[發明專利]一種可重構圓形陣列天線系統

在審

• 申請號: 201811094455.9
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109301506A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 張海力
• 申請（專利權）人: 浙江安路海聯科技有限公司
• 主分類號: H01Q21/29
• 分類號: H01Q21/29;H01Q19/10;H01Q3/24;H01Q3/00;H01Q1/27
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

本發明公開了一種可重構圓形陣列天線系統，主要包括圓形陣列天線，圓形陣列天線包括圓形金屬反射板和天線單元，天線單元固定在圓形金屬反射板上，所述圓形金屬反射板沿圓周分布若干天線單元組，每個天線單元組包括沿垂直方向分布N個天線單元；圓形陣列天線上每一個垂直方向的天線單元接到不同的射頻開關上，所有射頻開關的射頻輸入口接到一個總的功分器上，組合成為一個360°可重構天線，功分器上有射頻端口7，所有射頻開關連接控制模塊，并且控制模塊連接有陀螺儀。本發明實現非機械式的信號搜索和追蹤，從而在移動中對信號進行360°方向圖掃描追蹤；電掃描信號捕獲時間可以毫秒計算，比傳統的機械掃描天線的信號追蹤速度也快兩個數量級以上；自身波束不固定，在掃描和追蹤中能指向不同方向，能夠實現中繼等復雜組網。

技術領域

本發明涉及天線的領域，具體涉及一種可重構圓形陣列天線系統。

背景技術

隨著無線通信系統和衛星技術的快速發展，動中通天線系統的應用越來越廣泛，如移動衛星電視接收天線、移動衛星寬帶接收天線、無線信號檢測和自動追蹤天線等。這些場景應用的天線都需要具有方向性，同時天線波束具有追蹤能力。

海上無法架設移動通信基站，其通信主要靠衛星和短波電臺。短波電臺頻率低，在不需要中繼情況下，可以實現100多公里的通信，天線用普通的全向天線，但短波電臺帶寬窄，只能傳輸語音。衛星通信是海上通信的主要手段，包括海事電話和寬帶數據通信衛星。海事電話屬于窄帶通信系統，應用普通指向天線，寬帶數據通信衛星的地面接收天線必須是高增益、指向性和快速追蹤的動中通天線。

衛星電視接收天線是當前動中通天線最大的應用領域，包括船載衛星電視接收天線和車載衛星電視接收天線等，解決了戶外長期移動作業和旅游人員的娛樂問題，特別是海上作業人員，長期與陸地缺少信息交流，衛星電視為人員帶來娛樂的同時，也有利于心理健康。

陸地上移動中的組網通信和特種通信系統需要動中通天線，用以完成快速信號捕獲和追蹤。

目前的動中通天線有兩種，拋物面天線結合伺服系統組成的動中通天線，以及平板陣列天線結合伺服系統組成的動中通天線。拋物面天線以方向性強和增益高等性能在動中通天線中應用最為廣泛，特別是高速數據通信天線，都是用拋物面天線加上伺服系統實現。平板陣列天線以期剖面低等優點在車載衛星電視接收天線中應用比較廣泛，在船載衛星電視接收天線中也有較多的應用。

不論基于拋物面天線的動中通天線，還是基于平板陣列天線的動中通天線都需要伺服系統驅動天線進行信號的搜索和追蹤，由于伺服系統需要伺服電機(步進電機)、同步輪和同步帶等結構件，在長期運行中磨損失效較多，可靠性差。同時，拋物面天線和平板陣列天線其自身波束固定，難以實現多波速或多極化工作，制約復雜系統的工作，如無法實現自組網等。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種可重構圓形陣列天線系統，結合射頻開關和移相器等組件，實現非機械式的信號搜索和追蹤，可滿足360°方向圖掃描追蹤，并能實現單一或多個方向追蹤。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的：這種可重構圓形陣列天線系統，主要包括圓形陣列天線，圓形陣列天線包括圓形金屬反射板和天線單元，天線單元固定在圓形金屬反射板上，所述圓形金屬反射板沿圓周分布若干天線單元組，每個天線單元組包括沿垂直方向分布N個天線單元；圓形陣列天線上每一個垂直方向的天線單元接到不同的射頻開關上，所有射頻開關的射頻輸入口接到一個總的功分器上，組合成為一個360°可重構天線，功分器上有射頻端口7，所有射頻開關連接控制模塊，并且控制模塊連接有陀螺儀。

作為優選，所述的圓形陣列天線上每一個垂直方向的天線單元接到同一個次級功分器上，次級功分器交替接到不同的射頻開關上，所有射頻開關的射頻輸入口接到一個總的功分器上，組合成為一個360°可重構天線。