CN207664223U - 一种双线极化天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双线极化天线，包括主反射件、馈源阵列、副反射件、安装架。安装架将馈源阵列安装在主反射件的主反射面上，且还将副反射件安装在馈源阵列的上空，使副反射件的副反射面平行于馈源阵列，且副反射面的中心和馈源阵列的中心位于同一直线上，并馈源阵列位于主反射面的焦点处。安装架包括：一端竖立固定在主反射面的圆心处的立柱；固定在立柱的另一端上且位于主反射面的焦点处的插槽；均焊接在副反射面上且以副反射面的中心为圆心而环形布局的多个定位部一；均焊接在插槽的底面上且以馈源阵列的中心为圆心而环形布局的多个定位部二；一端固定在一个定位部一上而相对另一端固定在一个定位部二上的多个支撑杆。馈源阵列安装在插槽上。

Description

一种双线极化天线

技术领域

本实用新型涉及微波通信、星地动中通领域中的一种天线，尤其涉及一种双线极化天线。

背景技术

由金属反射面和馈源为主要部件组成的天线，主要包括单反射面天线和双反射面天线两大类，这是基于光学原理导出的天线形式，广泛用于微波和波长更短的波段。第二次世界大战前后多种单反射面天线开始大量使用，到60年代出现了以卡塞格伦天线为代表的双反射面天线。它们已成为最常用的一类微波和毫米波高增益天线，广泛应用于通信、雷达、无线电导航、电子对抗、遥测、射电天文和气象等技术领域。以卫星通信为例，由于增益高和结构简单，反射面天线是通信卫星地球站的主要天线形式；由于能制成可展开的折伞形结构，它又是宇宙飞船和卫星天线的基本形式。至今不但已产生了多种多样的反射面形式来满足不同的需要，同时也出现了性能优良的多种馈源结构。

动中通是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称。星地“动中通”是为了满足用户通过卫星在动态移动中传输宽带视频信息的需求产生的新应用，使用固定轨道卫星的Ku频段进行移动通信传输宽带信息，是一种新兴业务应用。通过动中通系统，车辆、轮船、飞机等移动的载体在运动过程中可实时跟踪卫星等平台，不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息，可满足各种军民用应急通信和移动条件下的多媒体通信的需要。

目前，“动中通”系统主要使用Ku波段与固定轨道卫星进行通信。根据国家2014年发布的《Ku频段静止中使用的车载卫星通信地球站通用技术要求》、《Ku频段便携式卫星通信地球站通用技术要求》等文件要求，Ku波段“动中通”系统需由应用分系统、电源分系统、信道分系统、天线及其控制系统等组成。天线系统需同时覆盖上行/下行频段，其中上行频段为13.75～14.5GHz，下行频段10.95～11.75GHz、12.25～12.75GHz，上行和下行频段的极化为两正交的线极化。为保证卫星与地面移动设备间流畅的通信，系统天线需实时指向通信卫星。为了避免天线发射时对邻近卫星的干扰，通常需要移动设备在运动中天线的跟踪误差小于0.1°，并且馈源也要进行旋转跟踪，接收和发射间的极化隔离度要大于30dB。此外，文件中对天线的发射功率、副瓣电平等也提出了相应的要求。

目前，国内外已有多家企业单位推出了“动中通”相关的产品，如以色列RaySat公司推出的多组片天线、美国TracStar推出的IMVS450M产品、以色列Starling公司推出的Mijet系列产品以及国内中电集团54所研发的0.5m与1.2m车载环焦天线等。为满足天线对卫星的高精度实时跟踪对准的要求，上述“动中通”产品中均包含有自动跟踪系统。“动中通”自动跟踪系统是在初始静态情况下，由GPS、经纬仪、捷联惯导系统测量出航向角、载体所在位置的经度和纬度及相对水平面的初始角，然后根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角，在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位，并以信号极大值方式自动对准卫星。在载体运动过程中，测量出载体姿态的变化，通过数学平台的运算，变换为天线的误差角，通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角，保证载体在变化过程中天线对星在规定范围内，使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。该系统跟踪方式有自跟踪和惯导跟踪两种。自跟踪是依靠卫星信标进行天线闭环伺服跟踪；惯导跟踪是利用陀螺惯导组合敏感载体的变化进行天线跟踪。这两种跟踪可根据现场情况自动切换。当系统对星完毕转入自动跟踪后，以自跟踪方式工作；与此同时，惯导系统也进入工作状态，并不断输出天线极化、方位和俯仰等数据。当由于遮挡或其它原因引起天线信标信号中断时，系统自动切换到惯导跟踪方式。

