專利名稱：一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及移動(dòng)通信及天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及適用于車載(船載、或機(jī)載)衛(wèi)星移動(dòng)通信的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在衛(wèi)星通信領(lǐng)域、特別是在靜止?fàn)顟B(tài)使用的情況下，大多使用拋物面碟形天線，這類天線價(jià)格低廉，因而具有很大的市場(chǎng)。然而，由于衛(wèi)星的距離遙遠(yuǎn)，不僅要求天線有很大的增益，而且需要有極高的對(duì)星精度。對(duì)于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而非靜止?fàn)顟B(tài)下的應(yīng)用(如，車船載或機(jī)載)，要能在行駛中保持通信的暢通，系統(tǒng)就要復(fù)雜得多。車載(船載或機(jī)載)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)通常又稱為“動(dòng)中通”。動(dòng)中通以往大多采用拋物面碟形天線，其致命缺點(diǎn)是輪廓高(即高度高)，體積大、重量重、在行駛中阻力大、對(duì)星捕星速度慢，因而不適合在高速行駛的情況下使用。相對(duì)而言，平板天線具有低輪廓的優(yōu)勢(shì)，特別適合在高速行駛的載體上使用。平板天線通常包含有一塊或多塊平面輻射板及波束形成網(wǎng)絡(luò)，每塊板上有若干個(gè)輻射元(11)，波束形成網(wǎng)絡(luò)可采用不同的技術(shù)(波導(dǎo)、或微帶技術(shù)等)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但目前的平板天線只采用某種單一的技術(shù)來(lái)構(gòu)成波束形成網(wǎng)絡(luò)，其精度達(dá)不到對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行準(zhǔn)確指向、捕獲與跟蹤的要求，而且厚度也較厚，并不能真正實(shí)現(xiàn)低輪廓。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種精度高、能在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中實(shí)現(xiàn)精確衛(wèi)星指向、衛(wèi)星捕捉的新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型解決此問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，包括用于接收或發(fā)送衛(wèi)星輻射信號(hào)的天線輻射層，所述天線輻射層包括由多個(gè)輻射元組成的天線輻射陣列，其特征在于:還包括一個(gè)或以上用于將天線輻射陣列所接收的衛(wèi)星輻射信號(hào)分配或合并的信號(hào)傳輸通道，所述信號(hào)傳輸通道與天線輻射陣列連接；所述信號(hào)傳輸通道包括采用懸浮帶狀線進(jìn)行功率分配或合并的第一功率信號(hào)配置層和采用波導(dǎo)進(jìn)行功率分配或合并的第二功率信號(hào)配置層，所述天線輻射層、第一功率信號(hào)配置層和第二功率信號(hào)配置層依次相繼連接，所述第一功率信號(hào)配置層包括至少一層懸浮帶狀線配置層，所述第二功率信號(hào)配置層包括至少一層波導(dǎo)配置層；所述懸浮帶狀線配置層包括多個(gè)用于將一路以上輻射信號(hào)合并為一路輻射信號(hào)或?qū)⒁宦份椛湫盘?hào)分配為多路輻射信號(hào)的懸浮帶狀線組件；其中最上層懸浮帶狀線配置層中的懸浮帶狀線組件的一端多個(gè)接口分別與多個(gè)輻射元連接，另一端的一個(gè)接口則與置于其下層的懸浮帶狀線配置層或波導(dǎo)配置層連接；所述波導(dǎo)配置層包括多個(gè)用于將一路以上輻射信號(hào)合并為一路輻射信號(hào)或?qū)⒁宦份椛湫盘?hào)分配為多路輻射信號(hào)的波導(dǎo)組件，其中最上層波導(dǎo)配置層內(nèi)的波導(dǎo)組件的一側(cè)多個(gè)接口分別與置于其上層的懸浮帶狀線配置層連接。本實(shí)用新型一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，通過(guò)第一功率信號(hào)配置層和第二功率配置層對(duì)天線輻射層進(jìn)行配置，其中第一功率信號(hào)配置層包括至少一層的懸浮帶狀線配置層，懸浮帶狀線配置層內(nèi)的懸浮帶狀線組件通過(guò)懸浮帶狀線實(shí)現(xiàn)功率的分配或合并，形成波束網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)發(fā)射信號(hào)時(shí)，通過(guò)懸浮帶狀線組件對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解，并連接至多個(gè)輻射元發(fā)射信號(hào)，增加天線的發(fā)射增益，當(dāng)接收信號(hào)時(shí)，懸