CN110474145A - 一种新型低pim伞状天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型低PIM伞状天线，该天线作为一种复杂结构体天线，由多个部件组成，通过多种创新设计在保证天线辐射性能的同时也实现了低PIM性能。本发明伞状天线视场范围内的部件包括螺旋馈源、限肋器、馈源支撑结构和反射器。对螺旋馈源、限肋器和馈源支撑筒三种部件给出了低PIM设计，对于反射器给出了天线肋的最低数量和金属网的缝制方式，解决了金属网的连接非线性，对于天线视场范围内的PIM源给出了取消或屏蔽的方式，按照本发明的方式，能够考虑到的可能会产生PIM的源基本上被抑制或降低。经过计算，天线的无源互调性能要求在6路功率20W时，无源交调产物不应高于‑130dBm，这是其它同类型天线所不具有的。

Description

一种新型低PIM伞状天线

技术领域

本发明涉及一种新型低PIM伞状天线，属于天线、微波技术领域。

背景技术

无源互调(Passive Intermodulation)是微波无源部件在大功率条件下，因非线性产生互调产物的现象。PIM产物落在接收频带内，从而对接收系统形成干扰噪声，降低接收系统的灵敏度，影响系统正常工作。无源互调产物的功率电平随载波功率电平的增加而增大，随着无源互调阶数的增加而减小。同时，无源互调产物的功率电平还受时间和温度的影响。这是通信卫星天线需要解决的关键性技术。为了保证天线的接收性能，所以对于伞状天线提出了低PIM要求。而传统的伞状天线只考虑了天线的辐射性能而不考虑天线的PIM性能，使得很难实现收发共用的功能。所以需要通过多种创新设计来实现低PIM性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术不足，提供了一种新型低PIM伞状天线。通过对天线视场范围内的部件均需进行低PIM设计和取消或屏蔽伞状天线视场范围内的PIM源的方法实现了对于这种复杂结构体天线的低PIM性能。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种新型低PIM伞状天线，包括：螺旋馈源、限肋器、馈源支撑结构、反射器、伸展臂组件、转动机构、空间展开机构、铰链支撑结构、双工器组件；

反射器，包括金属网和天线肋；金属网均匀铺设在天线肋上，接收和发射信号；

螺旋馈源通过馈源支撑结构安装在空间展开机构的正面；反射器的天线肋均匀安装在空间展开机构上；双工器组件安装在空间展开机构的背面；

空间展开机构与伸展臂组件的一端相连，伸展臂组件的另一端与铰链支撑结构连接；铰链支撑结构与舱板连接；铰链支撑结构上安装有转动机构；

铰链支撑结构上的转动机构能够带动伸展臂组件转动，实现伸展臂组件的收起和展开；

反射器的天线肋在空间展开机构的作用下展开到位并自锁，反射器的金属网形成反射器形状，完成天线展开，从而达到天线工作状态；反射器的天线肋在不工作状态下，收起通过固定在馈源上的限肋器，进行收拢固定；

螺旋馈源通过收发馈电电缆与双工器组件连接；

在天线工作状态下，天线接收信号时，反射器接收到的射频信号通过螺旋馈源馈入，经过收发馈电电缆，送至双工器组件，双工器组件将射频信号送至外部天线接收机；天线发射信号时，双工器组件接收外部发射机送来的大功率射频信号，通过收发馈电电缆送至天线馈源，通过发射器发射至空间；

优选的，螺旋馈源内导体、外导体均采用一体化加工，

优选的，馈源支撑结构为圆锥体支撑筒，由kevlar铺设而成；圆锥体支撑筒上缝制金属网屏蔽住空间展开机构，圆锥体支撑筒上缝制的金属网采用镀金钼丝，在缝制金属网边缘过程中要求不能有搭接、皱褶，金属网面要求平整，

