CN115207598A - 一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线，属于卫星通信技术领域，通过天线罩，天线罩与天线底座采用第一连接方式连接；天线转台组件，天线转台组件位于天线底座的上方，其中，天线转台组件包括：天线底盘、回转支撑、方位转盘、俯仰连杆机构、电动推杆、导电滑环，导电滑环的定子部分与天线底盘连接，导电滑环的动子部分与方位转盘连接，以使天线波束在第一角度范围内覆盖；一维电扫平板天线，一维电扫平板天线设置于第一容置空间内；多个外部连接器，通过多个外部连接器与外部设备互联互通，从而达到超低仰角支持、功耗小、成本低、剖面低、扫描速度快，可满足对高、中、低多种轨道卫星的跟踪范围覆盖的技术效果。

Description

一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，特别涉及一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线。

背景技术

如今，随着航空航天技术的发展，卫星通信取得了长足进步，并且在通信领域占据比较重要的位置。同时，随着卫星通信的广泛应用，高中低轨卫星通信融合发展，在通信领域有着相当广泛的应用，成为通信事业发展不可或缺的一个价值链。但是，地面卫星通信终端面临高中低轨跟踪不兼容，跟踪范围覆盖不全面等诸多问题急需解决。

发明内容

本发明提供了一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线，用以解决现有技术中传统抛物面天线因剖面高、对于低轨跟踪扫描速度慢、高低轨卫星目标跟踪不兼容的缺点，以及两维相控阵天线在高轨低纬度或低轨超低仰角难覆盖、组件数量多、成本高、功耗大的技术问题，达到了超低仰角支持、功耗小、成本低、剖面低、扫描速度快，可满足对高、中、低多种轨道卫星的跟踪范围覆盖的技术效果。

本发明提供了一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线，所述一维电扫通信天线工作于Ka频段，包括：天线底座；天线罩，所述天线罩与所述天线底座采用第一连接方式连接，且，所述天线罩罩设于所述天线底座上，以使所述天线罩与所述天线底座之间形成第一容置空间；天线转台组件，所述天线转台组件设置于所述第一容置空间内，且所述天线转台组件位于所述天线底座的上方，其中，所述天线转台组件包括：天线底盘，所述天线底盘与所述天线底座固定连接；回转支撑，所述回转支撑设置于所述天线底盘的上方；方位转盘，所述方位转盘设置于所述回转支撑的上方；俯仰连杆机构，所述俯仰连杆机构设置于所述方位转盘上的第一位置；电动推杆，所述电动推杆设置于所述方位转盘上的第二位置，且，所述电动推杆与所述俯仰连杆机构可伸缩地连接；导电滑环，所述导电滑环的定子部分与所述天线底盘连接，所述导电滑环的动子部分与所述方位转盘连接，以使天线波束在第一角度范围内覆盖；一维电扫平板天线，所述一维电扫平板天线设置于所述第一容置空间内，且所述一维电扫平板天线与所述天线转台组件通过所述电动推杆与所述俯仰连杆机构可转动地连接，以使所述一维电扫平板天线的机械俯仰角在第二角度范围内自动调整；多个外部连接器，多个所述外部连接器设置在所述天线底座的外部，通过多个所述外部连接器与外部设备互联互通。

优选的，所述天线转台组件还包括：惯性组合导航，所述惯性组合导航设置在所述天线底盘上；驱动机构，所述驱动机构包括：方位驱动电机，所述方位驱动电机设置在所述方位转盘上的第三位置，其中，所述第一位置、所述第二位置以及所述第三位置各不相同；轴角编码器，所述轴角编码器与所述方位驱动电机同轴连接。

优选的，所述一维电扫通信天线还包括：跟踪控制模块，所述跟踪控制模块集成设置在所述一维电扫平板天线朝向所述天线转台组件一面的第四位置；基带处理模块，所述基带处理模块集成设置在所述一维电扫平板天线朝向所述天线转台组件一面的第五位置，且，所述第五位置与所述第四位置不同；其中，所述跟踪控制模块和所述基带处理模块的供电及通信数据通过线缆束与所述导电滑环连接，并通过所述导电滑环将所述线缆束与多个所述外部连接器互联。

