CN105161862B - 一种一体化六频段多用途复合馈源 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体化六频段多用途复合馈源，包括：反射板、L/S振子、X频段喇叭和Ku/K/Ka频段喇叭；四个所述X频段喇叭以天线视轴为中心对称设置，所述Ku/K/Ka频段喇叭嵌设于该四个X频段喇叭的对称中心，所述Ku/K/Ka频段喇叭与所述X频段喇叭共用喇叭壁；所述X频段喇叭周围环设有4个所述反射板，且相邻两个所述X频段喇叭的中心轴线所在的平面与所述反射板平行；所述L/S振子垂直安装在所述反射板上，且垂直该反射板的方向上长度为22‑26mm。

Description

一种一体化六频段多用途复合馈源

技术领域

本发明涉及反射面天线技术领域，具体地，涉及一种一体化六频段多用途复合馈源。

背景技术

天线馈源是指连续口径天线或天线阵的初级辐射器，波纹喇叭因其方向图对称性好、旁瓣低、频带较宽等优点而得到广泛应用。

由于自动跟踪的需要，通常有组合型喇叭。以天线视轴为中心对称设置四个相同喇叭，收、发通信同时使用，四个喇叭接收信号振幅之和称为和信号(即天线主波束，“和波束”)，由左右两个喇叭接收的振幅值之差称为方位角差信号，上下两个喇叭接收的振幅值之差称为俯仰差信号。差信号即可作为动跟踪驱动天线的方位俯仰控制信号，两个差信号为零时即为对准目标的标志(此时和信号为最大值)。

五喇叭方式是在四喇叭中间视轴位置增设通信专用喇叭，周围四个喇叭为跟踪专用，它只接收信标信号，解决了四喇叭偏置度在通信时要求稳定，在跟踪时要求灵敏的矛盾，较易达到最佳设计。这种方式广泛用于遥控、遥测、自动跟踪和雷达天线中。

目前，公知的用于自动跟踪天线系统的馈源，大多只工作在一个频段或二个频段。用四喇叭、五喇叭或T21模喇叭等形成同一频段的“和波束”和“差波束”，用于自动跟踪。它的缺点是：跟踪需要的频段和传输信号的频段是同一频段内，跟踪的目的是为了对准传输。为了传输六个频段的不同信号，需要在同一个天线上实现六频段传输，本发明就是为此需要而产生。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种一体化六频段多用途复合馈源，通过一体化设计将六个频段复合到一起，具有相同的辐射方向，可以照射到同一个天线副反射器。

根据本发明提供的一种一体化六频段多用途复合馈源，包括：反射板、L/S振子和一体化喇叭；

所述一体化喇叭包括X频段喇叭和Ku/K/Ka频段喇叭，其中，四个所述X频段喇叭以天线视轴为中心对称设置，所述Ku/K/Ka频段喇叭嵌设于该四个X频段喇叭的对称中心，所述Ku/K/Ka频段喇叭与所述X频段喇叭共用喇叭壁；

所述X频段喇叭周围环设有4个所述反射板，且相邻两个所述X频段喇叭的中心轴线所在的平面与所述反射板平行；

所述L/S振子垂直安装在所述反射板上，且垂直该反射板的方向上长度为22-26mm。

作为一种优化方案，所述Ku/K/Ka频段喇叭的开口面积占四个所述反射板围成的馈源开口总面积的1/8以下。

作为一种优化方案，所述Ku/K/Ka频段喇叭为圆形喇叭，所述X频段喇叭为方形喇叭。

作为一种优化方案，所述Ku/K/Ka频段喇叭的开口直径为20-30mm，4个所述X频段喇叭构成的馈源开口边长为90-100mm，其中每个所述X频段喇叭的边长为45-50mm。

作为一种优化方案，所述Ku/K/Ka频段喇叭为方形喇叭，所述X频段喇叭为圆形喇叭。

作为一种优化方案，所述Ku/K/Ka频段喇叭的开口边长为20-30mm，每个所述反射板与两个所述X频段喇叭连接，4个所述反射板构成的馈源开口边长为90-100mm，其中每个所述X频段喇叭的直径为45-50mm。

作为一种优化方案，每个所述反射板上设有至少一个所述L/S振子，所述L/S振子为圆柱形的实心或空心金属柱体。

作为一种优化方案，每个所述反射板上设有至少一个所述L/S振子，所述L/S振子为棱柱形的实心或空心金属柱体。

作为一种优化方案，所述反射板、L/S振子和一体化喇叭均为相同的金属良导体材料。

作为一种优化方案，所述L/S振子靠近所述反射板的一端用同轴SMA插座馈电；

所述X频段喇叭和Ku/K/Ka频段喇叭分别用波导网络相连馈电；

所述反射板起接地作用。

作为一种优化方案，所述Ku/K/Ka频段喇叭与所述X频段喇叭的共用喇叭壁的壁厚为1mm。

本发明一体化六频段复合馈源，通过一体化设计将六个频段复合到一起，具有相同的辐射方向，可以照射到同一个天线副反射器，优化了馈源不同频段的辐射性能。解决了一般六个频段不能同用一个副反射器的问题，同时也取得了多频段馈源电性能优良的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是可选实施例中的一种一体化六频段多用途复合馈源结构示意图；