无论天线采用何种跟踪方式，高精度的伺服系统始终是传统“动中通”系统的关键部分之一。通常情况下，高精度伺服系统需具有约0.1°的高跟踪精度，同时由于“动中通”天线具有较大的口径(目前满足入网要求的天线口径超过1米)及重量，从而造成了高精度伺服系统的较高成本。目前，应用于“动中通”的高精度伺服系统成本动辄数万、甚至超过十万，占整个“动中通”系统成本的一大部分，限制了“动中通”通信系统在民用领域中的广泛应用。

在目前卫星通信天线中，副反射件是根据环境需要而是否考虑增设，增设副反射件时，其需要保证副反射件的副反射面背对着馈源阵列，而面向馈源阵列的上空领域。因此，需要用到安装架，安装架用于将副反射件安装在馈源阵列的插槽上，并且需要：副反射件的副反射面平行于馈源阵列，且副反射面的中心和馈源阵列的中心位于同一直线上。否则容易出现比较大通信数据误差，因此需要降低组装时的工装误差，并且保证副反射件在长期使用过程中相对馈源阵列的平稳性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种双线极化天线，本实用新型的馈源阵列与主反射面配合，可以实现天线系统对卫星的小角度、高速、高精度的电子波束扫描和跟踪，采用这种技术，可以降低对伺服系统的精度和动态反应速度的要求，从而降低伺服系统的成本；再者，本实用新型能降低副反射件组装在馈源阵列上空时的工装误差，并且保证副反射件在长期使用过程中相对馈源阵列的平稳性。

本实用新型的解决方案是：一种双线极化天线，包括主反射件、馈源阵列、副反射件、安装架；所述安装架将馈源阵列安装在主反射件的主反射面上，且还将副反射件安装在馈源阵列的上空，使副反射件的副反射面平行于馈源阵列，且副反射面的中心和馈源阵列的中心位于同一直线上，并馈源阵列位于主反射面的焦点处；

所述安装架包括立柱、插槽、多个定位部一、多个定位部二、多个支撑杆；其中，立柱一端竖立固定在主反射面的圆心处，插槽固定在立柱的另一端上且位于主反射面的焦点处，馈源阵列安装在插槽上；多个定位部一均焊接在副反射面上，且以副反射面的中心为圆心而环形布局；多个定位部二均焊接在插槽的底面上，且以馈源阵列的中心为圆心而环形布局，多个定位部二分别与多个定位部一一一对应，定位部二与相应的定位部一位于同一平面上，且所在平面垂直于副反射面；每个支撑杆的一端固定在其中一个定位部一上，每个支撑杆的相对另一端固定在其中一个定位部二上；每个支撑杆为多次弯折的片状结构，每个支撑杆的两端上下相对设置且相互平行；

馈源阵列包括自上而下依次排列的上层电路板、中间层电路板以及底层电路板；上层电路板、中间层电路板以及底层电路板之间间隔固定且相互平行；底层电路板为带金属地板的微带反射板，其上开设有若干个发射天线馈口和接收天线馈口；中间层电路板为微带形式的天线结构，其正反面均是通过格状金属条带电路分割成若干个区域，正反面的格状金属条带电路由金属化通孔相互导通；上层电路板为一块介质板；底层电路板的底侧附导体；

其中，中间层电路板与底层电路板的间距为0.1λ～0.3λ，上层电路板与中间层电路板的间距为0.3λ～0.7λ，λ为工作频率所对应的自由空间波长；中间层电路板每个区域的正面设置有分别作为接收天线的金属偶极子、接收天线馈电焊盘、发射天线馈电焊盘，每个区域的背面设置有作为发射天线的金属偶极子，接收天线馈电焊盘与接收天线连接，发射天线馈电焊盘与发射天线连接，正反面对应区域的接收天线和发射天线成90°角交叉设置。