优选的，圆锥体支撑筒上的屏蔽网和天线肋上缝制的作为反射面的金属网不能有搭接，用Kevlar带子隔开；

优选的，限肋器材料为铝，采用一体化加工；

优选的，反射器的天线肋在空间展开机构的作用下展开后，金属网不出现起皱打折；

优选的，金属网，材料为镀金钼丝网；

优选的，反射器缝制时，将金属网分为多块，两根天线肋之间缝制一块金属网，天线肋缝金属网的位置铺设介质隔离带，并给金属网加载预紧力，使金属网面平整；

优选的，缝制在天线肋两侧的金属网，互相之间不连接；

优选的，处于辐射场内的天线馈源和馈源支撑结构均不包裹隔热层。

优选的，螺旋馈源，具体为：螺旋馈源采用背射螺旋天线。螺旋线设计时和内导体直径一致，采用铍青铜丝一体化加工而成，引向板和外导体材料为黄铜，也要求一体化加工。螺旋线支撑筒材料为Kevlar，与引向板之间采用介质螺钉进行连接，螺旋线支撑筒上设计了翅片，螺旋线也采用介质螺钉固定在翅片上。整个螺旋馈源没有采用铁磁性材料，也没有螺接结构(非线性的点)，PIM性能良好；

优选的，限肋器，具体为：限肋器材料为铝，采用整个铝块一体化加工而成，与螺旋线支撑筒之间采用介质螺钉连接，没有螺接，粘接等非线性连接，PIM性能良好；

优选的，馈源支撑结构，具体为：馈源支撑结构为壁厚为3mm的空心锥状圆筒，由kevlar铺设而成，与螺旋馈源之间采用介质螺钉连接，没有使用金属螺钉连接，PIM性能良好；

优选的，反射器，具体为：反射器由金属网和天线肋构成，天线肋共有12根，由碳纤维复合材料铺设而成。金属网材料为镀金钼丝网，镀金钼丝本身具有低PIM性能，使得反射器满足低PIM的要求。反射器缝制时，将金属网分为12块缝制在12根天线肋之间，给天线肋缝网位置铺设介质隔离带，并给金属网加载了足够的预紧力，保证金属网面平整。这样每块金属网缝制在天线肋两侧，互相之间不连接，这样避免了连接的非线性。反射器PIM性能良好。

优选的，伸展臂组件，具体为：伸展臂材料为碳纤维复合材料，要求有足够的刚度；

优选的，转动机构，具体为：转动机构为金属件，包含有电机，分为第一级转动机构和第二级转动机构，第一级转动机构安装在伸展臂和铰链支撑结构连接部位，第二级转动机构安装在伸展臂和空间展开机构的连接部位，用来实现伞状天线的第一级和第二级展开；

优选的，空间展开机构，具体为：空间展开机构为金属件，包含有电机，上面有12个连接螺杆，连接反射器的12根天线肋，其作用是实现反射器的收拢展开；

优选的，铰链支撑结构，具体为：铰链支撑结构材料为碳纤维复合材料，与卫星舱板和伸展臂连接，上面安装有第一级转动机构；

优选的，双工器组件，具体为：双工器组件材料为铝，可以传输两路不同频率的射频信号，实现收发共用，PIM性能良好。

优选的，卫星舱板上还设置有锁紧释放机构，安装在卫星舱板上，用于锁住伸展臂组件，实现将天线锁定在卫星舱板上。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明给出了伞状天线的螺旋馈源、限肋器和馈源支撑筒的低PIM设计方法。螺旋馈源采用背射螺旋天线。螺旋线设计时和内导体直径一致，采用铍青铜丝一体化加工而成，引向板和外导体材料为黄铜，也要求一体化加工。螺旋线支撑筒材料为Kevlar，与引向板之间采用介质螺钉进行连接，螺旋线支撑筒上设计了翅片，螺旋线也采用介质螺钉固定在翅片上。限肋器材料为铝，采用整个铝块一体化加工而成。：馈源支撑结构为壁厚为3mm的空心锥状圆筒，由kevlar铺设而成。这3个部件均没有使用铁磁性材料，其中的金属零件也没有螺接或粘接连接。3个部件之间的连接采用的也全部是介质螺钉。没有使用金属螺钉，这样避免了材料的非线性和连接的非线性，整个组件之中没有PIM源，获得了良好的PIM性能。

(2)本发明给出了天线肋的最低数量和金属网的缝制方法，解决了金属网的连接非线性。伞状天线反射器采用12根天线肋，在天线肋上铺设金属网的方案。天线肋越多，金属网绷得越紧，不会出现起皱打折，同类天线设计时天线肋数量不能低于12根。天线反射器采用金属网，材料为镀金钼丝网，镀金钼丝本身具有低PIM性能，使得反射器满足低PIM的要求。反射器缝制时，将金属网分为12块缝制在12根天线肋之间，给天线肋缝网位置铺设介质隔离带，并给金属网加载了足够的预紧力，保证金属网面平整。这样每块金属网缝制在天线肋两侧，互相之间不连接，这样避免了连接的非线性。反射器PIM性能良好。

