CN2508471Y - 单偏置前馈抛物面天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于天线,特别是指一种单偏置前馈抛物面天线。它由天线反射面、馈源支杆、馈源、天线座架、调整机构等部件组成,天线反射面与天线背架凹凸配合,天线背架连接在天线座架上,馈源支杆连接在天线背架下端,馈源通过馈源托架设置在馈源支杆的上部,天线拉杆两端固定于天线反射面和馈源支杆上;馈源由波纹喇叭盖、馈源口膜、波纹喇叭及高次膜激励器、移相段、双工器组成,其中波纹喇叭盖与波纹喇叭的口面之间设置有馈源口膜,其余部分依次按顺序连接。本实用新型解决了现有技术机械加工工艺及安装复杂、对加工设备要求高;天线的电气性能(尤其是交叉极化性能)差等缺点,具有增益高、旁瓣低、交叉极化电平良好、结构强度高、安装调试方便、生产成本低等优点。

Description

单偏置前馈抛物面天线

                       技术领域

本实用新型属于天线，特别是指一种单偏置前馈抛物面天线。

                       背景技术

随着通信卫星技术的提高、星上功率的加大，使卫星通信地球站天线口径不断减小；而且随着对卫星通信需求量的增大，为了充分利用有限的频率资源，卫星通信采用了频谱复用技术。为了减小同频率间的通信干扰，对卫星通信天线的交叉极化电平特性提出了更高的要求。小口径卫星通信地球站天线应首选前馈偏置抛物面天线，但前馈偏置抛物面天线的一个致命缺点就是在线极化使用时，在非对称面内的交叉极化电平过高，不能满足卫星通信发展的要求，成为制约卫星通信在该领域发展的瓶颈。为解决此问题，目前通用的方法是：

1、采用双偏置抛物面天线。虽然取得了良好的天线电气性能，但由于双偏置抛物面天线副反射面只是左右对称的结构，机械加工工艺复杂、对加工设备要求高，提高了产品成本，而且安装复杂，不适于批量生产和安装。

2、采用了加长天线焦距的方法。此方案虽然在一定程度上改善了天线的性能，但此方案的最大缺点是严重劣化了天线的结构性能，使天线的抗风性能、承载卫星通信室外设备的能力严重降低，影响了天线的正常使用。而且天线的交叉极化电平特性也不满足目前要求较高的卫星公司(亚太卫星公司)的要求。

                       发明内容

本实用新型的目的在于提供一种天线效率高、旁瓣特性好、电压驻波比低，特别是天线的交叉极化特性优良，满足了对其性能要求最高的卫星公司的要求的单偏置前馈抛物面天线以克服现有技术之不足。

本实用新型的整体结构是：

单偏置前馈抛物面天线，由天线反射面1、天线背架2、天线拉杆4、馈源支杆3、馈源托架5、馈源6、天线座架7、调整机构组成，其中天线反射面1与天线背架2凹凸配合，天线背架2连接在天线座架7上，馈源支杆3连接在天线背架2下端，馈源6通过馈源托架5设置在馈源支杆3的上部，天线拉杆4的两端分别固定在天线反射面1和馈源支杆3上，所述的馈源6由波纹喇叭盖10、馈源口膜11、波纹喇叭及高次膜激励器12、移相段13、双工器14组成，其中波纹喇叭盖10与波纹喇叭的口面之间设置有馈源口膜11，波纹喇叭及高次膜激励器12与移相段13、双工器14用紧固件依次按顺序连接。

本实用新型的具体结构还有：

调整机构包括天线的方位调整机构8和俯仰调整机构9，其中天线的方位调整机构8两端分别连接在天线座架7上的立柱和转座上，俯仰调整机构9一端连接在天线背架2上，另一端连接在天线座架7上。

馈源6的高次模激励器12由台阶波导15和探入波导内的三个激励螺钉16组成，台阶波导15的直径比值为b/a＝1.08∽1.5之间，激励螺钉16中心线与探入台阶波导15内臂处波导内臂的法线方向夹角范围为0°∽10°，三个激励螺钉16中心线与探入台阶波导15内臂相交的三点为三角形平面，在该平面内，台阶波导15内臂中心线与其交点与三角形任意两点连线的夹角在20°∽155°之间，激励螺钉16探入台阶波导15内的深度在0.02∽0.12λ之间，其中λ为工作波长。

馈源6的移相段13为光壁圆波导，其长度范围在为0.2∽1.5λ之间，其中λ为工作波长。

本实用新型所取得的技术进步在于：

本实用新型通过优化设计单偏置前馈抛物面天线的馈源，有效地减低了单偏置前馈抛物面天线的交叉极化电平，使其满足卫星通信对天线交叉极化电平的要求，而且天线的效率高、旁瓣特性好、电压驻波比低。单偏置前馈抛物面天线焦距/直径比小，从而使天线的结构简单、安装方便、承载室外设备能力加强且安装方便。