浮帶狀線組件對(duì)多個(gè)輻射元所接收信號(hào)進(jìn)行合并，并可根據(jù)輻射元的數(shù)量增加懸浮帶狀線配置層的數(shù)量，讓裝配過(guò)程更加簡(jiǎn)單，而采用懸浮帶狀線實(shí)現(xiàn)輻射信號(hào)的分配或合并，懸浮帶狀線具有良好的柔軟性，厚度十分小，能大大降低天線輻射板的厚度，實(shí)現(xiàn)天線的低輪廓，當(dāng)通過(guò)第一功率信號(hào)配置層完成對(duì)衛(wèi)星輻射信號(hào)的初步合并后，通過(guò)第二功率信號(hào)配置層對(duì)信號(hào)進(jìn)一步的合并，其中第二功率信號(hào)配置層包括至少一層波導(dǎo)配置層，波導(dǎo)配置層內(nèi)設(shè)置有波導(dǎo)組件，輻射信號(hào)通過(guò)矩形波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的分配或合并，波導(dǎo)具有低損耗的特點(diǎn)，采用波導(dǎo)組件對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配或合并形成波束網(wǎng)絡(luò)，能有效降低信號(hào)的損耗，使天線輻射板的精度大大增加；本實(shí)用新型通過(guò)懸浮帶狀線配置層和波導(dǎo)配置層對(duì)輻射信號(hào)進(jìn)行配置或合并，采用平板分層結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)拋物面碟形天線相比不僅輪廓低、體積小、重量輕，而且結(jié)合了懸浮帶狀線及波導(dǎo)兩種技術(shù)，不僅能有效降低天線的厚度，實(shí)現(xiàn)低輪廓，而且能保證天線的精度，提高系統(tǒng)的性能。采用天線輻射陣列，該結(jié)構(gòu)讓系統(tǒng)具有網(wǎng)格形的輻射元，這些輻射元之間的距離很小，因而對(duì)星的角度比較大，功率損耗比較小，剖面高度比較低，旁瓣特性也比較好。實(shí)現(xiàn)了在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中能自動(dòng)準(zhǔn)確地對(duì)星，特別適合于在車載衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，即“動(dòng)中通”中使用，使之在行駛中始終能保持對(duì)衛(wèi)星的指向、捕獲和跟蹤，確保通信的暢通，有效提高了天線終端的發(fā)射、接收效果，保持暢通的通信，取得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)低輪廓衛(wèi)星系統(tǒng)的推廣起到重要作用。進(jìn)一步，所述天線輻射板結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)信號(hào)傳輸通道，其中一個(gè)通道為用于傳輸水平極化信號(hào)的水平極化信號(hào)傳輸通道，另一個(gè)傳輸通道為用于傳輸垂直極化信號(hào)的垂直極化信號(hào)傳輸通道，所述水平極化信號(hào)傳輸通道和垂直極化信號(hào)傳輸通道均與天線輻射陣列的輻射元連接。水平極化信號(hào)傳輸通道和垂直極化信號(hào)傳輸通道分別接收或發(fā)送水平極化信號(hào)和垂直極化信號(hào)，這兩種信號(hào)的處理方法完全相同。該設(shè)置能讓天線輻射板具有接收和發(fā)送水平極化信號(hào)和垂直極化信號(hào)的能力，能有效提高天線輻射板的適應(yīng)性和實(shí)用性。進(jìn)一步，所述天線輻射板還包括微波通道層，所述微波通道層包括用于選擇該通道發(fā)射或接收衛(wèi)星輻射信號(hào)的雙工器和對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理并對(duì)收發(fā)電路進(jìn)行隔離的射頻濾波器，所述第二功率信號(hào)配置層、雙工器和射頻濾波器依次相繼連接。雙工器用于對(duì)天線輻射板的接收、發(fā)送狀態(tài)進(jìn)行選擇，射頻濾波器用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波及對(duì)收發(fā)電路進(jìn)行隔離，將雙工器和射頻濾波器集成在天線輻射板中，不但可以減少信號(hào)傳輸線所帶來(lái)的損耗，而且能提高天線輻射板的集成度，使其工作效率更高。進(jìn)一步，所述第一功率信號(hào)配置層包括至少兩層懸浮帶狀線配置層，所述相鄰兩層的懸浮帶狀線配置層之間通過(guò)激勵(lì)探針相互連接。所述激勵(lì)探針為同軸TEM轉(zhuǎn)換裝置，其作用為連接相鄰兩層懸浮帶狀線配置層，由于懸浮帶狀線組件在俯仰面上對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配或合并，需要在方位面對(duì)兩層的懸浮帶狀線組件進(jìn)行連接，通過(guò)激勵(lì)探針進(jìn)行連接，能有效提高系統(tǒng)的EIRP和G/T值。與其它類型的功率分配網(wǎng)絡(luò)相比，這種實(shí)現(xiàn)方式的功率損耗最小，能提聞天線福射板的福射效率與精度。