(3)本发明提出了对天线视场范围内的PIM源的解决方法。多层隔热层为PIM源，处于辐射场内的天线馈源和馈源支撑结构均不采取热控措施，不铺设多层隔热层。伞状天线设计时经过分析认为第三级展开机构是一个重要的PIM源，为了提高天线的PIM性能，且不能影响天线肋展开，所以采用在支撑筒上缝制金属网屏蔽住第三级展开机构，金属网采用镀金钼丝，在缝制过程中要求不能有搭接、皱褶，金属网面要求尽量平整。馈源支撑结构中心的金属网采用尼龙搭扣固定在支撑筒内壁，馈源支撑结构侧面的金属网采用尼龙搭扣固定在支撑筒外壁和天线肋上。屏蔽网和天线肋缝制时和反射面金属网与天线肋不能有搭接，要求用Kevlar带子隔开。火工品是PIM源，伞状天线火工品起爆后不能遗留在天线视场范围内。这样天线视场内的PIM源均被屏蔽和移除，不会有新的PIM源，不会影响天线PIM性能。

(4)本发明能够考虑到的可能会产生PIM的源基本上被抑制或降低。经过计算，天线的无源互调性能要求在6路功率20W时，无源交调产物不应高于-130dBm，这是其它同类型天线所不具有的。伞状天线在西安分院天线所紧缩场内进行了常温常压下PIM性能测试，测试功率为2路16W功率和2路20W功率，测试PIM阶数为17阶。2路16W功率时天线PIM值最大为-138.0dBm，2路20W功率时天线PIM值最大为-137.1dBm。中星1C卫星发射成功后，对伞状天线进行了在轨PIM性能测试，测试结果天线PIM值低于-140dBm。

附图说明

图1是本发明的伞状天线结构示意图；

图2是本发明的螺旋馈源结构示意图；

图3是本发明的馈源支撑结构示意图；

图4是本发明的限肋器结构示意图；

图5是本发明的金属网缝制示意图；

图6为本发明的屏蔽网结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明公开了一种新型低PIM伞状天线，该天线作为一种复杂结构体天线，由多个部件组成，通过多种创新设计在保证天线辐射性能的同时也实现了低PIM性能。本发明伞状天线视场范围内的部件包括螺旋馈源、限肋器、馈源支撑结构和反射器。对螺旋馈源、限肋器和馈源支撑筒三种部件给出了低PIM设计，对于反射器给出了天线肋的最低数量和金属网的缝制方式，解决了金属网的连接非线性，对于天线视场范围内的PIM源给出了取消或屏蔽的方式，按照本发明的方式，能够考虑到的可能会产生PIM的源基本上被抑制或降低。经过计算，天线的无源互调性能要求在6路功率20W时，无源交调产物不应高于-130dBm，这是其它同类型天线所不具有的。

本发明一种新型低PIM伞状天线，包括：螺旋馈源、限肋器、馈源支撑结构、反射器、伸展臂组件、转动机构、空间展开机构、铰链支撑结构、双工器组件；

反射器，包括金属网和天线肋；金属网均匀铺设在天线肋上，接收和发射信号；

螺旋馈源通过馈源支撑结构安装在空间展开机构的正面；反射器的天线肋均匀安装在空间展开机构上；双工器组件安装在空间展开机构的背面；

空间展开机构与伸展臂组件的一端相连，伸展臂组件的另一端与铰链支撑结构连接；铰链支撑结构与舱板连接；铰链支撑结构上安装有转动机构；

铰链支撑结构上的转动机构能够带动伸展臂组件转动，实现伸展臂组件的收起和展开；

反射器的天线肋在空间展开机构的作用下展开到位并自锁，反射器的金属网形成反射器形状，完成天线展开，从而达到天线工作状态；反射器的天线肋在不工作状态下，收起通过固定在馈源上的限肋器，进行收拢固定；

螺旋馈源通过收发馈电电缆与双工器组件连接；

在天线工作状态下，天线接收信号时，反射器接收到的射频信号通过螺旋馈源馈入，经过收发馈电电缆，送至双工器组件，双工器组件将射频信号送至外部天线接收机；天线发射信号时，双工器组件接收外部发射机送来的大功率射频信号，通过收发馈电电缆送至天线馈源，通过发射器发射至空间；

