CN102176542A - 能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置及其方法 - Google Patents
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本发明公开了一种能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置及其方法，其将C波段馈源和Ku波段馈源通过两个与其相对应的转动组件分别间隔地安装在往复直线移动导轨上，同时天线面的反射焦点投射在C波段馈源以及Ku波段馈源之间，接着，通过直线移动导轨的直线移动，实现C波段馈源或者Ku波段馈源对天线面反射焦点的接收，最后通过相应的转动组件的转动实现C波段馈源或者Ku波段馈源极化方向调整。因此，本发明结构简单紧凑，C波段信号和Ku波段信号的转换接收以及极化角的调整皆为自动化控制，方便实用，在卫星通信系统中具有极强的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线馈源转换装置及其方法，使得同一个天线上，能够交换着接收C波段、Ku波段的卫星信号。
背景技术
当前，随着卫星通信的不断发展，将卫星通信技术应用到应急通信领域已经成为了共识。在各个行业的卫星通信系统中，使用的卫星通信频段不尽相同，其中C波段和Ku波段为常用卫星通信频段。在实际的通信业务中，有时候需要既能接收某卫星资源的C波段信号，也能接收某卫星资源的Ku波段信号。目前解决这一问题的办法有两种：其中一种办法是使用两面天线，一面天线接收C波段信号，另一面天线接收Ku波段信号,但在实际使用过程中，采用两面天线，导致天线系统的携带、安装、对星使用都存在不便；另一种办法是将C波段和Ku波段的馈源喇叭经过处理整合在一个馈源喇叭内，以达到同时接收C波段和Ku波段的目的，但是Ku波段的工作频段比C波段大得多，要设计这样的共用馈源喇叭比较困难，制约因素较多，参数选取难度大，且这样的共用喇叭用在天线上会对天线的增益、驻波特性、交叉极化隔离度产生不良影响。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，其将C波段馈源和Ku波段馈源通过两个与其相对应的转动组件分别间隔地安装在往复直线移动导轨上，同时天线面的反射焦点投射在C波段馈源以及Ku波段馈源之间，接着，通过往复直线移动导轨的往复直线移动，实现C波段馈源或者Ku波段馈源与天线面反射焦点的接收，最后通过相应的转动组件的转动实现C波段馈源或者Ku波段馈源极化方向调整，使接收相应的卫星信号。因此，本发明从机械结构的角度考虑，将C波段馈源和Ku波段馈源通过机械方式整合为一套馈源系统，该套馈源系统可以安装在一面天线上。
为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：
一种能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，包括C波段馈源、Ku波段馈源、C波段馈源转动组件、Ku波段馈源转动组件以及往复直线移动导轨，所述C波段馈源和Ku波段馈源对应地分别安装在C波段馈源转动组件以及Ku波段馈源转动组件上，所述C波段馈源转动组件以及Ku波段馈源转动组件间隔地安装在往复直线移动导轨上，且天线面的反射焦点位于C波段馈源转动组件以及Ku波段馈源转动组件之间。
所述Ku波段馈源转动组件包括第一壳体、第一驱动电机、第一蜗轮蜗杆机构、第一左向旋转限位器以及第一右向旋转限位器，所述第一蜗轮蜗杆机构包括配合连接的第一蜗轮、第一蜗轮旋转轴以及第一蜗杆，所述第一驱动电机、第一蜗杆以及第一蜗轮旋转轴安装在第一壳体内，且第一驱动电机的输出端通过第一传动齿轮副与第一蜗杆相连接，所述第一蜗轮旋转轴的两端设置有连接法兰，该第一蜗轮旋转轴与Ku波段馈源连接，所述第一左向旋转限位器以及第一右向旋转限位器皆分别与第一驱动电机电连接。
所述第一左向旋转限位器以及第一右向旋转限位器皆分别包括旋转限位开关打板和旋转限位开关，所述旋转限位开关打板安装在第一蜗轮上，而旋转限位开关则安装在第一壳体内，且旋转限位开关打板和旋转限位开关之间的初始夹角为90°，以保证馈源系统的旋转角度为+900。
所述C波段馈源转动组件包括第二壳体、第二驱动电机、第二蜗轮蜗杆机构、第二左向旋转限位器以及第二右向旋转限位器，所述第二蜗轮蜗杆机构包括配合连接的第二蜗轮、第二蜗轮旋转轴以及第二蜗杆，所述第二驱动电机、第二蜗杆以及第二蜗轮旋转轴安装在第二壳体内，且第二驱动电机的输出端通过第二传动齿轮副与第二蜗杆相连接，所述第二蜗轮旋转轴的两端设置有连接法兰，该第二蜗轮旋转轴与C波段馈源连接，所述第二左向旋转限位器以及第二右向旋转限位器皆分别与第二驱动电机电连接。
