CN110048223B - 一种c波段高功率天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种C波段高功率天线，包括电源、主控制模块、激励天线和主天线辐射器；所述主控制模块外部包括外壳、控制接口、射频输出接口，内部包括电连接的电池、主控单元、电源管理单元和激励信号放大模块；所述外壳的上部分别开设有控制接口和射频输出接口；所述激励天线有若干组，固定于天线反射板四周上，所述天线反射板下部固定有激励信号线和天线馈线，所述激励信号线与控制接口相接，所述天线馈线与射频输出接口相接；所述激励天线上贴有微带贴片；所述主天线辐射器位于天线基板上，所述天线基板四周设置有波导孔。本发明的激励天线辐射效率高，功率大小。

Description

一种C波段高功率天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种C波段高功率天线。
背景技术
目前C波段高功率天线是采用金属制作的微带天线、喇叭天线、反射面天线；微带天线采用聚四氟乙烯材料作为基板材料，利用铜层贴片作为辐射器，这种天线可承受的功率不高；喇叭天线采用喇叭形式，这种天线单位增益需要更大的体积，辐射效率较低；反射面天线使用喇叭天线作为馈源，然后利用反射面进行聚焦提高增益，这情况下体积变得非常大。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种C波段高功率天线。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种C波段高功率天线，包括电源、主控制模块、激励天线和主天线辐射器；所述主控制模块外部包括外壳，所述外壳的上部分别开设有控制接口和射频输出接口，所述控制接口连接激励信号线的一端，所述射频输出接口连接天线馈线的一端；所述主控制模块内部包括电连接的电池、主控单元、电源管理单元和激励信号放大模块；所述外壳的上部分别开设有控制接口和射频输出接口；所述激励天线有若干组，固定于天线反射板四周上，所述激励天线与激励信号线的另一端相连，所述激励信号线与控制接口相接，所述天线馈线与射频输出接口相接；所述主天线辐射器位于天线基板上，所述天线基板四周设置有波导孔；所述主天线辐射器和天线反射板上与天线馈线另一端相连。
作为优选方案，所述电源包括电池和电源管理单元。
作为优选方案，所述主控单元包括电连接的主控芯片、接口芯片、射频模块、稳压模块、存储模块；所述主控芯片与接口芯片通信功能引脚进行连接，所述接口芯片与控制接口电连接；所述射频模块与主控芯片的射频控制引脚连接，所述射频模块与射频输出接口电连接；所述稳压模块与主控芯片、接口芯片、射频模块、存储模块的电源引脚连接；所述存储模块与主控芯片的数据输出和地址控制引脚链接。
作为优选方案，所述主控芯片的型号为TMS320，所述接口芯片采用MAX232、PL203、AHRER8300三种系列芯片负责RS232\USB\RJ45网口的通信接口，所述射频模块包括AD9631数字射频芯片和HS1007X数字AP功放芯片，所述稳压模块采用凌特稳压芯片，所述存储模块为B25L512PLUS8001存储芯片。
作为优选方案，所述激励天线包括激励天线基带板，所述激励天线基带板前部贴有若干组首尾相接的“匚”形微带贴片，后部贴有一整块矩形微带贴片所述“匚”形微带贴片和矩形微带贴片均采用双极化天线形式；所述矩形微带贴片连接两个并联的电阻，所述电阻另一端连接有2个并联的电容；所述激励天线基带板前部下方设有激励信号线接口，后部下方设有激励天线地线接口；所述激励信号线接口连接激励信号线，所述激励天线地线接口连接激励天线地线，所述激励天线地线与电容相连。
作为优选方案，所述主天线辐射器采用金属铜材质，所述天线反射板采用铝合金板，所述天线基板采用聚四氟乙烯材料。
作为优选方案，所述天线反射板和主天线辐射器之间的介质采用空气填充。
作为优选方案，所述主天线辐射器包括电连接的辐射器、RC电路、微带天线和谐振器，所述辐射器分别与微带天线和谐振器相连，所述RC电路与谐振器相连。
作为优选方案，所述天线馈线包括外面的屏蔽层和里面的线芯，所述屏蔽层与反射板相接，所述线芯与RC电路相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的激励天线在天线反射板上四周分布，天线基板上四周设置的波导孔，可以对空间电磁场起到一定的限制，从而增加能量在前向的聚集，提高辐射效率，增加天线方向图的稳定性；天线辐射器采用了RC电路与微带天线结合的形式，并辅以谐振器，可得到大功率的天线；本发明的馈电形式采用微带同轴线过度，可以外接波导或波导同轴转接头，体积较小。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明整体结构的后视图；
图3是本发明主控模块内部的结构示意图；
图4是本发明激励天线的主视图；
