CN109378596A - 八频段双极化单脉冲双反射面天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了八频段双极化单脉冲双反射面天线,包括主反射面,所述副反射面安装在主反射面的顶侧上,主反射面的顶侧安装有四个支撑杆,四个支撑杆均为倾斜设置,四个支撑杆的顶端均安装有同一个副反射面,主反射面安装有馈源阵和馈电网络,L、S、X1、X2、X3、Ku、K、Ka频段通过馈源阵来实现共用反射面,馈源阵由两个对称布置的L频段阵子,两个对称布置的S频段喇叭,四个X1、X2、X3共用方喇叭,一个Ku、K、Ka共用圆喇叭组成。天线通过馈电网络来实现各个频段的隔离,互不影响。本发明八频段的波束指向重合且沿天线轴向,采用本发明的方案实现了反射面天线八频段同时工作,馈源间互不干扰,相当于八副天线的体积缩小为一副天线,具有尺寸小,重量轻,成本低的优点,本发明适用于卡塞格伦和格利高里等双反射面天线。
Description
技术领域
本发明涉及反射面天线技术领域,尤其涉及八频段双极化单脉冲双反射面天线。
背景技术
双反射面天线是典型的高增益天线形式,在卫星通信、导航、射电天文、雷达、无线电监测等众多领域具有广泛的应用。
由于天线需要宽频带或多频段工作,而单个馈源的工作频带有限,因此大口径反射面天线需要配备多个馈源来实现超宽频带的覆盖,由于天线仅有第一焦点和第二焦点两个位置可以设置馈源,因此需要设计一套合理的馈电方案,即设计各频段馈源的馈电位置,馈电方案的合理与否不仅关系到天线结构的复杂度,还影响到天线的电气性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了八频段双极化单脉冲双反射面天线。
本发明提出的八频段双极化单脉冲双反射面天线,包括主反射面,所述副反射面活动安装在主反射面的顶侧上,主反射面的顶侧活动安装有四根支撑杆,四根支撑杆均为倾斜设置,四根支撑杆的顶端均活动安装有同一个副反射面,主反射面安装有馈源阵和馈电网络,馈源阵由两个对称布置的L频段阵子,两个对称布置的S频段喇叭,四个X1、X2、X3共用方喇叭,一个Ku、K、Ka共用圆喇叭组成,四个方喇叭的底侧均固定安装有直臂,两个直臂的同一侧活动安装有S频段功分器,相邻的两个直臂的同一侧活动安装有L频段功分器。馈源阵的四个X1、X2、X3共用方喇叭通过四根方波导与四个正交模耦合器连接,正交模耦合器连接由X1输出端口,X2输出端口,X3输出端口组成。馈源阵内安装有圆喇叭,圆喇叭四周安装有方喇叭,圆喇叭的底侧固定安装有Ku、K、Ka分波器,Ku、K、Ka分波器的一侧安装有低通滤波器,低通滤波器的底侧活动安装有Ku频段输出口,Ku、K、Ka分波器的底侧安装有K、Ka分波器,K、Ka分波器的底侧接有K低通滤波器,K、Ka分波器的一侧有位于K低通滤波器内的Ka频段输出口,K低通滤波器的底侧活动安装有K合路器,K合路器底侧安装有K频段输出口。四个X1、X2、X3共用方喇叭的信号通过四个正交模耦合器输出X1,X2,X3信号,耦合出四路的X1信号首先经过滤波器抑制X2,X3频段干扰信号,然后再四路X1信号通过第一魔T合成为两路信号,出来的两路X1信号通过第一魔T合成为一路信号,三个第二魔T通过第一波导负载进行匹配,最后合成的信号通过第一波导输出。耦合出四路的X2频段信号通过第二魔T合成为两路信号,出来的两路X1信号通过第二魔T合成为一路信号,三个第二魔T通过第二波导负载进行匹配,最后合成的信号通过第二波导输出。耦合出四路的X3频段信号通过两个第三魔T合成为四路信号,出来的两路X3信号通过第三魔T成为一路和信号和一路俯仰差信号,出来的另外两路X3信号通过魔第三T合成为一路方位差信号,最后合成的信号为和通道,方位差,俯仰差。
优选的,所述X1,X2,X3频段复用圆喇叭周围的4个方喇叭,X1,X2频段由4个方喇叭等幅度,同相位激励组阵产生方向图,X3频段采用四个方喇叭来形成和差单脉冲波束,形成和差三通道。