作为上述方案的进一步改进，所述安装架还包括底座，底座固定在主反射面的圆心处，立柱竖立固定在底座上。

作为上述方案的进一步改进，底座通过若干紧固件固定在主反射面的圆心处；插槽和立柱均呈圆柱形，且立柱的直径小于插槽的直径。

作为上述方案的进一步改进，每个支撑杆固定定位部一的一端沿副反射面的边沿平行延伸，延伸出副反射面后向下弯折并延伸至定位部二后弯折并沿底面平行延伸至相应的定位部二。

作为上述方案的进一步改进，每个支撑杆固定定位部一的一端沿副反射面的边沿平行延伸，延伸出副反射面后向下弯折并垂直延伸，再朝定位部二方向弯折并延伸，延伸至定位部二后弯折并沿底面平行延伸至相应的定位部二。

作为上述方案的进一步改进，所述安装架还包括多个紧固件，每个支撑杆通过至少一个紧固件固定在相应定位部一上，还通过至少另一个紧固件固定在相应定位部二上。

进一步地，支撑杆位于相应定位部一与相应定位部二的同一侧，且支撑杆的其中一个侧边和相应定位部一、相应定位部二均相贴。

作为上述方案的进一步改进，所述底层电路板上延径向设有4个馈电孔，径向的4个馈电孔的两侧还分别设置有2个馈电孔，总共设置8个馈电孔，其中四个为发射天线馈口，四个为接收天线馈口。

作为上述方案的进一步改进，SSMA接口焊接在底层电路板上，上下端均伸出底层电路板，其中中间层电路板上的接收天线以及发射天线的两臂分别与SSMA接口的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连。

作为上述方案的进一步改进，上层电路板和中间层电路板之间设有若干个尼龙螺柱一，若干个尼龙螺柱一的中间轴孔分别对准上层电路板上的固定孔和中间层电路板上的固定孔，中间层电路板和底层电路板之间设有若干个尼龙螺柱二，若干个尼龙螺柱二的中间轴孔分别对准中间层电路板上的固定孔和底层电路板上的固定孔，若干个尼龙螺丝一从上层电路板上部向下穿过上层电路板上的固定孔后旋进尼龙螺柱一里，若干个尼龙螺丝二从底层电路板的底部向上，依次穿过底层电路板上的固定孔、若干个尼龙螺柱二、中间层电路板上的固定孔后旋进尼龙螺柱一里，从而上层电路板、中间层电路板以及底层电路板固定在一起。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

1、所设计的天线馈源阵列可方便的应用于单反射式或双反射面的卫星通信天线中，实现小角度、高速、高精度波束跟踪和扫描，以降低对机械伺服系统的精度和动态速度的要求，从而降低天线系统的成本，推动“动中通”系统在民用领域中的应用；

2、采用印刷金属交叉偶极子结构以及“法布里-帕罗”天线的原理实现可应用于“动中通”天线的馈源；相比于传统的波导口、波导喇叭等馈源结构，该馈源结构简单紧凑，因而可在较小的面积内实现多个单元以及收/发通道，从而利于实现动中通天线所要求的更高精度的波束指向控制；

3、采用的对消技术可在天线结构端实现同一位置处收/发通道之间30dB的隔离度，减轻了后端器件的压力；

4、该馈源采用微带印刷电路板结构，工艺成熟、加工简单、成本较低且适用于大规模生产；

5、采用安装架，其定位部一在副反射面上的固定方式，定位部二在底面上的固定方式，保证了馈源阵列与副反射件之间的稳固连接；定位部一以副反射面的中心为圆心而环形布局，定位部二以馈源阵列的中心为圆心而环形布局，且定位部二与相应的定位部一所在平面垂直于副反射面，能够保证副反射的副反射面平行于馈源阵列，且保证副反射面的中心和馈源阵列的中心位于同一直线上。因此，本实用新型能降低副反射件组装在馈源阵列上空时的工装误差，并且保证副反射件在长期使用过程中相对馈源阵列的平稳性。