所述第二左向旋转限位器以及第二右向旋转限位器皆分别包括旋转限位开关打板和旋转限位开关，所述旋转限位开关打板安装在第二蜗轮上，而旋转限位开关则安装在第二壳体内，且旋转限位开关打板和旋转限位开关之间的初始夹角为90°，以保证馈源系统的旋转角度为+900。
所述往复直线移动导轨包括底座、滚珠丝杠机构、左向移动限位器以及右向移动限位器，所述滚珠丝杠机构包括螺杆、滑槽、滚珠轴承以及第三驱动电机，所述第三驱动电机安装在底座上，且第三驱动电机通过第三齿轮传动副与螺杆连接，同时，螺杆通过固定安装在底座上的螺杆支座支撑，所述滑槽通过滚珠轴承与螺杆连接，另外，所述左向移动限位器以及右向移动限位器皆分别与第三驱动电机电连接，所述Ku波段馈源转动组件以及C波段馈源转动组件分别间隔地安装在滑槽上。
所述左向移动限位器以及右向移动限位器皆分别包括移动限位开关打板和移动限位开关，所述移动限位开关打板固定地安装在底座上，而移动限位开关则安装在滑槽上。
本发明的另一个技术目的是提供一种实现上述天线C/Ku波段馈源转换装置的方法，包括以下步骤：首先，将C波段馈源和Ku波段馈源通过两与其相对应的转动组件分别间隔地安装在往复直线移动导轨上，同时天线面的反射焦点投射在C波段馈源以及Ku波段馈源之间，接着，通过往复直线移动导轨的往复直线移动，实现C波段馈源或者Ku波段馈源对天线面反射焦点的接收，最后通过相应的转动组件的转动实现C波段馈源或者Ku波段馈源极化方向调整。
根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：
1、本发明从机械结构角度出发，采用往复直线移动导轨，将C波段馈源和Ku波段馈源通过两个与其相对应的转动组件分别间隔地安装在往复直线移动导轨上，通过该往复直线移动导轨的往复直线移动，实现C波段馈源或者Ku波段馈源对天线面反射焦点的接收，由此可知：本发明与采用两面天线以同时进行C波段馈源或者Ku波段馈源接收相比，有效地避免了两面天线携带的不便，克服两面天线安装、对星使用的难度；而与C-Ku波段共用馈源喇叭相比，由于本发明C波段馈源和Ku波段馈源分体设置，且C波段馈源和Ku波段馈源存在一定的间距，即两者在接收C波段信号和Ku波段信号时，相互干扰较少，有效地克服了C-Ku波段共用馈源喇叭对天线增益、驻波特性、交叉极化隔离度产生的不良影响，同时还避免生产设计C-Ku波段共用馈源喇叭的难度；
2、本发明采用步进电机（第三驱动电机）、左向移动限位器以及右向移动限位器三者控制往复直线移动导轨的往复直线移动行程，同时将天线面反射焦点投射到该往复直线移动导轨的中心线上，有效地提高了对星使用的难度，提高了C波段馈源或者Ku波段馈源接收的工作效率；
3、本发明采用步进电机（第一驱动电机、第二驱动电机）、蜗轮蜗杆机构以及旋转限位器三者的配合，实现C波段馈源/Ku波段馈源极化角度的调整，以确保C波段信号或Ku波段信号的接收达到最佳状态；
因此，本发明结构简单紧凑，C波段信号和Ku波段信号的转换接收以及极化角的调整皆为自动化控制，方便实用，在卫星通信系统中具有极强实用性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，且C波段馈源高频头处于垂直位置状态；
图2是图1的俯视图，且图2中C波段馈源高频头处于水平位置状态；
图1和图2中：外壳1 垫块2 Ku波段馈源转动组件3 C波段馈源转动组件4 往复直线移动导轨5 C波段馈源高频头6 Ku波段馈源7 C波段馈源8 Ku波段馈源波导连接部9 C波段馈源波导连接部10 电源插座11
图3是本发明所述Ku波段馈源转动组件的主视图；
图4是图3的A-A剖视图；
图3和图4中：第一壳体31 第一驱动齿轮321 第一传动齿轮322 第一驱动电机323 第一蜗轮旋转轴331 第一蜗轮332 第一蜗杆333 第一旋转限位开关打板341 第二旋转限位开关打板342 第二旋转限位开关35 堵头36 第一端盖37
图5是本发明所述C波段馈源转动组件的主视图；
图6是图5的B-B剖视图；
图5和图6中：第二壳体41 第二驱动齿轮421 第二传动齿轮422 第二驱动电机423 第二蜗轮旋转轴431 第二蜗轮432 第二蜗杆433 第三旋转限位开关打板441 第四旋转限位开关打板442 第四旋转限位开关45 第二端盖46