進(jìn)一步，所述第一功率信號(hào)配置層包括兩層懸浮帶狀線配置層，分別為懸浮帶狀線配置上層和懸浮帶狀線配置下層；懸浮帶狀線配置上層和懸浮帶狀線配置下層內(nèi)的懸浮帶狀線組件，所述懸浮帶狀線組件包括具至少兩個(gè)帶狀線分配連接端和一個(gè)帶狀線合并連接端，各個(gè)帶狀線分配連接端通過(guò)懸浮帶狀線匯合連接至帶狀線合并連接端；所述天線輻射陣列劃分為多個(gè)區(qū)域，懸浮帶狀線配置上層內(nèi)的多個(gè)上層懸浮帶狀線組件分別與區(qū)域內(nèi)的輻射元連接，其中上層懸浮帶狀線組件的各個(gè)帶狀線分配連接端分別與對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)輻射元連接，懸浮帶狀線配置下層內(nèi)的下層懸浮帶狀線組件的各個(gè)帶狀線分配連接端分別與至少兩個(gè)上層懸浮帶狀線組件的帶狀線合并連接端連接，而下層懸浮帶狀線組件的帶狀線合并連接端則連接至下層的波導(dǎo)配置層。所述懸浮帶狀線為位于基片上的帶狀線，將其置于兩個(gè)腔體之間便成為懸浮帶狀線，在將信號(hào)送入波導(dǎo)腔體之前，通過(guò)懸浮微帶組件內(nèi)的懸浮帶狀線對(duì)輻射信號(hào)進(jìn)行功率分配。由于采用了懸浮帶狀線技術(shù)，因此懸浮帶狀線配置層厚度的很小，通過(guò)設(shè)置兩層懸浮帶狀線配置層，能減少天線輻射板的體積，節(jié)省天線材料，而且能有效提高第一功率信號(hào)配置層的功率配置效率。進(jìn)一步，所述懸浮帶狀線配置上層和懸浮帶狀線配置下層的合并比例均為4:1。其中懸浮帶狀線配置上層和懸浮帶狀線配置下層內(nèi)的懸浮帶狀線組件包括四個(gè)帶狀線分配連接端和一個(gè)帶狀線合并連接端，當(dāng)從上層接收信號(hào)時(shí)，四個(gè)帶狀線分配連接端通過(guò)懸浮帶狀線對(duì)4路信號(hào)進(jìn)行合并，并通過(guò)帶狀線合并連接端向下層信號(hào)輸出，從而讓懸浮帶狀線配置上層和懸浮帶狀線配置下層的合并比例均為4:1。進(jìn)一步，所述懸浮帶狀線組件還包括用于調(diào)節(jié)輻射信號(hào)相位使天線在俯仰面上實(shí)現(xiàn)預(yù)傾斜的延遲線，所述延遲線設(shè)置于懸浮帶狀線的一段上。通過(guò)對(duì)輻射信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，即可在俯仰面上實(shí)現(xiàn)預(yù)傾斜，本實(shí)用新型通過(guò)在懸浮帶狀線組件上設(shè)置延遲線，對(duì)輻射信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)在平板天線俯仰面上的預(yù)傾斜，通過(guò)調(diào)節(jié)延遲線的長(zhǎng)度，即可對(duì)輻射信號(hào)的傾斜角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)一步，所述第二功率信號(hào)配置層包括兩層波導(dǎo)配置層，分別為波導(dǎo)配置上層和波導(dǎo)配置下層，其中波導(dǎo)配置層內(nèi)的波導(dǎo)組件包括至少兩個(gè)波導(dǎo)分配連接端和一個(gè)波導(dǎo)合并連接端，所述至少兩個(gè)的波導(dǎo)分配連接端通過(guò)波導(dǎo)管道匯合連接至波導(dǎo)合并連接端；其中置于波導(dǎo)配置上層的為上層波導(dǎo)組件，置于波導(dǎo)配置下層的為下層波導(dǎo)組件，其中波導(dǎo)配置下層在方位面上設(shè)置有一個(gè)下層波導(dǎo)組件；所述上層波導(dǎo)組件各個(gè)波導(dǎo)分配連接端與第一功率信號(hào)配置層內(nèi)底層的懸浮帶狀線配置層連接，上層波導(dǎo)組件的波導(dǎo)合并連接端與波導(dǎo)配置下層的下層波導(dǎo)組件的其中一個(gè)波導(dǎo)分配連接端連接，而下層波導(dǎo)組件的波導(dǎo)合并連接端則進(jìn)行輸出。通過(guò)波導(dǎo)完成對(duì)輻射信號(hào)的分配或合并，其精度更高，而波導(dǎo)配置上層和波導(dǎo)配置下層分別用于實(shí)現(xiàn)在俯仰面和方位面上輻射信號(hào)的配置，對(duì)信號(hào)的處理更加全面。進(jìn)一步，所述波導(dǎo)配置上層和波導(dǎo)配置下層的合并比例分別為2:1和16:1。其中波導(dǎo)配置上層內(nèi)的上層波導(dǎo)組件包括2個(gè)波導(dǎo)分配連接端和I個(gè)波導(dǎo)分配連接端。波導(dǎo)配置下層內(nèi)的下層波導(dǎo)組件包括16個(gè)波導(dǎo)分配連接端和I個(gè)波導(dǎo)分配連接端，因此波導(dǎo)配置上層和波導(dǎo)配置下層的合并比例分別為2:1和16:1。[0019]進(jìn)一步，所述下層波導(dǎo)組件包括多個(gè)分配器，所述分配器用于將兩路輻射信號(hào)合并成一路信號(hào)，或?qū)⒁宦沸盘?hào)分配為多路信號(hào)，通過(guò)在方位面上設(shè)置的分配器對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次合并或分配，大大地降低了天線輻射板的厚度，使其布置更加合理。其中下層波導(dǎo)組件的每個(gè)分配器均具有不同的形狀，該設(shè)置使得中間的通道能獲得大的功率，其作用是把更多的功率分配到所需要的方向，這樣更多的功率就會(huì)集中到中央部位的輻射元上，從而降低了系統(tǒng)的旁瓣電平。