附图说明

图1是应用本实用新型双线极化天线的卡塞格伦天线的整体结构示意图。

图2是图1中副反射件和馈源阵列采用安装架进行组装的立体结构示意图。

图3是图2的局部放大示意图。

图4是本实用新型双线极化天线馈源阵列的侧视图。

图5是本实用新型双线极化天线馈源阵列的立体分解图。

图6是本实用新型双线极化天线馈源阵列的底层电路板的俯视结构示意图。

图7是图6中的底层电路板的侧视剖面图。

图8是本实用新型双线极化天线馈源阵列的中间层电路板的俯视结构示意图。

图9是图8中的中间层电路板的仰视图。

图10是图8中的中间层电路板的侧视剖面图。

图11是本实用新型双线极化天线馈源阵列的上层电路板的俯视结构示意图。

图12是图11中的上层电路板的侧视剖面图。

图13是本实用新型双线极化天线馈源阵列的回波损耗仿真结果图。

图14为本实用新型双线极化天线馈源阵列的接收端口和发射端口的实测结果图。

图15是本实用新型双线极化天线馈源阵列在工作频点12.5GHz的且方位面0°与方位面90°内的仿真阵列接收定向性图。

图16是本实用新型双线极化天线馈源阵列在工作频点12.5GHz且方位面0°与方位面90°内的实测阵列接收定向性图。

图17是本实用新型双线极化天线馈源阵列在工作频点14.1GHz的且方位面0°与方位面90°内的仿真阵列发射定向性图。

图18是本实用新型双线极化天线馈源阵列在工作频点14.1GHz的且方位面0°与方位面90°内的实测阵列发射定向性图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型双线极化天线应用于图1所示的卡塞格伦天线，卡塞格伦天线应用于动中通中，该卡塞格伦天线除双线极化天线之外，还包括主反射件3。双线极化天线包括馈源阵列2、副反射件1、安装架。馈源阵列2固定于主反射件3的主反射面上，且馈源阵列2的中心放置在卡塞格伦式天线的焦点处。

请一并结合图2及图3，安装架将副反射件1安装在馈源阵列2上空，安装架能保证副反射件1的副反射面75平行于馈源阵列2，且副反射面75的中心和馈源阵列2的中心位于同一直线上，并保证馈源阵列2位于主反射面710的焦点处。。

安装架包括底座711、立柱712、插槽73、多个定位部一74、多个定位部二76、多个支撑杆78、多个紧固件79。立柱712一端竖立固定在主反射面710的圆心处，插槽73固定在立柱712的另一端上且位于主反射面710的焦点处，馈源阵列2安装在插槽73上。在本实施例中，底座711固定在主反射面710的圆心处，立柱712竖立固定在底座711上，底座711通过若干紧固件固定在主反射面710的圆心处。插槽73和立柱712均可呈圆柱形，且立柱712的直径小于插槽73的直径。

定位部一74、定位部二76、支撑杆78这三者之间的数量一般是对应的，在其他实施例中，定位部一74和定位部二76的数量分别可以多于支撑杆78的数量。至于紧固件79数量没有特别要求，只要能将需要固定的器件固定即可，每个器件在固定的时候，可以根据时间安装环境酌情增加紧固件。

这些定位部一74均焊接在副反射面75上，且以副反射面75的中心为圆心而环形布局，这些定位部二76均焊接在插槽73的底面77上，且以馈源阵列2的中心为圆心而环形布局，多个定位部二76分别与多个定位部一74一一对应，定位部二76与相应的定位部一74位于同一平面上，且所在平面垂直于副反射面75。

每个支撑杆78的一端固定在其中一个定位部一74上，每个支撑杆78的相对另一端固定在其中一个定位部二76上，每个支撑杆78为多次弯折的片状结构，每个支撑杆78的两端上下相对设置且相互平行。支撑杆78的结构设计降低了本实用新型安装架对副反射件1的反射性能和馈源阵列2的回馈性能的影响，也降低了对天线的主反射面的影响。因此，多个定位部一74尽量均匀环布在副反射面75上，多个定位部二76也尽量均匀环布在底面77上。

支撑杆78通过定位部一74在副反射面75上的固定方式，支撑杆78通过定位部二76在底面77上的固定方式，保证了馈源阵列2与副反射件1之间的稳固连接。定位部一74以副反射面75的中心为圆心而环形布局，定位部二76以馈源阵列2的中心为圆心而环形布局，且定位部二76与相应的定位部一74所在平面垂直于副反射面75，能够保证副反射件1的副反射面75平行于馈源阵列2，且保证副反射面75的中心和馈源阵列2的中心位于同一直线上。

每个支撑杆78固定定位部一74的一端可沿副反射面75的边沿平行延伸，延伸出副反射面75后向下弯折并延伸至定位部二76后弯折并沿底面77平行延伸至相应的定位部二76。在本实施例中，每个支撑杆78固定定位部一74的一端沿副反射面75的边沿平行延伸，延伸出副反射面75后向下弯折并垂直延伸，再朝定位部二76方向弯折并延伸，延伸至定位部二76后弯折并沿底面77平行延伸至相应的定位部二76。

