CN201773935U - 移动卫星通信多子阵平板天线阵 - Google Patents
移动卫星通信多子阵平板天线阵 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201773935U CN201773935U CN2010202823848U CN201020282384U CN201773935U CN 201773935 U CN201773935 U CN 201773935U CN 2010202823848 U CN2010202823848 U CN 2010202823848U CN 201020282384 U CN201020282384 U CN 201020282384U CN 201773935 U CN201773935 U CN 201773935U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate aerial
- submatrix
- flat plate
- satellite communication
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种移动卫星通信多子阵平板天线阵，包括多个平板天线子阵、天线转台和分别连接在各平板天线子阵的辐射单元与信号收发端口之间的多个馈线***，多个平板天线子阵平行安装在天线转台上且多个平板天线子阵对准目标卫星的目标仰角均相同；馈线***包括与信号收发端口相接的移相器以及接在平板天线子阵的辐射单元与移相器之间的多套延迟线；延迟线套数与对平板天线子阵的扫描范围进行均匀分区后的扫描分区个数相同。本实用新型结构简单、重量轻、高度低、成本低且安装布设方便，所采用的优化方法设计合理且实现方便，能有效解决了多子阵平板天线阵的天线方向图特性变差与副瓣电平抬升和天线的瞬时信号带宽变小两大实际问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种移动卫星通信用多子阵天线阵，尤其是涉及一种移动卫星通信多子阵平板天线阵。
背景技术
动中通卫星通信***是指移动载体(例如汽车、火车、飞机、轮船等)在快速运行过程中实现与目标卫星(静止或定点卫星，即同步轨道卫星)实时通信的***。实际工作中，因为目标卫星距地面的距离很远(约4万公里)，要实现卫星与地面载体间高码速率的多媒体通信，就必须采用高增益天线。由于这种天线的波束宽度很窄，要保证载体在快速移动过程中能够正常且不间断地与卫星通信，则必须使其天线波束始终准确地对准卫星。移动卫星通信按其所采用的天线类型大体可分为两类：反射面天线动中通和平板天线动中通。目前，国内研制的动中通***大多都是反射面天线动中通，其体积较大，天线高度较高，不能完全满足车载环境下的使用，现如今天线的高度问题已经极大地限制了动中通卫星通信***的推广。相比之下，平板天线动中通由于其结构上的优势，可以在很低的天线高度情况下保持较高的天线增益。
多子阵技术是平板天线动中通降低天线高度的一种主要方法。由于多子阵平板天线阵本身的离散口径，天线的性能受到了很大的影响，副瓣电平较高，同时由于分板后的孔径渡越时间较长，使得天线的瞬时信号带宽较小。综上，平板天线动中通具有高度上的明显优势，能够满足各种移动载体对其小型化和易安装的使用要求，与单个平板天线相比，多子阵平板天线阵主要带来两个问题：一个是天线方向图特性变差与副瓣电平抬升，另一个是天线的瞬时信号带宽变小。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种移动卫星通信多子阵平板天线阵，其结构简单、重量轻、高度低、成本低且安装布设方便，所采用的优化方法设计合理且实现方便，能有效解决多子阵平板天线阵的天线方向图特性变差与副瓣电平抬升和天线的瞬时信号带宽变小两大实际问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种移动卫星通信多子阵平板天线阵：包括多个平板天线子阵、供多个所述平板天线子阵安装的天线转台和分别连接在各平板天线子阵的辐射单元与信号收发端口之间的多个馈线***，多个所述平板天线子阵平行安装在天线转台上且多个所述平板天线子阵对准目标卫星的目标仰角均相同；所述馈线***包括与所述信号收发端口相接的移相器以及接在平板天线子阵的辐射单元与移相器之间的多套延迟线，所述平板天线子阵的数量为Q个且相邻两个平板天线子阵之间的间距为di，其中i＝1、2、3...Q-1，且di表示Q个平板天线子阵中第i个平板天线子阵与第i+1个平板天线子阵之间的间距；所述延迟线的套数与对平板天线子阵的扫描范围进行均匀分区后的扫描分区个数相同。
上述移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征是：所述天线转台包括支架和通过转轴安装在支架上的转盘，多个所述平板天线子阵均安装在转盘上。
上述移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征是：所述馈线***还包括低噪声放大器和接在移相器与所述信号接收端口之间的功率合并器，所述低噪声放大器接在平板天线子阵的辐射单元与延迟线之间。
上述移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征是：所述平板天线子阵中包含工作在不同频段上的多个天线单元。
上述移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征是：所述移相器与对其相移量进行控制调整的激励器相接，所述激励器与由主控制器进行控制的波束控制器相接，且所述波束控制器和所述激励器组成以电扫描方式对平板天线子阵的俯仰方向进行控制的俯仰控制单元。