本实用新型的附图有：

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是馈源中的波纹喇叭及高次膜激励器的结构示意图。

图3是图2的A-A向视图。

图4是馈源的结构示意图。

图5是俯仰调整机构的结构示意图。

图6是方位调整装置的结构示意图。

以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

参照图一，本实施例中的天线反射面1用紧固件固定在天线背架2上。本实施例中的单偏置前馈抛物面天线反射面1采用市售2毫米LF2防锈铝板在液压机上通过模具整体压制而成，同时在天线反射面1的口面背面压制一圈翻边，以增强天线面板的强度。在天线反射面1上打四个安装孔，用紧固件固定在天线背架2上，天线反射面1使平行于抛物面轴线方向来的电磁波聚焦在抛物面的焦点，从而实现无线电波的接收；从抛物面焦点发射来的电磁波，经过天线反射面1反射后，发射到自由空间，其方向为离开抛物面的轴线方向，从而实现无线电波的发射。

本实施例中天线背架2采用3毫米厚的钢板通过模具压制而成的板弯槽钢，再焊接成框架式结构，在框架上焊接一个U型耳朵片，钻两个对称的连接孔，以便连接天线的俯仰调整机构。在天线背架的框架上安装四个板弯角钢，用紧固件将其和天线反射面1连接在一起。天线背架2通过俯仰轴和俯仰丝杠连接在在天线的底座上。

本实施例中的馈源支杆3采用市售3毫米厚的钢板通过模具压制而成的板弯槽钢，焊接成折线式结构，用销钉孔连接在天线背架的下端，另一端用紧固件与天线拉杆相连。

本实施例中的俯仰调整机构如图5所示由俯仰丝杠和丝母构成，方位调整装置如图6所示由调节丝杠和套装于其右部的位于天线座架7上的丝母组成。

本实施例中的馈源6中的波纹喇叭盖10、波纹喇叭及高次膜激励器12、移相段13采用市售LY12-CZ铝棒，用车床车制而成，双工器14采用铝合金铸造而成。

本实用新型简要工作原理：

天线发射：将天线馈源6放置在单偏置前馈抛物面天线的焦点，馈源6发射出的电磁波照射到天线的抛物面，并由抛物面反射后，形成平行于抛物面焦轴的平面波，发射到自由空间。

天线接收：由平行于抛物面焦轴的电磁波照射到单偏置前馈抛物面天线的抛物面，并由抛物面反射后，将电磁波汇聚到单偏置前馈抛物面天线的焦点，并由相位中心位于抛物面焦点的馈源6接收，并传输到天线的接收设备。

Claims (4)

1、单偏置前馈抛物面天线，由天线反射面(1)、天线背架(2)、天线拉杆(4)、馈源支杆(3)、馈源托架(5)、馈源(6)、天线座架(7)、调整机构组成，其中天线反射面(1)与天线背架(2)凹凸配合，天线背架(2)连接在天线座架(7)上，馈源支杆(3)连接在天线背架(2)下端，馈源(6)通过馈源托架(5)设置在馈源支杆(3)的上部，天线拉杆(4)的两端分别用固定在天线反射面(1)和馈源支杆(3)上，其特征在于所述的馈源(6)由波纹喇叭盖(10)、馈源口膜(11)、波纹喇叭及高次膜激励器(12)、移相段(13)、双工器(14)组成，其中波纹喇叭盖(10)与波纹喇叭的口面之间设置有馈源口膜(11)，波纹喇叭及高次膜激励器(12)与移相段(13)、双工器(14)用紧固件依次按顺序连接。

2、根据权利要求1所述的单偏置前馈抛物面天线，其特征在于所述的调整机构包括方位调整机构(8)和俯仰调整机构(9)，方位调整机构(8)两端分别连接在天线座架(7)上的立柱和转座上，俯仰调整机构(9)一端连接在天线背架(2)上，另一端接于天线座架(7)上。

3、根据权利要求1所述的单偏置前馈抛物面天线，其特征在于所述的馈源(6)的高次模激励器(12)由台阶波导(15)和探入波导内的三个激励螺钉(16)组成，台阶波导(15)的直径比值为b/a＝1.08∽1.5之间，激励螺钉(16)中心线与探入台阶波导(15)内臂处波导内臂的法线方向夹角范围为0°∽10°，三个激励螺钉(16)中心线与探入台阶波导(15)内臂相交的三点为三角形平面，在该平面内，台阶波导(15)内臂中心线与其交点与三角形任意两点连线的夹角在20°∽155°之间，激励螺钉(16)探入台阶波导(15)内的深度在0.02∽0.12λ之间，其中λ为工作波长。

4、根据权利要求1所述的单偏置前馈抛物面天线，其特征在于馈源(6)的移相段(13)为光壁圆波导，其长度范围在为0.2∽1.5λ之间，其中λ为工作波长。

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