一種低剖面船載衛星通信天線的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種低剖面船載衛星通信天線，包括：主反射面、副反射面、饋源系統、發泡體，其中，所述副反射面通過發泡體與饋源系統連接，饋源系統連接在主反射面上，所述饋源系統包括饋源喇叭和波導管，發泡體通過螺紋連接于饋源喇叭的一端，波導管連接于饋源喇叭的另一端。所述發泡體采用低介電常數發泡體。本申請主要對天線主、副面進行賦形設計，大大提高了天線的效率，同時把副面設計的很小，減小了副面的遮擋，提高了天線的效率。
【專利說明】一種低剖面船載衛星通信天線
【技術領域】
[0001]本申請涉及衛星通信領域，具體地說是一種低剖面高性能船載衛星通信天線，特別適用于移動船載的衛星通信天線。
【背景技術】
[0002]衛星通信是現代通信技術的重要成果，也是航天技術應用的重要領域。它具有覆蓋面積大、頻帶寬、容量大、適用于多種業務、性能穩定可靠、機動靈活、不受地理條件限制、成本與通信距離無關等優點。多年來，它在國際通信、國內通信、國防通信、移動通信和廣播電視等領域得到了廣泛應用。
[0003]船載動中通的核心是船載衛星通信天線及跟蹤系統，即所謂的船載“動中通”衛星通信天線系統。目前，船載衛星通信天線用到的最多的為環焦天線，其優點是天線的電壓駐波比極低、近軸旁瓣特性較好、饋源的遮擋小于副面的遮擋等。
[0004]在設計過程中，為了改善天線的近軸旁瓣特性，副面直徑設計比較大。但是副面越大，副面的遮擋越大，天線的效率越低。另外，饋源和副面之間用四根金屬支架連接，支架會帶來遮擋，惡化天線近軸旁瓣性能。
[0005]申請號為201310059708.X的專利公開了一種高效率介質導拋物面天線，該天線主要實現的是信號的接收，并不負責發送，而且由于介質導的選擇和介質的設計，將介質導伸入波導管，導致其頻率較窄，增益較低。
【發明內容】
[0006]為了解決上述存在的問題，本申請公開了一種低剖面高性能船載衛星通信天線，其中主要對天線的主反射面、副反射面進行賦形設計，大大提高了天線的效率，同時把副反射面設計的很小，減小了對副反射面的遮擋，提高了天線的效率。
[0007]本申請采用如下技術方案:
一種低剖面船載衛星通信天線，包括:主反射面、副反射面，饋源系統、發泡體，其中，所述副反射面通過發泡體與饋源系統連接，饋源系統連接在主反射面上。
[0008]本申請所述饋源系統包括饋源喇叭和波導管，發泡體通過螺紋連接于饋源喇叭的一端，波導管連接于饋源喇叭的另一端。
[0009]本申請所述發泡體采用低介電常數發泡體。
[0010]本申請所述發泡體的密度為50g/cm3-70g/cm3。
[0011]本申請所述發泡體的密度為60g/cm3。
[0012]本申請所述所述波導管上位于與饋源喇叭連接處開設凸臺和凹槽，凸臺和凹槽之間的距離為1/16 λ。
[0013]本申請所述波導管凹槽的深度為1/10 λ，寬度為1/11 λ。
[0014]本申請所述波導管凸臺的高度為1/16 λ，寬度為1/11 λ。
[0015]本申請采用上述技術方案，具有如下技術效果: 本申請對天線的主反射面、副反射面進行賦形設計后大大提高了天線的效率，同時把副反射面設計的很小，減小了對副反射面的遮擋，提高了天線的效率。
[0016]為了達到高增益、高效率、低噪聲并滿足對寬角旁瓣電平和交叉極化隔離度的性能要求，本申請所述天線綜合采用了幾何光學方法即副反射面Snell定理、主反射面Snell定理和能量守恒定理，來設計出天線主反射面和副反射面的曲線。本申請采用了支撐式饋源，即饋源和副面之間采用了低介電常數的發泡體作支撐，避免了使用金屬支架帶來的遮擋等不利因素。
[0017]本申請所述天線總高度約345mm,剖面較低。天線結構簡單,易于加工和安裝。
[0018]本申請所述天線接收端天線增益約為41.0dBi,發射端天線增益約為42.0dBi,天線效率比較高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本申請的結構示意圖；
圖2是本申請的副反射面和饋源頂部特征示意圖；
圖3是本申請的天線在頻率為12.25GHz下接收端輻射方向圖；
圖4是本申請的天線在頻率為12.5GHz下接收端輻射方向圖；
圖5是本申請的天線在頻率為12.75GHz下接收端輻射方向圖；
圖6是本申請的天線在頻率為14GHz下接發射端福射方向圖；
圖7是本申請的天線在頻率為14.25GHz下接發射端輻射方向圖；
圖8是本申請的天線在頻率為14.5GHz下接發射端福射方向圖；
圖中:1 一饋源系統，2—主反射面，3—發泡體，4一副反射面，5—饋源喇叭，6—波導管。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】，進一步闡明本申請。