图7是本发明所述往复直线移动导轨的主视图；
图8是本发明图7的俯视图；
图9是本发明图7的C向视图；
图7至图9中：底座51 螺杆521 滑槽522 第三驱动电机523 第三驱动齿轮524 第三传动齿轮525 螺杆支座53 左移动限位开关打板541 右移动限位开关打板542 左移动限位开关551 右移动限位开关552 第三端盖56 铜条57 压条58。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明所涉及实施例的结构示意图，以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。
如图1和图2所示，本发明所述能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，包括C波段馈源8、Ku波段馈源7、C波段馈源转动组件4、Ku波段馈源转动组件3、C波段馈源高频头6、Ku波段馈源高频头、Ku波段馈源波导连接部9、C波段馈源波导连接部10以及往复直线移动导轨5，所述C波段馈源转动组件4以及Ku波段馈源转动组件3通过外壳1间隔地安装在往复直线移动导轨5上，且天线面的反射焦点位于C波段馈源转动组件4以及Ku波段馈源转动组件3之间。C波段馈源8以及C波段馈源高频头6分别安装在C波段馈源转动组件4两端，而Ku波段馈源7以及Ku波段馈源高频头则分别安装在Ku波段馈源转动组件3的两端，同时，Ku波段馈源波导连接部9与Ku波段馈源高频头同侧设置，且该Ku波段馈源波导连接部9也与Ku波段馈源转动组件3连接；C波段馈源波导连接部10与C波段馈源高频头6同侧设置，且该C波段馈源波导连接部10也与C波段馈源转动组件4连接，即本发明将C波段馈源8和Ku波段馈源通过两个与其相对应的转动组件分别间隔地安装在往复直线移动导轨5上，同时天线面的反射焦点投射在C波段馈源8以及Ku波段馈源之间，接着，通过往复直线移动导轨5的往复直线移动，实现C波段馈源8或者Ku波段馈源与天线面反射焦点的接收，最后通过相应的转动组件的转动实现C波段馈源8或者Ku波段馈源极化方向调整，使接收相应的卫星信号。
所述Ku波段馈源转动组件3，如图3和图4所示：包括第一壳体31、第一驱动电机323、第一蜗轮蜗杆机构、第一左向旋转限位器以及第一右向旋转限位器，所述第一蜗轮蜗杆机构包括配合连接的第一蜗轮332、第一蜗轮旋转轴331以及第一蜗杆333，所述第一驱动电机323、第一蜗杆333以及第一蜗轮旋转轴331安装在第一壳体31内，且第一驱动电机323的输出端通过第一传动齿轮副与第一蜗杆333相连接，所述第一蜗轮旋转轴331的两端设置有连接法兰，该第一蜗轮旋转轴331一端与Ku波段馈源连接，所述第一左向旋转限位器以及第一右向旋转限位器皆分别与第一驱动电机323电连接。所述第一左向旋转限位器以及第一右向旋转限位器皆分别包括旋转限位开关打板和旋转限位开关，所述旋转限位开关打板安装在第一蜗轮332上，而旋转限位开关则安装在第一壳体31内，且旋转限位开关打板和旋转限位开关之间的夹角不大于90°，同时旋转限位开关与电连接第一驱动电机323电连接，且该旋转限位开关为常闭开关。具体地说：第一驱动齿轮321和第一传动齿轮相啮合组成第一传动齿轮副，且第一驱动齿轮321与第一驱动电机323的输出轴同轴连接；第一左向旋转限位器则由第一旋转限位开关打板341和第一旋转限位开关组成，第一右向旋转限位器由第二旋转限位开关打板342和第二旋转限位开关35组成；当蜗轮随着第一驱动电机323的驱动进行顺时针旋转时，直到第二旋转限位开关打板342与第二旋转限位开关35相抵，电路断开，第一驱动电机323停止驱动；当蜗轮随着第一驱动电机323的驱动进行逆时针旋转时，直到第一旋转限位开关打板341与第一旋转限位开关相抵，电路断开，第一驱动电机323停止驱动。实现Ku波段信号极化角的调整。