螺旋馈源内导体、外导体均采用一体化加工，

馈源支撑结构为圆锥体支撑筒，由kevlar铺设而成；圆锥体支撑筒上缝制金属网屏蔽住空间展开机构，圆锥体支撑筒上缝制的金属网采用镀金钼丝，在缝制金属网边缘过程中要求不能有搭接、皱褶，金属网面要求平整，

圆锥体支撑筒上的屏蔽网(如图6所示)和天线肋上缝制的作为反射面的金属网不能有搭接，用Kevlar带子隔开；

限肋器材料为铝，采用一体化加工；

反射器的天线肋在空间展开机构的作用下展开后，金属网不出现起皱打折；

金属网，材料为镀金钼丝网；

反射器缝制时，将金属网分为多块，两根天线肋之间缝制一块金属网，天线肋缝金属网的位置铺设介质隔离带，并给金属网加载预紧力，使金属网面平整；

缝制在天线肋两侧的金属网，互相之间不连接；

处于辐射场内的天线馈源和馈源支撑结构均不包裹隔热层。

螺旋馈源，优选为：螺旋馈源采用背射螺旋天线。螺旋线设计时和内导体直径一致，采用铍青铜丝一体化加工而成，引向板和外导体材料为黄铜，也要求一体化加工。螺旋线支撑筒材料为Kevlar，与引向板之间采用介质螺钉进行连接，螺旋线支撑筒上设计了翅片，螺旋线也采用介质螺钉固定在翅片上。整个螺旋馈源没有采用铁磁性材料，也没有螺接结构(非线性的点)，PIM性能良好；

限肋器，优选为：限肋器材料为铝，采用整个铝块一体化加工而成，与螺旋线支撑筒之间采用介质螺钉连接，没有螺接，粘接等非线性连接，PIM性能良好；

馈源支撑结构，优选为：馈源支撑结构为壁厚为3mm的空心锥状圆筒，由kevlar铺设而成，与螺旋馈源之间采用介质螺钉连接，没有使用金属螺钉连接，PIM性能良好；

反射器，优选为：反射器由金属网和天线肋构成，天线肋共有12根，由碳纤维复合材料铺设而成。金属网材料为镀金钼丝网，镀金钼丝本身具有低PIM性能，使得反射器满足低PIM的要求。反射器缝制时，将金属网分为12块缝制在12根天线肋之间，给天线肋缝网位置铺设介质隔离带，并给金属网加载了足够的预紧力，保证金属网面平整。这样每块金属网缝制在天线肋两侧，互相之间不连接，这样避免了连接的非线性。反射器PIM性能良好。

伸展臂组件，优选为：伸展臂材料为碳纤维复合材料，要求有足够的刚度；

转动机构，优选为：转动机构为金属件，包含有电机，分为第一级转动机构和第二级转动机构，第一级转动机构安装在伸展臂和铰链支撑结构连接部位，第二级转动机构安装在伸展臂和空间展开机构的连接部位，用来实现伞状天线的第一级和第二级展开；

空间展开机构，优选为：空间展开机构为金属件，包含有电机，上面有12个连接螺杆，连接反射器的12根天线肋，其作用是实现反射器的收拢展开；

铰链支撑结构，优选为：铰链支撑结构材料为碳纤维复合材料，与卫星舱板和伸展臂连接，上面安装有第一级转动机构；

双工器组件，优选为：双工器组件材料为铝，可以传输两路不同频率的射频信号，实现收发共用，PIM性能良好。

卫星舱板上还设置有锁紧释放机构，安装在卫星舱板上，用于锁住伸展臂组件，实现将天线锁定在卫星舱板上。

本发明的伞状天线作为一个复杂结构体天线，由多个部件组成，为了保证天线PIM性能发明了多种方法进行设计，优选要求为：

1)伞状天线视场范围内的部件均需要进行低PIM设计；

2)取消或屏蔽伞状天线视场范围内的PIM源。

伞状天线视场范围内的部件均需要进行低PIM设计，伞状天线视场范围内的部件包括螺旋馈源、限肋器、馈源支撑结构和反射器。螺旋馈源内、外导体均采用一体化加工，整个馈源没有铁磁性材料和非线性的点，是专门设计低PIM馈源，PIM性能良好。馈源支撑结构为圆锥体支撑筒，由kevlar铺设而成，PIM性能良好。限肋器材料为铝，采用一体化加工，没有非线性连接，PIM性能良好。伞状天线反射器优选采用12根天线肋，在天线肋上铺设金属网。天线肋越多，金属网绷得越紧，不会出现起皱打折，同类天线设计时天线肋数量不能低于12根。反射器缝制时，优选将金属网分为12块缝制在12根天线肋之间，给天线肋缝网位置铺设介质隔离带，并给金属网加载了足够的预紧力，保证金属网面平整。这样每块金属网缝制在天线肋两侧，互相之间不连接，这样避免了连接的非线性，反射器PIM性能良好。

