[發明專利]橢圓波束變焦距環焦天線制造方法

有效

• 申請號: 02140452.6
• 申請日: 2002-07-13
• 公開（公告）號: CN1389955A
• 公開（公告）日: 2003-01-08
• 發明（設計）人: 楊可忠;杜彪;路志勇;陳延平;陳汨源
• 申請（專利權）人: 信息產業部電子第五十四研究所
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及通信領域中的一種橢圓波束變焦距環焦天線制造方法，本發明特別適用于移動衛星通信地球站如車載、機載衛星通信站用作高效率、小型化的橢圓波束天線的制造。

背景技術

在通信領域中可以形成橢圓波束天線的型式有如下幾種，但它們在性能上均存在某些缺陷。

1、簡單的切割拋物面天線和切割賦形環焦天線，雖然可以形成橢圓波束，但是其效率很低(低于55％)、旁瓣偏高。

2、利用橢圓口徑的饋源饋電和使用橢圓口徑主副面雖然也可獲得較高效率的橢圓波束，但饋源的成本較高，且在線極化工作時，天線的極化隔離和跟蹤性能較差，特別是無法實現良好的圓極化工作。

3、賦形雙偏置天線也可形成橢圓波束，并且具有較高的天線效率，但雙偏置結構由于饋源、副面和主面偏置擺放，造成縱向尺寸和橫向尺寸增大，不能滿足裝車和裝機的空間要求，故不能用作機載和車載衛通站天線。

發明內容

本發明的目的在于避免上述背景技術中的不足之處而提供一種變焦距環焦結構的橢圓波束變焦距環焦天線制造方法，且本發明還具有高效率、低旁瓣、較好的極化跟蹤和隔離性能及體積小、重量輕等特點，適合用于移動衛星通信等領域。

本發明的目的是這樣實現的，本發明包括步驟：

在直角坐標系yOz平面、＝90°平面上，由已知天線主面1橢圓口徑長軸平面上拋物線3的拋物線參數口面直徑D₂、焦徑比τ₂、天線副面2橢圓口徑長軸平面上橢圓線5的副面半徑s₂和副面頂點到饋源相心的距離d₀，根據反射定律和等光程條件，計算確定相對應的天線副面2橢圓口徑長軸平面上橢圓線5的橢圓線參數焦距2c₂、長軸2a₂、傾角β₂；

由已知的天線主面1長軸平面上拋物線3的拋物線參數和天線副面2長軸平面上橢圓線5的橢圓線參數以及已知的天線主面1短軸平面上拋物線4的口面直徑D₁，根據反射定律和等光程條件計算確定xOz平面、＝0°平面上的天線主面1橢圓口徑短軸平面上拋物線4的拋物線參數主面邊緣對副面頂點的半張角Ψ₀₁和天線副面2橢圓口徑短軸平面上橢圓線6的副面半徑s₁；

根據天線副面2的長軸平面上橢圓線5、短軸平面上橢圓線6的副面半徑的過渡函數s()＝f(，s₁，s₂)，計算確定整個天線副面2任意平面變焦距形狀；

由天線饋源及天線副面2形狀，根據反射定律和等光程條件，計算確定天線主面1任意平面變焦距形狀。

本發明與背景技術相比具有如下優點：

1、本發明提出了變焦距環焦天線產生橢圓波束的方法，克服了現

有橢圓波束天線的缺點，改善了天線的性能，天線效率高達70％

以上，天線的旁瓣轉低。

2、本發明具有較好的極化跟蹤和隔離性能，能滿足線圓極化通信

的要求。

3、本發明制造的變焦距環焦天線仍可使用普通的圓口徑饋源，饋

源通用性強，且整個天線體積小、重量輕，適合移動衛星通信等場

合應用。

附圖說明

圖1是本發明變焦距主面1主視結構示意圖。

圖2是本發明變焦距主面1俯視結構示意圖。

圖3是本發明變焦距副面2主視結構示意圖。

圖4是本發明變焦距主面2俯視結構示意圖。

圖5是本發明主面1和副面2的坐標系示意圖。

圖6是本發明求解＝0°、＝90°平面上主面1和副面2曲面坐標的原理圖。

圖7是本發明求解任意φ平面上副面2和主面1上點坐標的原理圖。

具體實施方式

本發明圖5中，x、y、z三軸構成正交直角坐標系，r、θ、構成球坐標系，O是其原點，xOy平面是等光程條件的參考平面，饋源相心位于O點，副面2為變焦距副面，主面1為變焦距主面，且其口面在xOy平面的投影是一橢圓。從O點發出的射線到達副面的S(x_s，y_s，z_s)點，經副面反射到達主面的M(x_m，y_m，z_m)點，經主面的反射后形成與z軸平行的射線。