使用輕質介質透鏡提高增益的車載動中通陣列天線的製作方法
2023-05-13 02:34:11 1
專利名稱：使用輕質介質透鏡提高增益的車載動中通陣列天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及車載動中通陣列，具體涉及一種使用輕質介質透鏡提高增益的車載動中通陣列天線。
背景技術：
動中通系統是「移動中的衛星地面站通信系統」的簡稱，通過動中通系統，車輛、輪船以及飛機等可以在運動中與衛星進行實時通信， 不間斷地發送數據、圖像等多媒體信息，可以滿足各種軍用民用應急通信和移動條件下的通信需求。由於動中通系統是與衛星進行通信，所以它需要高增益、高指向性的天線，另外，由於動中通系統是安裝在移動的平臺上，所以它需要重量更輕的天線。
發明內容
為了滿足動中通系統對於天線的高增益、高指向性以及輕質的要求，本發明的目的在於提供了一種使用輕質介質透鏡提高增益的車載動中通陣列天線。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下
本發明的車載動中通陣列天線由NXM個結構相同的方形喇機天線組成；每個喇機天線饋電口處通過一個極化分離器將方形喇叭天線接收到的垂直極化信號和水平極化信號分離；極化分離器兩個輸出埠分別通過各自波導連接到水平極化功分網絡和垂直極化功分網絡；NXM個方形喇叭天線、NXM個極化分離器、水平極化功分網絡、垂直極化功分網絡組成一塊天線板，天線板的內外表面鍍有金屬膜；所述兩個功分網絡在天線板兩端分別通過波導旋轉關節與各自的雙工器相連；兩個雙工器的輸入端分別通過波導與發射極化控制器相連；發射信號TX通過發射波導關節後輸入到發射極化控制器；兩個雙工器的輸出端分別通過波導與接收合路器相連，合路器輸出信號RX到低噪聲下變頻器模塊；該動中通陣列天線的每個方形喇叭天線口徑處均覆蓋有一層介質柵板；介質柵板上方覆蓋一塊拋物面介質透鏡；介質透鏡和介質柵板使用四個安裝在方形喇叭天線方形口徑角上的十字形塑料栓固定。所述介質柵板為PP材料，其大小與方形喇叭天線的口徑大小相同，介質柵板上均勻分布有直徑為I毫米的孔。所述介質透鏡為PP材料，與介質柵板接觸的一面是平面，相對的另外一面為拋物面。本發明具有的有益效果是1、本發明採用ABS注塑工藝和介質透鏡，減少了動中通陣列天線的重量，增加了天線的增益，實現了一種高增益、高指向性、輕質的動中通陣列天線。2、本發明結構簡單，加工方便。
圖1是本發明的原理框 圖2是本發明的整體結構 圖3是本發明中4X4個陣列天線視 圖4是本發明中單個方形喇叭天線視 圖5是本發明中方形喇叭天線的剖視 圖6是十字形塑料栓的結構 圖中1、天線板，2、波導旋轉關節，3、波導，4、低噪聲下變頻器，5、合路器，6、雙工器，7、發射波導關節，8、極化控制器，9、方形喇叭天線，10、介質透鏡，11、極化分離器，12、水平極化功分網絡，13、垂直極化功分網絡，14、十字形塑料栓，15、介質柵板。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。如圖1、圖2、圖3所示，本發明的車載動中通陣列天線由NXM個結構相同的方形喇叭天線9組成，N與M可以相同或不相同個數，圖3中為4X4個；每個喇叭天線饋電口處通過一個極化分離器11將方形喇叭天線接收到的垂直極化信號和水平極化信號分離；極化分離器11兩個輸出埠分別通過各自波導3連接到水平極化功分網絡12和垂直極化功分網絡13 ;NXM個方形喇叭天線9、NXM個極化分離器11、水平極化功分網絡12、垂直極化功分網絡13組成一塊天線板1，天線板採用輕質注塑加工，內外表面鍍有金屬膜；所述兩個功分網絡在天線板兩端分別通過波導旋轉關節2與各自的雙工器6相連；兩個雙工器的輸入端分別通過波導與發射極化控制器8相連；發射信號TX通過發射波導關節7後輸入到發射極化控制器8 ;兩個雙工器的輸出端分別通過波導與接收合路器5相連，合路器輸出信號RX到低噪聲下變頻器(LNB)模塊4 ;如圖4、圖5所示，該動中通陣列天線的每個方形喇叭天線口徑處均覆蓋有一層介質柵板15 ;介質柵板上方覆蓋一塊拋物面介質透鏡10 ;介質透鏡10和介質柵板15使用四個安裝在方形喇叭天線方形口徑角上的十字形塑料栓14固定；如圖6所示，十字形塑料栓14中心有一螺絲孔，用以固定十字形塑料栓14。