CN203260738U - 可改变波束扫描方式的双副面卡塞格伦天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可改变波束扫描方式的双副面卡塞格伦天线，包括：主反射面、馈源喇叭、与主反射面连接的天线撑杆，在天线撑杆的末端连接有一能够做翻转运动的旋转箱；正对的副反射面固定在旋转箱的一端；倾斜的副反射面安装在旋转箱的另一端；旋转箱内设置有控制倾斜的副反射面旋转的第二电机，倾斜的副反射面连接第二电机。旋转箱能够做翻转运动，以切换正对的副反射面或倾斜的副反射面相对主反射面的位置。所述旋转箱内还设置有控制旋转箱翻转的第一电机、小齿轮、大齿轮、转轴、轴承。本实用新型通过两个副反射面的交替使用，达到了改变卡式天线波束扫描方式的目的。

Description

可改变波束扫描方式的双副面卡塞格伦天线

技术领域

本实用新型涉及一种微波天线领域，尤其是一种卡塞格伦天线。

背景技术

在雷达探测与通信领域中，卡塞格伦天线（以下简称卡式天线）由于天线增益高、连接波导短、天线性能一致性好、交叉极化电平小等优点，得到广泛的应用。

卡式天线的主体由主反射面、副反射面、辐射馈源等部件组成。主反射面为旋转抛物面，副反射器为旋转双曲面。双曲面的一个焦点与抛物面的焦点重合，双曲面焦轴与抛物面的焦轴重合，而辐射馈源位于双曲面的另一焦点上。辐射源从主反射面中心轴上双曲面的一个焦点处向副反射面发射电磁波，经副反射面反射到主反射面，然后再经主反射面反射后向空间定向发射电磁波，接收时沿原路返回。

常规卡式天线的副反射面是正对主反射面的，即主副反射面的法线是重合的，这样天线的波束指向就是天线的法线方向。当副反射面的法线方向与主反射面的法线方向不一致时，即副反射面相对于主反射面是处于倾斜状态时，天线波束的指向将与主反射面的法线方向呈一定的角度，副面的倾斜角越大则波束与法线的夹角就越大。当倾斜的副面旋转时，卡式天线的波束在空间就会做围绕天线法线方向做圆锥扫描。当夹角较小时主要是运用于跟踪雷达，当夹角较大时可运用于需要高速扫描较大空域的场合。

但是，当副反射面倾斜一定角度导致波束的指向改变后，与副反射面正对主反射面的工作状态相比，倾斜的状态会使波束的宽度有所展宽，形状也会有所畸变，天线增益也会有所下降。因此，对于不同的应用场合会选用不同的工作状态，往往无法兼容。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种可改变波束扫描方式的双副面卡塞格伦天线，在一个卡式天线主反射面的基础上，设置了两个副反射面，一个可以正对主反射面，另一个可以倾斜面对主反射面并高速旋转，通过两个副反射面的交替使用、快速切换，可以实现快速改变卡式天线波束扫描方式的天线方案。

按照本实用新型提供的技术方案，所述可改变波束扫描方式的双副面卡塞格伦天线，包括：主反射面、馈源喇叭、与主反射面连接的天线撑杆，在天线撑杆的末端连接有一能够做翻转运动的旋转箱；正对的副反射面固定在旋转箱的一端；倾斜的副反射面安装在旋转箱的另一端；旋转箱内设置有控制倾斜的副反射面旋转的第二电机，倾斜的副反射面连接第二电机。

旋转箱能够做翻转运动，以切换正对的副反射面或倾斜的副反射面相对主反射面的位置。

进一步地，所述旋转箱内还设置有控制旋转箱翻转的第一电机、小齿轮、大齿轮、转轴、轴承；

第一电机连接小齿轮，小齿轮连接大齿轮，大齿轮固定在转轴上；转轴与天线撑杆固定连接；旋转箱通过轴承与转轴连接。

进一步地，转轴的两端与轴承结合部设置有密封槽。

进一步地，所述倾斜的副反射面通过联轴器与第二电机连接，或通过减速箱与第二电机连接，或直接与第二电机连接。

本实用新型适用于需要快速、频繁改变波束扫描方式的卡式天线的应用领域。当选用副反射面正对主反射面的工作方式时，由于波束指向与天线法线方向一致、天线增益相对最大、波速宽度相对最窄、形状相对最好，所以适合于对目标进行精确测量的场合。当切换到副反射面与主反射面倾斜的状态时，可以完成跟踪雷达或高速扫描雷达等使用场合。这样在共用同一主反射面的基础上，运用本实用新型设计的方案就可以满足多种探测需求。