图5是本发明激励天线的后视图。
图中：2主控制模块，201外壳，202控制接口，203射频输出接口，204电池，205主控单元，2051主控芯片，2052接口芯片，2053射频模块，2054稳压模块，2055存储模块，206电源管理单元，207激励信号放大模块，3激励天线，301激励天线基带板，3021“匚”形微带贴片，3022矩形微带贴片，303电阻。304电容，305激励信号线接口，306激励天线地线接口，4主天线辐射器，401辐射器，402RC电路，403微带天线，404谐振器，5天线反射板，6天线基板，7激励信号线，8天线馈线。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1至5所示，一种C波段高功率天线，包括电源、主控制模块2、激励天线3和主天线辐射器4；所述主控制模块2外部包括外壳201，所述外壳201的上部分别开设有控制接口202和射频输出接口203，所述控制接口202连接激励信号线7的一端，所述射频输出接口203连接天线馈线8的一端；所述主控制模块内部包括电连接的电池204、主控单元205、电源管理单元206和激励信号放大模块207；外壳201主要提供主要的安装孔位和安装空间；电池204是12V锂电池，主要为主控单元205和激励信号放大模块207提供直流稳压电源；电源管理单元206主要实现电池204的充放电管理；激励信号放大模块207主要是将主控单元205的激励信号进行功率放大，将激励天线3的激励作用进行放大。
电池204和电源管理单元206组成电源；所述外壳201的上部分别开设有控制接口202和射频输出接口203；所述控制接口202与激励信号线7一端相接，所述射频输出接口203与天线馈线8一端相接；所述主控单元205包括电连接的主控芯片2051、接口芯片2052、射频模块2053、稳压模块2054、存储模块2055，所述接口芯片2052与控制接口202电连接，所述射频模块2053与射频输出接口203电连接；所述主控芯片2051的型号为TMS320，主要用来运行主控程序；所述接口芯片2052采用MAX232、PL203、AHRER8300三种系列芯片负责RS232\USB\RJ45网口的通信接口，主控芯片2051与接口芯片2052通信功能引脚进行连接，主要实现TTL电平串口、USB串口、RS232和RS485串口通信；射频模块2053与主控芯片2051的射频控制引脚连接，主要包括AD9631数字射频芯片和HS1007X数字AP功放芯片部分；所述稳压模块2054采用凌特稳压芯片，稳压模块2054与主控芯片2051、接口芯片2052、射频模块2053、存储模块2055的电源引脚连接，提供稳定电压，将波动较大的高压转变为去除纹波的低压；存储模块2055主要与主控芯片2051的数据输出和地址控制引脚链接，主要包括B25L512PLUS8001存储芯片，存储模块2055主要作用是存储部分关键参数，包括历史发射频点、时间、功率设置等日志。
所述激励天线3有若干组，固定于天线反射板5四周上，所述激励天线3包括激励天线基带板301，所述激励天线基带板301前部贴有若干组首尾相接的“匚”形微带贴片3021，后部贴有一整块矩形微带贴片3021所述“匚”形微带贴片3021和矩形微带贴片3021均采用双极化天线形式；所述矩形微带贴片3021连接两个并联的电阻303，所述电阻303另一端连接有2个并联的电容304；所述激励天线基带板301前部下方设有激励信号线接口305，后部下方设有激励天线地线接口306；所述激励信号线接口305连接激励信号线7，各组激励天线3上的激励信号线7汇集成一束并与控制接口202相连；所述激励天线地线接口306连接激励天线地线，所述激励天线地线与电容304相连。
所述主天线辐射器4位于天线基板6上，所述天线基板6四周设置有波导孔601；所述主天线辐射器4采用金属铜材质，所述天线反射板5采用铝合金板，所述天线基板6采用聚四氟乙烯材料；所述天线反射板5和主天线辐射器4之间的介质采用空气填充；所述主天线辐射器4包括电连接的辐射器401、RC电路402、微带天线403和谐振器404，所述辐射器401分别与微带天线403和谐振器404相连，所述RC电路402与谐振器404相连；辐射器401的作用是通过切割表面电流形成辐射，RC电路402主要作用对其上的高频信号进行带通滤波，微带天线403主要用于改善信号的带宽边缘特性，铝制的谐振器404主要作用是对信号进行末级自激谐振；所述天线馈线8包括外面的屏蔽层和里面的线芯，所述屏蔽层与反射板5相接，所述线芯与RC电路402相连。
工作过程如下：
当主天线辐射器4进行工作时，主天线辐射器4上的天线馈线8与辐射信号连接，激励信号线7上的激励信号作用到激励天线3上；激励天线3由于自身表面电流产生的进场电磁场对主天线辐射器4靠近激励天线3的区域产生近场作用，改变主天线辐射器4上所靠近区域的表面电流分布。
