CN208256909U - 一种s波段平板天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种S波平板天线。天线阵面通过射频电缆与单脉冲网络连接，将接收的无线信号输入至单脉冲网络；单脉冲网络通过射频电缆和前端分机连接；前端分机输出用于解调的左旋信号、右旋信号以及用于自动跟踪的左旋跟踪信号、右旋跟踪信号。本技术方案涉及的S波段平板天线不仅能够满足圆极化特性、方向性、增益、体积和质量的要求，还具有左旋极化和右旋极化的双极化特性，也能够向伺服系统提供用于自动跟踪发射源的跟踪信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种S波段平板天线，特别适用于无线通信领域。
背景技术
在S波段通信系统中，通常采用微带平板天线或抛物面天线来满足对圆极化特性、方向性、增益、体积和质量的特殊要求，但是单个的微带天线辐射元的增益和方向性很难达到技术指标要求，只能通过天线阵列来实现，抛物面天线虽然能够容易实现高增益和方向性，但其体积太大。传统的微波天线阵列馈电网络复杂，损耗也很大，无法满足对天线的定向性和高增益的要求；而且传统天线多是单极化天线，仅能输出单极化信号，应用范围受到很大限制；此外，传统天线在接收信号时，直接输出接收到的射频信号给接收机，无法向伺服系统提供跟踪发射源的跟踪信号。
发明内容
本实用新型的任务是提出一种应用范围扩大，并能向不同服务系统提供跟踪发射源信号的一种S波平板天线。
本实用新型的任务是这样完成的，其特征在于：天线阵面通过射频电缆与单脉冲网络连接，将接收的无线信号输入至单脉冲网络；单脉冲网络通过射频电缆和前端分机连接；前端分机输出用于解调的左旋信号、右旋信号以及用于自动跟踪的左旋跟踪信号、右旋跟踪信号。所述的天线阵面是1600mm×1600mm的方形，采用元子阵列组合，阵列共包含64个微带天线元子。所述的天线阵面中的微带天线元子采用双极化，下层采用缝隙耦合馈电，上层采用微带线馈电，中间由地板隔开。所述的天线阵面能够输出4路左旋极化信号和4路右旋极化信号。所述的单脉冲网络由6个和差网络和2个功分器组成，和差网络和功分器采用微带线结构。所述的单脉冲网络插入损耗约为0.5dB，端口电压驻波比在工作频带内小于1.2。输出的左旋信号和右旋信号是相互独立，可同时或单独提供给外部接收机使用，在2.2GHz～2.4GHz的工作频段范围内，具有28dBic以上的增益、小于1.5的驻波比、大于12dB的旁瓣抑制和小于1.2dB的圆极化轴比。输出的左旋跟踪信号和右旋跟踪信号相互独立，可同时或单独提供给外部伺服系统使用。
本实用新型具有以下效果：本技术方案涉及的S波段平板天线不仅能够满足圆极化特性、方向性、增益、体积和质量的要求，还具有左旋极化和右旋极化的双极化特性，也能够向伺服系统提供用于自动跟踪发射源的跟踪信号。
附图说明
图1是本实用新型的结构方框示意图；图2天线阵面元子陈列结构布置图；图3是单脉冲馈电网络的工作原理图；图4是前端分机的原理框图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，一种S波段平板天线，它包括天线阵面1、单脉冲网络2和前端分机3，所述天线阵面通过射频电缆与单脉冲网络连接，将接收的无线信号输入至单脉冲网络；单脉冲网络通过射频电缆和前端分机连接；前端分机输出用于解调的左旋信号和右旋信号，以及用于自动跟踪发射源的左旋跟踪信号和右旋跟踪信号。
天线阵面是1600mm×1600mm的方形，采用元子阵列组合的形式，阵列共包含64个微带天线元子。为简化天线阵面内的馈电网络布线的复杂程度又将64个微带天线元子等分为4个正方形的小元子阵，每个小元子阵有两个输出端口，分别输出左旋圆极化信号和右旋圆极化信号。如图2所示，为天线阵面内的64个微带天线元子的布置图。各微带天线元子均采用双极化的形式，下层采用缝隙耦合方法馈电，上层采用微带线馈电，中间由地板隔开避免馈电网络之间的干扰。4个小元子阵内的两种极化的馈电网络总端口接入3dB定向耦合器，从而输出各自的左旋圆极化信号、右旋圆极化信号，如图1中的RF1-1、RF2-1、RF3-1和RF4-1分别为4个小元子阵输出的左旋圆极化信号，RF1-2、RF2-2、RF3-2和RF4-2分别为4个小元子阵输出的右旋圆极化信号。