优选的，所述一维电扫平板天线包括：天线接收阵，所述天线接收阵通过第一信号线缆束与所述跟踪控制模块连接；天线发射阵，所述天线发射阵通过所述第一信号线缆束与所述跟踪控制模块连接；其中，所述天线接收阵和所述天线发射阵通过射频线缆组件与所述基带处理模块连通，并通过第二信号线缆束将所述跟踪控制模块和所述基带处理模块连接，以形成整机控制信号、射频链路通路。

优选的，所述一维电扫平板天线还包括：定位北斗天线，所述定位北斗天线靠近所述天线接收阵的一端部设置。

优选的，所述一维电扫平板天线还包括：隔离墙，所述隔离墙设置在所述天线接收阵和所述天线发射阵之间。

优选的，所述天线罩采用石英纤维和纸蜂窝夹层复合成型，且，所述天线罩的厚度小于6mm，热变形温度为130℃，介电常数为3.1，引入天线差损小于0.2dB。

优选的，所述天线底座采用玻璃钢复合材料模具成型，且，所述天线底座厚度采用5mm均匀成型。

优选的，所述第一连接方式为螺钉连接，或，卡扣连接；所述第一角度范围为360°，所述第二角度范围为0°～30°。

优选的，所述电动推杆的伸缩长度控制精度优于0.1mm，且，所述一维电扫平板天线的所述机械俯仰角精度优于0.02°。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供的一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线，该一维电扫通信天线工作于Ka频段，包括：天线底座、天线罩、天线转台组件、一维电扫平板天线以及多个外部连接器，具体的：天线罩与天线底座采用第一连接方式连接，且，天线罩罩设于天线底座上，从而使得天线罩与天线底座之间能够形成第一容置空间；进一步的，天线转台组件设置于第一容置空间内，且天线转台组件位于天线底座的上方，其中，天线转台组件包括：天线底盘、回转支撑、方位转盘、俯仰连杆机构、电动推杆以及导电滑环，天线底盘与天线底座之间通过螺钉固定连接，进而在天线底盘的上方安装有回转支撑，然后将方位转盘安装在回转支撑的上方。俯仰连杆机构安装在方位转盘上的第一位置、电动推杆安装在方位转盘上的第二位置，并且第一位置是与第二位置不相同的，进而可将电动推杆与俯仰连杆机构实现可伸缩地连接。俯仰机械角度调节采用俯仰连杆机构和电动推杆实现，不需要连续调节，位置调节到位即可固定，从而达到调整精度高，可靠性好，功耗低的目的。进一步的，天线转台组件在转动过程中由于回转支撑和导电滑环的定子部分与天线底盘连接，导电滑环的动子部分与方位转盘连接，从而使得天线波束能够在第一角度范围内覆盖，多个所述外部连接器设置在天线底座的外部，通过多个外部连接器与外部设备互联互通，从而解决了现有技术中传统抛物面天线因剖面高、对于低轨跟踪扫描速度慢、高低轨卫星目标跟踪不兼容的缺点，以及两维相控阵天线在高轨低纬度或低轨超低仰角难覆盖、组件数量多、成本高、功耗大的技术问题，达到了超低仰角支持、功耗小、成本低、剖面低、扫描速度快，可满足对高、中、低多种轨道卫星的跟踪范围覆盖的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例中一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线在收藏状态下的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线在展开状态下的结构示意图；

图4为图1中一维电扫平板天线的天线阵面布局示意图；

图5为图1中一维电扫平板天线与跟踪控制模块的连接示意图。

附图标记说明：天线罩1，一维电扫平板天线2，天线转台组件3，天线底座4，外部连接器5，天线底盘6，方位转盘7，回转支撑8，俯仰连杆机构9，电动推杆10，驱动机构11，惯性组合导航12，跟踪控制模块13，基带处理模块14，导电滑环15，线缆束16，天线接收阵17，定位北斗天线18，隔离墙19，天线发射阵20，第一信号线缆束21，线缆接口22，射频线缆组件23，第二信号线缆束24。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线，用以解决现有技术中传统抛物面天线因剖面高、对于低轨跟踪扫描速度慢、高低轨卫星目标跟踪不兼容的缺点，以及两维相控阵天线在高轨低纬度或低轨超低仰角难覆盖、组件数量多、成本高、功耗大的技术问题。