進(jìn)一步，所述輻射元包括設(shè)置于仿真空氣材料上的微帶片，還包括分別用于水平極化和垂直極化的兩個(gè)微帶饋電裝置，用于水平極化的微帶饋電裝置與水平極化信號(hào)傳輸通道連接，用于垂直極化的微帶饋電裝置與垂直極化信號(hào)傳輸通道連接。輻射元通過(guò)兩個(gè)微帶饋電裝置來(lái)饋送信號(hào)，一個(gè)用于水平極化，另一個(gè)用于垂直極化，微帶片具有體積小、重量輕、低輪廓的優(yōu)點(diǎn)，而且其電性能多樣化。不同設(shè)計(jì)的微帶元，其最大輻射方向可以在掃描范圍內(nèi)調(diào)整；易于得到各種極化，而且容易集成在天線輻射板上，能和有源器件、電路集成為統(tǒng)一的組件。
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)框圖。圖2是本實(shí)用新型低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)的模塊連接框圖。圖3是本實(shí)用新型懸浮帶狀線配置上層與輻射元的連接示意圖。圖4是本實(shí)用新型懸浮帶狀線配置下層與波導(dǎo)配置上層的連接示意圖。圖5是本實(shí)用新型懸浮帶狀線組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型波導(dǎo)配置下層的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，能同時(shí)進(jìn)行雙頻段、雙極化操作，其中設(shè)置于天線輻射板最上層的為天線輻射層1，天線輻射層I用于接收來(lái)自衛(wèi)星的輻射信號(hào)和向衛(wèi)星發(fā)射輻射信號(hào)與衛(wèi)星進(jìn)行通信，所述天線輻射層I由多個(gè)輻射元11組成的天線輻射陣列，所述輻射元11包括設(shè)置于仿真空材料上的微帶片和分別用于水平極化和垂直極化的兩個(gè)微帶饋電裝置，所述兩個(gè)微帶饋電裝置與微帶片相連，微帶片具有體積小、重量輕、低輪廓的優(yōu)點(diǎn)，而且其電性能多樣化。不同設(shè)計(jì)的微帶元，其最大輻射方向可以在掃描范圍內(nèi)調(diào)整；易于得到各種極化，而且容易集成在天線輻射板上，能和有源器件、電路集成為統(tǒng)一的組件。相應(yīng)地，為了提高天線輻射板的適應(yīng)性和實(shí)用性，讓天線輻射板具有雙頻段、雙極化操作的性能，所述天線輻射板還包括用于傳輸水平極化信號(hào)的水平極化信號(hào)傳輸通道5和用于傳輸垂直極化信號(hào)的垂直極化信號(hào)傳輸通道6，參照?qǐng)D1所示，所述水平極化信號(hào)傳輸通道5和垂直極化信號(hào)傳輸通道6分別與輻射元11上的水平極化微帶饋電裝置和垂直極化饋電裝置連接，使其可分別接收水平極化信號(hào)和垂直極化信號(hào)，并可發(fā)射這兩種極化信號(hào)，大大地提高了天線輻射板的性能。參照?qǐng)D1、圖2所示，由于水平極化信號(hào)傳輸通道5和垂直極化信號(hào)傳輸通道6的結(jié)構(gòu)相同，在此針對(duì)其中一個(gè)信號(hào)傳輸通道進(jìn)行描述，所述信號(hào)傳輸通道包括采用懸浮帶狀線進(jìn)行功率分配或合并的第一功率信號(hào)配置層2、采用波導(dǎo)進(jìn)行功率分配或合并的第二功率信號(hào)配置層3和微波通道層4。其中第一功率信號(hào)配置層包括至少一層懸浮帶狀線配置層，所述第二功率信號(hào)配置層3包括至少一層波導(dǎo)配置層。本實(shí)施例中第一功率信號(hào)配置層2和第二功率信號(hào)配置層3分別設(shè)置有兩層懸浮帶狀線配置層和波導(dǎo)配置層。其中處于天線輻射層I下方的是懸浮帶狀線配置上層21，用于與天線輻射層I上的輻射元11連接獲取功率信號(hào)或通過(guò)輻射元11發(fā)送功率信號(hào)，參照?qǐng)D2、圖3所示，所述懸浮帶狀線配置上層21包括多個(gè)上層懸浮帶狀線組件211，其中天線輻射陣列上的輻射元11劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別與一個(gè)上層懸浮帶狀線組件211相對(duì)應(yīng)，每個(gè)區(qū)域包括若干個(gè)輻射元11，所述上層懸浮帶狀線組件211包括與區(qū)域內(nèi)輻射元11數(shù)量相同的上層帶狀線分配連接端al和一個(gè)上層帶狀線合并連接端a2，上層帶狀線分配連接端al分別與對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的的各個(gè)輻射元11連接，并通過(guò)懸浮帶狀線9將各個(gè)連接端口的輻射信號(hào)兩兩合并，最后連接至上層帶狀線合并連接端a2，其中用于接收和發(fā)送垂直極化信號(hào)的上層帶狀線分配連接端al與垂直極化饋電裝置連接，用于接收和發(fā)送水平極化信號(hào)的上層帶狀線分配連接端al與水平極化饋電裝置連接，為下方的復(fù)合層提供水平極化信號(hào)和垂直極化信號(hào)。上述的懸浮帶狀線9為位于基片上的帶狀線，將其置于兩個(gè)腔體之間便成為懸浮帶狀線，在將信號(hào)送入波導(dǎo)腔體之前，通過(guò)懸浮微帶組件內(nèi)的懸浮帶狀線對(duì)輻射信號(hào)進(jìn)行功率分配。