天线贴片层所在平面上形成一个等相位面。
上述实施例的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线将宇宙空间飞行器上的两个占质量和空间最大的部分——通信天线和太阳能电池板有效结合在一起，有效降低了宇宙空间飞行器的重量，体积；节省了大量的设计，发射成本。此外，本发明可以安装在飞行器表面，充分利用飞行器表面的平面结构，实现了宇宙空间飞行器上通信天线和飞行器表面的共形化设计。
本发明实施例的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线还可以具有如下技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述背镀层用作所述太阳能电池板的一个输出电极，同时还用作所述天线贴片层的地。
在本发明的一个实施例中，所述背镀层的材料为银。
在本发明的一个实施例中，所述多个十字贴片单元的尺寸为亚波长数量级。
在本发明的一个实施例中，所述天线贴片层是通过蒸镀或光刻工艺形成在所述太阳能电池板上的。
在本发明的一个实施例中，所述太阳能电池板具体包括：基底；红外吸收层，所述红外吸收层形成在所述基底之上，用于吸收红外光并转化为电能；紫外吸收层，所述紫外吸收层形成在所述红外吸收层之上，用于吸收紫外光并转化为电能；梳状电极层，所述梳状电极层位于所述紫外吸收层之上，用作所述太阳能电池板的另一个输出电极；和透明保护层，所述透明保护层位于所述梳状电极层之上。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线的立体结构示意图。
图2是图1所示的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线的俯视图。
图3是本发明实施例的太阳能电池板的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明实施例的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线的立体结构示意图。图2是图1所示的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线的俯视图。如图1和图2所示，本发明实施例的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线，可以包括以下部分：背镀层10、太阳能电池板20以及天线贴片层30。其中太阳能电池板20位于背镀层10之上。天线贴片层30位于太阳能电池板20之上。天线贴片层30包括多个十字贴片单元301。其中，通过调节各个十字贴片单元301的尺寸（即调节十字贴片单元301中的十字枝节的长度）来实现相位调节，从而在天线贴片层30所在平面上形成一个等相位面。
由上可知，本发明将宇宙空间飞行器上的两个占质量和空间最大的部分——通信天线和太阳能电池板有效结合在一起，有效降低了宇宙空间飞行器的重量，体积；节省了大量的设计，发射成本。此外，本发明可以安装在飞行器表面，充分利用飞行器表面的平面结构，实现了宇宙空间飞行器上通信天线和飞行器表面的共形化设计。
需要说明的是，本发明中采用占表面积较少的十字贴片单元301，能够保证太阳能电池板20效率下降程度不大。还需要说明的是，太阳能电池板20充当了天线贴片层30的介质层，而飞行器平时处于高辐射、温差大的宇宙空间中，太阳能电池板20的材料性质稳定，抗干扰能力强，因而是一种较优的选择。以及需要说明的是，本发明的太阳能电池板20和带有十字贴片单元301的天线贴片层30不受尺寸限制，可以设计的尺寸较大而基本上不增加设计复杂度。
在本发明的一个实施例中，背镀层10用作太阳能电池板10的一个输出电极，同时还用作天线贴片层30的地。
在本发明的一个实施例中，背镀层10的材料为银。银具有导电性好的优点。
在本发明的一个实施例中，多个十字贴片单元301的尺寸为亚波长数量级。亚波长单元尺寸可以有效减小有损媒质对单元信号幅度的影响。
在本发明的一个实施例中，天线贴片层30是通过蒸镀或光刻工艺形成在太阳能电池板20上的。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，太阳能电池板20具体可以包括：基底201、红外吸收层202、紫外吸收层203、梳状电极层204以及透明保护层205。基底201可以为硅衬底或锗衬底。红外吸收层202形成在基底201之上，用于吸收红外光并转化为电能。红外吸收层202的材料可以选用主要吸收波段为红外光的半导体材料例如砷化镓掺杂铟、等等紫外吸收层203形成在红外吸收层202之上，用于吸收紫外光并转化为电能。紫外吸收层203的材料可以选用主要吸收波段为紫外光的半导体材料例如镓铟磷等等。梳状电极层204位于紫外吸收层203之上，用作太阳能电池板20的另一个输出电极。透明保护层205位于梳状电极层204之上，起到保护作用。透明保护层205的材料通常选用钢化玻璃。天线贴片层30被设置在该透明保护层205之上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线，其特征在于，包括：
背镀层；
太阳能电池板，所述太阳能电池板位于所述背镀层之上；和
天线贴片层，所述天线贴片层位于所述太阳能电池板之上，所述天线贴片层包括多个十字贴片单元，其中，通过调节各个十字贴片单元的尺寸来实现相位调节，从而在天线贴片层所在平面上形成一个等相位面。
2.如权利要求1所述的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线，其特征在于，所述背镀层用作所述太阳能电池板的一个输出电极，同时还用作所述天线贴片层的地。
3.如权利要求1所述的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线，其特征在于，所述背镀层的材料为银。
4.如权利要求1所述的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线，其特征在于，所述多个十字贴片单元的尺寸为亚波长数量级。
5.如权利要求1所述的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线，其特征在于，所述天线贴片层是通过蒸镀或光刻工艺形成在所述太阳能电池板上的。
6.如权利要求1所述的用于飞行器的集成太阳能电池板的平面反射阵天线，其特征在于，所述太阳能电池板具体包括：
基底；
红外吸收层，所述红外吸收层形成在所述基底之上，用于吸收红外光并转化为电能；
紫外吸收层，所述紫外吸收层形成在所述红外吸收层之上，用于吸收紫外光并转化为电能；
梳状电极层，所述梳状电极层位于所述紫外吸收层之上，用作所述太阳能电池板的另一个输出电极；和
透明保护层，所述透明保护层位于所述梳状电极层之上。
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