環焦通信天線的製作方法
2023-04-29 01:25:46 1
專利名稱：環焦通信天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於衛星通信的環焦通信天線，也適用於微波接力、散射通信等領域。
隨著衛星通信事業的蓬勃發展，同步衛星數量日益增多，相鄰衛星的間隔也愈來愈小，這樣對衛星地球站天線偏軸旁瓣的要求就愈來愈苛刻，目前，通常使用的衛星地球站通信天線是卡塞格倫雙鏡天線，這種天線對使用高性能的饋源尚存在致命的弱點，即饋源遮檔超過副面遮檔，這一矛盾的存在將導致天線旁瓣電平升高，匹配性能惡化，效率降低的圓極化性能變壞，滿足不了衛星通信的要求。另一種常用的衛星地球站通信天線為前饋拋物面天線，這種通信天線雖能滿足衛星地球站對天線旁瓣的要求，但它存在以下缺點效率較低，結構緊湊時，饋源設計較難，極化面調整困難和調整機構複雜，並難以實現頻譜復用工作。另一種小口徑偏置或雙偏置天線雖性能優良，完全能滿足衛星地球站對天線的旁瓣要求，天線效率也高，但設計困難，造價昂貴，難以推廣應用。
本實用新型的目的在於避免上述現有技術中的不足之處而提供一種性能優良的環焦通信天線，它既能滿足衛星地球站對天線低旁瓣、高效率、低電壓駐波比的要求，同時還具有結構簡單緊湊，饋源設計容易，極化面調整容易，成本低廉，又能實現頻譜復用等特點，是一種便於推廣應用的高性能衛星通信天線。
本實用新型的目的是這樣實現的由主面1、副面2、四根副面支杆3、饋源系統4、座架5、若干個輻射支杆6、中心體7、俯仰調節螺杆8和方位調節螺杆9組成一個新的天線裝置。其中主面1、副面2結構為環焦形或賦型環焦形，主面1分為塊式，各塊用螺釘固定在中心體7的上端面上，再用緊固件把各塊背面的加強筋彼此連接在一起；若干個輻射支杆6一端用緊固件安裝在主面1背面上，另一端安裝在中心體7圓筒下端圓柱面上，並均勻安裝在主面1背面以支撐主面1；四根副面支杆3的一端分別用緊固件對稱安裝在主面1的正面，並與主面1對稱軸線成45度角，另一端用緊固件安裝在副面2的上部，副面2的下部即副面的反射面與主面1正面相對安裝；饋源系統4安裝在主面1的中心位置上；座架5分上、下兩部分，下部用地腳螺釘與大地相連接，上部相對於下部可繞垂直軸作方位旋轉，中心體7與座架5上部分用銷釘作活動連接；俯仰調節螺杆8一端用銷釘活動連接在中心體7上，另一端安裝在座架5的上部分上與螺杆相配合的調節螺母內，為俯仰調節螺杆8的可調支點；方位調節螺杆9的一個固定支點用銷釘活動連接，在座架5上部分的圓柱面上，另一個可調支點安裝在座架5的下部分，即法蘭盤與螺杆相配合的調節螺母內。同時環焦通信天線的主面1口面直徑尺寸為2.4米至5米，並由鋁合金板材料製成。
本實用新型與現有技術相比有如下優點1、旁瓣低、增益高、電壓駐波比低，圓極化性能好，容易實現頻譜復用工作，電氣性能均優於現有各類型天線，完全能滿足窄間隔衛星對衛星地球站通信天線的要求。
2、天線結構簡單緊湊，對饋源系統要求低，極化面調整容易，天線調整機構撞單，因此成本低廉，便於製造和批量生產。
3、在確保天線優良性能的同時，可製成不同口面直徑的天線，滿足用戶的不同要求，便於推廣應用。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
參照圖1，它由主面1、副面2、四根副面支杆3、饋源系統4、座架5、若干個輻射支杆6、中心體7、俯仰調節螺杆8和方位調節螺杆9組成，本實用新型主面1、副面2結構為環焦型或賦型環焦型，實施例一種賦型環焦型通信天線，其賦型原則是在給定饋源方向圖的情況下，由下面公式(1)的口面場分布獲得賦型環焦型天線的輪廓曲線坐標點，也可採用其它多種口面場分布F(R)進行賦型計算獲得主面1。副面2的輪廓曲線坐標點，由這些坐標點決定了主面1、副面2的輪廓，在加工時先根據坐標點生產出主面1的主面樣板和副面2的副面靠模，然後根據主面樣板和副面靠模分別加工主面1和副面2。主面1為分塊式結構，每塊主面面板拉伸成型，本實用新型主面1分別由8塊主面板組裝而成，各塊用螺釘固定在中心體7的上端面上，並用緊固件把各塊背面的加強筋彼此連接在一起，再將面板用緊固件連接在已裝在中心體7上的八個輻射支杆6上，主面1由鋁合金板材料製成，實施例採用市售的LY12－M型鋁合金板材料。主面1的口面直徑尺寸可以從2.4米至5米，實施例是一個口面直徑尺寸約3米的賦型環焦型通信天線。天線中心體7是用鋼板焊接成直徑為500毫米，高度為400毫米的一個圓筒形，若干個輻射支杆6一端用緊固件安裝在主面1背面加強筋上，另一端安裝在中心體7圓筒下端圓柱面上，並均勻安裝在主面1背面以支撐主面1，實施例中的輻射支杆採用8個，每個輻射支杆用市售無縫鋼管材料焊接而成。四根副面支杆3的一端分別用緊固件對稱安裝在主面1的正面，並與主面1對稱軸線成45度角，另一端用緊固件安裝在副面2的上部，副面2的下部，即副面的反射面與主面1正面相對安裝，用於彼此反射電磁波，副面2是用鑄鋁材料鑄造成型，然後根據副面靠模加工而成。