每个支撑杆78通过至少一个紧固件79固定在相应定位部一74上。每个支撑杆78通过至少另一个紧固件79固定在相应定位部二76上。紧固件79都可以采用螺钉、螺栓、销钉之类的用于固定的器件。

支撑杆78为片状结构的好处在于，支撑杆78的两端可以与定位部一74、定位部二76更好的稳定连接。支撑杆78位于相应定位部一74与相应定位部二76的同一侧，且支撑杆78的其中一个侧边和相应定位部一74、相应定位部二76均相贴。相贴的固定方式增大支撑杆78的两端与定位部一74、定位部二76之间的接触面积。

参阅图4与图5，馈源阵列2采用基于微带印刷电路板(PCB)的“法布里-帕罗”天线的形式，包括自上而下依次排列的上层电路板16、中间层电路板17以及底层电路板18。上层电路板16、中间层电路板17以及底层电路板18之间间隔固定且相互平行，可以通过螺丝锁固。

三层电路板均可为在介电常数为3的介质覆铜板上制作的，其中，底层电路板18为带金属地板的微带反射板，中间层电路板17为微带形式的天线结构，上层电路板16为一块起增强定向性作用的纯介质板。上层电路板16、中间层电路板17以及底层电路板18的厚度分别为3mm、0.5mm及1.5mm，直径相同，均为54mm。三层电路板通过四个位置相同的且旋转对称的固定孔相互连接，对角位置的固定孔孔距为49mm，孔径2mm。

请同时参阅图6及图7，所述底层电路板18底侧附导体，如铜，并且其上开设有4个固定孔4，且延径向设有4个馈电孔5。径向的4个馈电孔5的两侧还分别设置有2个馈电孔5，总共设置8个馈电孔5，其中四个为发射天线馈口，四个为接收天线馈口。SSMA接口24通过馈电孔焊接在底层电路板18上，上下端均伸出底层电路板18，空心铜台6通过馈电孔焊接在底层电路板18的上端，且罩在SSMA接口24的内芯上。当馈源阵列2固定于卡塞格伦天线的主反射件3上时，馈源阵列2与主反射件3之间具有腰孔垫片22，具体的，腰孔垫片22的两端分别开设有通孔，腰孔垫片22通过其中一个通孔螺丝锁固在底层电路板18上。

请同时参阅图8、图9及图10，是中间层电路板17的结构示意图，其中图8是俯视图，图9是仰视图，图10是侧视剖面图。中间层电路板17上开设有4个固定孔7，并且中间层电路板17的正反面均分为4个区域，正面的每个区域的结构均相同，具体参数略有差别，反面的每个区域的结构也均相同，具体参数也略有差别。

为便于加工组装，正反面的每个区域均开设1个介质板开窗11。为隔绝表面波对方向图的影响，中间层电路板17的正反面均是通过带有一定开口结构172的格状金属条带电路14分割成4个区域，正反面的格状金属条带电路14由金属化通孔(图未示)相互导通。这里，格状金属条带电路14上引入开口是为了避免形成封闭的谐振腔，以免恶化天线的匹配特性。通过对金属化通孔结构的设置，并且在电路板中使用格状金属条带电路14分割区域，并且格状金属条带电路14的设置隔离了介质中的表面波，从而降低阵列单元间的互耦。

每个区域的正面设置有分别作为接收天线9的金属偶极子、接收天线馈电焊盘10、发射天线馈电焊盘8，每个区域的背面设置有作为发射天线13的金属偶极子。接收天线馈电焊盘10与接收天线9连接，发射天线馈电焊盘8与发射天线13连接，正反面对应区域的接收天线9和发射天线13成90°角交叉设置，接收天线9和发射天线13分别工作于收/发(下行/上行)频段，交叉设置的金属偶极子结构可对应实现收/发所要求的两正交线极化，接收天线9和发射天线13的臂长可调。

