CN105006659B - 两个双反射面天线的阵列和包括该阵列的卫星 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了两个双反射面天线的阵列和包括该阵列的卫星，两个双反射面天线具有公共支撑面，两个双反射面天线安装在公共支撑面上，每个双反射面天线具有：主反射面、副反射面、和位于相应副反射面前部的至少一个辐射源，两个双反射面天线在公共支撑面上彼此交错。

Description

两个双反射面天线的阵列和包括该阵列的卫星
技术领域
本发明涉及一种安装在公共支撑面上的具有两个双反射面天线的阵列和包括该阵列的卫星。本发明适用于空间应用领域，并且具体地，适用于具有长焦距的双反射面天线，并且双反射面天线期望安装在卫星的同一面上。
背景技术
双反射面天线具有：主反射面10、副反射面11、以及位于副反射面11前部的辐射源12。辐射源可以在单频带或多频带模式下，以圆形或线性单极化或者双极化操作。辐射源12发射电磁波照射副反射面11，副反射面11将电磁波反射至主反射面10。然后，电磁波以一个或多个波束的形式，通过主反射面10反射至地球，其在地面上的痕迹根据发射波束的数量而分别形成单个点或多个点覆盖面。
当双反射面天线具有短焦距F时，即当主反射面的焦距F与主反射面的直径D的F/D比在0.8与1.1之间时，例如图1中所示，可以通过将两个双反射面天线各设置在中线13(其将侧面划分为两个区域)的任意一侧，来将两个反射面天线15、25安装在卫星的同一侧面30。然而，这种类型的天线具有降低了的射频性能。
当双反射面天线具有长焦距时，即当F/D比大于1.1时，当前可以仅利用安装在卫星地球面(其中，地球面是卫星向着地球的侧面)的可展开副反射面，而将两个双反射面天线安装在卫星的同一面上。由于卫星的地球面通常打算安装与卫星的总体目的相关的天线和装置，因而这会引起布置问题。此外，这些天线是错综复杂的，并且需要安装用于副反射面的可展开系统，这样增加了成本。
据我们所知，由于副反射面的尺寸，而目前还没有解决如下问题的方法：而将两个双反射面天线布置在卫星的同一面上，其中两个天线中的至少一个具有大于1.1的F/D比。这个问题在于限制了可以安装在卫星上的天线数量，并且因此限制可以执行的任务数量。
发明内容
本发明的目标是克服已知的双反射面天线的缺点，并且实施具有两个双反射面天线的阵列，其中可以将两个双反射面天线的阵列设置在卫星的同一面上，并且使得两个天线的焦距增大；以及保证获得比利用已知的双反射面天线的阵列更高的性能水平。
针对这个目的，本发明涉及一种双反射面天线的阵列，两个天线具有公共支撑面，两个天线安装在公共支撑面上，每个天线具有主反射面、副反射面、和位于相应副反射面前部的至少一个辐射源，每个天线能够产生波束，两个天线在公共支撑面上彼此交错。
有利地，在与两个天线中的两个主反射面相关的两个天线中的两个辐射源和两个副反射面，在公共支撑面上分别彼此交错。
有利地，两个双反射面天线可以具有公共副反射面、和在公共支撑面上彼此交错的辐射源。
或者，两个天线可以具有公共主反射面，并且两个天线中的两个辐射源和两个副反射面在公共支撑面上分别彼此交错。
有利地，两个天线中的至少一个的主反射面具有大于1.1的F/D比，其中，F和D分别是主反射面的焦距和直径。
有利地，两个天线的主反射面可以固定在公共支撑面上，或者可以是可展开的。
本发明还涉及一种卫星，其包括至少一个两个双反射面天线的阵列，两个天线中的公共支撑面是卫星的一个面(具有地，可以是卫星的一个侧面或者地球面)。
附图说明
将参照附图在以下描述中清楚地解释本发明的其它特性和优点，以下描述仅是说明性的，并非限制性的示例，其中：
图1示出了根据现有技术的两个双反射面天线的阵列的一个示例的剖面图；
图2示出了根据本发明的双展开形式的两个双反射面天线的阵列的第一示例的剖面图；
图3示出了根据本发明的单展开形式的两个双反射面天线的阵列的第二示例的剖面图；
图4示出了根据本发明的两个双反射面天线的阵列的第三示例的剖面图，其中主反射面对于两个天线是公共的；
图5示出了卫星的一个示例的图，其中，卫星包括根据本发明的在同一面上的两个天线阵列。
具体实施方式
图2示出了两个双反射面天线阵列15、25，两个天线安装在公共支撑面30上，例如卫星的同一面上，卫星的面可以是例如卫星的侧面或者地球面。每个天线具有：主反射面10、20、副反射面11、21、以及照射相应副反射面的至少一个辐射源12、22。两个天线可以具有相同的尺寸和相同的焦距F，但是这不是必须的。两个双反射面天线15、25在公共支撑面上彼此交错，而不是各设置在公共支撑面30的中线13的任意一侧，因而使得主反射面在公共支撑面上能够彼此靠近。如图2中所示，通过两个天线产生的波束的光学路径26、27彼此交错，光学路径的交错点位于每个天线的主反射面和副反射面之间。因而，在图2中，公共支撑面包括由中线13划分的两个不同的区域35、36，在图2所示的示例中，两个区域35、36分别位于中线13的左侧和右侧。第一双反射面天线15中的辐射源12和副反射面11设置在第二区域36中、中线的右侧，而第一双反射面天线中的主反射面10设置在第一区域35中、中线的左侧。第二双反射面天线25的配置相对于中线13而与第一双反射面天线15对称。从而，对于每个双反射面天线，辐射源和副反射面设置在相对于公共支撑面中线的同一第一区域中，而相应天线的主反射面位于相对于公共支撑面中线与第一区域相对的第二区域中。因而，两个天线中的辐射源12、22彼此交错，并且两个天线中的两个副反射面11、21也彼此交错。这样提供的优点在于，能够将两个天线15、25中的两个主反射面10、20彼此靠近，并且能够使得两个双反射面天线的焦距增大。而且，两个天线中的至少一个可以具有大于1.1的F/D比，其中，F和D分别是天线的主反射面的焦距和直径，主反射面的直径对应于主反射面投射至地球的辐射孔径(aperature)。
两个双反射面天线中的主反射面10、20可以采用固定的方式安装在公共支撑面30中，或者可以采用可展开的方式通过展开系统来安装。
公共支撑面30可以固定在卫星的任意面上，并且具体地可以安装在卫星的侧面53上或者地球面52(即向着地球的面)上。在图5中所示的示例中，卫星50在环绕地球51的轨道上，并且包括安装在地球面52上的天线阵列。
两个双反射面天线15、25可以具有如图2中所示的彼此分开的两个不同的副反射面11、21。或者，两个双反射面天线可以具有如图3中所示的公共副反射面23，和在公共副反射面的焦平面上彼此交错的辐射源。
类似地，两个双反射面天线15、25可以具有如图2中所示的彼此分开的两个不同的主反射面10、20。或者，两个双反射面天线可以具有如图4中所示的公共主反射面24，两个天线15、25中的两个辐射源12、22和两个副反射面11、21分别在公共支撑面30上彼此交错。
尽管已经结合具体的实施例描述了本发明，但是显而易见的是，本发明并不限制于此，并且如果所述装置的等价形式及其组合形式落在本发明的范围内，本发明也包括所述装置的等价形式及其组合形式。