多层隔热层为PIM源，处于辐射场内的天线馈源和馈源支撑结构均不采取热控措施，不铺设多层隔热层。第三级展开机构是一个重要的PIM源，为了提高天线的PIM性能，且不能影响天线肋展开，所以采用在支撑筒上缝制金属网屏蔽住第三级展开机构，金属网采用镀金钼丝，在缝制过程中要求不能有搭接、皱褶，金属网面要求尽量平整。屏蔽网和天线肋缝制时和反射面金属网与天线肋不能有搭接，要求用Kevlar带子隔开。火工品是PIM源，伞状天线火工品起爆后不能遗留在天线视场范围内。这样天线视场内不会有新的PIM源，不会影响天线PIM性能。

低PIM伞状天线由螺旋馈源、限肋器、馈源支撑结构、反射器、伸展臂组件、转动机构、空间展开机构、铰链支撑结构、双工器组件等部件组成，天线结构示意图如附图1所示。

无源互调(Passive Intermodulation)是微波无源部件在大功率条件下，因非线性产生互调产物的现象。PIM产物落在接收频带内，从而对接收系统形成干扰噪声，降低接收系统的灵敏度，影响系统正常工作。无源互调产物的功率电平随载波功率电平的增加而增大，随着无源互调阶数的增加而减小。本项目提出的星载伞状天线是我国研制成功并投入应用的第一副星载口径超过3.6米的伞状网面收发共用天线，可以在UHF频段获得高增益的同时具备发射和接收功能，同时满足轻量化的要求。天线的PIM性能通过在轨验证满足用户使用要求，保证了接收通道的通信质量，其天线的低PIM设计技术具有重要的应用前景，对于有低PIM要求的网状天线、伞状天线设计具有指导性意义。

星载伞状天线的发射成功和投入使用填补了我国在星载大口径反射面网状收发共用天线领域内的空白，低PIM技术达到了国内领先水平，具有很高的军事民用应用价值和市场竞争力。

该种新型低PIM伞状天线视场范围内的部件均需要进行了低PIM设计，具体为：螺旋馈源采用背射螺旋天线。螺旋线设计时和内导体直径一致，采用铍青铜丝一体化加工而成，引向板和外导体材料为黄铜，也要求一体化加工。螺旋线支撑筒材料为Kevlar，与引向板之间采用介质螺钉进行连接，螺旋线支撑筒上设计了翅片，螺旋线也采用介质螺钉固定在翅片上。整个螺旋馈源没有采用铁磁性材料，也没有螺接结构(非线性的点)，PIM性能良好，如附图2所示。限肋器材料为铝，采用整个铝块一体化加工而成，与螺旋线支撑筒之间采用介质螺钉连接，没有螺接，粘接等非线性连接，PIM性能良好，如附图4所示。馈源支撑结构为壁厚为3mm的空心锥状圆筒，由kevlar铺设而成，与螺旋馈源之间采用介质螺钉连接，没有使用金属螺钉连接，PIM性能良好，如附图3所示。反射器由金属网和天线肋构成，天线肋共有12根，由碳纤维复合材料铺设而成。金属网材料为镀金钼丝网，镀金钼丝本身具有低PIM性能，使得反射器满足低PIM的要求。反射器缝制时，将金属网分为12块缝制在12根天线肋之间，给天线肋缝网位置铺设介质隔离带，并给金属网加载了足够的预紧力，保证金属网面平整。这样每块金属网缝制在天线肋两侧，互相之间不连接，这样避免了连接的非线性。反射器PIM性能良好，如附图5所示。