所述C波段馈源转动组件4，如图5和图6所示，包括第二壳体41、第二驱动电机423、第二蜗轮蜗杆机构、第二左向旋转限位器以及第二右向旋转限位器，所述第二蜗轮蜗杆机构包括配合连接的第二蜗轮432、第二蜗轮旋转轴431以及第二蜗杆433，所述第二驱动电机423、第二蜗杆433以及第二蜗轮旋转轴431安装在第二壳体41内，且第二驱动电机423的输出端通过第二传动齿轮副与第二蜗杆433相连接，所述第二蜗轮旋转轴431的两端设置有连接法兰，该第二蜗轮旋转轴431与C波段馈源连接，所述第二左向旋转限位器以及第二右向旋转限位器皆分别与第二驱动电机423电连接。所述第二左向旋转限位器以及第二右向旋转限位器皆分别包括旋转限位开关打板和旋转限位开关，所述旋转限位开关打板安装在第二蜗轮432上，而旋转限位开关则安装在第二壳体41内，且旋转限位开关打板和旋转限位开关之间的夹角不大于90°，同时旋转限位开关与电连接第一驱动电机323电连接，且该旋转限位开关为常闭开关。具体地说：第二驱动齿轮和第二传动齿轮相啮合组成第二传动齿轮副，且第二驱动齿轮与第二驱动电机423的输出轴同轴连接；第二左向旋转限位器则由第三旋转限位开关打板441和第三旋转限位开关组成，第二右向旋转限位器由第四旋转限位开关打板42和第四旋转限位开关45组成；当蜗轮随着第二驱动电机423的驱动进行顺时针旋转时，直到第三旋转限位开关打板441与第三旋转限位开关相抵，电路断开，第二驱动电机423停止驱动；当蜗轮随着第二驱动电机423的驱动进行逆时针旋转时，直到第四旋转限位开关打板42与第四旋转限位开关45相抵，电路断开，第二驱动电机423停止驱动。实现C波段信号极化角的调整。
所述往复直线移动导轨5，如图7至9所示：包括底座51、滚珠丝杠机构、左向移动限位器以及右向移动限位器，所述滚珠丝杠机构包括螺杆521、滑槽522、滚珠轴承以及第三驱动电机523，所述第三驱动电机523安装在底座51上，且第三驱动电机523通过第三齿轮传动副与螺杆521连接，同时，螺杆521通过固定安装在底座51上的螺杆支座53支撑，所述滑槽522通过滚珠轴承与螺杆521连接，另外，所述左向移动限位器以及右向移动限位器皆分别与第三驱动电机523连接，所述Ku波段馈源转动组件3以及C波段馈源转动组件4分别间隔地安装在滑槽522上。所述左向移动限位器以及右向移动限位器皆分别包括移动限位开关打板和移动限位开关，所述移动限位开关打板固定地安装在底座51上，而移动限位开关则安装在滑槽522上。移动限位开关为常闭开关，其电连接在第三驱动电机523中，所述CPU处理芯片通过控制第三驱动电机523的旋转实现C波段馈源转动组件4和Ku波段馈源转动组件3在螺杆521上的交换移动。具体地说：第三齿轮传动副由第三驱动齿轮524和第三传动齿轮525相啮合组成，且第三驱动齿轮524与第三驱动电机523的输出轴同轴连接，而第三传动齿轮525则与螺杆521同轴连接，所述左向移动限位器由左移动限位开关打板541和左移动限位开关551组成，右向移动限位器由右移动限位开关打板542和右移动限位开关552组成，所述左移动限位开关551以及右移动限位开关552皆为常闭开关；所述底座51由底板和压条58通过螺钉组装而成，该底座51为一含有内凹槽的轨道，所述滑槽522的底部两侧边通过螺钉安装铜条57，使得滑槽522底部两侧边设置端耳，且端耳与底座51的内凹槽相适配，当滑槽522在底座51上滑移时，端耳在内凹槽中移动。
所述第一驱动电机323、第二驱动电机423以及第三驱动电机523皆为步进电机。
本发明所述能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置的方法，包括以下步骤：首先，将C波段馈源和Ku波段馈源通过两个与其相对应的转动组件分别间隔地安装在往复直线移动导轨5上，同时天线面的反射焦点投射在C波段馈源以及Ku波段馈源之间，接着，通过往复直线移动导轨5的往复直线移动，实现C波段馈源或者Ku波段馈源对天线面反射焦点的接收，最后通过相应的转动组件的转动实现C波段馈源或者Ku波段馈源极化方向调整。
Claims (8)
1.一种能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，包括C波段馈源、Ku波段馈源、C波段馈源转动组件、Ku波段馈源转动组件以及往复直线移动导轨，所述C波段馈源和Ku波段馈源对应地分别安装在C波段馈源转动组件以及Ku波段馈源转动组件上，C波段馈源转动组件和Ku波段馈源转动组件间隔地安装在往复直线移动导轨上，且天线面的反射焦点位于C波段馈源转动组件以及Ku波段馈源转动组件之间。
2.根据权利要求1所述能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，其特征在于：所述Ku波段馈源转动组件包括第一壳体、第一驱动电机、第一蜗轮蜗杆机构、第一左向旋转限位器以及第一右向旋转限位器，所述第一蜗轮蜗杆机构包括配合连接的第一蜗轮、第一蜗轮旋转轴以及第一蜗杆，所述第一驱动电机、第一蜗杆以及第一蜗轮旋转轴安装在第一壳体内，且第一驱动电机的输出端通过第一传动齿轮副与第一蜗杆相连接，所述第一蜗轮旋转轴的两端设置有连接法兰，该第一蜗轮旋转轴与Ku波段馈源连接，所述第一左向旋转限位器以及第一右向旋转限位器皆分别与第一驱动电机电连接。