本发明实施例中的技术方案，总体思路如下：

本发明实施例提供的一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线，所述一维电扫通信天线工作于Ka频段，包括：天线底座；天线罩，所述天线罩与所述天线底座采用第一连接方式连接，且，所述天线罩罩设于所述天线底座上，以使所述天线罩与所述天线底座之间形成第一容置空间；天线转台组件，所述天线转台组件设置于所述第一容置空间内，且所述天线转台组件位于所述天线底座的上方，其中，所述天线转台组件包括：天线底盘，所述天线底盘与所述天线底座固定连接；回转支撑，所述回转支撑设置于所述天线底盘的上方；方位转盘，所述方位转盘设置于所述回转支撑的上方；俯仰连杆机构，所述俯仰连杆机构设置于所述方位转盘上的第一位置；电动推杆，所述电动推杆设置于所述方位转盘上的第二位置，且，所述电动推杆与所述俯仰连杆机构可伸缩地连接；导电滑环，所述导电滑环的定子部分与所述天线底盘连接，所述导电滑环的动子部分与所述方位转盘连接，以使天线波束在第一角度范围内覆盖；一维电扫平板天线，所述一维电扫平板天线设置于所述第一容置空间内，且所述一维电扫平板天线与所述天线转台组件通过所述电动推杆与所述俯仰连杆机构可转动地连接，以使所述一维电扫平板天线的机械俯仰角在第二角度范围内自动调整；多个外部连接器，多个所述外部连接器设置在所述天线底座的外部，通过多个所述外部连接器与外部设备互联互通，从而达到了超低仰角支持、功耗小、成本低、剖面低、扫描速度快，可满足对高、中、低多种轨道卫星的跟踪范围覆盖的技术效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明实施例中一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线，一维电扫通信天线工作于Ka频段，如图1所示，该一维电扫通信天线包括：

天线底座4。

进一步的，所述天线底座4采用玻璃钢复合材料模具成型，且，所述天线底座4厚度采用5mm均匀成型。

具体而言，本实施例中的多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线的工作频段为Ka频段，支持上行27.5GHz～31GHz，下行17.7GHz～21.2GHz，天线阵面采用俯仰电扫的相控阵天线，收发阵面分离式布局，俯仰电扫满足阵面法向±60°覆盖。并且整个天线直径小于750mm，高度小于350mm，整体重量不大于20Kg。本实施例中的一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线架构，等效口径0.5米，可安装于飞机、舰船、车辆顶部或地面便携部署使用，实现与高、中、低轨道卫星实时通信，工作时天线波束满足方位±360°扫描，俯仰0°～120°覆盖，可满足在不同地域对高、中、低轨卫星的大范围目标跟踪和上下行通信。其中，天线底座4为该一维电扫通信天线中为其他组件提供支撑作用的部件，也就是说，在天线底座4上可以安装固定其他组件。进一步的，本实施例中以该天线底座4采用玻璃钢复合材料模具成型，底座厚度采用5mm均匀成型作为优选，同时该天线底座4的整体强度高、抗冲击和振动特性好，在车载、船载使用过程中许用应力大于100Mpa，可承受30Kg以上称重。在实际应用时，该天线底座4与外部连接接口可根据载体安装需求进行布置。

该一维电扫通信天线还包括：天线罩1，所述天线罩1与所述天线底座4采用第一连接方式连接，且，所述天线罩1罩设于所述天线底座4上，以使所述天线罩1与所述天线底座4之间形成第一容置空间

进一步的，所述天线罩1采用石英纤维和纸蜂窝夹层复合成型，且，所述天线罩1的厚度小于6mm，热变形温度为130℃，介电常数为3.1，引入天线差损小于0.2dB。

具体而言，天线罩1为该一维电扫通信天线中的壳体结构，通过天线罩1可以将其他组件进行遮罩。因此，将天线罩1罩设在天线底座4的上方，且天线罩1在天线底座4的外围处采用螺钉或者卡扣连接，这样，在天线罩1和天线底座4之间能够围成一定的容置空间，即为第一容置空间，进而可在第一容置空间内安装固定其他组件，也就是将天线架构整体置于天线罩1和天线底座4内。进一步的，本实施例中的天线罩1采用石英纤维和纸蜂窝夹层复合成型，天线罩厚度小于6mm，热变形温度为130℃，介电常数为3.1，引入天线差损小于0.2dB，从而能够达到降低天线罩对整机电性能插入损耗，提升整机电性能的技术效果。