由于采用了懸浮帶狀線技術(shù)，因此懸浮帶狀線配置層厚度的很小，通過(guò)設(shè)置兩層懸浮帶狀線配置層，能減少天線輻射板的體積，節(jié)省天線材料，而且能有效提高第一功率信號(hào)配置層2的功率配置效率。位于懸浮帶狀線配置上層21下方的是懸浮帶狀線配置下層22，用于對(duì)懸浮帶狀線配置上層21的功率信號(hào)進(jìn)一步的合并，并實(shí)現(xiàn)向下層矩形波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換，懸浮帶狀線配置下層22包括多個(gè)下層懸浮帶狀線組件221，參照?qǐng)D5所示，和上層懸浮帶狀線組件211相同，下層懸浮帶狀線組件221包括多個(gè)下層帶狀線分配連接端bl和一個(gè)下層帶狀線合并連接端b2，而且各個(gè)下層帶狀線分配連接端bl通過(guò)懸浮帶狀線9兩兩合并，最終連接至下層帶狀線合并連接端b2，其中下層懸浮帶狀線組件221的下層帶狀線分配連接端bl與上層懸浮帶狀線組件211的上層帶狀線合并連接端a2通過(guò)激勵(lì)探針進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮帶狀線配置上層21輻射信號(hào)的進(jìn)一步合并，所述激勵(lì)探針為同軸TEM轉(zhuǎn)換裝置，其作用為連接相鄰兩層懸浮帶狀線配置層，由于懸浮帶狀線組件在俯仰面上對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配或合并，需要在方位面對(duì)兩層的懸浮帶狀線組件進(jìn)行連接，通過(guò)激勵(lì)探針進(jìn)行連接，能有效提高系統(tǒng)的EIRP和G/T值，因而與其它類型的功率分配網(wǎng)絡(luò)相比，這種實(shí)現(xiàn)方式的功率損耗最小，能提高天線輻射板的精度。進(jìn)一步，所述下層懸浮帶狀線組件221還包括用于調(diào)節(jié)輻射信號(hào)相位使天線在俯仰面上實(shí)現(xiàn)預(yù)傾斜的延遲線8，所述延遲線8設(shè)置于懸浮帶狀線9的一段上。通過(guò)對(duì)輻射信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，即可在俯仰面上實(shí)現(xiàn)預(yù)傾斜，本實(shí)用新型通過(guò)在下層懸浮帶狀線組件221上設(shè)置延遲線8，對(duì)輻射信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)在平板天線俯仰面上的預(yù)傾斜，通過(guò)調(diào)節(jié)延遲線8的長(zhǎng)度，即可對(duì)輻射信號(hào)的傾斜角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。參照?qǐng)D2、圖4所示，位于懸浮帶狀線配置下層22下方的是波導(dǎo)配置上層31，輻射信號(hào)通過(guò)該層的矩形波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的進(jìn)一步合并，所述波導(dǎo)配置上層31包括多個(gè)上層波導(dǎo)組件311，所述上層波導(dǎo)組件311用于連接下層懸浮帶狀線組件221并對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的合并，上層波導(dǎo)組件311包括至少兩個(gè)的上層波導(dǎo)分配連接端Cl和一個(gè)上層波導(dǎo)合并連接端c2，上層波導(dǎo)分配連接端Cl與上層的下層懸浮帶狀線組件221的下層帶狀線合并連接端b2連接，通過(guò)矩形波導(dǎo)對(duì)至少兩個(gè)下層懸浮帶狀線組件221的功率信號(hào)進(jìn)行合并，并通過(guò)上層波導(dǎo)合并連接端c2向下層輸出信號(hào)，參照?qǐng)D5所示，所述下層懸浮帶狀線組件221的下層帶狀線合并連接端b2通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭7實(shí)現(xiàn)功率信號(hào)向矩形波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換，所述轉(zhuǎn)接接頭為與輻射元11相類似的諧振頭。參照?qǐng)D2、圖6所示，位于波導(dǎo)配置上層31下方的是波導(dǎo)配置下層32，所述波導(dǎo)配置下層32對(duì)波導(dǎo)配置上層31的輻射信號(hào)在方位面上進(jìn)一步合并，所述波導(dǎo)配置下層32包括設(shè)置在方位面上的下層波導(dǎo)組件321，下層波導(dǎo)組件321包括至少兩個(gè)下層波導(dǎo)分配連接端Pl和一個(gè)下層波導(dǎo)合并連接端P2，下層波導(dǎo)組件321的下層波導(dǎo)分配連接端pi分別與多個(gè)上層波導(dǎo)組件311的上層波導(dǎo)合并連接端c2連接，下層波導(dǎo)組件321的各個(gè)下層波導(dǎo)分配連接端Pl通過(guò)矩形波導(dǎo)對(duì)輻射信號(hào)進(jìn)行兩兩合并，最后通過(guò)下層波導(dǎo)合并連接端P2進(jìn)行合并輸出。