该实用新型具有以下优点：

1、在共用一主反射面天线的基础上，可实现选择天线波束不同扫描方式的功能。

2、改变天线波束不同扫描方式可实现快速切换、自动控制。

3、由于完成上述功能的各旋转与控制部件均小于两个副反射面，因此不会对天线的各项电性能产生影响。

附图说明

图1为常规卡式天线的结构示意图。

图2为本实用新型使用正对的副反射面工作的结构图。

图3为本实用新型使用倾斜的副反射面工作的结构图以及旋转箱内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，为常规卡式天线的结构示意图，主要由主反射面1、副反射面21、馈源喇叭3、天线撑杆4等天线部件构成。微波信号通过馈源喇叭3对副反射面21发射，副反射面21又将微波发射到主反射面1，主反射面1最后将微波向空间辐射出去；若是接收空间的微波信号，传输途径与上述相反。由于副反射面21正对馈源喇叭3和主反射面1，天线的波束方向垂直于主反射面1的底面、与主反射面1的法线方向重合。

如图2所示，为本实用新型的结构示意图，除了常规的主反射面1、馈源喇叭3、与主反射面1连接的天线撑杆4等天线部件外，在天线撑杆4的末端还连接有一能够做翻转运动的旋转箱6，并且副反射面有两个：正对的副反射面2和倾斜的副反射面5，正对的副反射面2固定在旋转箱6的一端；倾斜的副反射面5安装在旋转箱6的另一端。

如图3所示，旋转箱6内设置有控制倾斜的副反射面5旋转的第二电机9；所述倾斜的副反射面5可以通过联轴器14与第二电机9连接，也可以通过减速箱与第二电机9连接，或直接与第二电机9连接。当第二电机9旋转时，倾斜的副反射面5就可以在其驱动下旋转。由于倾斜的副反射面5改变了天线波束的指向，这样随着倾斜的副反射面5的旋转，就可以控制天线的波束在空间围绕天线的法线方向做圆锥扫描。

如图3所示，为本实用新型使用倾斜的副反射面5工作时的结构图。为了能使旋转箱6做翻转运动，旋转箱6的翻转机构采用如下设计：旋转箱6内还设置有控制旋转箱6翻转的第一电机10、起传动作用的小齿轮7和大齿轮8、以及转轴11、轴承12、密封槽13；第一电机10连接小齿轮7，小齿轮7连接大齿轮8，大齿轮8固定在转轴11上；转轴11与天线撑杆4固定连接；因此大齿轮8与转轴11相对于天线撑杆4是相对固定的，在旋转箱6翻转时并不发生转动。旋转箱6通过轴承12与转轴11连接。需要旋转箱6做翻转运动时，比如从图2的工作状态切换到图3的工作状态，只要控制第一电机10运转，第一电机10带动小齿轮7旋转，小齿轮7就会围绕固定的大齿轮8运转，从而带动旋转箱6围绕着转轴11运转，当运转到位时，控制第一电机10停转即可，这样就可以选择不同副反射面的工作状态。

密封槽13设置在转轴11的两端与轴承12结合部，可起到密封作用。

本实用新型结构简单，通过简单的控制就可以完成在共用一个卡式天线主反射面的基础上，通过两个副反射面的交替使用，达到了改变卡式天线波束扫描方式的目的，以满足不同的使用要求。

Claims (4)

1.一种可改变波束扫描方式的双副面卡塞格伦天线，包括主反射面(1)、馈源喇叭(3)、与主反射面(1)连接的天线撑杆(4)，其特征在于：在天线撑杆(4)的末端连接有一能够做翻转运动的旋转箱(6)；正对的副反射面(2)固定在旋转箱(6)的一端；倾斜的副反射面(5)安装在旋转箱(6)的另一端；旋转箱(6)内设置有控制倾斜的副反射面(5)旋转的第二电机(9)，倾斜的副反射面(5)连接第二电机(9)。

2.如权利要求1所述的可改变波束扫描方式的双副面卡塞格伦天线，其特征在于：所述旋转箱(6)内还设置有控制旋转箱(6)翻转的第一电机(10)、小齿轮(7)、大齿轮(8)、转轴(11)、轴承(12)；

第一电机(10)连接小齿轮(7)，小齿轮(7)连接大齿轮(8)，大齿轮(8)固定在转轴(11)上；转轴(11)与天线撑杆(4)固定连接；旋转箱(6)通过轴承(12)与转轴(11)连接。

3.如权利要求2所述的可改变波束扫描方式的双副面卡塞格伦天线，其特征在于：转轴(11)的两端与轴承(12)结合部设置有密封槽(13)。

4.如权利要求1、2或3所述的可改变波束扫描方式的双副面卡塞格伦天线，其特征在于：所述倾斜的副反射面(5)通过联轴器(14)与第二电机(9)连接，或通过减速箱与第二电机(9)连接，或直接与第二电机(9)连接。

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