图2是可选实施例中的一种一体化六频段多用途复合馈源截面示意图。

图中，1-L/S振子，2-X频段喇叭，3-Ku/K/Ka频段喇叭,4-反射板,5-SMA插座。

具体实施方式

下文结合附图以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在本发明提供的一种一体化六频段多用途复合馈源的实施例中，如图1所示，包括：反射板4、L/S振子1和一体化喇叭；

所述一体化喇叭包括X频段喇叭2和Ku/K/Ka频段喇叭3，其中，四个所述X频段喇叭2以天线视轴为中心对称设置，所述Ku/K/Ka频段喇叭3嵌设于该四个X频段喇叭2的对称中心，所述Ku/K/Ka频段喇叭3与所述X频段喇叭2共用喇叭壁

所述X频段喇叭2周围环设有4个所述反射板4，且相邻两个所述X频段喇叭2的中心轴线所在的平面与所述反射板4平行；

所述L/S振子1垂直安装在所述反射板4上，且垂直该反射板4的方向上长度为22-26mm。

作为一种实施例，所述L/S振子1靠近所述反射板4的一端用同轴SMA插座5馈电；

所述X频段喇叭2和Ku/K/Ka频段喇叭3分别用波导网络相连馈电；

所述反射板4起接地作用。

作为一种实施例，所述Ku/K/Ka频段喇叭3与所述X频段喇叭2的共用喇叭壁的壁厚为1mm。在实际应用中，各个喇叭口的共用壁控制在1mm能够有效提高馈源性能。

本实施例采用了一体化复合喇叭的技术方案。该馈源结构中，四个X频段喇叭2和Ku/K/Ka喇叭共用交接部分喇叭壁，四个L/S振子1接地板共用四个X频段喇叭2壁，该馈源整体结构采用相同材料一体化加工制造，结构紧凑，体积小。

作为一种实施例，所述Ku/K/Ka频段喇叭3为圆形喇叭，所述X频段喇叭2为方形喇叭。

本实施例中，图1提供的一种一体化六频段多用途复合馈源包括：一体化喇叭和四个L/S频段辐射振子，一体化喇叭的中央部分是Ku、K、Ka三频段复用圆喇叭，四周是四个X频段和差波束复用方喇叭，五个喇叭一体化设计、加工，四个方喇叭的外壁也是四个L/S频段辐射振子的接地板，四周设置的L/S频段的振子合成圆极化波束。图1中每个反射面设置有两个L/S振子1，且两个L/S振子1之间连接固定，有利于加强L/S振子1的安装强度。本实施例中L/S振子1仅限定其长度，对其数量、粗细以及空心还是实心均不限定，可以根据实际需要进行选择替换方案。但实际应用中通常将L/S振子1设置较粗。

作为一种L/S振子1的实施例，每个所述反射板4上设有至少一个所述L/S振子1，所述L/S振子1为圆柱形的实心或空心金属柱体。

作为L/S振子1的另一种实施例，每个所述反射板4上设有至少一个所述L/S振子1，所述L/S振子1为棱柱形的实心或空心金属柱体。

四个X频段方喇叭形成了“自动跟踪需要的和波束”、“差波束”及“发射数据需要的和波束”，同时用四个频分器实现高隔离度的发射通道在和波束中的传输。

四个L/S振子1合成L/S频段圆极化的天线馈源，用以向天线反射面辐射L频段和S频段的电磁波。四个X频段喇叭2产生X频段3个频率通道，完成“天线跟踪需要的和差波束”和“发射数据信号需要的和波束”。一体化馈源中间圆喇叭能够同时辐射Ku、K、Ka三个频段的微波信号。多个喇叭一体化设计加工，确保了各个频段辐射性能，减少了馈源喇叭之间的遮挡。所述反射板4、L/S振子1和一体化喇叭均为相同的金属良导体材料。该金属良导体材料可以是铝、铜、银或金属合金等导电能力较强的金属材料。本实施例中的一体化六频段多用途复合馈源可以应用于各种多频段的卫星天线系统中。

作为一种实施例，所述Ku/K/Ka频段喇叭3的开口面积占四个所述反射板4围成的馈源开口总面积的1/8以下。为了降低喇叭相互嵌设而对喇叭形状造成的影响，所述Ku/K/Ka频段喇叭3的开口尽量使用小孔径。