该一维电扫通信天线还包括：天线转台组件3，所述天线转台组件3设置于所述第一容置空间内，且所述天线转台组件3位于所述天线底座4的上方，其中，所述天线转台组件3包括：天线底盘6，所述天线底盘6与所述天线底座4固定连接；回转支撑8，所述回转支撑8设置于所述天线底盘6的上方；方位转盘7，所述方位转盘7设置于所述回转支撑8的上方；俯仰连杆机构9，所述俯仰连杆机构9设置于所述方位转盘7上的第一位置；电动推杆10，所述电动推杆10设置于所述方位转盘7上的第二位置，且，所述电动推杆10与所述俯仰连杆机构9可伸缩地连接；导电滑环15，所述导电滑环15的定子部分与所述天线底盘6连接，所述导电滑环15的动子部分与所述方位转盘7连接，以使天线波束在第一角度范围内覆盖。

具体而言，天线转台组件3设置在天线罩1和天线底座4所形成的第一容置空间内，因此，天线转台组件3安装在天线底座4的上方。天线转台组件3主要包括：天线底盘6、回转支撑8、方位转盘7、俯仰连杆机构9、电动推杆10以及导电滑环15，具体的：如图2所示，天线底盘6与天线底座4之间通过螺钉固定连接，进而在天线底盘6的上方安装有回转支撑8，然后将方位转盘7安装在回转支撑8的上方。俯仰连杆机构9安装在方位转盘7上的第一位置、电动推杆10安装在方位转盘7上的第二位置，并且第一位置是与第二位置不相同的，进而可将电动推杆10与俯仰连杆机构9实现可伸缩地连接。本实施例中的俯仰机械角度调节采用俯仰连杆机构9和电动推杆10实现，不需要连续调节，位置调节到位即可固定，从而达到调整精度高，可靠性好，功耗低的技术效果。进一步的，天线转台组件3在转动过程中由于回转支撑8和导电滑环15的定子部分与天线底盘6连接，导电滑环15的动子部分与方位转盘7连接，从而使得天线波束能够在第一角度范围内覆盖，其中，本实施例中以该第一角度为360°作为优选。从而可实现天线360°无线旋转时，供电及通信数据可通过导电滑环15与天线底座4的外部连接器互联，提供与外部设备互联互通。

进一步的，所述天线转台组件3还包括：惯性组合导航12，所述惯性组合导航12设置在所述天线底盘6上；驱动机构11，所述驱动机构11包括：方位驱动电机，所述方位驱动电机设置在所述方位转盘7上的第三位置，其中，所述第一位置、所述第二位置以及所述第三位置各不相同；轴角编码器，所述轴角编码器与所述方位驱动电机同轴连接。

具体而言，惯性组合导航12安装在天线底盘6上靠近边缘位置处，驱动机构11为天线转台组件3的动力机构，其中，驱动机构11包括方位驱动电机和轴角编码器，具体的：方位驱动电机安装在方位转盘7上的第三位置，并且第三位置是与第一位置、第二位置各不相同的，进而将轴角编码器与方位驱动电机同轴连接，从而可以实现天线方位角度的高精度指向的目的。

该一维电扫通信天线还包括：一维电扫平板天线2，所述一维电扫平板天线2设置于所述第一容置空间内，且所述一维电扫平板天线2与所述天线转台组件3通过所述电动推杆10与所述俯仰连杆机构9可转动地连接，以使所述一维电扫平板天线2的机械俯仰角在第二角度范围内自动调整。

具体而言，一维电扫平板天线2同样设置在第一容置空间内，且位于天线罩1和天线转台组件3之间。一维电扫平板天线2和天线转台组件3两者之间通过俯仰连杆机构9和电动推杆10连接，进而通过控制电动推杆10的伸缩长度，可使得一维电扫平板天线2的机械俯仰角在第二角度范围内范围自动调整，本实施例中以第二角度范围为0°～30°作为优选。同时控制电动推杆10的伸缩长度控制精度优于0.1mm，一维电扫平板天线2的机械俯仰角精度优于0.02°，可实现俯仰角的高精度控制。叠加一维电扫平板天线2的电扫角度覆盖区域，实际在直角坐标系下，以大地水平为俯仰0°为基准，可实现天线波束在0～120°范围内工作，实现俯仰的大范围目标覆盖。本实施例中的一维电扫通信天线，通过采用一维电扫平板天线2，相比两位相控阵天线，能够达到组件规模小，功耗低，成本低，易小型化集成的目的。同时，天线通过采用一维电扫平板天线2结构，机械安装角度最大为30°，平板天线等效口径0.5米，平板布阵尺寸小于500mm×400mm，俯仰整机排布高度小于300mm，相比同等口径的500mm抛物面天线，高度大幅降低。

