[發(fā)明專利]X波段星載相控陣天線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711178982.3
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108172976A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董加偉;張濤;李鵬;鐘玲玲
• 申請（專利權(quán)）人: 天津津航計算技術(shù)研究所
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/12;H01Q1/42;H01Q1/50;H01Q3/36;H01Q21/06
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發(fā)明涉及X波段星載相控陣天線，包括天線罩、安裝板及多個相同的天線單元，多個天線單元的中心呈等邊三角形柵格方式分布在安裝板上，天線罩覆蓋在多個相同天線單元之上，并與安裝板固定；每個天線單元均為多層微帶天線，包括輻射貼片、天線單元外殼、SMA同軸連接器、接地板、底層介質(zhì)板、上層介質(zhì)板和寄生貼片；SMA同軸連接器的內(nèi)芯依次穿過安裝板、接地板、底層介質(zhì)板與輻射貼片相連接，SMA同軸連接器的外皮與安裝板固定連接，安裝板與接地板相連接，輻射貼片置于底層介質(zhì)板的中心上；所述寄生貼片置于上層介質(zhì)板的上表面中心，底層介質(zhì)板與上層介質(zhì)板之間是空氣介質(zhì)，底層介質(zhì)板、接地板及上層介質(zhì)板的四周均與天線單元外殼固定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種星載數(shù)傳設(shè)備用的X波段星載相控陣天線，主要應(yīng)用方向為在軌衛(wèi)星星地間高速數(shù)據(jù)傳輸。

背景技術(shù)

20世紀(jì)60年代以來，衛(wèi)星通信迅速發(fā)展，在軍事和民用中得到了十分廣泛的應(yīng)用。隨著衛(wèi)星業(yè)務(wù)不斷拓展，數(shù)量也不斷增加，數(shù)據(jù)傳輸碼率也在迅速提高。要保證信息的可靠傳輸，有兩種可能的技術(shù)途徑：一是加大發(fā)射功率；二是提高天線增益。

目前國際上通用的數(shù)傳天線主要是安裝于衛(wèi)星對地面的“地球匹配波束”賦形反射面天線，其口徑不低于600mm，如ERSR1、RADARSAT1/2等。該賦形反射面天線主要存在以下不足：賦形反射面天線外形尺寸較大，不易于實現(xiàn)小型化、集成化設(shè)計；賦形反射面天線波束是寬角覆蓋的固定賦形波束，對軍事衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詭硪欢[患；賦形反射面天線波束是寬角覆蓋的，天線增益不高，對實現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸有一定影響；賦形反射面天線剖面高，在尺寸受限的條件下無法使用，比如微小衛(wèi)星平臺。

目前應(yīng)用較多一種星載相控陣天線為圓極化波導(dǎo)天線，該天線實現(xiàn)±40°波束掃描特性，天線波束也是點波束天線，但是圓極化波導(dǎo)天線有其必然的缺陷，尺寸大、剖面高，在尺寸受限的條件下無法使用，比如微小衛(wèi)星平臺；并且圓極化波導(dǎo)天線，多采用銅或鋁材質(zhì)生產(chǎn)，重量重，對于載荷重量要求高的微小衛(wèi)星平臺是一個限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是：提供一種X波段星載相控陣天線。該天線的高增益點波束的指向是可移動的，能滿足微小衛(wèi)星平臺上載荷、尺寸條件的限制，確保了地面站對衛(wèi)星的及早捕獲以及衛(wèi)星與地面站之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性和最大延續(xù)時間；具有更大的掃描范圍，能完成衛(wèi)星側(cè)擺任務(wù)點波束天線。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：提供一種X波段星載相控陣天線，包括天線罩、安裝板及多個相同的天線單元，其特征在于：多個天線單元的中心呈等邊三角形柵格方式分布在安裝板上，天線罩覆蓋在多個相同天線單元之上，并與安裝板固定；每個天線單元均為多層微帶天線，包括輻射貼片、天線單元外殼、SMA同軸連接器、接地板、底層介質(zhì)板、上層介質(zhì)板和寄生貼片；SMA同軸連接器的內(nèi)芯依次穿過安裝板、接地板、底層介質(zhì)板與輻射貼片相連接，SMA同軸連接器的外皮與安裝板固定連接，安裝板與接地板相連接，輻射貼片置于底層介質(zhì)板的中心上；所述寄生貼片置于上層介質(zhì)板的上表面中心，底層介質(zhì)板與上層介質(zhì)板之間是空氣介質(zhì)，底層介質(zhì)板、接地板及上層介質(zhì)板的四周均與天線單元外殼固定，所述天線單元外殼為上端開口的空心結(jié)構(gòu)；所述輻射貼片與寄生貼片同軸安裝，且兩者的一對對角位置均設(shè)有切角，輻射貼片和寄生貼片之間存在互耦；每個天線單元的SMA同軸連接器分別連接一個射頻通道的有源部分。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明X波段星載相控陣天線通過移相器實現(xiàn)波束的點掃描具有零擾動的特點，能實現(xiàn)較寬波束范圍內(nèi)波束掃描。利用點波束天線步進(jìn)能夠節(jié)省功率，而且較地球匹配波束天線更容易控制，可以增強衛(wèi)星，尤其是軍用衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕@在軍事上有較大的利用價值。X波段星載相控陣天線將通信信號集中在一個很窄波束內(nèi)，將其射向通信目標(biāo)，由于波束比較窄，敵人除非剛好位于波束內(nèi)，否則不可能接收到通信信號，也就自然解決了保密和抗干擾的問題，可以保障軍事衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>