单脉冲网络主要实现对天线阵面输出的各左旋和右旋圆极化信号的和差运算的功能。由图3可以看出单脉冲网络由6个和差网络和2个功分器组成；输入信号a、b、c、d分别为天线阵面内的4个小元子阵接收到的左旋圆极化信号（即图1中的RF1-1、RF2-1、RF3-1和RF4-1），通过和差网络和功分器的运算变化后，输出左旋和信号（即图2中的a+b+c+d）、左旋俯仰差信号（即图2中的(a+c)-(b+d）)和左旋方位差信号（即图2中的(a+b)-(c+d)）；输入信号e、f、g、h分别为天线阵面内的4个小元子阵接收到的右旋圆极化信号（即图1中的RF1-2、RF2-2、RF3-2和RF4-2），通过和差网络和功分器的运算变化后，输出右旋和信号（即图2中的e+f+g+h）、右旋俯仰差信号（即图2中的(e+g)-(f+h）)和右旋方位差信号（即图2中的(e+f)-(g+h)）。上述和差网络和功分器均采用微带线结构实现，插入损耗约为0.5dB，端口电压驻波比在工作频带内小于1.2。
前端分机的工作原理如图4所示，以左旋信号为例：单脉冲馈电网络送入的左旋和信号馈入前端分机后，首先经过LNA放大，然后由分路器分出一部分左旋和信号作为整个天线接收的左旋信号对外输出，分路器还会将剩余一部分左旋和信号分出输入给耦合器。单脉冲馈电网络馈入的左旋方位差信号和左旋俯仰差信号，首先经合路器相加合成，然后又LNA放大后经四相调制通过耦合器将其与左旋和信号合成，形成左旋通道的左旋跟踪信号，该信号可用于外部伺服系统自动跟踪发射源。前端分机对右旋信号的处理同上。
综上所述，一种S波段平板天线不仅能够输出独立的左旋信号和右旋信号，还能够输出独立的用于跟踪发射源的左旋跟踪信号和右旋跟踪信号；通过采用元子阵列组合的方式，使得天线的增益等电气技术指标得到很大提升，在2.2GHz～2.4GHz的工作频段范围内，具有28dBic以上的增益、小于1.5的驻波比、大于12dB的旁瓣抑制和小于1.2dB的圆极化轴比。本技术方案能向不同服务系统提供跟踪发射源信号，也能够向伺服系统提供用于自动跟踪发射源的跟踪信号。
Claims (8)
1.一种S波段平板天线，其特征在于：天线阵面通过射频电缆与单脉冲网络连接，将接收的无线信号输入至单脉冲网络；单脉冲网络通过射频电缆和前端分机连接；前端分机输出用于解调的左旋信号、右旋信号以及用于自动跟踪的左旋跟踪信号、右旋跟踪信号。
2.根据权利要求1所述的一种S波段平板天线，其特征在于：所述的天线阵面是1600mm×1600mm的方形，采用元子阵列组合，阵列共包含64个微带天线元子。
3.根据权利要求1所述的一种S波段平板天线，其特征在于：所述的天线阵面中的微带天线元子采用双极化，下层采用缝隙耦合馈电，上层采用微带线馈电，中间由地板隔开。
4.根据权利要求1所述的一种S波段平板天线，其特征在于：所述的天线阵面能够输出4路左旋极化信号和4路右旋极化信号。
5.根据权利要求1所述的一种S波段平板天线，其特征在于：所述的单脉冲网络由6个和差网络和2个功分器组成，和差网络和功分器采用微带线结构。
6.根据权利要求1所述的一种S波段平板天线，其特征在于：所述的单脉冲网络插入损耗约为0.5dB，端口电压驻波比在工作频带内小于1.2。
7.根据权利要求1所述的一种S波段平板天线，其特征在于：输出的左旋信号和右旋信号是相互独立，可同时或单独提供给外部接收机使用，在2.2GHz～2.4GHz的工作频段范围内，具有28dBic以上的增益、小于1.5的驻波比、大于12dB的旁瓣抑制和小于1.2dB的圆极化轴比。
8.根据权利要求1所述的一种S波段平板天线，其特征在于：输出的左旋跟踪信号和右旋跟踪信号相互独立，可同时或单独提供给外部伺服系统使用。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114498085A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-05-13 | 深圳市中天迅通信技术股份有限公司 | 干扰无人飞行器用gnss天线阵 |
| CN114709627A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-05 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种多频段可配置接收天线 |
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2018
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| CN114709627B (zh) * | 2022-03-30 | 2022-09-30 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种多频段可配置接收天线 |
| CN114498085A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-05-13 | 深圳市中天迅通信技术股份有限公司 | 干扰无人飞行器用gnss天线阵 |
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