[發(fā)明專利]充氣式便攜拋物反射面天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210532128.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN103022631B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許戎戎;李艷華;楊雨田;劉昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京遙測(cè)技術(shù)研究所;航天長征火箭技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/08
• 分類號(hào): H01Q1/08;H01Q15/16;H01Q19/12
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 王衛(wèi)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信領(lǐng)域，特別涉及一種高收納比、輕質(zhì)量的充氣式便攜可展開拋物面天線。

背景技術(shù)

拋物面天線是衛(wèi)星通信中的一種常用天線形式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、天線效率高、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，一般采用鋁合金等金屬材料制造。作為便攜式衛(wèi)星通信應(yīng)用時(shí)，為了提高天線增益，獲取更高的G/T值和傳輸碼率，往往需要采用大口徑的拋物面天線(1.8米或者2.4米)，從而降低系統(tǒng)對(duì)后端功率放大器發(fā)射功率的要求，在野外電源容量有限的情況下，延長系統(tǒng)的工作時(shí)間。在這種情況下，1.8米或者2.4米的金屬拋物面天線重量往往達(dá)到幾十公斤，嚴(yán)重制約了衛(wèi)星通信天線的便攜性能。此外，拋物反射面是一種風(fēng)阻大的結(jié)構(gòu)，在風(fēng)速較高時(shí)，為了保證反射面的穩(wěn)定放置，往往需要比較大的配重來平衡風(fēng)力對(duì)拋物面的影響，這就使得系統(tǒng)的重量進(jìn)一步增加，導(dǎo)致系統(tǒng)的進(jìn)一步復(fù)雜化，不利于便攜應(yīng)用。

為了解決這個(gè)難題，目前采用兩種方法來解決：

一是采用小口徑的拋物面天線。如采用1米左右口徑的拋物面天線，并且采用碳纖維材料制造反射面來減輕重量，但是小口徑天線的增益有限，直接導(dǎo)致系統(tǒng)傳輸碼率不高，而為了提高碼率只能通過加大功率放大器發(fā)射功率的方法，這又對(duì)電池提出很高的要求，特別是在野外無法獲得額外電源補(bǔ)充的情況下，大大降低了便攜衛(wèi)星通信終端的性能和待機(jī)時(shí)間。

二是采用多片金屬或者復(fù)合材料拼接成一個(gè)完整的拋物反射面，可以將大口徑的天線收納在一個(gè)相對(duì)較小的空間中。但這種方法無法解決大口徑天線重量太重的問題，此外由于多片拼接，對(duì)每個(gè)子分片的加工精度提出了很高的要求，另一方面拼接反射面本身的形面精度低于整體加工反射面，導(dǎo)致天線性能損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積小、重量輕、待機(jī)時(shí)間長的充氣式便攜拋物反射面天線。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：充氣式便攜拋物反射面天線，包括充氣支撐球體、波紋喇叭饋源和饋源支架；充氣支撐球體內(nèi)置的拋物反射面將充氣支撐球體分成上下兩個(gè)相互獨(dú)立的密封半球體，測(cè)壓口和充氣口分別設(shè)在上、下球體上；充氣支撐球體上安裝有氣密拉鏈；波紋饋源喇叭由饋源支架安裝于充氣支撐球體的外部，位于拋物反射面的焦點(diǎn)處；饋源喇叭的信號(hào)由電纜傳輸至衛(wèi)星信號(hào)處理終端。

所述充氣支撐球體由高強(qiáng)度薄膜尼龍分片拼接制成，高強(qiáng)度薄膜分片的材料為聚酯薄膜、流延聚丙烯薄膜或者尼龍薄膜。

所述拋物反射面由高電磁反射率的薄膜結(jié)構(gòu)拼接制成，高電磁反射率的薄膜結(jié)構(gòu)的材料為聚酯鍍鋁膜或鍍鋁TEFION薄膜。

所述充氣支撐球體和拋物反射面采用熱合工藝通過熱合薄膜進(jìn)行粘接。

所述天線饋源包括喇叭天線、固定饋源的法蘭和散熱片。

所述饋源支架由鋁材制成，上面有減重設(shè)計(jì)的中空?qǐng)A孔，用于饋源天線的安裝工作。

充氣式便攜拋物反射面天線還包括用于調(diào)節(jié)球體姿態(tài)的調(diào)節(jié)把手、連接拉繩的拉環(huán)、測(cè)試俯仰角的工業(yè)角度儀，以及安裝饋源支架的連接膜片。

本發(fā)明的原理是：采用充氣可展開天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)大口徑拋物反射面天線，由尼龍薄膜材料制成充氣球體，在充氣球體的赤道面上采用熱合工藝粘接已經(jīng)加工好的拋物反射面薄膜。通過了解上下兩個(gè)氣腔的氣壓，使得上半氣腔壓力大，下半氣腔壓力小，兩氣腔之間形成氣壓差，使得薄膜拋物反射面成形，達(dá)到反射電磁波信號(hào)的作用。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明的天線采取充氣式設(shè)計(jì)，球體由尼龍薄膜材料制成，其中的拋物反面也采用高電磁反射率薄膜，在天線口徑達(dá)到1.8米或者2.4米時(shí)，天線的重量可以控制在10kg以內(nèi)，僅為現(xiàn)有金屬或者復(fù)合材料(如碳纖維材料等)制成的拋物反射面天線重量的十分之一，甚至更輕。同時(shí)，在非充氣狀態(tài)時(shí)，天線可以折疊至很小，放置在一個(gè)普通背包中，大幅度提高了便攜性能。

2、本發(fā)明的充氣式便攜拋物反射面天線，外形為一個(gè)近似于球體的形狀，氣流在接觸充氣球體后可以順著球體的表面分流至球體后部，大大提高了拋物反射面天線的抗風(fēng)能力。而現(xiàn)有拋物反射面天線在氣流中是一種類似于帆船風(fēng)帆的高風(fēng)阻結(jié)構(gòu)，需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的固定結(jié)構(gòu)和大重量配重才能保持穩(wěn)定。

3、本發(fā)明的充氣式便攜拋物面天線，可以大大降低對(duì)后端功率放大器的要求，這就降低了系統(tǒng)的整體功耗，從而延長了衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作和待機(jī)時(shí)間，這對(duì)于便攜式衛(wèi)星通信終端在野外、災(zāi)區(qū)、軍事偵察等無法獲取額外電源的情況至關(guān)重要。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的拋物面外部結(jié)構(gòu)示意圖；