CN204205056U - 一种便携式cdma卫星通信天线 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种便携式CDMA卫星通信天线，包括依次通过螺钉连接的喇叭辐射层、接收信号微带馈电层、传输层、发射信号微带馈电层和反射层，其中，所述喇叭辐射层包括2N×2N个直槽阶梯结构的喇叭辐射器，相邻喇叭辐射器之间间距小于一个λ，其中，N为正数。本申请中所述的喇叭辐射层采用喇叭辐射器，喇叭辐射器可对有效信号进行放大，调节喇叭辐射器的尺寸及相邻喇叭辐射器的间距可对天线方向图进行赋形，得到想要的天线方向图和天线增益。进一步地，喇叭辐射层采用直槽阶梯设计，可以在提高天线性能的同时大大降低了加工难度，使得加工周期缩短，节省了成本，并且很大程度上提高了良品率。
Description
技术领域
本申请涉及卫星通信技术领域，特别是一种便携式、低剖面、轻重量的平板阵列CDMA卫星通信天线。
背景技术
随着卫星通信事业的发展，对卫星通信天线的要求也越来越高，要求卫星通信天线需要重量轻、剖面低、性能高、便携性等优点。传统的抛物面天线由于其自身结构特点，不可能做到体积很小，而且抛物面天线由于其精度要求比较高，因此对于抛物面天线，不可能将其天线面拆分成很多部分，而且这对于操作人员的技术要求比较高，如果装配精度不达标，也会导致天线性能不达标。车载天线和机载天线对天线高度和重量都有严格的要求，因为天线的高度和重量会直接影响车辆的行驶速度和飞机的飞行速度。于是平板天线就出现在人们的视野中，此类天线因为重量轻、剖面低、性能高、便携性等优点，广泛应用于便携站、车载天线、机载天线等场合。
目前市场上见到的CDMA卫星通信平板天线的馈电方式，多为波导馈电，此类馈电形式平板天线也具有很多优点，但它的缺点是厚度大、重量重、加工难度大、成本高。而且现阶段的CDMA卫星通信平板天线往往只能实现接收或者发射功能，不能同时实现这两个功能，因此有必要对现有天线进行改进，使之成为功能更加全面，运用范围更加广的天线。
发明内容
本申请要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种便携式CDMA卫星通信天线，该天线能够同时实现收发功能，并且能够在满足性能要求的同时解决了现有平板天线加工难度大、成本高的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：
一种便携式CDMA卫星通信天线，包括依次通过螺钉连接的喇叭辐射层、接收信号微带馈电层、传输层、发射信号微带馈电层和反射层，其中，所述喇叭辐射层包括2N×2N个直槽阶梯结构的喇叭辐射器，相邻喇叭辐射器之间间距小于一个λ，其中，N为正数。
本申请所述喇叭辐射器包括依次连接的颈部和喉部；所述颈部为边长为3/4λ，高度为1/3λ的扁正方体腔孔，所述喉部为边长为5/9λ，高度为1/12λ的扁正方体腔孔。
本申请所述发射信号微带馈电层和接收信号微带馈电层的结构均为双层覆铜板上蚀刻多级二等分功分器和多个一分二等幅异相功分器，多级二等分功分器末端连接一分二等幅异相功分器；发射信号微带馈电层上的多级二等分功分器与接收信号微带馈电层上的多级二等分功分器的安装方向垂直；发射信号微带馈电层上的一分二等幅异相功分器与接收信号微带馈电层上的一分二等幅异相功分器安装方向垂直。
本申请所述传输层包括2N×2N个边长为5/9λ，高度为1/5λ的扁正方体腔孔，其中，N为正数。
本申请所述反射层包括2N×2N个边长为5/9λ，高度为1/4λ的扁正方体腔孔，其中，N为正数。
本申请采用上述结构后，具有以下技术效果：
本申请中所述的喇叭辐射层采用喇叭辐射器，喇叭辐射器可对有效信号进行放大，调节喇叭辐射器的尺寸及相邻喇叭辐射器的间距可对天线方向图进行赋形，得到想要的天线方向图和天线增益。进一步地，喇叭辐射层采用直槽阶梯设计，可以在提高天线性能的同时大大降低了加工难度，使得加工周期缩短，节省了成本，并且很大程度上提高了良品率。
本申请中采用了反射信号微带馈电层和发射信号微带馈电层，可以使得一个天线同时实现接收和发送功能，不同的馈电层处理不同的信号，保证了信号不会出现干涉现象，提高了天线的性能和使用范围。由于此天线采用对称阵列结构，交叉极化性能比较理想。
本申请所述天线效率高达85％左右，天线方向图等化程度高，天线剖面低,天线高度约24mm、重量轻，约0.8kg；便于携带，易于安装。
附图说明
图1是本申请具体组成示意图；
图2是本申请喇叭辐射器组成示意图；
图3是本申请喇叭辐射层正视图；
图4是本申请喇叭辐射层后视图；
图5是本申请接收信号微带馈电层结构示意图；
图6是本申请发射信号微带馈电层结构示意图；
图7是频率为12.5GHz下的本申请所述天线性能方向图；
图8是频率为14.25GHz下的本申请所述天线性能方向图；
图中：1—喇叭辐射层，2—接收信号微带馈电层，3—传输层，4—发射信号微带馈电层，5—反射层，6—喇叭辐射器，7—颈部，8—喉部。
具体实施方式
现在结合附图对本申请作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本申请的基本结构，因此其仅显示与本申请有关的构成。
