專利名稱：一種共形微帶多波束切換天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種共形微帶多波束切換天線，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
相控陣天線是從雷達(dá)天線設(shè)計(jì)中延伸出的天線實(shí)現(xiàn)技術(shù)，其中的共形相控陣天線由于其外形結(jié)構(gòu)能夠與飛行器相吻合，可克服或降低天線對飛行器空氣動力學(xué)性能的影響，在無線通信領(lǐng)域日益得到重視。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展，對飛行器上共性天線的設(shè)計(jì)要求日益提高，迫切要求共形相控陣天線在滿足小型化、中低輸出功率基礎(chǔ)上進(jìn)行射頻信號發(fā)射和接收。目前多數(shù)的飛行器共形相控陣天線采用有源相控陣技術(shù)，有源相控陣天線中由于每個天線單元都含有T/R組件及相應(yīng)控制電路，饋電網(wǎng)絡(luò)體積大、重量重，無法滿足飛行器天線安裝結(jié)構(gòu)要求；該天線設(shè)備空間狹小，熱容小、散熱能力差，難以滿足飛行器上高溫環(huán)境要求；該天線在360°掃描情況下，只有選中單元工作，其余單元不工作，功放數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無源相控陣，造成成本大大增加。傳統(tǒng)的無源相控陣天線設(shè)計(jì)無法滿足飛行器特定安裝空間及覆蓋波束范圍的要求，因此，需要設(shè)計(jì)一種與飛行器共形、在安裝空間受限卻仍能滿足發(fā)射和接收天線波束覆蓋要求的共形無源相控陣天線。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種共形微帶多波束切換天線，可以實(shí)現(xiàn)在安裝空間受限、高溫環(huán)境的情況下實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)射天線波束橫向全向覆蓋和縱向?qū)挷ㄊ?br> 至JHL ο
本實(shí)用新型的共形微帶多波束切換天線由4組天線組成，4組天線固定在飛行器4上形成圓環(huán)形整體，每組天線占90°安裝空間。每組天線包括2個發(fā)射天線模塊1，3和I個接收天線模塊2，接收天線模塊2在2個發(fā)射天線模塊1，3的中間。其中，接收天線模塊2包括接收天線陣5、合成器6和低噪放7，接收天線陣5包括兩個橫向天線單元，天線單元為微帶天線；發(fā)射天線模塊1，3包括發(fā)射天線陣8、饋電網(wǎng)絡(luò)9和功分移相器10，發(fā)射天線陣8采用微帶天線單元組陣。本實(shí)用新型的共形微帶多波束切換天線，其接收天線陣5與發(fā)射天線陣8應(yīng)用的小型化微帶天線尺寸相同，尺寸根據(jù)發(fā)射天線安裝高度確定，為長、寬相等的矩形微帶天線。有益效果(I)本實(shí)用新型的天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將一個接收天線模塊和兩個發(fā)射天線模塊組成一組，整個天線由4組天線構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)與飛行器共形的同時節(jié)約了其占用空間，與此同時能夠?qū)崿F(xiàn)天線橫向全覆蓋和縱向?qū)挷ㄊ采w。(2)發(fā)射天線的微帶天線單元采用小型化設(shè)計(jì)，由功分移相器形成掃描波束，功分移相器和饋電網(wǎng)絡(luò)采用高集成度設(shè)計(jì)，提高了空間利用率。[0010](3)本實(shí)用新型的天線采用無源設(shè)計(jì)，選用器件均為無源器件，設(shè)備適應(yīng)環(huán)境溫度范圍廣。