F(R)=1-0.82e-4(1-RRm)-0.82e-8RRm.......(1)]]>式中F(R)為天線主面的口面場分布R為天線主面口面半徑變量Rm為天線主面口面半徑饋源系統4用緊固件安裝在主面1的中心位置上，實施例中的饋源系統4採用普通常用的饋源系統。座架5分上、下兩部分，下部用地腳螺釘與大地相連接，起到天線的固定作用；上部相對於下部可繞垂直軸作方位旋轉。中心體7與座架5上部分用銷釘作活動連接，俯仰調節螺杆8一端用銷釘活動連接在中心體7上，另一端安裝在座架5上部分的調節螺母內，以作為俯仰調節螺杆8的可調支點。當調節螺母時，使俯仰調節螺杆8作伸縮運動，從而天線作上、下擺動，達到調節天線俯仰角的目的。方位調節螺杆9的一個固定支點用銷釘活動連接安裝在座架5的上部分圓柱面上，另一個可調支點安裝在座架5的下部分法蘭盤與螺杆相配合的螺母內，當調節螺母時，使方位調節螺杆9作伸縮移動，從而天線作旋轉移動，達到調節天線方位角的目的，實施例中給出的俯仰調節螺杆8和方位調節螺杆9均採用市售圓柱鋼材料加工而成。座架5上採用鋼管材料加工成型。
本實用新型的電氣工作原理如下當天線工作在接收狀態時，主面1接收空間發來的電磁波，經天線主面1反射到副面2，再由副面2反射到饋源系統4，經饋源系統4傳輸給場放裝置放大後送入接收機完成接收任務。當天線工作在發射狀態時，由發射機傳輸來的電磁波輸入至饋源系統4，饋源系統4首先把電磁波投射到天線副面2上，由副面2反射到主面1，再經主面1反射到天線前方的空間中去，完成電磁波的發射任務。本實用新型在給定不同的饋源方向圖時，其主面口面場分布由公式(1)計算獲得的賦型環焦型主面1和副面2的輪廓曲線坐標點也不同，最後成型的賦型環焦型天線也就不同，主面1和副面2的電磁波反射角度也不同，但此天線的電氣性能指標應基本相同。
權利要求1.由主面1、副面2、四根副面支杆3、饋源系統4、座架5、若干個輻射支杆6、中心體7、俯仰調節螺杆8和方位調節螺杆9組成的環焦通信天線，其特徵在於主面1、副面2結構為環焦型或賦型環焦型，主面1為分塊式，各塊用螺釘固定在中心體7的上端面上，再用緊固件把各塊背面的加強筋彼此連接在一起；若干個輻射支杆6一端用緊固件安裝在主面1背面上，另一端安裝在中心體7圓筒下端圓柱面上，並均勻安裝在主面1背面以支撐主面1；四根副面支杆3的一端分別用緊固件對稱安裝在主面1的正面，並與主面1對稱軸線成45度角，另一端用緊固件安裝在副面2的上部，副面2的下部即副面的反射面與主面1正面相對安裝；饋源系統4安裝在主面1的中心位置上；座架5分為上、下兩部分，下部用地腳螺釘與大地相連接，上部相對於下部可繞垂直軸作方位旋轉，中心體7與座架5上部分用銷釘作活動連接；俯仰調節螺杆8一端用銷釘活動連接安裝在中心體7上，另一端安裝在座架5的上部分上與螺杆相配合的調節螺母內，為俯仰調節螺杆8的可調支點；方位調節螺杆9的一個固定支點用銷釘活動連接安裝在座架5上部分的圓柱面上，另一個可調支點安裝在座架5的下部分法蘭盤與螺杆相配合的調節螺母內。
2.根據權利要求1所述的環焦通信天線，其特徵在於主面1的口面直徑尺寸為2.4米至5米。
3.根據權利要求1或2所述的環焦通信天線，其特徵在於主面1由鋁合金板材料製成。
專利摘要本實用新型公開了一種環焦通信天線，它由主面、副面、饋源系統、副面支杆、輻射支杆、座架和俯仰方位調節螺杆組成。本實用新型除具有低旁瓣、高增益、低電壓駐波比和高極化鑑別率等優良電氣性能外，還具有天線結構緊湊，調整機構簡單，成本低廉，便於生產等特點，它既能工作於線極化，又能互作於圓極化，可實現頻譜復用，即可用於衛星通信，又可用於微波接力和散射通信等領域，因此具有推廣應用價值。
文檔編號H01Q19/19GK2061736SQ8921747
公開日1990年9月5日 申請日期1989年9月29日 優先權日1989年9月29日
發明者杜樹祥, 王漢禮, 周康健, 蔣明文, 張修武 申請人:機械電子工業部石家莊第五十四研究所