为焊接方便，接收天线馈电焊盘10、发射天线馈电焊盘8设置在一侧。为进一步减小馈电结构对收/发间隔离所带来的影响，在设计中将同一位置处的两偶极子结构即同一位置处位于电路板正反面的接收天线9和发射天线13通过一段印刷细导线相连，同时还设置有改善收发通道隔离度的印刷金属圆盘12。金属圆盘12的直径约为0.05λ～0.2λ，位于金属条带14所隔成的矩形单元的顶角附近，金属圆盘12的中心距围成对应顶角的两个边的距离均约为0.15λ～0.35λ。λ为工作频率所对应的自由空间波长。通过调节该细导线的长度、粗细等参数以及金属圆盘12的大小和位置可利用合适的对消手段来实现收/发之间的高隔离。

结构中的接收天线9以及发射天线13均通过SSMA接口24实现底部同轴馈电。其中接收天线9以及发射天线13的两臂分别与SSMA接口24的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连。这里采用细导线的原因在于减小馈电结构对收/发间隔离的影响。

请同时参阅图11及图12，上层电路板16上开设有4个固定孔15，上层电路板16为覆铜板全部刻蚀掉的纯介质板，是构成“法布里-帕罗”的上层结构。

作为优选的连接方式，上层电路板16和中间层电路板17之间设有4个尼龙螺柱一20，4个尼龙螺柱一20的中间轴孔分别对准上层电路板16上的固定孔15和中间层电路板17上的固定孔7。中间层电路板17和底层电路板18之间设有4个尼龙螺柱二21，4个尼龙螺柱二21的中间轴孔分别对准中间层电路板17上的固定孔7和底层电路板18上的固定孔4。4个尼龙螺丝一19从上层电路板16上部向下穿过上层电路板16上的固定孔15后旋进尼龙螺柱一20里，4个尼龙螺丝二23从底层电路板18的底部向上，依次穿过底层电路板18上的固定孔4、4个尼龙螺柱二21、中间层电路板17上的固定孔7后旋进尼龙螺柱一20里，从而上层电路板16、中间层电路板17以及底层电路板18固定在一起。

在该馈源结构中，介质基板的间距对结构的工作带宽以及辐射增益有直接的影响。其中，中间层电路板17与底层电路板18的合适间距约为0.1λ～0.3λ，λ为工作频率所对应的自由空间波长。当两者的间距过小时，馈源结构的增益较高，但是整体工作带宽过窄；当两者的间距过大时，馈源结构的增益过低、带宽较窄，并且馈源物理结构将较大。

另外，上层电路板16与中间层电路板17的合适间距约为0.3λ～0.7λ。当两者的间距过大或者过小时，均会使得馈源结构的增益过低，工作带宽较窄。在该馈源阵列结构中，通过调节尼龙螺栓的高度可对应的调节上层电路板16、中间层电路板17以及底层电路板18间的间距，由此可方便的调节结构的辐射增益以适应与不同反射面尺寸以及焦距的需求。

此外，通过调节金属偶极子的臂长，可调节结构的工作频率。由于结构工作与较高频率，结构中的介质基板需具有良好的高频特性。该馈源结构中介质基板的介电常数、厚度以及间距等参数对结构的整体工作频段、工作带宽、增益以及单元间互耦等均具有明显的影响，在实际设计中需着重进行综合设计以及优化调整。

本实用新型的双线极化天线在制作时，其制作方法包括以下步骤。

步骤一，确定主反射件3的主反射面710的中心，将底座711固定在主反射面710的中心处。为了保证后续主反射件3的中心、馈源阵列2的中心、副反射件1的中心位于同一直线上，尽量选择圆形的底座711，底座711的圆心位于主反射面710的中心。

步骤二，将立柱712的一端竖立固定在底座711的圆心处，另一端固定插槽73，插槽73位于主反射面710的焦点处。这样就可以保证插装在插槽73内的馈源阵列2能位于主反射面710的焦点上。为了降低组装误差，可以将立柱712和插槽73先组装成一个整体，然后再固定在底座711上。

步骤三，将馈源阵列2插装在插槽73内。

步骤四，将多个定位部一74均焊接在副反射面75上，且以副反射面75的中心为圆心而环形布局。

步骤五，多个定位部二76均焊接在插槽73的底面77上，且以馈源阵列2的中心为圆心而环形布局，多个定位部二76分别与多个定位部一74一一对应，定位部二76与相应的定位部一74位于同一平面上，且所在平面垂直于副反射面75。

步骤六，将每个支撑杆78的一端固定在其中一个定位部一74上，相对另一端固定在其中一个定位部二76上；每个支撑杆78的两端上下相对设置且相互平行，其中，主反射件3的中心、馈源阵列2的中心、副反射件1的中心位于同一直线上。

