CN207834559U - 装配式毫米波天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种装配式毫米波天线，包括天线本体，该天线本体经天线平台支撑，所述天线本体的信号收发面为球状凸面，该球状凸面上插装有N块玻璃基片，每块玻璃基片的两侧均刻蚀有铜箔，铜箔上贴装有毫米波天线贴片；所述天线平台上装配有圆环夹具支撑所述天线本体，所述圆环夹具包夹住所述天线本体的边沿，该圆环夹具还包夹有M块太阳能基架，M块太阳能基架沿所述天线本体的边沿均匀排布；每块太阳能基架的两侧均安装有太阳能板。有益效果是：结构简单，能够提高接收信号的稳定性，增大天线接收信号面积，提高信号增益效果，接收信号范围广，能够利用光能自行发电，自给自足，能实现适应大小范围不同的毫米波天线模块快速更换，降低更换成本。
Description
技术领域
本实用新型属于通信和天线技术领域，尤其是涉及一种装配式毫米波天线。
背景技术
毫米波在通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学、临床医学和波谱学方面都有重大的意义。利用毫米波天线的窄波束和低旁瓣性能可实现低仰角精密跟踪雷达和成像雷达。在远程导弹或航天器重返大气层时，需采用能顺利穿透等离子体的毫米波实现通信和制导。高分辨率的毫米波辐射计适用于气象参数的遥感。用毫米波和亚毫米波的射电天文望远镜探测宇宙空间的辐射波谱可以推断星际物质的成分。
随着空间电磁频谱和电子技术的发展，通讯和雷达设备对星载扫描天线的电性能要求越来越高，通常要求天线具有较高的增益，更宽的扫描角范围，更低的副瓣电平或更低的交叉极化电平。随着毫米波和太赫兹技术的发展，在大功率毫米波无线能量传输、毫米波短程通讯、毫米波成像和毫米波等离子体加热等领域获得了越来越多的应用，如利用毫米波天线的窄波束和低旁瓣性能可实现低仰角精密跟踪雷达和成像雷达；在远程导弹或航天器重返大气层时，需采用能顺利穿透等离子体的毫米波实现通信和制导；高分辨率的毫米波辐射计适用于气象参数的遥感。
传统的毫米波天线，接收到信号不稳定，接收过程中容易被天气等特殊情况干扰，天线接收信号范围小，天线的全部用电都需要外部供电，且毫米波天线成本该，由于采用若干块毫米波天线模块组合装配在一起，当一块模块损坏，会引起多块模块被牵连更换，其更换成本高昂。
实用新型内容
为解决以上技术问题，本实用新型提供一种结构简单，能够提高接收信号的稳定性，增大天线接收信号范围，部分用电自给的装配式毫米波天线，能实现适应大小范围不同的毫米波天线模块快速更换，降低更换成本。
一种装配式毫米波天线，包括天线本体，该天线本体由天线平台支撑，所述天线本体的信号收发面为球状凸面，该球状凸面上插装有 N块玻璃基片，每块玻璃基片的两侧均刻蚀有铜箔，铜箔上贴装有毫米波天线贴片。
向日葵对光波的利用率远高于其他植物对光波的利用率，采用仿生学原理，将天线本体进行向日葵状设计，可提高毫米波等无线电波的吸收能力，玻璃基片模拟葵瓜子布置在球状凸面，充分学习了向日葵空间利用的技术效果，达到信号增益的效果。
所述天线平台上装配有圆环夹具支撑所述天线本体，所述圆环夹具包夹住所述天线本体的边沿，该圆环夹具还包夹有M块太阳能基架，M块太阳能基架沿所述天线本体的边沿均匀排布；每块太阳能基架的两侧均安装有太阳能板。
太阳能板的面积是玻璃基片的4～6倍，使太阳能板能够充分接收到太阳能，充分发电；太阳能所发电供毫米波基片和信号处理模块用电。
所述圆环夹具为上下两层结构，所述太阳能基架和所述天线本体的边沿均插装在所述圆环夹具的两层之间；所述圆环夹具的上层、太阳能基架、圆环夹具的下层和天线平台依次通过螺栓固定，所述天线本体的边沿经垫片插装在圆环夹具的上下两层之间。
上述圆环夹具是可以随时拆卸，便于更换天线本体或者太阳能板。
所述太阳能基架与天线平台的水平夹角为135度。
这个角度能够使太阳能板最大程度的接收太阳光照，增加发电量。
所述天线平台上固定有保护罩，该保护罩内密封安装有信号处理模块、电源转换器、蓄电池、切换开关和光照强度比较器。
太阳能板的与电源转换器的连线是从夹具与天线平台之间的缝隙经过；上述保护罩与天线平台之间环氧树脂铺设，达到防水的目的；当太阳能供电不足以支持毫米波天线贴片和信号处理模块工作时，就用蓄电池对毫米波天线贴片和信号处理模块供电。
所述天线本体的信号收发面上焊接有插座插装所述玻璃基片；每个所述插座的朝向与信号收发面的切线相垂直。