[0021]如圖1所示，一種低剖面船載衛星通信天線，包括:主反射面2，副反射面4，饋源系統1，發泡體3，所述的副反射面4通過發泡體3與饋源系統I連接，饋源系統I直接連接在主反射面2上。天線主反射面2直徑為Dm=I米,副反射面4直徑Ds=35.6mm,Ds/Dm < 0.1,較其他同類天線天線副面比較小，因此副面的遮擋比較小。天線效率比較高；天線總高度約345mm,剖面較低。天線結構簡單,易于加工和安裝。
[0022]如圖2所示，作為本申請的一種改進，所述發泡體3通過螺紋連接于饋源喇叭5 —端，波導管6連接于饋源喇叭5的另一端。采用這種設計以后，螺紋連接可以使得副反射面4和饋源系統I之間連接穩定，不會出現位置偏移從而影響到信號。
[0023]進一步地，作為本申請的一種改進，所述發泡體3采用低介電常數發泡體。采用這種設計以后，低介電常數發泡體可以使得副反射面4和饋源系統I之間穩定連接，由于低介電常數發泡體的本身特性，導致其不會影響信號傳輸。
[0024]作為對本申請的一種改進，作為本申請的一種改進，所述發泡體3的密度在50g/cm3到70g/cm3。采用這種設計以后，其發泡體3的密度可以達到支撐的效果，而且不影響微波信號的信號強度和信號傳輸。
[0025]優選地，所述發泡體3的密度為:60g/cm3，經過測試，采用這個密度的發泡體能產生最佳的支撐效果，也不影響微波的信號強度。
[0026]作為本申請的一種改進，所述的波導管6上位于與饋源喇叭5連接處開設凸臺和凹槽，凸臺和凹槽之間的距離為1/16 λ。設計凹槽和凸臺，可以通過凸臺和凹槽優化天線駐波比。
[0027]優選地，所述凹槽的深度為1/10 λ，寬度為1/11 λ。
[0028]優選地，所述凸臺的高度為1/16λ，寬度為1/11 λ，采用這種設計以后，調節凹槽的深度和寬度，調節凸臺的高度和寬度可有效優化天線駐波比。
[0029]采用本申請以上所述技術方案得到的天線能夠很好實現數據的收發。
[0030]如圖3-8顯示本申請天線收發端輻射方向圖，增益、交叉極化，輻射方向圖和包絡的關系:
如圖3所示，在頻率為12.25GHz下接收端增益可以達到40.845dBi。
[0031]如圖4所示，在頻率為12.5GHz下接收端增益可以達到40.5261dBi。
[0032]如圖5所示，在頻率為12.75GHz下接收端增益可以達到41.016dBi。
[0033]如圖6所示，在頻率為14GHz下發射端增益可以達到41.8217dBi。
[0034]如圖7所示，在頻率為14.25GHz下發射端增益可以達到42.0315dBi。
[0035]如圖8所示，在頻率為14.5GHz下發射端增益可以達到42.3506dBi。
[0036]以上述依據本申請的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項申請技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本申請的保護范圍不僅限于上述技術手段所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。
【權利要求】
1.一種低剖面船載衛星通信天線，其特征在于，包括:主反射面(2)、副反射面(4)，饋源系統(I)、發泡體(3)，其中，所述副反射面(4)通過發泡體(3)與饋源系統(I)連接，饋源系統(I)連接在主反射面(2)上。
2.根據權利要求1所述的一種低剖面船載衛星通信天線，其特征在于，所述饋源系統(I)包括饋源喇叭(5)和波導管(6)，發泡體(3)通過螺紋連接于饋源喇叭(5)的一端，波導管(6)連接于饋源喇叭(5)的另一端。
3.根據權利要求2所述的一種低剖面船載衛星通信天線，其特征在于，所述波導管(6)上位于與饋源喇叭(5)連接處開設凸臺和凹槽，凸臺和凹槽之間的距離為1/16 λ。
4.根據權利要求1所述的一種低剖面船載衛星通信天線，其特征在于，所述發泡體(3)采用低介電常數發泡體。
5.根據權利要求1所述的一種低剖面船載衛星通信天線，其特征在于，所述發泡體(3)的密度為 50g/cm3_70g/cm3。
6.根據權利要求5所述的一種低剖面船載衛星通信天線，其特征在于，所述發泡體(3)的密度為60g/cm3。
7.根據權利要求3所述的一種低剖面船載衛星通信天線，其特征在于，所述波導管(6)凹槽的深度為1/10 λ，寬度為1/11 λ。
8.根據權利要求3所述的一種低剖面船載衛星通信天線，其特征在于，所述波導管(6)凸臺的高度為1/16 λ，寬度為1/11 λ。
【文檔編號】H01Q1/12GK104183924SQ201410415746
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】陳立松, 湯磊, 孫俊, 裘德龍, 趙呈峰, 周豐茂 申請人:南京中網衛星通信股份有限公司