步骤四至六，可以做相对调整，可以在将多个定位部一74均焊接在副反射面75上后，先将每个支撑杆78的一端固定在其中一个定位部一74上，把副反射件1、定位部一74、支撑杆78形成一个整体后再进行组装，方便安装同时降低组装公差。然后，将多个定位部二76均焊接在插槽73的底面77上后，再将每个支撑杆78的相对另一端固定在其中一个定位部二76上。在其他实施例中，还可以先把底座711、立柱712、定位部二76、插槽73形成一个整体。

在制作馈源阵列2的时候，馈源阵列2的制作方法包括以下步骤：

尼龙螺柱一20的中间轴孔分别对准上层电路板16上的固定孔15和中间层电路板17上的固定孔7；

尼龙螺柱二21的中间轴孔分别对准中间层电路板17上的固定孔7和底层电路板18上的固定孔4；

尼龙螺丝一19从上层电路板16上部向下穿过上层电路板16上的固定孔15后旋进尼龙螺柱20里；

尼龙螺丝二23从底层电路板18的底部向上，依次穿过底层电路板18上的固定孔4、若干个尼龙螺柱21、中间层电路板17上的固定孔7后旋进尼龙螺柱20里，从而上层电路板16、中间层电路板17以及底层电路板18固定在一起。

图13和图14是本实用新型实施例1的双线极化天线馈源阵列的仿真和测试回波损耗结果图，其中：图13仿真(其中端口1、端口3、端口5、端口7为接收端口，端口2、端口4、端口6、端口8为发射端口)；图14接收与发射端口实测。由此可见，接收端口和发射端口回波分别在12.25GHz～12.75GHz和13.75GHz～14.5GHz范围内小于-10dB，达到了良好匹配。

图15及图16是本实用新型实施例1的双线极化天线馈源阵列在工作频点12.5GHz的仿真及实测阵列接收定向性图，其中：图15方位面0°与方位面90°内仿真结果；图16方位面0°与方位面90°内实测结果。由此可见，工作于12.5GHz时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低10dB(仿真)/18dB(实测)。

图17及图18是本实用新型实施例1的双线极化天线馈源阵列在工作频点14.1GHz的仿真及实测阵列发射定向性图，其中：图17方位面0°与方位面90°内仿真结果；图18方位面0°与方位面90°内实测结果。由此可见，工作于14.1GHz时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低11dB(仿真)/10dB(实测)。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双线极化天线，其包括主反射件(3)、馈源阵列(2)、副反射件(1)、安装架；所述安装架将馈源阵列(2)安装在主反射件(3)的主反射面(710)上，且还将副反射件(1)安装在馈源阵列(2)的上空，使副反射件(1)的副反射面(75)平行于馈源阵列(2)，且副反射面(75)的中心和馈源阵列(2)的中心位于同一直线上，并馈源阵列(2)位于主反射面(710)的焦点处；其特征在于，

所述安装架包括立柱(712)、插槽(73)、多个定位部一(74)、多个定位部二(76)、多个支撑杆(78)；其中，立柱(712)一端竖立固定在主反射面(710)的圆心处，插槽(73)固定在立柱(712)的另一端上且位于主反射面(710)的焦点处，馈源阵列(2)安装在插槽(73)上；多个定位部一(74)均焊接在副反射面(75)上，且以副反射面(75)的中心为圆心而环形布局；多个定位部二(76)均焊接在插槽(73)的底面(77)上，且以馈源阵列(2)的中心为圆心而环形布局，多个定位部二(76)分别与多个定位部一(74)一一对应，定位部二(76)与相应的定位部一(74)位于同一平面上，且所在平面垂直于副反射面(75)；每个支撑杆(78)的一端固定在其中一个定位部一(74)上，每个支撑杆(78)的相对另一端固定在其中一个定位部二(76)上；每个支撑杆(78)为多次弯折的片状结构，每个支撑杆(78)的两端上下相对设置且相互平行；