垂直装设的目的是为了使天线本体上能够装设更多的玻璃基片。
在每个所述插座的焊接位上，天线本体插装有过线管，所有插座的引线经所述过线管引出后，伸入所述保护罩，并连接所述信号处理模块。
由信号处理模块集中处理所有毫米波贴片接收到的信号。
所述天线平台装设在一个旋转轴上，所述旋转轴装设在固定的底座上。
在旋转轴的底端连接有电机，驱动器驱动电机往返旋转，旋转轴旋转；固定的底座是空心的，便于信号传输导线穿过；天线本体可以水平旋转360度，可以上下旋转90度。
在所述圆环夹具上装设有8个光电传感器，所有光电传感器均匀的分布在所述圆环夹具上。
上述光电传感器要求是高精度，同一平面中，当光同时照射到3 个呈圆弧状装设的光电传感器上时，至少要有两种不同等级的同种电信号。
所述球状凸面上插装有至少两圈玻璃基片围成的圆环，各圈玻璃基片的圆环圆心在球状凸面上的投影重合，各圈玻璃基片圆环间的间距相等；各圈玻璃基片圆环间的间距为10mm～20mm；所述玻璃基片的高度为所述圆环间距的3～5倍。
充分利用空间，使毫米波天线贴片接收到的信号更广，间接的增强了接收信号强度。
本实用新型的有益效果是：结构简单，能够提高接收信号的稳定性，增大天线接收信号面积，提高信号增益效果，接收信号范围广，能够利用光能自行发电，自给自足，能实现适应大小范围不同的毫米波天线模块快速更换，降低更换成本。
附图说明
图1是向日葵装毫米波天线的侧面截图；
图2是毫米波天线贴片图；
图3是日葵装毫米波天线的俯视图；
图4是本实用新型的电路框图；
图5是圆环夹具与天线平台结构图；
图6是感光电路框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1、2所示，一种装配式毫米波天线，包括天线本体1，该天线本体1由天线平台10支撑，所述天线本体1的信号收发面为球状凸面，该球状凸面上插装有N块玻璃基片2，每块玻璃基片2的两侧均刻蚀有铜箔，铜箔上贴装有毫米波天线贴片4。
向日葵对光波的利用率远高于其他植物对光波的利用率，采用仿生学原理，将天线本体进行向日葵状设计，可提高毫米波等无线电波的吸收能力，玻璃基片模拟葵瓜子布置在球状凸面，充分学习了向日葵空间利用的技术效果，达到信号增益的效果。
所述天线平台10上装配有圆环夹具9支撑所述天线本体1，所述圆环夹具9包夹住所述天线本体1的边沿，该圆环夹具9还包夹有 M块太阳能基架3，M块太阳能基架3沿所述天线本体1的边沿均匀排布；每块太阳能基架3的两侧均安装有太阳能板5。
所述太阳能板的面积是玻璃基片的4～6倍，使太阳能板能够充分接收到太阳能，充分发电；太阳能所发电供毫米波基片和信号处理模块用电。
如图5所示，所述圆环夹具9为上下两层结构，所述太阳能基架 3和所述天线本体1的边沿均插装在所述圆环夹具9的两层之间；所述圆环夹具9的上层、太阳能基架3、圆环夹具9的下层和天线平台 10依次通过螺栓16固定，所述天线本体1的边沿经垫片插装在圆环夹具9的上下两层之间。
上述圆环夹具是可以随时拆卸，便于更换天线本体或者太阳能板。
如图1所示，所述太阳能基架3与天线平台10的水平夹角为135 度。
这个角度能够使太阳能板最大程度的接收太阳光照，增加发电量。
如图1、4所示，所述天线平台10上固定有保护罩19，该保护罩19内密封安装有信号处理模块8、电源转换器11、蓄电池12、切换开关13和光照强度比较器18。
太阳能板的与电源转换器的连线是从夹具与天线平台之间的缝隙经过；上述保护罩与天线平台之间环氧树脂铺设，达到防水的目的；当太阳能供电不足以支持毫米波天线贴片和信号处理模块工作时，就用蓄电池对毫米波天线贴片和信号处理模块供电。
如图1所示，所述天线本体1的信号收发面上焊接有插座6插装所述玻璃基片2；每个所述插座6的朝向与信号收发面的切线相垂直。
垂直装设的目的是为了使天线本体上能够装设更多的玻璃基片。
如图1所示，在每个所述插座6的焊接位上，天线本体1插装有过线管7，所有插座6的引线经所述过线管7引出后，伸入所述保护罩19，并连接所述信号处理模块8。
由信号处理模块集中处理所有毫米波贴片接收到的信号。
如图1所示，所述天线平台10装设在一个旋转轴14上，所述旋转轴14装设在固定的底座15上。
在旋转轴的底端设置有驱动器，该驱动器驱动旋转轴旋转；固定的底座是空心的，便于信号传输导线穿过；天线本体可以水平旋转360度，可以上下旋转90度。
如图3或图6所示，在所述圆环夹具9上装设有8个光电传感器 17，所有光电传感器17均匀的分布在所述圆环夹具9上。
