CN211062865U - 一种环焦反射面天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及卫星通信应用领域，具体是涉及一种环焦反射面天线。包括主反射面、副反射面和馈源，馈源安装在主反射面上，馈源用于产生信号，副反射面和馈源相对设置，主反射面为抛物面，副反射面为椭球面。馈源喇叭辐射的电磁波信号，其波束的峰值入射到副反射面的顶点，电磁波经过反射到主反射面的焦点，反射到主反射面的边缘；馈源喇叭辐射到副反射面边缘点的电磁波，经过反射后，射向主反射面，完成信号的传输。由此可见馈源的口径小于副反射面，所以馈源遮挡小于副反射面遮挡。

Description

一种环焦反射面天线

技术领域

本实用新型涉及卫星通信应用领域，具体是涉及一种环焦反射面天线。

背景技术

双反射面天线主要有卡塞格伦天线、格里高利天线和环焦反射面天线。

卡塞格伦天线和格里高利天线都存在馈源的球面遮挡与副反射面的平面遮挡的矛盾问题，球面遮挡即初级遮挡，平面遮挡即次级遮挡。对于用于卫星通信领域这种中小口径天线而言，如设计稍有不慎就会出现初级遮挡大于次级遮挡的问题，照成方向图近轴旁瓣上升和副面反射增大，带来的问题是线极化工作时，输入驻波变大，圆极化工作时，同频段隔离度下降。

环焦反射面天线由于结构特点，其焦环是一个与副反射面直径大小相等且与副反射面边缘很近的一个圆环。

现有的环焦反射面天线，副反射面遮挡主反射面反射出去的信号，造成信号的遮挡，阻碍信号的传输。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种环焦反射面天线，能够减少副反射面遮挡主反射面反射出去的信号，保证信号的传输。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种环焦反射面天线，包括主反射面、副反射面和馈源，所述馈源安装在主反射面上，所述馈源用于产生信号，所述副反射面和馈源相对设置，所述主反射面为抛物面，所述副反射面为椭球面。

进一步，所述馈源的顶端设置有辐射端，所述辐射端和副反射面相对设置，所述辐射端在副反射面的正投影位于副反射面的内部。

进一步，所述馈源的相位中心位于副反射面的其中一个焦点上，所述副反射面的另一个焦点位于主反射面的焦点上。

进一步优选的，所述副反射面通过支架安装在馈源上，所述副反射面设置在辐射端一侧，所述支架朝向辐射端的端面为凹面，所述支架的两端分别位于副反射面和馈源两者的边缘处。

进一步优选的，所述主反射面的焦距与口径的比值为0.25～0.4；所述副反射面的焦轴与中心轴线的锐角夹角为25°～40°。

进一步优选的，所述副反射面的直径与主反射面的口径的比值为0.05～0.2。

进一步，所述馈源的底端设置有紧固部，所述馈源通过紧固部安装在主反射面上。

进一步优选的，所述辐射端为喇叭状，即辐射端包括若干个圆环，每个圆环的宽度相等，内部的圆环的直径小于外部圆环的直径，相邻圆环之间的环形槽的深度为馈源产生信号波长的1/4；每个所述圆环上设置有沿馈源长度方向的波纹。

进一步优选的，所述支架为折叠状或圆弧状。

进一步优选的，所述紧固部为法兰盘。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型的主反射面为抛物面，副反射面为椭球面，馈源喇叭辐射的电磁波信号，其波束的峰值入射到副反射面的顶点，电磁波经过反射到主反射面的焦点，反射到主反射面的边缘；馈源喇叭辐射到副反射面边缘点的电磁波，经过反射后，射向主反射面，完成信号的传输。由此可见馈源的口径小于副反射面，所以馈源遮挡小于副反射面遮挡。

(2)副反射面的焦轴与中心轴线的锐角夹角为25°～40°，馈源距离副反射面很近，可以实现紧凑的天线结构，有利于降低天线剖面。

(3)主反射面的焦距与口径的比值为0.25～0.4，在提高交叉极化的同时也兼顾的天线的尺寸，降低了天线的高度。

(4)副反射面的直径与主反射面的口径的比值为0.05～0.2，使用较小尺寸的副反射面，减小信号的遮挡损耗，改善近轴旁瓣特性。

(5)副反射面通过支架固定在馈源上，整体与主反射面固定，支架采用折叠设计，减小遮挡，有效改善近轴旁瓣。

(6)馈源的辐射端为波纹喇叭状，使得馈源交叉极化好，波束等化好，带宽宽。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型的图1中I处的放大图；