上述移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征是：安装在平板天线子阵上的方位轴通过传动机构与由伺服控制器进行控制的方位电机相接，所述伺服控制器与主控制器相接且由主控制器进行控制，所述方位电机与所述伺服控制器相接，且所述伺服控制器为以机械扫描方式对平板天线子阵的方位方向进行控制的方位控制单元。
上述移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征是：多个所述平板天线子阵的俯仰维上所包含天线单元的数量相同，每个平板天线子阵的俯仰维上的所有天线单元均为均匀布设且多个所述平板天线子阵的俯仰维上的相邻两个天线单元的间距均相同。
上述移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征是：多个所述平板天线子阵的俯仰角度均相同且均固定不变。
上述移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征是：还包括通过传动机构与安装在平板天线子阵上的俯仰轴相接且由伺服控制器进行控制的俯仰电机，且所述俯仰电机与所述伺服控制器相接，所述伺服控制器与主控制器相接且由主控制器进行控制。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、体积小高度低、重量轻、造价较低且使用效果好，天线的馈线***至少包括移相器和延迟线。其中移相器用于调整各个子阵的移相值，实现多子阵天线的信号合成；延迟线用于提高天线的瞬时信号带宽。
2、安装布设方便，可方便安装于各种移动载体上。
3、优化方法设计合理，实现方便，主要针对多子阵平板天线阵的天线方向图特性变差与副瓣电平抬升和天线的瞬时信号带宽变小两大问题进行优化，通过采用优化算法对多子阵平板天线阵的子阵间距进行优化设计，以降低天线的副瓣电平，提高天线性能；同时通过在天线的馈线网络中加入多套延迟线，对天线的波束扫描范围进行分区，并相应采用切换波束技术提高天线的瞬时信号带宽。优化后的多子阵平板天线阵中的子阵间距不是一般的均匀间距，而是采用优化算法对多子阵平板天线阵的子阵间距进行优化设计。在进行间距优化时，通过对子阵间距的最小值进行设定，达到防止子阵间相互遮挡的实际问题，且在进行间距优化时，需考虑整个扫描范围内的天线方向图，综上，为改善天线的峰值旁瓣电平(PSLL)，采用优化算法对天线的子阵间距进行优化；为了防止子阵间的相互遮挡，必须对子阵间距的最小值进行设定；同时天线子阵的间距之和D影响多子阵平板天线阵的尺寸，因此进行子阵间距优化需在子阵间距之和D固定的情况下，即必需满足口径约束。
同时，为提高多子阵平板天线阵的瞬时信号带宽，需采用群延时相同的延迟器件，采用多套延迟线可明显提高天线的瞬时信号带宽。为此，将天线的扫描范围进行分区，在每一分区内采用一套延迟线，此称为切换波束技术。在分区方法上，可采用分区范围大小相同的原理进行；而延迟线的长度选取可按波束在扫描范围内的指向偏差平均值达到最小的原则进行选取。
4、优化效果好且实用价值高，采用本实用新型对平板天线的子阵间距进行优化后，天线的峰值旁瓣电平得到了有效降低，而天线方向图的改善也比采用辐相加权的方法要好得多；同时通过对延迟线长度进行优化，有效提高了天线的瞬时信号带宽，因而本实用新型能有效提高多子阵平板天线阵的天线性能。
5、适用范围广，推广应用前景广泛。
综上所述，本实用新型结构简单、重量轻、高度低、成本低且安装布设方便，所采用的优化方法设计合理且实现方便，能有效解决多子阵平板天线阵的天线方向图特性变差与副瓣电平抬升和天线的瞬时信号带宽变小两大实际问题。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的工作原理图。
附图标记说明：
1-平板天线子阵； 2-天线转台； 2-1-转盘；
2-2-支架； 2-3-转轴； 3-馈线***；
3-1-移相器； 3-2-延迟线； 3-3-低噪声放大器；
3-4-功率合并器。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型包括多个平板天线子阵1、供多个所述平板天线子阵1安装的天线转台和分别连接在各平板天线子阵1的辐射单元与信号收发端口之间的多个馈线***3，多个所述平板天线子阵1平行安装在天线转台上且多个所述平板天线子阵1对准目标卫星的目标仰角均相同。所述馈线***3包括与所述信号收发端口相接的移相器3-1以及接在平板天线子阵1的辐射单元与移相器3-1之间的多套延迟线3-2，所述平板天线子阵1的数量为Q个且相邻两个平板天线子阵1之间的间距为di，其中i＝1、2、3...Q-1，且di表示Q个平板天线子阵1中第i个平板天线子阵1与第i+1个平板天线子阵1之间的间距。所述延迟线3-2的套数与对平板天线子阵1的扫描范围进行均匀分区后的扫描分区个数相同。
本实施例中，所述天线转台包括支架2-2和通过转轴2-3安装在支架2-2上的转盘2-1，多个所述平板天线子阵1均安装在转盘2-1上。所述馈线***3还包括低噪声放大器3-3和接在移相器3-1与所述信号接收端口之间的功率合并器3-4，所述低噪声放大器3-3接在平板天线子阵1的辐射单元与延迟线3-2之间。所述平板天线子阵1中包含工作在不同频段上的多个天线单元。
所述移相器3-1与对其相移量进行控制调整的激励器相接，所述激励器与由主控制器进行控制的波束控制器相接，且所述波束控制器和所述激励器组成以电扫描方式对平板天线子阵1的俯仰方向进行控制的俯仰控制单元。其中，安装在平板天线子阵1上的方位轴通过传动机构与由伺服控制器进行控制的方位电机相接，所述伺服控制器与主控制器相接且由主控制器进行控制，所述方位电机与所述伺服控制器相接，且所述伺服控制器为以机械扫描方式对平板天线子阵1的方位方向进行控制的方位控制单元。