Claims (10)

1.一种两个双反射面天线的阵列，两个双反射面天线具有公共支撑面，所述两个双反射面天线安装公共支撑面上，每个天线具有：主反射面、副反射面、和位于相应副反射面前部的至少一个辐射源，每个天线能够产生波束，其中，所述两个天线在所述公共支撑面上彼此交错。
2.根据权利要求1所述的两个双反射面天线的阵列，其中，与所述两个天线中的两个主反射面相关的所述两个天线中的两个辐射源和两个副反射面，在所述公共支撑面上分别彼此交错。
3.根据权利要求1所述的两个双反射面天线的阵列，其中，所述两个天线具有公共副反射面、和在所述公共支撑面上彼此交错的辐射源。
4.根据权利要求1所述的两个双反射面天线的阵列，其中，所述两个双反射面天线具有公共主反射面，并且其中，所述两个天线中的所述两个辐射源和所述两个副反射面在所述公共支撑面上分别彼此交错。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的两个双反射面天线的阵列，其中，所述两个天线中的至少一个天线的主反射面具有大于1.1的F/D比，其中，F和D分别是所述主反射面的焦距和直径。
6.根据权利要求1至4中的一项所述的两个双反射面天线的阵列，其中，所述两个天线中的主反射面固定在所述公共支撑面上。
7.根据权利要求1至4中的一项所述的两个双反射面天线的阵列，其中，所述两个天线中的所述主反射面是可展开的。
8.一种卫星，其包括至少一个阵列，其中，所述至少一个阵列为根据权利要求1至4中的一项所述的两个双反射面天线的阵列，所述两个天线中的所述公共支撑面是所述卫星的一个面。
9.根据权利要求8所述的卫星，其中，所述卫星的所述一个面是侧面。
10.根据权利要求8所述的卫星，其中，所述卫星的所述一个面是地球面。
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