优选的,所述L、X2、Ka为水平极化,S、X1、X3、Ku、K为垂直极化。
本发明中,所述八频段双极化单脉冲双反射面天线通过主反射面、副反射面、支撑杆、馈源阵、馈电网络、L频段馈源、S频段馈源、方喇叭、圆喇叭、正交模耦合器、S频段功分器、L频段功分器、第一正交耦合、第二正交耦合、直臂、Ku频段输出口、K频段输出口、Ka频段输出口、Ku、K、Ka分波器、低通滤波器、K、Ka分波器、K低通滤波器、K合路器的配合使用,采用分辐射口多频馈源技术,馈源阵放置在副反射面的焦点。
本发明八频段的波束指向重合且沿天线轴向,采用本发明的方案实现了反射面天线八频段同时工作,馈源间互不干扰,相当于八副天线的体积缩小为一副天线,具有尺寸小,重量轻,成本低的优点,本发明适用于卡塞格伦和格利高里等双反射面天线。
附图说明
图1是本发明八频段双极化单脉冲双反射面天线的结构示意图;
图2是本发明采取的技术方案应用于卡塞格伦天线的示意图,左边为底视图,右边为侧视剖面图;
图3是本发明L、S、X1、X2、X3频段馈源阵示意图,隐藏了其余的馈电网络;
图4是本发明Ku、K、Ka频段馈源阵示意图,隐藏了其余的馈电网络;
图5是本发明X1频段馈电网络示意图,隐藏了其余的馈电网络;
图6是本发明X2频段馈电网络,隐藏了其余的馈电网络;
图7是本发明X3频段馈电网络,隐藏了其余的馈电网络;
图8是本发明L频段实测方向图;
图9是本发明S频段实测方向图;
图10是本发明X1频段实测方向图;
图11是本发明X2频段实测方向图;
图12是本发明X3频段和路实测方向图;
图13是本发明X3频段方位差实测方向图;
图14是本发明X3频段俯仰差路实测方向图;
图15是本发明Ku频段实测方向图;
图16是本发明K频段实测方向图;
图17是本发明Ka频段实测方向图;
图中:1主反射面、2副反射面、3支撑杆、4馈源阵、5馈电网络、6L频段馈源、7S频段馈源、8方喇叭、9圆喇叭、10正交模耦合器、11S频段功分器、12L频段功分器、13第一正交耦合口、14第二正交耦合口、15直臂口、16Ku频段输出口、17K频段输出口、18Ka频段输出口、19Ku、K、Ka分波器、20低通滤波器、21K、Ka分波器、22K低通滤波器、23K合路器、41滤波器、42第一魔T、43第一波导负载、44第一波导、45X2信号、46第二魔T、47第二波导负载、48第二波导、49第三魔T、50和通道、51方位差、52俯仰差。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例。
参照图1-17,本发明:天线采用正馈的卡塞格伦抛物面天线形式,该设计也同时可以应用于格里高利双反射面天线,天线多频段主要是靠馈源***来实现,采用分辐射口多频馈源技术,馈源阵放置在副反射面的焦点,X1,X2,X3频段复用圆喇叭周围的4个方喇叭8,X1,X2频段由4个方喇叭等幅度,同相位激励组阵产生方向图,X1频段信号和X2频段信号分别采用正交模耦合器10先后从侧壁正交耦合13,14输出,由于X1、X2和X3频段信号的输入和输出为四喇叭形式,因此耦合出的X1和X2频段信号还必须分别通过三个魔T进行信号合成,形成和信号,X3频段采用四喇叭来形成和差单脉冲波束,形成和差三通道,X3频段由与X1频段极化相同的直臂15输出,而X3频段信号则必须通过四个魔T才能得到方位差、俯仰差和和信号,在4个X方喇叭外边缘分别放置一对L频段馈源6和一对S频段馈源7,一对L频段馈源组成天线阵形成L频段方向图,L频段功分器12负责提供L频段所需要激励电平,一对S频段馈源组成天线阵形成S频段方向图,S频段功分器11负责提供S频段所需要激励电平,Ku,K,Ka频段复用馈源阵中央的圆喇叭9,Ku,K,Ka馈电网络方案是首先将Ku频段信号通过Ku,K,Ka分波器19从侧壁耦合出来,再接Ku频段低通滤波器20,最后从Ku频段输出口16输出,K,Ka频段信号则从Ku,K,Ka分波器19的直臂输出,K的信号通过K,Ka频段分波器21侧壁耦合出来,再接K低通滤波器22,再通过K合路器23合成,最后从K频段输出口17输出,Ka信号从K,Ka分波器21的直臂输出,最后从Ka频段输出口18输出,天线主反射面口径2m,副反射面口径380mm,天线的纵向尺寸0.95m,X频段复用喇叭口径44m,Ku,K,Ka复用喇叭口径24mm。