多个所述平板天线子阵1的俯仰维上所包含天线单元的数量相同，每个平板天线子阵1的俯仰维上的所有天线单元均为均匀布设且多个所述平板天线子阵1的俯仰维上的相邻两个天线单元的间距均相同。实际使用过程中，多个所述平板天线子阵1的俯仰角度均相同且均固定不变。另外，多个所述平板天线子阵1的俯仰角度也可以可调，此时本实用新型还包括通过传动机构与安装在平板天线子阵1上的俯仰轴(即w2轴)相接且由伺服控制器进行控制的俯仰电机，且所述俯仰电机与所述伺服控制器相接，所述伺服控制器与主控制器相接且由主控制器进行控制。当平板天线子阵1的俯仰角不可调时，采用纯相扫方式合成俯仰波束；而当平板天线子阵1的俯仰角可调时，采用的是机械扫描与相扫的方式来合成俯仰波束，其中机械扫描指用安装在平板天线子阵1上的俯仰电机对俯仰角度进行调整，相扫指采用移相网络(即移相器3-1和延迟线3-2)对俯仰角度进行调整。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征在于：包括多个平板天线子阵(1)、供多个所述平板天线子阵(1)安装的天线转台和分别连接在各平板天线子阵(1)的辐射单元与信号收发端口之间的多个馈线***(3)，多个所述平板天线子阵(1)平行安装在天线转台上且多个所述平板天线子阵(1)对准目标卫星的目标仰角均相同；所述馈线***(3)包括与所述信号收发端口相接的移相器(3-1)以及接在平板天线子阵(1)的辐射单元与移相器(3-1)之间的多套延迟线(3-2)，所述平板天线子阵(1)的数量为Q个且相邻两个平板天线子阵(1)之间的间距为di，其中i＝1、2、3...Q-1，且di表示Q个平板天线子阵(1)中第i个平板天线子阵(1)与第i+1个平板天线子阵(1)之间的间距；所述延迟线(3-2)的套数与对平板天线子阵(1)的扫描范围进行均匀分区后的扫描分区个数相同。
2.按照权利要求1所述的移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征在于：所述天线转台包括支架(2-2)和通过转轴(2-3)安装在支架(2-2)上的转盘(2-1)，多个所述平板天线子阵(1)均安装在转盘(2-1)上。
3.按照权利要求1或2所述的移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征在于：所述馈线***(3)还包括低噪声放大器(3-3)和接在移相器(3-1)与所述信号接收端口之间的功率合并器(3-4)，所述低噪声放大器(3-3)接在平板天线子阵(1)的辐射单元与延迟线(3-2)之间。
4.按照权利要求1或2所述的移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征在于：所述平板天线子阵(1)中包含工作在不同频段上的多个天线单元。
5.按照权利要求1或2所述的移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征在于：所述移相器(3-1)与对其相移量进行控制调整的激励器相接，所述激励器与由主控制器进行控制的波束控制器相接，且所述波束控制器和所述激励器组成以电扫描方式对平板天线子阵(1)的俯仰方向进行控制的俯仰控制单元。
6.按照权利要求1或2所述的移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征在于：安装在平板天线子阵(1)上的方位轴通过传动机构与由伺服控制器进行控制的方位电机相接，所述伺服控制器与主控制器相接且由主控制器进行控制，所述方位电机与所述伺服控制器相接，且所述伺服控制器为以机械扫描方式对平板天线子阵(1)的方位方向进行控制的方位控制单元。
7.按照权利要求1或2所述的移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征在于：多个所述平板天线子阵(1)的俯仰维上所包含天线单元的数量相同，每个平板天线子阵(1)的俯仰维上的所有天线单元均为均匀布设且多个所述平板天线子阵(1)的俯仰维上的相邻两个天线单元的间距均相同。
8.按照权利要求7所述的移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征在于：多个所述平板天线子阵(1)的俯仰角度均相同且均固定不变。
9.按照权利要求7所述的移动卫星通信多子阵平板天线阵，其特征在于：还包括通过传动机构与安装在平板天线子阵(1)上的俯仰轴相接且由伺服控制器进行控制的俯仰电机，且所述俯仰电机与所述伺服控制器相接，所述伺服控制器与主控制器相接且由主控制器进行控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202823848U CN201773935U (zh) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | 移动卫星通信多子阵平板天线阵 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202823848U CN201773935U (zh) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | 移动卫星通信多子阵平板天线阵 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201773935U true CN201773935U (zh) | 2011-03-23 |
Family
ID=43753777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010202823848U Expired - Fee Related CN201773935U (zh) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | 移动卫星通信多子阵平板天线阵 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201773935U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101916904A (zh) * | 2010-08-04 | 2010-12-15 | 中国人民解放军第二炮兵工程学院 | 移动卫星通信多子阵平板天线阵及其优化方法 |