如图1所示，一种便携式CDMA卫星通信天线，包括依次通过螺钉连接的喇叭辐射层1、接收信号微带馈电层2、传输层3、发射信号微带馈电层4和反射层5，其中，所述喇叭辐射层1包括2N×2N个直槽阶梯结构的喇叭辐射器6，相邻喇叭辐射器6之间间距小于一个λ，其中，N为正数。其中，所述直槽阶梯结构为两个扁正方体腔孔组成的喇叭形结构，如图2所示，所述喇叭辐射器包括颈部7和喉部8。
如图2、3所示，所述颈部7为边长为3/4λ，高度为1/3λ的扁正方体腔孔；
如图2、4所示，所述喉部8为边长为5/9λ，高度为1/12λ的扁正方体腔孔。
本申请中，所述扁正方体腔孔为边长与高度不相等的棱柱。
采用这种设计以后，喇叭辐射器6可有效对信号进行放大，调节喇叭辐射器6的尺寸及相邻喇叭辐射器6的间距可对天线方向图进行赋形，得到想要的天线方向图和天线增益。喇叭辐射器6采用直槽阶梯设计，在提高天线性能的同时大大降低了加工难度，使得加工周期缩短，节省了成本，并且很大程度上提高了良品率。
为了实现接收和发射双向通信，本发明采用双层馈电，即接收信号微带馈电层2和发射信号微带馈电层4处在不同的馈电层，这样更利于实现接收端和发射端极化互相垂直，调节天线的辐射性能和电压驻波比。
本申请所述发射信号微带馈电层4和接收信号微带馈电层2的结构均为双层覆铜板上蚀刻多级二等分功分器和多个一分二等幅异相功分器，多级二等分功分器末端连接一分二等幅异相功分器；发射信号微带馈电层4上的多级二等分功分器与接收信号微带馈电层2上的多级二等分功分器的安装方向垂直；发射信号微带馈电层4上的一分二等幅异相功分器与接收信号微带馈电层2上的一分二等幅异相功分器安装方向垂直。
采用这种结构的馈电层，馈电端口可采用多节匹配，使馈电层的电压驻波比最小，从而使得天线的电压驻波比也比较小，实现了宽频阻抗匹配。本申请所述发射信号微带馈电层4和接收信号微带馈电层2的厚度可以做到0.254毫米。
本申请所述传输层3包括2N×2N(其中，N为正数)个边长为5/9λ、高度约为1/5λ的扁正方体腔孔。采用这种设计，传输层3的扁正方体腔孔大小与喇叭辐射器6的喉部8大小相同，保证了传输信号的损失降低。
本申请所述反射层5包括2N×2N(其中，N为正数)个边长为5/9λ、高度约为1/4λ的扁正方体腔孔及厚度为2mm的金属壁。采用这种设计以后，增加了天线的方向性，调节正方体的高度可有效对天线方向图及驻波进行优化。
本申请中喇叭辐射层1、接收信号微带馈电层2、传输层3、发射信号微带馈电层4和反射层5的扁正方体腔孔数N都是相等的，本申请中选择N为8的实施例进行试验，得到如下效果：所述便携式CDMA卫星通信天线效率可达85％左右、天线方向图等化程度高，天线剖面低，天线高度约为24mm，重量较轻，约为0.8kg；本申请所述便携式CDMA卫星通信天线便于携带，易于拼装成增益更高的天线。由于此天线采用对称阵列结构，交叉极化性能比较理想。
如图5所示，在频率为12.5GHz下本发明天线增益可以达到26.948dBi。
如图6所示，在频率为14.25GHz下本发明天线增益可以达到27.68dBi。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种便携式CDMA卫星通信天线，其特征在于：包括依次通过螺钉连接的喇叭辐射层、接收信号微带馈电层、传输层、发射信号微带馈电层和反射层，其中，所述喇叭辐射层包括2N×2N个直槽阶梯结构的喇叭辐射器，相邻喇叭辐射器之间间距小于一个λ，其中，N为正数。
2.根据权利要求1所述的一种便携式CDMA卫星通信天线，其特征在于：所述喇叭辐射器包括依次连接的颈部和喉部；所述颈部为边长为3/4λ，高度为1/3λ的扁正方体腔孔，所述喉部为边长为5/9λ，高度为1/12λ的扁正方体腔孔。
3.根据权利要求1所述的一种便携式CDMA卫星通信天线，其特征在于：所述发射信号微带馈电层和接收信号微带馈电层的结构均为双层覆铜板上蚀刻多级二等分功分器和多个一分二等幅异相功分器，多级二等分功分器末端连接一分二等幅异相功分器；发射信号微带馈电层上的多级二等分功分器与接收信号微带馈电层上的多级二等分功分器的安装方向垂直；发射信号微带馈电层上的一分二等幅异相功分器与接收信号微带馈电层上的一分二等幅异相功分器安装方向垂直。
4.根据权利要求1所述的一种便携式CDMA卫星通信天线，其特征在于：所述传输层包括2N×2N个边长为5/9λ，高度为1/5λ的扁正方体腔孔，其中，N为正数。
5.根据权利要求1所述的一种便携式CDMA卫星通信天线，其特征在于：所述反射层包括2N×2N个边长为5/9λ，高度为1/4λ的扁正方体腔孔，其中，N为正数。
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Cited By (2)
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| CN109509983A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-22 | 安徽站乾科技有限公司 | 一种矩形喇叭阵列天线 |
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