3.根据权利要求2所述能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，其特征在于：所述第一左向旋转限位器以及第一右向旋转限位器皆分别包括旋转限位开关打板和旋转限位开关，所述旋转限位开关打板安装在第一蜗轮上，而旋转限位开关则安装在第一壳体内，且旋转限位开关打板和旋转限位开关之间的夹角不大于90°。
4.根据权利要求1所述能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，其特征在于：所述C波段馈源转动组件包括第二壳体、第二驱动电机、第二蜗轮蜗杆机构、第二左向旋转限位器以及第二右向旋转限位器，所述第二蜗轮蜗杆机构包括配合连接的第二蜗轮、第二蜗轮旋转轴以及第二蜗杆，所述第二驱动电机、第二蜗杆以及第二蜗轮旋转轴安装在第二壳体内，且第二驱动电机的输出端通过第二传动齿轮副与第二蜗杆相连接，所述第二蜗轮旋转轴的两端设置有连接法兰，该第二蜗轮旋转轴与C波段馈源连接，所述第二左向旋转限位器以及第二右向旋转限位器皆分别与第二驱动电机电连接。
5.根据权利要求4所述能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，其特征在于：所述第二左向旋转限位器以及第二右向旋转限位器皆分别包括旋转限位开关打板和旋转限位开关，所述旋转限位开关打板安装在第二蜗轮上，而旋转限位开关则安装在第二壳体内，且旋转限位开关打板和旋转限位开关之间的夹角不大于90°。
6.根据权利要求1所述能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，其特征在于：所述往复直线移动导轨包括底座、滚珠丝杠机构、左向移动限位器以及右向移动限位器，所述滚珠丝杠机构包括螺杆、滑槽、滚珠轴承以及第三驱动电机，所述第三驱动电机安装在底座上，且第三驱动电机通过第三齿轮传动副与螺杆连接，同时，螺杆通过固定安装在底座上的螺杆支座支撑，所述滑槽通过滚珠轴承与螺杆连接，另外，所述左向移动限位器以及右向移动限位器皆分别与第三驱动电机电连接，所述Ku波段馈源转动组件以及C波段馈源转动组件分别间隔地安装在滑槽上。
7.根据权利要求6所述能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置，其特征在于：所述左向移动限位器以及右向移动限位器皆分别包括移动限位开关打板和移动限位开关，所述移动限位开关打板固定地安装在底座上，而移动限位开关则安装在滑槽上。
8.一种实现权利要求1所述能够实现天线C/Ku波段转换的馈源装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，将C波段馈源和Ku波段馈源通过两个与其相对应的转动组件分别间隔地安装在往复直线移动导轨上，同时天线面的反射焦点投射在C波段馈源以及Ku波段馈源之间，C波段馈源的初始状态置于极化角00和Ku波段馈源的初始状态置于极化角900；接着，往复直线移动导轨通过第三驱动电机驱动进行向左或者向右的平移移动，实现C波段馈源或者Ku波段馈源到达天线面的反射焦点上，然后通过相应的转动组件的根据所对应的极化角度进行转动，通过相对应的转动组件的驱动电机转动相应的角度进行转动实现C波段馈源或者Ku波段馈源极化方向调整；当C波段馈源或者Ku波段馈源使用完毕后，相应的馈源组件回复到初始状态，以便进行下一次使用。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Feed source device capable of realizing C/Ku band conversion of antenna and method thereof Effective date of registration: 20150805 Granted publication date: 20140903 Pledgee: Bank of Nanjing, Zhujiang branch, Limited by Share Ltd Pledgor: Nanjing China-Spacenet Telecom Co., Ltd. Registration number: 2015990000649 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model |