作为一种实施例，所述Ku/K/Ka频段喇叭3的开口直径为20-30mm，4个所述X频段喇叭2构成的馈源开口边长为90-100mm，其中每个所述X频段喇叭2的边长为45-50mm。本发明中不论X频段喇叭2和Ku/K/Ka频段喇叭3的形状如何选择，反射板4均围成正方形且每个反射板4接触两个X频段喇叭2的喇叭壁。

一种实施例中一体化六频段多用途复合馈源的满足：工作频段：L、S、X、Ku、K、Ka，波束在±29°范围内锥削-12dB，旁瓣小于-25dB，交叉极化小于-20dB。喇叭尺寸在100mm×100mm内。

本发明实施例中，一种一体化喇叭的尺寸为92mm×92mm，中央圆形喇叭的直径为25mm，四周的四个L/S振子1长度为24mm；四周的L/S振子1通过同轴高频电缆连接具有移相功能的网络，实现L/S频段的圆极化辐射。四个X频段喇叭2后连接波导网络，实现自动跟踪用“和波束”“差波束”，以及发射用不同频率的和波束。中央圆形喇叭后连接波导网络实现Ku、K、Ka三个频率的分离。本发明实施例的一体化六频段复合馈源方向图在规定的不同频率都能较好地满足了工程应用的需要。

作为一体化喇叭的另一种实施例，所述Ku/K/Ka频段喇叭3为方形喇叭，所述X频段喇叭2为圆形喇叭。方形的所述Ku/K/Ka频段喇叭3的开口边长为20-30mm，每个所述反射板4与两个所述X频段喇叭2连接，4个所述反射板4构成的馈源开口边长为90-100mm，其中每个所述X频段喇叭2的直径为45-50mm。

本发明一体化六频段多用途复合馈源，通过一体化设计将共用喇叭壁的结构尺寸最薄处控制在1mm，以优化喇叭的辐射性能。这解决了一般多个喇叭组合存在的偏焦问题，同时也取得了馈源喇叭电性能优良的有益效果。本发明一体化六频段多用途复合馈源，六个频段都达到了馈源喇叭的照射要求，一体化喇叭尺寸小，减少了馈源的辐射遮挡，较好地满足了型号的需要。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，包括：反射板、L/S振子和一体化喇叭；

所述一体化喇叭包括X频段喇叭和Ku/K/Ka频段喇叭，其中，四个所述X频段喇叭以天线视轴为中心对称设置，所述Ku/K/Ka频段喇叭嵌设于该四个X频段喇叭的对称中心，所述Ku/K/Ka频段喇叭与所述X频段喇叭共用喇叭壁；

所述X频段喇叭周围环设有4个所述反射板，且相邻两个所述X频段喇叭的中心轴线所在的平面与所述反射板平行；

所述L/S振子垂直安装在所述反射板上，且在垂直该反射板的方向上长度为22-26mm；

四周的L/S振子通过同轴高频电缆连接具有移相功能的网络，实现L/S频段的圆极化辐射。

2.根据权利要求1所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，所述Ku/K/Ka频段喇叭的开口面积占四个所述反射板围成的馈源开口总面积的1/8以下。

3.根据权利要求1所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，所述Ku/K/Ka频段喇叭为圆形喇叭，所述X频段喇叭为方形喇叭。

4.根据权利要求3所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，所述Ku/K/Ka频段喇叭的开口直径为20-30mm，4个所述X频段喇叭构成的馈源开口边长为90-100mm，其中每个所述X频段喇叭的边长为45-50mm。

5.根据权利要求1所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，所述Ku/K/Ka频段喇叭为方形喇叭，所述X频段喇叭为圆形喇叭。

6.根据权利要求5所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，所述Ku/K/Ka频段喇叭的开口边长为20-30mm，每个所述反射板与两个所述X频段喇叭连接，4个所述反射板构成的馈源开口边长为90-100mm，其中每个所述X频段喇叭的直径为45-50mm。

7.根据权利要求1所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，每个所述反射板上设有至少一个所述L/S振子，所述L/S振子为圆柱形的实心或空心金属柱体。

8.根据权利要求1所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，每个所述反射板上设有至少一个所述L/S振子，所述L/S振子为棱柱形的实心或空心金属柱体。

9.根据权利要求1所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，所述反射板、L/S振子和一体化喇叭均为相同的金属良导体材料。

10.根据权利要求1所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，所述L/S振子通过SMA插座馈电；

所述X频段喇叭和Ku/K/Ka频段喇叭分别通过波导网络相连馈电；

所述反射板起接地作用。

11.根据权利要求1所述的一体化六频段多用途复合馈源，其特征在于，所述Ku/K/Ka频段喇叭与所述X频段喇叭的共用喇叭壁的壁厚为1mm。