上述光电传感器要求是高精度，同一平面中，当光同时照射到3 个呈圆弧状装设的光电传感器上时，至少要有两种不同等级的同种电信号。
如图3所示，所述球状凸面上插装有至少两圈玻璃基片2围成的圆环，各圈玻璃基片2的圆环圆心在球状凸面上的投影重合，各圈玻璃基片2圆环间的间距相等；各圈玻璃基片2圆环间的间距为10 mm～20mm；所述玻璃基片2的高度为所述圆环间距的3～5倍。
充分利用空间，使毫米波天线贴片接收到的信号更广，间接的增强了接收信号强度。
工作原理：
在向日葵状天线本体上装设密集的毫米波贴片，毫米波贴片贴在玻璃基片的两面，毫米波接收信号后通过玻璃基片上的铜箔传输到线束上，经信号处理模块处理后使用。
光电传感器受到光照后，把电信号传给光照强度比较器，通过比较后将天线本体旋转到光照强的那个方向，如果8个光电传感器的受到的光照强度一样，则把天线本体水平放置。
默认状态是由太阳能为毫米波天线贴片和信号处理模块供电，当太阳能供电不足以支持毫米波天线贴片和信号处理模块工作时，切换开关切换至蓄电池，用蓄电池对毫米波天线贴片和信号处理模块供电。
Claims (10)
1.一种装配式毫米波天线，其特征在于：包括天线本体(1)，该天线本体(1)由天线平台(10)支撑，所述天线本体(1)的信号收发面为球状凸面，该球状凸面上插装有N块玻璃基片(2)，每块玻璃基片(2)的两侧均刻蚀有铜箔，铜箔上贴装有毫米波天线贴片(4)；
所述天线平台(10)上装配有圆环夹具(9)支撑所述天线本体(1)，所述圆环夹具(9)包夹住所述天线本体(1)的边沿，该圆环夹具(9)还包夹有M块太阳能基架(3)，M块太阳能基架(3)沿所述天线本体(1)的边沿均匀排布；每块太阳能基架(3)的两侧均安装有太阳能板(5)。
2.根据权利要求1所述装配式毫米波天线，其特征在于：所述圆环夹具(9)为上下两层结构，所述太阳能基架(3)和所述天线本体(1)的边沿均插装在所述圆环夹具(9)的两层之间；
所述圆环夹具(9)的上层、太阳能基架(3)、圆环夹具(9)的下层和天线平台(10)依次通过螺栓(16)固定，所述天线本体(1)的边沿经垫片插装在圆环夹具(9)的上下两层之间。
3.根据权利要求1所述装配式毫米波天线，其特征在于：所述太阳能基架(3)与天线平台(10)的水平夹角为135度。
4.根据权利要求1所述装配式毫米波天线，其特征在于：所述天线平台(10)上固定有保护罩(19)，该保护罩(19)内密封安装有信号处理模块(8)、电源转换器(11)、蓄电池(12)、切换开关(13)和光照强度比较器(18)。
5.根据权利要求4所述装配式毫米波天线，其特征在于：所述天线本体(1)的信号收发面上焊接有插座(6)插装所述玻璃基片(2)；每个所述插座(6)的朝向与信号收发面的切线相垂直。
6.根据权利要求5所述装配式毫米波天线，其特征在于：在每个所述插座(6)的焊接位上，天线本体(1)插装有过线管(7)，所有插座(6)的引线经所述过线管(7)引出后，伸入所述保护罩(19)，并连接所述信号处理模块(8)。
7.根据权利要求1所述装配式毫米波天线，其特征在于：所述天线平台(10)装设在一个旋转轴(14)上，所述旋转轴(14)装设在固定的底座(15)上。
8.根据权利要求1所述装配式毫米波天线，其特征在于：在所述圆环夹具(9)上装设有8个光电传感器(17)，所有光电传感器(17)均匀的分布在所述圆环夹具(9)上。
9.根据权利要求1所述装配式毫米波天线，其特征在于：所述球状凸面上插装有至少两圈玻璃基片(2)围成的圆环，各圈玻璃基片(2)的圆环圆心在球状凸面上的投影重合，各圈玻璃基片(2)圆环间的间距相等。
10.根据权利要求9所述装配式毫米波天线，其特征在于：各圈玻璃基片(2)圆环间的间距为10mm～20mm；所述玻璃基片(2)的高度为所述圆环间距的3～5倍。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109245828A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-01-18 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统 |
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2017
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