该一维电扫通信天线还包括：多个外部连接器5，多个所述外部连接器5设置在所述天线底座4的外部，通过多个所述外部连接器5与外部设备互联互通。

具体而言，外部连接器5为该一维电扫通信天线中与外部设备进行联通的元件，且本实施例中的外部连接器5的数量为多个，多个外部连接器5均安装在天线底座4的外侧，同时本实施例中以外部连接器5的设计数量为不少于3个连接器作为优选，从而可以满足供电、通信、控制及监控等需求。所有供电及通信信号由线缆将天线底座4的外部连接器5和天线内部控制及射频组件互联。使用时可将整个系统置于汽车、船体顶部等安装平台，采用螺钉固定，通过外部连接器5与用户主机和电源互通即可使用。

该一维电扫通信天线还包括：跟踪控制模块13，所述跟踪控制模块13集成设置在所述一维电扫平板天线2朝向所述天线转台组件3一面的第四位置；基带处理模块14，所述基带处理模块14集成设置在所述一维电扫平板天线2朝向所述天线转台组件3一面的第五位置，且，所述第五位置与所述第四位置不同；其中，所述跟踪控制模块13和所述基带处理模块14的供电及通信数据通过线缆束16与所述导电滑环15连接，并通过所述导电滑环15将所述线缆束16与多个所述外部连接器5互联。

具体而言，如图5所示，跟踪控制模块13和基带处理模块14为该一维电扫通信天线中的通信数据控制模块。方位转动过程中由跟踪控制模块13控制方位驱动电机及轴角编码器可实现天线方位角度的高精度指向。跟踪控制模块13和基带处理模块14均集成设置在一维电扫平板天线2朝向天线转台组件3的一侧，即，跟踪控制模块13集成安装在第四位置，基带处理模块14集成安装在第五位置，且第五位置与第四位置不同。如图3所示，跟踪控制模块13和基带处理模块14的供电及通信数据可通过线缆束16与导电滑环15连接，进而可以通过导电滑环15将线缆束16与天线底座4上的外部连接器5互联，提供与外部设备互联互通。进一步的，本实施例中的多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线架构采用方位机械传动、由电机驱动回转支撑带动方位转子做360°连续转动实现，方位速度大于60°/s，由跟踪控制模块13控制方位驱动电机及轴角编码器可实现天线方位角度的高精度指向，在转动过程中由于回转支撑8和导电滑环15定子部分连接于天线底盘6，动子连接于方位转盘7，可实现天线波束在360°内覆盖，天线转台组件3处于转子上部的器件供电及通信数据可通过导电滑环15与天线底座4上的外部连接器5互联，提供与外部设备互联互通。

进一步的，一维电扫平板天线2包括：天线接收阵17，所述天线接收阵17通过第一信号线缆束21与所述跟踪控制模块13连接；天线发射阵20，所述天线发射阵20通过所述第一信号线缆束21与所述跟踪控制模块13连接；其中，所述天线接收阵17和所述天线发射阵20通过射频线缆组件23与所述基带处理模块14连通，并通过第二信号线缆束24将所述跟踪控制模块13和所述基带处理模块14连接，以形成整机控制信号、射频链路通路。

进一步的，一维电扫平板天线2还包括：定位北斗天线18，所述定位北斗天线18靠近所述天线接收阵17的一端部设置；隔离墙19，所述隔离墙19设置在所述天线接收阵17和所述天线发射阵20之间。

具体而言，如4所示，一维电扫平板天线2内部集成天线接收阵17、天线发射阵20、定位北斗天线18、隔离墙19组成，具体的：天线接收阵17和天线发射阵20均采用第一信号线缆束21并通过线缆接口22与跟踪控制模块13相连接。并采用射频线缆组件23将天线接收阵17、天线发射阵20与基带处理模块14连通，并通过第二信号线缆束24将跟踪控制模块13和基带处理模块14连接，从而形成整机完整的控制信号、射频链路通路。通信处理及供电线缆组件均采用J30J系列，具有较高的连接可靠性。整机统一采用外部24V电源供电，外部连接器5设计不少于3个连接器，满足供电、通信、控制及监控等需求。进一步的，天线收发两个阵面独立安装，定位北斗天线18设置在天线接收阵17一端部外侧，天线接收阵17和天线发射阵20之间设计隔离墙19，从而达到提升收发电磁隔离的目的。波束扫描在俯仰方向相对天线阵面法向±60°覆盖，通过跟踪控制模块13来控制波束扫描，实现俯仰的目标角度覆盖。波束的方位扫描，由跟踪控制模块13控制天线转台组件3实现天线阵面±360°无线旋转，可实现方位、俯仰在直角坐标系下对空域卫星目标的大范围扫描覆盖。