采用波導(dǎo)對(duì)信號(hào)進(jìn)行合并，其精度更高，而波導(dǎo)配置上層31和波導(dǎo)配置下層32分別用于實(shí)現(xiàn)在俯仰面和方位面上輻射信號(hào)的配置，對(duì)信號(hào)的處理更加合理。進(jìn)一步，參照?qǐng)D6所示，所述下層波導(dǎo)組件321包括多個(gè)分配器p3，所述分配器P3用于將兩路輻射信號(hào)合并成一路信號(hào)，或?qū)⒁宦沸盘?hào)分配為多路信號(hào)，通過(guò)在方位面上設(shè)置的分配器P3對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次合并，大大地降低了天線輻射板的厚度，使其布置更加合理。其中下層波導(dǎo)組件321的每個(gè)分配器p3均具有不同的形狀，該設(shè)置使得中間的通道能獲得大的功率，其作用是把更多的功率分配到所需要的方向，這樣更多的功率就會(huì)集中到中央部位的輻射元11上，從而降低了系統(tǒng)的旁瓣電平。位于波導(dǎo)配置下層32下方的是微波通道層4，所述微波通道層4包括用于選擇該通道發(fā)射或接收衛(wèi)星輻射信號(hào)的雙工器41和對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理并對(duì)收發(fā)電路進(jìn)行隔離的射頻濾波器42，所述下層波導(dǎo)合并連接端p2、雙工器41和射頻濾波器42依次相繼連接，為了在組裝過(guò)程中更加方便，微波通道為上下兩層組合的結(jié)構(gòu)，以方便組裝雙工器41和射頻濾波器42，這兩層結(jié)合即形成一個(gè)微波通道，由于在該層內(nèi)沒(méi)有足夠的空間完成功率分配，因此需要第一功率信號(hào)配置層2、第二功率信號(hào)配置層3完成輻射信號(hào)功率的分配和合并。雙工器41用于對(duì)天線輻射板的接收、發(fā)送狀態(tài)進(jìn)行選擇，射頻濾波器42用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波并對(duì)收發(fā)電路進(jìn)行隔離，將雙工器41和射頻濾波器42集成在天線輻射板中，不但可以減少信號(hào)傳輸線所帶來(lái)的損耗，而且能提高天線輻射板的集成度，使其工作效率更高。更具體地，以對(duì)輻射信號(hào)的合并為例，對(duì)衛(wèi)星輻射信號(hào)的接收具體過(guò)程進(jìn)行描述，天線輻射板包括水平極化信號(hào)傳輸通道5和垂直極化信號(hào)傳輸通道6，由于上述兩個(gè)通道的結(jié)構(gòu)相同，因此以下針對(duì)其中一個(gè)通道進(jìn)行描述。當(dāng)天線輻射板需要接收信號(hào)時(shí)，通過(guò)雙工器41設(shè)置天線輻射板為接收狀態(tài)，這時(shí)衛(wèi)星輻射信號(hào)可依次通過(guò)天線輻射層1、懸浮帶狀線配置上層21、懸浮帶狀線配置下層22，波導(dǎo)配置上層31，波導(dǎo)配置下層32及微波通道層4對(duì)信號(hào)進(jìn)行合并，其具體過(guò)程如下:參照?qǐng)D2所示，所述天線輻射陣列由16行、32列共512個(gè)輻射元11組成，其中每個(gè)輻射元11為長(zhǎng)20毫米寬12毫米的長(zhǎng)方格，該組合為經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)后得出的，在該尺寸下的天線輻射陣列具有較佳的性能，且信號(hào)的合并更加簡(jiǎn)單，能有效減少為了配置輻射信號(hào)形成波束網(wǎng)絡(luò)所需的復(fù)合層數(shù)，進(jìn)一步降低天線輻射板的厚度，進(jìn)而降低天線的輪廓高度。天線輻射陣列中每4個(gè)輻射元11組成一個(gè)區(qū)域，懸浮帶狀線配置上層21內(nèi)的各個(gè)上層懸浮帶狀線組件211分別與各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)，其中上層懸浮帶狀線組件211包括4個(gè)上層帶狀線分配連接端al和I個(gè)上層帶狀線合并連接端a2，每個(gè)上層帶狀線分配連接端al分別與一個(gè)輻射元11連接，于是4個(gè)輻射元11所獲得的信號(hào)通過(guò)上層懸浮帶狀線組件211合并成一路信號(hào)，于是天線輻射層I的512路信號(hào)合并成128路信號(hào)，完成信號(hào)的第一次合并其合并比例為4:1。懸浮帶狀線配置下層22對(duì)信號(hào)進(jìn)行第二次的合并，其中懸浮帶狀線配置下層22內(nèi)的一個(gè)下層懸浮帶狀線組件2214個(gè)下層帶狀線分配連接端bl和I個(gè)下層帶狀線合并連接端b2，與4個(gè)上層懸浮帶狀線組件211相對(duì)應(yīng)，于是4個(gè)上層懸浮帶狀線組件211的4路信號(hào)再一次合并，并轉(zhuǎn)換成矩形波導(dǎo)信號(hào)向下層傳輸，即懸浮帶狀線配置上層21的128路信號(hào)合并為32路信號(hào)，完成信號(hào)的第二次合并，其合并比例為4:1。