为了保证伞状天线的低PIM性能，除了视场范围内的部件进行了低PIM设计，消除了材料非线性和接触非线性出现互调产物的可能，还取消或屏蔽伞状天线视场范围内的PIM源。多层隔热层为PIM源，处于辐射场内的天线馈源和馈源支撑结构均不采取热控措施，不铺设多层隔热层。第三级展开机构是一个重要的PIM源，为了提高天线的PIM性能，且不能影响天线肋展开，所以采用在支撑筒上缝制金属网屏蔽住第三级展开机构，金属网采用镀金钼丝，在缝制过程中要求不能有搭接、皱褶，金属网面要求尽量平整。屏蔽网和天线肋缝制时和反射面金属网与天线肋不能有搭接，要求用Kevlar带子隔开。火工品是PIM源，伞状天线火工品起爆后不能遗留在天线视场范围内。这样天线视场内不会有新的PIM源，不会影响天线PIM性能。

本发明能够考虑到的可能会产生PIM的源基本上被抑制或降低。经过计算，天线的无源互调性能要求在6路功率20W时，无源交调产物不应高于-130dBm，这是其它同类型天线所不具有的。

伞状天线在紧缩场内进行了常温常压下PIM性能测试，测试功率为2路16W功率和2路20W功率，测试PIM阶数为17阶。2路16W功率时天线PIM值最大为-138.0dBm，2路20W功率时天线PIM值最大为-137.1dBm。中星1C卫星发射成功后，对伞状天线进行了在轨PIM性能测试，测试结果天线PIM值低于-140dBm。

以上所述的实施例子只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

本发明给出了伞状天线的螺旋馈源、限肋器和馈源支撑筒的低PIM设计方法。螺旋馈源采用背射螺旋天线。螺旋线设计时和内导体直径一致，采用铍青铜丝一体化加工而成，引向板和外导体材料为黄铜，也要求一体化加工。螺旋线支撑筒材料为Kevlar，与引向板之间采用介质螺钉进行连接，螺旋线支撑筒上设计了翅片，螺旋线也采用介质螺钉固定在翅片上。限肋器材料为铝，采用整个铝块一体化加工而成。：馈源支撑结构为壁厚为3mm的空心锥状圆筒，由kevlar铺设而成。这3个部件均没有使用铁磁性材料，其中的金属零件也没有螺接或粘接连接。3个部件之间的连接采用的也全部是介质螺钉。没有使用金属螺钉，这样避免了材料的非线性和连接的非线性，整个组件之中没有PIM源，获得了良好的PIM性能。

本发明给出了天线肋的最低数量和金属网的缝制方法，解决了金属网的连接非线性。伞状天线反射器采用12根天线肋，在天线肋上铺设金属网的方案。天线肋越多，金属网绷得越紧，不会出现起皱打折，同类天线设计时天线肋数量不能低于12根。天线反射器采用金属网，材料为镀金钼丝网，镀金钼丝本身具有低PIM性能，使得反射器满足低PIM的要求。反射器缝制时，将金属网分为12块缝制在12根天线肋之间，给天线肋缝网位置铺设介质隔离带，并给金属网加载了足够的预紧力，保证金属网面平整。这样每块金属网缝制在天线肋两侧，互相之间不连接，这样避免了连接的非线性。反射器PIM性能良好。

本发明提出了对天线视场范围内的PIM源的解决方法，多层隔热层为PIM源，处于辐射场内的天线馈源和馈源支撑结构均不采取热控措施，不铺设多层隔热层。伞状天线设计时经过分析认为第三级展开机构是一个重要的PIM源，为了提高天线的PIM性能，且不能影响天线肋展开，所以采用在支撑筒上缝制金属网屏蔽住第三级展开机构，金属网采用镀金钼丝，在缝制过程中要求不能有搭接、皱褶，金属网面要求尽量平整。馈源支撑结构中心的金属网采用尼龙搭扣固定在支撑筒内壁，馈源支撑结构侧面的金属网采用尼龙搭扣固定在支撑筒外壁和天线肋上。屏蔽网和天线肋缝制时和反射面金属网与天线肋不能有搭接，要求用Kevlar带子隔开。火工品是PIM源，伞状天线火工品起爆后不能遗留在天线视场范围内。这样天线视场内的PIM源均被屏蔽和移除，不会有新的PIM源，不会影响天线PIM性能。