如圖5所示，所述介質柵板為PP (聚丙烯)材料，其大小與方形喇叭天線的口徑大小相同，介質柵板上均勻分布有直徑為I毫米的孔。如圖5所示，所述介質透鏡為PP材料，與介質柵板接觸的一面是平面，相對的另外一面為拋物面。本發明的工作原理如下
方形喇叭天線9組成的陣列可以形成高指向性、高增益的波束。方形喇叭天線9的口徑處電磁波的電場分布呈曲面狀，口徑處的電磁波經過介質透鏡10後，曲面狀的電場分布變成平面狀，因此方形喇叭天線9的增益得到增強；在設計介質透鏡10的拋物面弧度時，首先要根據方形喇叭天線9的長度以及口徑大小確定天線的輻射中心，然後將拋物面的焦點定在輻射中心進行設計。由於介質透鏡10與空氣之間存在一個交界面，這 會影響方形喇叭天線的駐波比，所以在介質透鏡與空氣之間增加一層介質柵板15來改善方形喇叭天線9的駐波比。
權利要求
1.一種使用輕質介質透鏡提高增的車載動中通陣列天線，其特徵在於車載動中通陣列天線由NX M個結構相同的方形喇機天線組成；每個喇機天線饋電口處通過一個極化分離器將方形喇叭天線接收到的垂直極化信號和水平極化信號分離；極化分離器兩個輸出埠分別通過各自波導連接到水平極化功分網絡和垂直極化功分網絡；NXM個方形喇叭天線、NXM個極化分離器、水平極化功分網絡、垂直極化功分網絡組成一塊天線板，天線板的內外表面鍍有金屬膜；所述兩個功分網絡在天線板兩端分別通過波導旋轉關節與各自的雙工器相連；兩個雙工器的輸入端分別通過波導與發射極化控制器相連；發射信號TX通過發射波導關節後輸入到發射極化控制器；兩個雙工器的輸出端分別通過波導與接收合路器相連，合路器輸出信號RX到低噪聲下變頻器模塊；該動中通陣列天線的每個方形喇叭天線口徑處均覆蓋有一層介質柵板；介質柵板上方覆蓋一塊拋物面介質透鏡；介質透鏡和介質柵板使用四個安裝在方形喇叭天線方形口徑角上的十字形塑料栓固定。
2.根據權利要求1所述的一種使用輕質介質透鏡提高增益的車載動中通陣列天線，其特徵在於所述介質柵板為PP材料，其大小與方形喇叭天線的口徑大小相同，介質柵板上均勻分布有直徑為I毫米的孔。
3.根據權利要求1所述的一種使用輕質介質透鏡提高增益的車載動中通陣列天線，其特徵在於所述介質透鏡為PP材料，與介質柵板接觸的一面是平面，相對的另外一面為拋物面。
全文摘要
本發明公開了一種使用輕質介質透鏡提高增益的車載動中通陣列天線。由N×M個結構相同的方形喇叭天線組成；每個喇叭天線饋電口處通過極化分離器將接收到的垂直、水平極化信號分離；兩個輸出埠分別通過各自波導連接到水平、垂直極化功分網絡；兩個功分網絡在天線板兩端分別通過波導旋轉關節與各自的雙工器相連；輸入端分別通過波導與發射極化控制器相連；發射信號TX通過發射波導關節後輸入到發射極化控制器；兩個雙工器的輸出端分別通過波導與接收合路器相連，合路器輸出信號RX到低噪聲下變頻器模塊；每個方形喇叭天線口徑處均覆蓋有介質柵板和拋物面介質透鏡。採用ABS注塑工藝和介質透鏡，減少了動中通陣列天線的重量，增加了天線的增益。
文檔編號H01Q13/02GK103022719SQ20121057326
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者彭政諭, 冉立新, 皇甫江濤, 陸偉寧, 劉巖, 貝超, 潘安君, 陳雷, 任曉松, 賀啟林, 張雪輝, 李睿 申請人:浙江大學, 中國航天科工信息技術研究院