波導(dǎo)配置上層31對(duì)信號(hào)進(jìn)行第三次的合并，其中上層波導(dǎo)組件311包括2個(gè)上層波導(dǎo)分配連接端Cl和I個(gè)上層波導(dǎo)合并連接端c2，一個(gè)上層波導(dǎo)組件311與兩個(gè)下層懸浮帶狀線組件221相對(duì)應(yīng)，將兩個(gè)下層懸浮帶狀線組件221的兩路信號(hào)合并為一路信號(hào)，即將懸浮帶狀線配置下層22的32路信號(hào)合并為16路信號(hào)，完成信號(hào)的第三次合并，其合并比例為2:1。波導(dǎo)配置下層32對(duì)信號(hào)進(jìn)行第四次合并，其中下層波導(dǎo)組件321包括16個(gè)下層波導(dǎo)分配連接端Pl和I個(gè)下層波導(dǎo)合并連接端P2，所述下層波導(dǎo)組件321與16個(gè)上層波導(dǎo)組件311相對(duì)應(yīng)，將波導(dǎo)配置上層31的16路信號(hào)合并為I路信號(hào)，并輸出至微波通道層，通過(guò)依次通過(guò)雙工器41和射頻濾波器42對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理及輸出。由于信號(hào)傳輸通道為雙向傳輸?shù)耐ǖ?，其信?hào)的傳輸過(guò)程是可逆的，因此天線輻射板發(fā)射信號(hào)時(shí)，依次通過(guò)微波通道層4、波導(dǎo)配置下層32、波導(dǎo)配置上層31、懸浮帶狀線配置下層22、懸浮帶狀線配置上層21將輻射信號(hào)層層進(jìn)行分配，形成波束網(wǎng)絡(luò)，最終在天線輻射層I上的各個(gè)輻射元11上對(duì)信號(hào)進(jìn)行輻射，實(shí)現(xiàn)整個(gè)信號(hào)發(fā)射的過(guò)程，由于對(duì)各個(gè)復(fù)合層進(jìn)行復(fù)合處理的過(guò)程是與合并的過(guò)程相反的，在此不再詳細(xì)具體描述。以上所述，只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本實(shí)用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，包括用于接收或發(fā)送衛(wèi)星輻射信號(hào)的天線輻射層(I)，所述天線輻射層(I)包括由多個(gè)輻射元(11)組成的天線輻射陣列，其特征在于:還包括一個(gè)或以上用于將天線輻射陣列所接收的衛(wèi)星輻射信號(hào)分配或合并的信號(hào)傳輸通道，所述信號(hào)傳輸通道與天線輻射陣列連接； 所述信號(hào)傳輸通道包括采用懸浮帶狀線進(jìn)行功率分配或合并的第一功率信號(hào)配置層(2)和采用波導(dǎo)進(jìn)行功率分配或合并的第二功率信號(hào)配置層(3)，所述天線輻射層(I)、第一功率信號(hào)配置層(2)和第二功率信號(hào)配置層(3)依次相繼連接，所述第一功率信號(hào)配置層(2)包括至少一層懸浮帶狀線配置層，所述第二功率信號(hào)配置層(3)包括至少一層波導(dǎo)配置層； 所述懸浮帶狀線配置層包括多個(gè)用于將一路以上輻射信號(hào)合并為一路輻射信號(hào)或?qū)⒁宦份椛湫盘?hào)分配為多路輻射信號(hào)的懸浮帶狀線組件；其中最上層懸浮帶狀線配置層中的懸浮帶狀線組件的一端多個(gè)接口分別與多個(gè)輻射元(11)連接，另一端的一個(gè)接口則與置于其下層的懸浮帶狀線配置層或波導(dǎo)配置層連接； 所述波導(dǎo)配置層包括多個(gè)用于將一路以上輻射信號(hào)合并為一路輻射信號(hào)或?qū)⒁宦份椛湫盘?hào)分配為多路輻射信號(hào)的波導(dǎo)組件，其中最上層波導(dǎo)配置層內(nèi)的波導(dǎo)組件的一側(cè)多個(gè)接口分別與置于其上層的懸浮帶狀線配置層連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述天線輻射板結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)信號(hào)傳輸通道，其中一個(gè)通道為用于傳輸水平極化信號(hào)的水平極化信號(hào)傳輸通道(5)，另一個(gè)傳輸通道為用于傳輸垂直極化信號(hào)的垂直極化信號(hào)傳輸通道(6 )，所述水平極化信號(hào)傳輸通道(5 )和垂直極化信號(hào)傳輸通道(6 )均與天線輻射陣列的輻射元(11)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述天線 輻射板還包括微波通道層(4)，所述微波通道層(4)包括用于選擇該通道發(fā)射或接收衛(wèi)星輻射信號(hào)的雙工器(41)和對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理并對(duì)收發(fā)電路進(jìn)行隔離的射頻濾波器(42)，所述第二功率信號(hào)配置層(3)、雙工器(41)和射頻濾波器(42)依次相繼連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一功率信號(hào)配置層(2)包括至少兩層懸浮帶狀線配置層，所述相鄰兩層的懸浮帶狀線配置層之間通過(guò)激勵(lì)探針相互連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一功率信號(hào)配置層(2)包括兩層懸浮帶狀線配置層，分別為懸浮帶狀線配置上層(21)和懸浮帶狀線配置下層(22 );懸浮帶狀線配置上層(21)和懸浮帶狀線配置下層(22)內(nèi)的懸浮帶狀線組件包括具有至少兩個(gè)帶狀線分配連接端和一個(gè)帶狀線合并連接端，各個(gè)帶狀線分配連接端通過(guò)懸浮帶狀線匯合連接至帶狀線合并連接端；所述天線輻射陣列劃分為多個(gè)區(qū)域，懸浮帶狀線配置上層(21)內(nèi)的多個(gè)上層懸浮帶狀線組件(211)分別與區(qū)域內(nèi)的輻射元(11)連接，其中上層懸浮帶狀線組件(211)的各個(gè)帶狀線分配連接端分別與對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)輻射元(11)連接，懸浮帶狀線配置下層(22)內(nèi)的下層懸浮帶狀線組件(221)的各個(gè)帶狀線分配連接端分別與至少兩個(gè)上層懸浮帶狀線組件(211)的帶狀線合并連接端連接，而下層懸浮帶狀線組件(221)的帶狀線合并連接端則連接至下層的波導(dǎo)配置層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5任一所述的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述懸浮帶狀線配置上層(21)和懸浮帶狀線配置下層(22 )的合并比例均為4:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述懸浮帶狀線組件還包括用于調(diào)節(jié)輻射信號(hào)相位使天線在俯仰面上實(shí)現(xiàn)預(yù)傾斜的延遲線(8 )，所述延遲線(8 )設(shè)置于懸浮帶狀線的一段上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二功率信號(hào)配置層(3)包括兩層波導(dǎo)配置層，分別為波導(dǎo)配置上層(31)和波導(dǎo)配置下層(32)，其中波導(dǎo)配置層內(nèi)的波導(dǎo)組件包括至少兩個(gè)波導(dǎo)分配連接端和一個(gè)波導(dǎo)合并連接端，所述至少兩個(gè)的波導(dǎo)分配連接端通過(guò)波導(dǎo)管道匯合連接至波導(dǎo)合并連接端；其中置于波導(dǎo)配置上層(31)的為上層波導(dǎo)組件(311)，置于波導(dǎo)配置下層(32)的為下層波導(dǎo)組件(321)，其中波導(dǎo)配置下層(32)在方位面上設(shè)置有一個(gè)下層波導(dǎo)組件(321);所述上層波導(dǎo)組件(311)各個(gè)波導(dǎo)分配連接端與第一功率信號(hào)配置層(2)內(nèi)底層的懸浮帶狀線配置層連接，上層波導(dǎo)組件(311)的波導(dǎo)合并連接端與波導(dǎo)配置下層(32)的下層波導(dǎo)組件(321)的其中一個(gè)波導(dǎo)分配連接端連接，而下層波導(dǎo)組件(321)的波導(dǎo)合并連接端則進(jìn)行輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述波導(dǎo)配置上層(31)和波導(dǎo)配置下層(32)的合并比例分別為2:1和16:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述輻射元(11)包括設(shè)置于仿真空氣材料上的微帶片，還包括分別用于水平極化和垂直極化的兩個(gè)微帶饋電裝置，用于水平極化的微帶饋電裝置與水平極化信號(hào)傳輸通道(5)連接，用于垂直極化的微帶饋電裝置與垂直極化信號(hào)傳`輸通道(6 )連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型“動(dòng)中通”低輪廓衛(wèi)星天線輻射板結(jié)構(gòu)，包括天線輻射層和一個(gè)或以上信號(hào)傳輸通道，所述信號(hào)傳輸通道包括由至少一層懸浮帶狀線配置層組成的第一功率信號(hào)配置層和由至少一層波導(dǎo)配置層組成的第二功率信號(hào)配置層，本實(shí)用新型通過(guò)懸浮帶狀線配置層和波導(dǎo)配置層對(duì)輻射信號(hào)進(jìn)行配置或合并，采用平板分層結(jié)構(gòu)，不僅輪廓低、體積小、重量輕，而且結(jié)合了懸浮帶狀線及波導(dǎo)兩種技術(shù)，能有效降低天線的厚度，實(shí)現(xiàn)低輪廓，而且能保證天線的精度，提高系統(tǒng)的性能，特別適合于在車載衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，即“動(dòng)中通”中使用，能在行駛的狀態(tài)下保持對(duì)衛(wèi)星的指向、捕獲和跟蹤，對(duì)于低輪廓衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的推廣起到了很大作用。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK202930551SQ20122060077
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者梁釗, 雷劍平, 何塞·阿隆索, 安娜·魯茨, 阿伯托·培倫, 克里思媞娜·拉文 申請(qǐng)人:廣東隆伏通訊設(shè)備有限公司, Tti公司