[0011]圖1為本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型接收天線模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型發(fā)射天線模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為天線波束控制示意圖。其中，1-發(fā)射天線模塊I，2-接收天線模塊，3-發(fā)射天線模塊II，4-飛行器，5_接收天線陣，6-合成器，7-低噪放，8-發(fā)射天線陣，9-饋電網(wǎng)絡(luò)，10-功分移相器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明提供了一種新型共形微帶多波束切換天線，采用無源共形相控陣，依照飛行器4結(jié)構(gòu)位置將整個天線分為四組天線，如圖1所示，每組天線占90°安裝空間，4組天線固定在飛行器4上形成圓環(huán)形整體。其中，4組天線的固定方式為鉚接。每組天線包括兩個發(fā)射天線模塊1，3和一個接收天線模塊2，接收天線模塊2在兩個發(fā)射天線模塊1，3中間。每個接收天線模塊2包括接收天線陣5、合成器6和低噪放7，如圖2所示。接收天線陣5包括兩個橫向天線單元,天線單元為小型化設(shè)計(jì)的微帶天線。接收天線模塊波束覆蓋范圍由兩個橫向天線單元合成。每個發(fā)射天線模塊1，3包括發(fā)射天線陣8、饋電網(wǎng)絡(luò)9和功分移相器10，如圖3所示。發(fā)射天線陣8采用微帶天線單元組陣的方式，通過功分移相組件形成的掃描波束達(dá)到波束橫向全覆蓋和縱向?qū)挷ㄊ采w的要求。接收天線陣5與發(fā)射天線陣8應(yīng)用的小型化微帶天線尺寸相同，是根據(jù)發(fā)射天線安裝高度確定，設(shè)計(jì)為長、寬相等的矩形微帶天線。由于接收天線模塊僅應(yīng)用兩個微帶天線單元，因此在4個接收天線陣的剩余空間分別放置天線波束控制器以及微波開關(guān)。如圖4所示，由天線波束控制器控制天線橫向和縱向波束的選擇。在橫向波束控制上，采用天線波束控制器結(jié)合微波開關(guān)進(jìn)行接收和發(fā)射天線模塊的選擇。由天線波束控制器控制兩個微波開關(guān)，這兩個微波開關(guān)分別連接4組接收天線模塊和8組發(fā)射天線模塊的天線陣，微波開關(guān)選中的天線模塊即為處于工作狀態(tài)的天線模塊，其余天線模塊不工作。在縱向波束控制上，天線波束控制器控制發(fā)射天線模塊功分移相器的狀態(tài)，由功分移相器的不同狀態(tài)控制發(fā)射天線模塊縱向波束的形成。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種共形微帶多波束切換天線，其特征在于所述切換天線由4組天線組成，4組天線固定在飛行器(4)上形成圓環(huán)形整體，每組天線占90°安裝空間；每組天線包括2個發(fā)射天線模塊(1，3)和I個接收天線模塊(2)，接收天線模塊(2)在2個發(fā)射天線模塊(1，3)的中間； 所述接收天線模塊(2)包括接收天線陣(5)、合成器(6)和低噪放(7);接收天線陣(5)包括兩個橫向天線單元，天線單元為微帶天線； 所述發(fā)射天線模塊(1，3)包括發(fā)射天線陣(8)、饋電網(wǎng)絡(luò)(9)和功分移相器(10);發(fā)射天線陣(8 )采用微帶天線單元組陣。
2.如權(quán)利要求1所述的一種共形微帶多波束切換天線，其特征在于接收天線陣(5)與發(fā)射天線陣(8)應(yīng)用的小型化微帶天線尺寸相同，尺寸根據(jù)發(fā)射天線安裝高度確定，為長、寬相等的矩形微帶天線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種共形微帶多波束切換天線，其特征在于4組天線固定在飛行器上的固定方式為鉚接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種共形微帶多波束切換天線，由4組天線組成，4組天線固定在飛行器上形成圓環(huán)形整體，每組天線占90°安裝空間。每組天線包括2個發(fā)射天線模塊和1個接收天線模塊，接收天線模塊在2個發(fā)射天線模塊的中間。其中，接收天線模塊包括接收天線陣、合成器和低噪放，接收天線陣包括兩個橫向天線單元，天線單元為微帶天線；發(fā)射天線模塊包括發(fā)射天線陣、饋電網(wǎng)絡(luò)和功分移相器，發(fā)射天線陣采用微帶天線單元組陣。本實(shí)用新型的共形微帶多波束切換天線與飛行器共形的同時節(jié)約了其占用空間，并能實(shí)現(xiàn)天線橫向全覆蓋和縱向?qū)挷ㄊ采w。本實(shí)用新型的天線采用無源設(shè)計(jì)，設(shè)備適應(yīng)環(huán)境溫度范圍廣。
文檔編號H01Q3/24GK202905954SQ201220657650
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者張廷廷, 郭振宗, 關(guān)曉磊, 李玉潔 申請人:北京航天科工世紀(jì)衛(wèi)星科技有限公司