馈源阵列(2)包括自上而下依次排列的上层电路板(16)、中间层电路板(17)以及底层电路板(18)；上层电路板(16)、中间层电路板(17)以及底层电路板(18)之间间隔固定且相互平行；底层电路板(18)为带金属地板的微带反射板，其上开设有若干个发射天线馈口和接收天线馈口；中间层电路板(17)为微带形式的天线结构，其正反面均是通过格状金属条带电路(14)分割成若干个区域，正反面的格状金属条带电路(14)由金属化通孔相互导通；上层电路板(16)为一块介质板；底层电路板(18)的底侧附导体；

其中，中间层电路板(17)与底层电路板(18)的间距为0.1λ～0.3λ，上层电路板(16)与中间层电路板(17)的间距为0.3λ～0.7λ，λ为工作频率所对应的自由空间波长；中间层电路板(17)上每个区域的正面分别设置有作为接收天线(9)的金属偶极子、接收天线馈电焊盘(10)、发射天线馈电焊盘(8)，每个区域的背面设置有作为发射天线(13)的金属偶极子，接收天线馈电焊盘(10)与接收天线(9)连接，发射天线馈电焊盘(8)与发射天线(13)连接，正反面对应区域的接收天线(9)和发射天线(13)成90°角交叉设置。

2.如权利要求1所述的双线极化天线，其特征在于：所述安装架还包括底座(711)，底座(711)固定在主反射面(710)的圆心处，立柱(712)竖立固定在底座(711)上。

3.如权利要求1所述的双线极化天线，其特征在于：底座(711)通过若干紧固件固定在主反射面(710)的圆心处；插槽(73)和立柱(712)均呈圆柱形，且立柱(712)的直径小于插槽(73)的直径。

4.如权利要求1所述的双线极化天线，其特征在于：每个支撑杆(78)固定定位部一(74)的一端沿副反射面(75)的边沿平行延伸，延伸出副反射面(75)后向下弯折并延伸至定位部二(76)后弯折并沿底面(77)平行延伸至相应的定位部二(76)。

5.如权利要求1所述的双线极化天线，其特征在于：每个支撑杆(78)固定定位部一(74)的一端沿副反射面(75)的边沿平行延伸，延伸出副反射面(75)后向下弯折并垂直延伸，再朝定位部二(76)方向弯折并延伸，延伸至定位部二(76)后弯折并沿底面(77)平行延伸至相应的定位部二(76)。

6.如权利要求1所述的双线极化天线，其特征在于：所述安装架还包括多个紧固件，每个支撑杆(78)通过至少一个紧固件固定在相应定位部一(74)上，还通过至少另一个紧固件固定在相应定位部二(76)上。

7.如权利要求6所述的双线极化天线，其特征在于：支撑杆(78)位于相应定位部一(74)与相应定位部二(76)的同一侧，且支撑杆(78)的其中一个侧边和相应定位部一(74)、相应定位部二(76)均相贴。

8.如权利要求1所述的双线极化天线，其特征在于：所述底层电路板(18)上延径向设有4个馈电孔(5)，径向的4个馈电孔(5)的两侧还分别设置有2个馈电孔(5)，总共设置8个馈电孔(5)，其中四个为发射天线馈口，四个为接收天线馈口。

9.如权利要求1所述的双线极化天线，其特征在于：在底层电路板(18)上焊接SSMA接口(24)，SSMA接口(24)的上下端均伸出底层电路板(18)，中间层电路板(17)上的接收天线(9)以及发射天线(13)的两臂分别与SSMA接口(24)的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连。

10.如权利要求1所述的双线极化天线，其特征在于：上层电路板(16)和中间层电路板(17)之间设有若干个尼龙螺柱一(20)，若干个尼龙螺柱一(20)的中间轴孔分别对准上层电路板(16)上的固定孔(15)和中间层电路板(17)上的固定孔(7)，中间层电路板(17)和底层电路板(18)之间设有若干个尼龙螺柱二(21)，若干个尼龙螺柱二(21)的中间轴孔分别对准中间层电路板(17)上的固定孔(7)和底层电路板(18)上的固定孔(4)，若干个尼龙螺丝一(19)从上层电路板(16)上部向下穿过上层电路板(16)上的固定孔(15)后旋进尼龙螺柱一(20)里，若干个尼龙螺丝二(23)从底层电路板(18)的底部向上，依次穿过底层电路板(18)上的固定孔(4)、若干个尼龙螺柱二(21)、中间层电路板(17)上的固定孔(7)后旋进尼龙螺柱一(20)里，从而上层电路板(16)、中间层电路板(17)以及底层电路板(18)固定在一起。