因此，本发明的一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线设计方位、俯仰覆盖范围广，即可实现高轨卫星目标跟踪，由满足中、低轨卫星目标的快速过顶跟踪和超低仰角波束覆盖，既弥补了传统抛物面天线剖面高、对于低轨跟踪扫描速度慢的不足，也弥补了两维相控阵天线超低仰角难覆盖、组件数量多、成本高、功耗大的不足，在目前针对高中低轨道跟踪兼容通信，在船载、车载、机载、地面便携部署通信领域具有巨大产品推广价值。

进一步的，本发明的俯仰机械角补偿及一维电扫方式，可满足俯仰角0°～120°大仰角范围覆盖，弥补了两位相控阵天线在30°以下低仰角难覆盖的不足。采用方位360°机械传动扫描，俯仰采用机械0°～30°物理角度调整，天线面法向±60°电扫，可实现俯仰0°～120°电扫，可满足对高、中、低多种轨道卫星的跟踪范围覆盖，以及在不同地域对高、中、低轨卫星的大范围目标跟踪和上下行通信。

该天线通过电推式俯仰角调节机构，可使得平面放置的相控证天线扫描角度由法向±60°覆盖，扩展到俯仰0°～120°覆盖，从而克服了相控阵天线俯仰30°以下难覆盖的不足；其中，设计最大机械倾斜角30°，可最大限度降低天线展开的高度。方位机扫、俯仰电扫的组合可以使得射频组件数目减半，从而进一步降低整机重量和功耗。整机架构相比相同口径两维相控阵天线具有超低仰角支持、功耗小、成本低等优点。相比传统抛物面天线，具有剖面低，扫描速度快等优点，可广泛应用于车载、机载、船载、便携通信领域，也可便携部署和安装使用。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供的一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线，该一维电扫通信天线工作于Ka频段，包括：天线底座、天线罩、天线转台组件、一维电扫平板天线以及多个外部连接器，具体的：天线罩与天线底座采用第一连接方式连接，且，天线罩罩设于天线底座上，从而使得天线罩与天线底座之间能够形成第一容置空间；进一步的，天线转台组件设置于第一容置空间内，且天线转台组件位于天线底座的上方，其中，天线转台组件包括：天线底盘、回转支撑、方位转盘、俯仰连杆机构、电动推杆以及导电滑环，天线底盘与天线底座之间通过螺钉固定连接，进而在天线底盘的上方安装有回转支撑，然后将方位转盘安装在回转支撑的上方。俯仰连杆机构安装在方位转盘上的第一位置、电动推杆安装在方位转盘上的第二位置，并且第一位置是与第二位置不相同的，进而可将电动推杆与俯仰连杆机构实现可伸缩地连接。俯仰机械角度调节采用俯仰连杆机构和电动推杆实现，不需要连续调节，位置调节到位即可固定，从而达到调整精度高，可靠性好，功耗低的目的。进一步的，天线转台组件在转动过程中由于回转支撑和导电滑环的定子部分与天线底盘连接，导电滑环的动子部分与方位转盘连接，从而使得天线波束能够在第一角度范围内覆盖，多个所述外部连接器设置在天线底座的外部，通过多个外部连接器与外部设备互联互通，从而解决了现有技术中传统抛物面天线因剖面高、对于低轨跟踪扫描速度慢、高低轨卫星目标跟踪不兼容的缺点，以及两维相控阵天线在高轨低纬度或低轨超低仰角难覆盖、组件数量多、成本高、功耗大的技术问题，达到了超低仰角支持、功耗小、成本低、剖面低、扫描速度快，可满足对高、中、低多种轨道卫星的跟踪范围覆盖的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种多轨道卫星跟踪兼容的一维电扫通信天线，所述一维电扫通信天线工作于Ka频段，其特征在于，包括：