图3为本实用新型的馈源结构图；

图4为本实用新型的图3的剖视图；

图5为本实用新型的原理图；

图6为本实用新型的馈源的驻波曲线图；

图7为本实用新型的天线接收到的信号的频段方向图；

图8为本实用新型的天线反射出去的信号的频段方向图。

图中标注符号的含义如下：

1-主反射面 2-副反射面 3-馈源 4-辐射端 5-支架 6-法兰盘

具体实施方式

以下结合实施例和说明书附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

一种环焦反射面天线，如图1和图2所示，该环焦反射面天线包括主反射面1、副反射面2、馈源3、辐射端4、支架5和紧固部法兰盘6，馈源3通过法兰盘6安装在主反射面1上，副反射面2通过支架5安装在馈源3上，副反射面2设置在辐射端4一侧，馈源3用于产生信号，副反射面2和馈源3相对设置，主反射面1为抛物面，副反射面2为椭球面。

如图5所示，由馈源3相位中心O射向副反射面2顶点T的中心的信号被副反射面2反射后，射向主反射面1的P点；由馈源3相位中心O点射向副反射面2的M点的信号被反射后射向主反射面1的B点，故只要馈源3的横向口径尺寸小于副反射面2的直径，馈源3将不会造成球面波遮挡。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2所示，辐射端4和副反射面2相对设置，辐射端4在副反射面2的正投影位于副反射面2的内部，能够减少辐射端4遮挡副反射面2反射给主反射面1信号。

馈源3的相位中心O位于副反射面2的其中一个焦点上，副反射面2的另一个焦点O′位于主反射面1的焦点上。

如图2所示，支架5朝向辐射端4的端面为凹面，支架5的两端分别位于副反射面2和馈源3的外侧。本实施例中，支架5为折叠状或圆弧状。

主反射面1的焦距与口径D的比值为0.25～0.4。如图5所示，副反射面2的焦轴OO′与中心轴线AA′的锐角夹角α为25°～40°，本实施例中，α取值35°。

副反射面2的直径Ds与主反射面1的口径D的比值为0.05～0.2，本实施例中，比值为0.1。

如图3和图4所示，辐射端4为喇叭状，即辐射端4包括若干个圆环，每个圆环的宽度相等，内部的圆环的直径小于外部圆环的直径，相邻圆环之间的环形槽的深度为馈源3产生信号波长的1/4；每个圆环上设置有沿馈源3长度方向的波纹。

实施例3

在实施例1、2的基础上，本实施例的主反射面1的口径D为0.6米，如图6所示，馈源3涵盖接收信号ku频段10.7GHz-12.75GHz，发射信号14GHz-14.5GHz。图7为天线接收到的信号的频段方向图，图8为天线反射出去的信号的频段方向图，由图7和图8可知，方向图锥削度好，近轴旁瓣好。

Claims (9)

1.一种环焦反射面天线，包括主反射面(1)、副反射面(2)和馈源(3)，所述馈源(3)安装在主反射面(1)上，所述馈源(3)用于产生信号，其特征在于：所述副反射面(2)和馈源(3)相对设置，所述主反射面(1)为抛物面，所述副反射面(2)为椭球面；

所述馈源(3)的顶端设置有辐射端(4)，所述辐射端(4)和副反射面(2)相对设置，所述辐射端(4)在副反射面(2)的正投影位于副反射面(2)的内部。

2.如权利要求1所述的环焦反射面天线，其特征在于：所述馈源(3)的相位中心位于副反射面(2)的其中一个焦点上，所述副反射面(2)的另一个焦点位于主反射面(1)的焦点上。

3.如权利要求2所述的环焦反射面天线，其特征在于：所述副反射面(2)通过支架(5)安装在馈源(3)上，所述副反射面(2)设置在辐射端(4)的一侧，所述支架(5)朝向辐射端(4)的端面为凹面，所述支架(5)的两端分别位于副反射面(2)和馈源(3)两者的边缘。

4.如权利要求3所述的环焦反射面天线，其特征在于：所述主反射面(1)的焦距与口径的比值为0.25～0.4；所述副反射面(2)的焦轴与中心轴线的锐角夹角为25°～40°。

5.如权利要求1所述的环焦反射面天线，其特征在于：所述副反射面(2)的直径与主反射面(1)的口径的比值为0.05～0.2。

6.如权利要求5所述的环焦反射面天线，其特征在于：所述馈源(3)的底端设置有紧固部，所述馈源(3)通过紧固部安装在主反射面(1)上。

7.如权利要求1所述的环焦反射面天线，其特征在于：所述辐射端(4)为喇叭状，即辐射端(4)包括若干个圆环，每个圆环的宽度相等，内部的圆环的直径小于外部圆环的直径，相邻圆环之间的环形槽的深度为馈源(3)产生信号波长的1/4；每个所述圆环上设置有沿馈源(3)长度方向的波纹。

8.如权利要求3所述的环焦反射面天线，其特征在于：所述支架(5)为折叠状或圆弧状。

9.如权利要求6所述的环焦反射面天线，其特征在于：所述紧固部为法兰盘(6)。

Images