本发明能够考虑到的可能会产生PIM的源基本上被抑制或降低。经过计算，天线的无源互调性能要求在6路功率20W时，无源交调产物不应高于-130dBm，这是其它同类型天线所不具有的。伞状天线在西安分院天线所紧缩场内进行了常温常压下PIM性能测试，测试功率为2路16W功率和2路20W功率，测试PIM阶数为17阶。2路16W功率时天线PIM值最大为-138.0dBm，2路20W功率时天线PIM值最大为-137.1dBm。中星1C卫星发射成功后，对伞状天线进行了在轨PIM性能测试，测试结果天线PIM值低于-140dBm。

Claims (10)

1.一种新型低PIM伞状天线，其特征在于包括：螺旋馈源、限肋器、馈源支撑结构、反射器、伸展臂组件、转动机构、空间展开机构、铰链支撑结构、双工器组件；

反射器，包括金属网和天线肋；金属网均匀铺设在天线肋上，接收和发射信号；

螺旋馈源通过馈源支撑结构安装在空间展开机构的正面；反射器的天线肋均匀安装在空间展开机构上；双工器组件安装在空间展开机构的背面；

空间展开机构与伸展臂组件的一端相连，伸展臂组件的另一端与铰链支撑结构连接；铰链支撑结构与舱板连接；铰链支撑结构上安装有转动机构；

铰链支撑结构上的转动机构能够带动伸展臂组件转动，实现伸展臂组件的收起和展开；

反射器的天线肋在空间展开机构的作用下展开到位并自锁，反射器的金属网形成反射器形状，完成天线展开，从而达到天线工作状态；反射器的天线肋在不工作状态下，收起通过固定在馈源上的限肋器，进行收拢固定；

螺旋馈源通过收发馈电电缆与双工器组件连接；

在天线工作状态下，天线接收信号时，反射器接收到的射频信号通过螺旋馈源馈入，经过收发馈电电缆，送至双工器组件，双工器组件将射频信号送至外部天线接收机；天线发射信号时，双工器组件接收外部发射机送来的大功率射频信号，通过收发馈电电缆送至天线馈源，通过发射器发射至空间；

螺旋馈源内导体、外导体均采用一体化加工，

馈源支撑结构为圆锥体支撑筒，由kevlar铺设而成；圆锥体支撑筒上缝制金属网屏蔽住空间展开机构，圆锥体支撑筒上缝制的金属网采用镀金钼丝，在缝制金属网边缘过程中要求不能有搭接、皱褶，金属网面要求平整，

圆锥体支撑筒上的屏蔽网和天线肋上缝制的作为反射面的金属网不能有搭接，用Kevlar带子隔开。

2.根据权利要求1所述的一种新型低PIM伞状天线，其特征在于：螺旋馈源，具体为：限肋器材料为铝，采用一体化加工。

3.根据权利要求1所述的一种新型低PIM伞状天线，其特征在于：螺旋馈源，具体为：反射器的天线肋在空间展开机构的作用下展开后，金属网不出现起皱打折。

4.根据权利要求1所述的一种新型低PIM伞状天线，其特征在于：螺旋馈源，具体为：金属网，材料为镀金钼丝网。

5.根据权利要求1所述的一种新型低PIM伞状天线，其特征在于：螺旋馈源，具体为：反射器缝制时，将金属网分为多块，两根天线肋之间缝制一块金属网，天线肋缝金属网的位置铺设介质隔离带，并给金属网加载预紧力，使金属网面平整。

6.根据权利要求1所述的一种新型低PIM伞状天线，其特征在于：螺旋馈源，具体为：缝制在天线肋两侧的金属网，互相之间不连接。

7.根据权利要求1所述的一种新型低PIM伞状天线，其特征在于：螺旋馈源，具体为：处于辐射场内的天线馈源和馈源支撑结构均不包裹隔热层。

8.根据权利要求1所述的一种新型低PIM伞状天线，其特征在于：限肋器，具体为：限肋器材料为铝，采用整个铝块一体化加工而成，与螺旋线支撑筒之间采用介质螺钉连接，没有螺接，粘接等非线性连接，PIM性能良好。

9.根据权利要求1所述的一种新型低PIM伞状天线，其特征在于：馈源支撑结构，具体为：馈源支撑结构为壁厚为空心锥状圆筒，由kevlar铺设而成，与螺旋馈源之间采用介质螺钉连接，没有使用金属螺钉连接，PIM性能良好。

10.根据权利要求1所述的一种新型低PIM伞状天线，其特征在于：伸展臂组件，具体为：伸展臂材料为碳纤维复合材料，要求有足够的刚度。