天线底座；

天线罩，所述天线罩与所述天线底座采用第一连接方式连接，且，所述天线罩罩设于所述天线底座上，以使所述天线罩与所述天线底座之间形成第一容置空间；

天线转台组件，所述天线转台组件设置于所述第一容置空间内，且所述天线转台组件位于所述天线底座的上方，其中，所述天线转台组件包括：

天线底盘，所述天线底盘与所述天线底座固定连接；

回转支撑，所述回转支撑设置于所述天线底盘的上方；

方位转盘，所述方位转盘设置于所述回转支撑的上方；

俯仰连杆机构，所述俯仰连杆机构设置于所述方位转盘上的第一位置；

电动推杆，所述电动推杆设置于所述方位转盘上的第二位置，且，所述电动推杆与所述俯仰连杆机构可伸缩地连接；

导电滑环，所述导电滑环的定子部分与所述天线底盘连接，所述导电滑环的动子部分与所述方位转盘连接，以使天线波束在第一角度范围内覆盖；

一维电扫平板天线，所述一维电扫平板天线设置于所述第一容置空间内，且所述一维电扫平板天线与所述天线转台组件通过所述电动推杆与所述俯仰连杆机构可转动地连接，以使所述一维电扫平板天线的机械俯仰角在第二角度范围内自动调整；

多个外部连接器，多个所述外部连接器设置在所述天线底座的外部，通过多个所述外部连接器与外部设备互联互通。

2.如权利要求1所述的一维电扫通信天线，其特征在于，所述天线转台组件还包括：

惯性组合导航，所述惯性组合导航设置在所述天线底盘上；

驱动机构，所述驱动机构包括：

方位驱动电机，所述方位驱动电机设置在所述方位转盘上的第三位置，其中，所述第一位置、所述第二位置以及所述第三位置各不相同；

轴角编码器，所述轴角编码器与所述方位驱动电机同轴连接。

3.如权利要求1所述的一维电扫通信天线，其特征在于，所述一维电扫通信天线还包括：

跟踪控制模块，所述跟踪控制模块集成设置在所述一维电扫平板天线朝向所述天线转台组件一面的第四位置；

基带处理模块，所述基带处理模块集成设置在所述一维电扫平板天线朝向所述天线转台组件一面的第五位置，且，所述第五位置与所述第四位置不同；

其中，所述跟踪控制模块和所述基带处理模块的供电及通信数据通过线缆束与所述导电滑环连接，并通过所述导电滑环将所述线缆束与多个所述外部连接器互联。

4.如权利要求3所述的一维电扫通信天线，其特征在于，所述一维电扫平板天线包括：

天线接收阵，所述天线接收阵通过第一信号线缆束与所述跟踪控制模块连接；

天线发射阵，所述天线发射阵通过所述第一信号线缆束与所述跟踪控制模块连接；

其中，所述天线接收阵和所述天线发射阵通过射频线缆组件与所述基带处理模块连通，并通过第二信号线缆束将所述跟踪控制模块和所述基带处理模块连接，以形成整机控制信号、射频链路通路。

5.如权利要求4所述的一维电扫通信天线，其特征在于，所述一维电扫平板天线还包括：

定位北斗天线，所述定位北斗天线靠近所述天线接收阵的一端部设置。

6.如权利要求4所述的一维电扫通信天线，其特征在于，所述一维电扫平板天线还包括：

隔离墙，所述隔离墙设置在所述天线接收阵和所述天线发射阵之间。

7.如权利要求1所述的一维电扫通信天线，其特征在于，所述天线罩采用石英纤维和纸蜂窝夹层复合成型，且，所述天线罩的厚度小于6mm，热变形温度为130℃，介电常数为3.1，引入天线差损小于0.2dB。

8.如权利要求1所述的一维电扫通信天线，其特征在于，所述天线底座采用玻璃钢复合材料模具成型，且，所述天线底座厚度采用5mm均匀成型。

9.如权利要求1所述的一维电扫通信天线，其特征在于，所述第一连接方式为螺钉连接，或，卡扣连接；

所述第一角度范围为360°，所述第二角度范围为0°～30°。

10.如权利要求3所述的一维电扫通信天线，其特征在于，所述电动推杆的伸缩长度控制精度优于0.1mm，且，所述一维电扫平板天线的所述机械俯仰角精度优于0.02°。

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