| TWI643446B (zh) * | 2017-01-06 | 2018-12-01 | 王子 | 太陽能追日裝置 |
| CN108987948A (zh) * | 2017-06-05 | 2018-12-11 | 李学智 | 多端口次阵列及基频信号处理器所组成的天线架构 |
| CN111740771A (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-02 | 华为技术有限公司 | 一种混合多波束形成方法及相关装置 |
| CN112350073A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-09 | 北京理工大学 | 一种基于次镜阵列的超大口径反射天线 |
-
2010
- 2010-08-04 CN CN2010202823848U patent/CN201773935U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101916904A (zh) * | 2010-08-04 | 2010-12-15 | 中国人民解放军第二炮兵工程学院 | 移动卫星通信多子阵平板天线阵及其优化方法 |
| TWI643446B (zh) * | 2017-01-06 | 2018-12-01 | 王子 | 太陽能追日裝置 |
| CN108987948A (zh) * | 2017-06-05 | 2018-12-11 | 李学智 | 多端口次阵列及基频信号处理器所组成的天线架构 |
| CN111740771A (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-02 | 华为技术有限公司 | 一种混合多波束形成方法及相关装置 |
| CN112350073A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-09 | 北京理工大学 | 一种基于次镜阵列的超大口径反射天线 |
| CN112350073B (zh) * | 2020-09-29 | 2021-11-26 | 北京理工大学 | 一种基于次镜阵列的超大口径反射天线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101916904A (zh) | 移动卫星通信多子阵平板天线阵及其优化方法 | |
| CN111246496B (zh) | 一种基于智能反射表面的波束追踪覆盖与增强方法 | |
| CN1194442C (zh) | 自适应阵列天线 | |
| JP5786244B2 (ja) | 車載指向性平板アンテナ、かかるアンテナを含む車両、およびかかる車両を含む衛星通信システム | |
| CN201773935U (zh) | 移动卫星通信多子阵平板天线阵 | |
| US7385562B2 (en) | Mobile antenna system for satellite communications | |
| CN201717865U (zh) | 平板裂缝相控阵天线宽带移动卫星通信*** | |
| CN103022728B (zh) | 偏馈抛物面多波束天线馈源阵列的设计方法 | |
| CN101076923B (zh) | 天线装置及其相关方法 | |
| US20120287006A1 (en) | Flat Scanning Antenna for a Terestrial Mobile Application, Vehicle Having Such an Antenna, and Satellite Telecommunication System Comprising Such a Vehicle | |
| CN103558594A (zh) | 基于机载设备的相控阵波束合成方法 | |
| CN106252901A (zh) | 宽频三波束阵列天线 | |
| CN106096218B (zh) | 一种移动卫星通信稀布平面天线阵列优化方法 | |
| CN1604393A (zh) | 天线*** | |
| CN102856667A (zh) | 一种多波束天线*** | |
| CN103119467A (zh) | 用于雷达传感器的天线*** | |
| CN106159465A (zh) | 宽频五波束阵列天线 | |
| CN201673998U (zh) | 行波式多波束圆极化天线 | |
| US11677456B2 (en) | Forming a beam from a subscriber module of a fixed wireless access communication system | |
| CN113193364B (zh) | 一种双层扇形旋转结构的低副瓣扫描天线及卫星通信*** | |
| CN103053071B (zh) | 天线以及天线控制*** | |
| CN1741316A (zh) | 一种无馈源卫星接收天线的极化匹配方法 | |
| CN109004334B (zh) | S频段车载动中通天线 | |
| Mofrad et al. | Comparison of antenna beam broadening methods for phased array radar applications | |
| CN215497096U (zh) | 一种车载卫星通信天线阵列 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110323 Termination date: 20110804 |