[發明專利]一種用于月面巡視器的X波段寬波束圓極化天線

有效

• 申請號: 201210537565.4
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103247865A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 溫沫;張順波;錢巧元
• 申請（專利權）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: H01Q15/24
• 分類號: H01Q15/24;H01Q13/20;H01Q1/42;H01Q1/27
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種X頻段寬波束圓極化天線，尤其是一種用于月面巡視器的X頻段寬波束圓極化天線。

背景技術

目前，傳統的X頻段全向天線采用螺旋天線形式。螺旋天線(helical?antenna)是一種具有螺旋形狀的天線。它由導電性能良好的金屬螺旋線組成，通常用同軸線饋電，同軸線的心線和螺旋線的一端相連接，同軸線的外導體則和接地的金屬網（或板）相連接。螺旋天線的輻射方向與螺旋線圓周長有關。當螺旋線的圓周長比一個波長小很多時，輻射最強的方向垂直于螺旋軸；當螺旋線圓周長為一個波長的數量級時，最強輻射出現在螺旋旋軸方向上。

但是，它應用于X頻段全向天線時，存在以下的缺點：

1)傳統螺旋天線的無法實現半球面的全向波束；

2)傳統的螺旋天線在實現寬波束的同時，后瓣較高，受安裝邊界環境條件影響大。

因此，為了克服上述現有技術的不足，我們提出一種用于月面巡視器的X波段寬波束圓極化天線。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于月面巡視器的X波段寬波束圓極化天線，以實現半球面的全向波束的功效。

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種用于月面巡視器的X波段寬波束圓極化天線技術，通過天線罩展寬波束，獲得上半空間的全向的圓極化增益方向圖，同時保留了波導天線后瓣低的特點。體系的全向方向圖可以滿足巡視器在各種姿態下的對地通信需求，低后瓣減小了巡視器安裝環境對天線輻射性能的影響，。天線結構簡潔、牢固，適應月球巡視器等嚴苛的力學、溫度環境。

一種用于月面巡視器的X波段寬波束圓極化天線，其特征在于，包括：高頻同軸插座、同軸波導轉換器、圓極化器、帶有波束增寬裝置的天線罩和天線支架，其中：

高頻同軸插座：用于通過高頻電纜饋入高頻信號；

同軸波導轉換器：用于將高頻信號由同軸傳輸方式的變換為波導傳輸方式；

圓極化器，圓波導內置介質膜片，用于將線極化信號轉換為圓極化信號，并將電磁波向外輻射；

帶有波束增寬裝置的天線罩：用于調整波導口面的輻射場分布，使天線的輻射方向圖得到有效展寬；

天線支架，將天線安裝固定于巡視器車體，用于形成全向圓極化方向圖。

一種較佳的實現方式為：天線罩內裝有米字形金屬薄片，用于將圓極化器輻射出的電磁波進行波束展寬，實現半球面全向波束。

另外一種較佳的實現方式為：電接口是50Ω的TNC或SMA同軸高頻插座。

并且，還有較佳的實現方式為：采用圓波導口進行電磁波輻射，利用波導天線后瓣低的特點，減小了巡視器安裝環境對天線輻射性能的影響。

圓極化器長度為90mm～110mm、圓極化器的介質膜片的長度為80～100mm。天線罩尺寸40～60mm、天線罩內的米字形金屬薄片的單邊長40～50mm、寬0.3～2.5mm。同軸波導轉換長度為60～70mm。天線支架高度為70~250mm。

本發明采用圓極化器天線形式，利用波導天線后瓣低的特點，同時通過天線罩展寬波束，獲得上半空間的全向的圓極化增益方向圖。該天線的全向方向圖可以滿足巡視器在各種姿態下的對地通信需求，很低的后瓣輻射減小了巡視器安裝環境對天線輻射性能的影響。

經測試，本發明用于月面巡視器的X波段寬波束圓極化天線，形成±90°半球面全向圓極化方向圖。實現半球面全向波束，較好地滿足了月面巡視器X頻段通信的需要。本發明可以應用于各種X頻段的宇航天線發射/接收系統。

附圖說明

圖1是本發明用于月面巡視器的X波段寬波束圓極化天線的結構示例圖；

圖2是表示本發明要達到效果的天線實測增益方向圖。

符號說明：

1：高頻同軸插座????2：同軸波導轉換

3：圓極化器????????4：帶有波束增寬裝置的天線罩????5：天線支架。

具體實施方式

參見示出本發明實施例的附圖，下文將更詳細的描述本發明。然而，本發明可以以不同規格實現，并且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，并且使更多的有關本技術領域的人員完全了解本發明的范圍。這些附圖中，為清楚起見，可能放大或是縮小了相對尺寸。