主天线辐射器4的辐射方向图是由微带天线403的表面电流影响的，所以激励天线3改变所靠近天线表面电流，将改变主天线辐射器4的辐射方向图。
激励信号由主控单元205控制，可以进行各种周期性的变化，当周期性的激励信号作用到激励天线3时，主天线辐射器4上的表面电流分布就会产生周期性的影响变化，从而使主天线辐射器4的辐射方向图产生周期性的变化。
主天线辐射器4辐射方向图周期性的变化就形成对空间的周期性扫描。
主控单元205的激励信号频率范围在几百赫兹频段，与主天线辐射器4的几赫兹的辐射信号相差很远，不会对主天线辐射器4的通信信号本身产生影响。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述具体实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述具体实施方式，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种C波段高功率天线，其特征在于：包括电源、主控制模块（2）、激励天线（3）和主天线辐射器（4）；所述主控制模块（2）外部包括外壳（201），所述外壳（201）的上部分别开设有控制接口（202）和射频输出接口（203），所述控制接口（202）连接激励信号线（7）的一端，所述射频输出接口（203）连接天线馈线（8）的一端；所述主控制模块（2）内部包括电连接的电池（204）、主控单元（205）、电源管理单元（206）和激励信号放大模块（207）；所述激励天线（3）有若干组，固定于天线反射板（5）四周上，所述激励天线（3）与激励信号线（7）另一端相连；所述主天线辐射器（4）位于天线基板（6）上，所述天线基板（6）四周设置有波导孔（601），所述主天线辐射器（4）和天线反射板（5）上与天线馈线（8）另一端相连。
2.根据权利要求1所述的C波段高功率天线，其特征在于：所述电源包括电池（204）和电源管理单元（206）。
3.根据权利要求1所述的C波段高功率天线，其特征在于：所述主控单元（205）包括电连接的主控芯片（2051）、接口芯片（2052）、射频模块（2053）、稳压模块（2054）、存储模块（2055）；所述主控芯片（2051）与接口芯片（2052）通信功能引脚进行连接，所述接口芯片（2052）与控制接口（202）电连接；所述射频模块（2053）与主控芯片（2051）的射频控制引脚连接，所述射频模块（2053）与射频输出接口（203）电连接；所述稳压模块（2054）与主控芯片（2051）、接口芯片（2052）、射频模块（2053）、存储模块（2055）的电源引脚连接；所述存储模块（2055）与主控芯片（2051）的数据输出和地址控制引脚链接。
4.根据权利要求3所述的C波段高功率天线，其特征在于：所述主控芯片（2051）的型号为TMS320，所述接口芯片（2052）采用MAX232、PL203、AHRER8300三种系列芯片负责RS232USBRJ45网口的通信接口，所述射频模块（2053）包括AD9631数字射频芯片和HS1007X数字AP功放芯片，所述稳压模块（2054）采用凌特稳压芯片，所述存储模块（2055）为B25L512PLUS8001存储芯片。
5.根据权利要求1所述的C波段高功率天线，其特征在于：所述激励天线（3）包括激励天线基带板（301），所述激励天线基带板（301）前部贴有若干组首尾相接的“匚”形微带贴片（3021），后部贴有一整块矩形微带贴片（3022），所述“匚”形微带贴片（3021）和矩形微带贴片（3022）均采用双极化天线形式；所述矩形微带贴片（3022）连接两个并联的电阻（303），所述电阻（303）另一端连接有2个并联的电容（304）；所述激励天线基带板（301）前部下方设有激励信号线接口（305），后部下方设有激励天线地线接口（306）；所述激励信号线接口（305）连接激励信号线（7），所述激励天线地线接口（306）连接激励天线地线，所述激励天线地线与电容（304）相连。
6.根据权利要求1所述的C波段高功率天线，其特征在于：所述主天线辐射器（4）采用金属铜材质，所述天线反射板（5）采用铝合金板，所述天线基板（6）采用聚四氟乙烯材料。
7.根据权利要求1所述的C波段高功率天线，其特征在于：所述天线反射板（5）和主天线辐射器（4）之间的介质采用空气填充。
8.根据权利要求1所述的C波段高功率天线，其特征在于：所述主天线辐射器（4）包括电连接的辐射器（401）、RC电路（402）、微带天线（403）和谐振器（404），所述辐射器（401）分别与微带天线（403）和谐振器（404）相连，所述RC电路（402）与谐振器（404）相连。
9.根据权利要求1所述的C波段高功率天线，其特征在于：所述天线馈线（8）包括外面的屏蔽层和里面的线芯，所述屏蔽层与反射板（5）相接，所述线芯与RC电路（402）相连。
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