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.八频段双极化单脉冲双反射面天线,包括主反射面(1),其特征在于,所述副反射面(2)活动安装在主反射面(1)的顶侧上,主反射面(1)的顶侧活动安装有四个支撑杆(3),四个支撑杆(3)均为倾斜设置,四个支撑杆(3)的顶端均活动安装有同一个副反射面(2),主反射面(1)安装有馈源阵(4)和馈电网络(5),馈源阵(4)由两个对称布置的L频段阵子(6),两个对称布置的S频段喇叭(7),四个X1、X2、X3共用方喇叭(8),一个Ku、K、Ka共用圆喇叭(9)组成,四个方喇叭(8)的底侧均固定安装有直臂(15),两个直臂(15)的同一侧活动安装有S频段功分器(11),相邻的两个直臂(15)的同一侧活动安装有L频段功分器(12)。馈源阵(4)的四个X1、X2、X3共用方喇叭(8)通过四根方波导与四个正交模耦合器连接(10),正交模耦合器连接(10)由X1输出端口(13),X2输出端口(14),X3输出端口(15)组成。
2.馈源阵(4)内安装有圆喇叭(9),圆喇叭(9)四周安装有方喇叭(8),圆喇叭(9)的底侧固定安装有Ku、K、Ka分波器(19),Ku、K、Ka分波器(19)的一侧安装有低通滤波器(20),低通滤波器(20)的底侧活动安装有Ku频段输出口(17),Ku、K、Ka分波器(19)的底侧安装有K、Ka分波器(21),K、Ka分波器(21)的底侧接有K低通滤波器(22),K、Ka分波器(21)的一侧有位于K低通滤波器(22)内的Ka频段输出口(18),K低通滤波器(22)的底侧活动安装有K合路器(23),K合路器(23)底侧安装有K频段输出口(17)。
3.四个X1、X2、X3共用方喇叭(8)的信号通过四个正交模耦合器(10)输出X1,X2,X3信号,端口(13)耦合出四路的X1信号首先经过滤波器(41)抑制X2,X3频段干扰信号,然后再四路X1信号通过第一魔T(42)合成为两路信号,出来的两路X1信号通过第一魔T(42)合成为一路信号,三个第二魔T(46)通过第一波导负载(43)进行匹配,最后合成的信号通过第一波导(44)输出,端口(14)耦合出四路的X2频段信号(45)通过第二魔T(46)合成为两路信号,出来的两路X1信号通过第二魔T(46)合成为一路信号,三个第二魔T(46)通过第二波导负载(47)进行匹配,最后合成的信号通过第二波导(48)输出,端口(15)耦合出四路的X3频段信号(40)通过两个第三魔T(49)合成为四路信号,出来的两路X3信号通过第三魔T(49)成为一路和信号和一路俯仰差信号,出来的另外两路X3信号通过魔第三T(49)合成为一路方位差信号,最后合成的信号为和通道(50),方位差(51),俯仰差(52)。
4.根据权利要求1所述的八频段双极化单脉冲双反射面天线,其特征在于,所述X1,X2,X3频段复用圆喇叭(9)周围的4个方喇叭(8),X1,X2频段由4个方喇叭(8)等幅度,同相位激励组阵产生方向图,X3频段采用四个方喇叭(8)来形成和差单脉冲波束,形成和差三通道。
5.根据权利要求1所述的八频段双极化单脉冲双反射面天线,其特征在于,所述L、X2、Ka为水平极化,S、X1、X3、Ku、K为垂直极化。
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Application publication date: 20190222 |
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