[發明專利]一種星載通信混合反射面天線系統設計方法

在審

• 申請號: 201910076923.8
• 申請日: 2019-01-27
• 公開（公告）號: CN109885897A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 李建軍;趙現斌;李小平;尹鵬飛;梁斌;田亞朋
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十九研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H01Q1/50;H01Q15/14;H01Q15/16;H01Q19/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種星載通信混合反射面天線系統設計方法，設計的混合反射面天線為三饋源雙偏置賦形反射面天線，可以等效為兩副單偏置反射面天線和一副雙偏置格里高利型賦形反射面天線，進一步充分利用了衛星平臺的空間資源；從天線波束分布方面比較，現有技術所對應天線僅提供兩個波束，一個賦形波束和一個點波束(固定點波束或有限掃描點波束)，或者兩個都是賦形波束，而本發明涉及的混合反射面天線可同時提供三個波束：一個賦形波束，一個固定點波束和一個有限掃描點波束。

技術領域

本發明涉及星載通信天線技術領域，具體為一種星載通信混合反射面天線系統設計方法。

背景技術

衛星通信系統中，衛星平臺往往具有有限的物理空間資源，為了進一步提高反射面天線利用率，在保證主要服務業務的基礎上，增加一些次要的服務業務，比如以賦形波束為主要通信業務時，將另一個較高增益的點波束作為次要業務以滿足特殊情形下的通信要求。

文獻(MAHAJAN M,JYOTI R,SOOD K,et al.A method of generatingsimultaneous contoured and pencil beams from single shaped reflector antenna[J].IEEE Transactions on Antennas&Propagation,2013,61(10):5297-5301.)中采用雙饋源單偏置反射面的天線形式，利用其中一個饋源激勵賦形反射面，用來產生賦形波束；將焦平面共軛場匹配法運用到賦形反射面天線口徑相位差的補償中，利用另一個饋源激勵賦形反射面產生附加點波束，這種方法得到的點波束雖然難于實現波束掃描，但是天線結構較簡單。

文獻(李建軍,尹鵬飛,趙現斌,等.雙饋源雙偏置結構星載通信多波束天線[J].微波學報,2018,34(04):10-15.)中采用雙饋源雙偏置結構的天線技術，利用其中一個饋源以單偏置結構的形式激勵賦形反射面，用來產生賦形波束；利用另一個饋源賦形副反射面，以雙偏置格里高利天線的形式對主反射面賦形引起的口徑相位差進行補償形成附加點波束，并通過對該饋源和副反射面的橫向偏焦實現點波束的有限掃描功能。

文獻(WAN J X,YAN T,WANG F.A hybrid reflector antenna for twocontoured beams with different shapes[J].IEEE Antennas&Wireless PropagationLetters,2018,17(7):1171-1175.)中利用雙饋源雙偏置結構的天線配置形式，使星載通信天線同時產生兩個形狀不同的賦形波束。

但上述兩個方案均以雙饋源雙偏置結構形式天線同時產生兩個不同的波束，前者為一個賦形波束和一個有限掃描點波束，后者為兩個賦形波束；當要求天線系統產生一個賦形波束的同時，另外產生一個固定點波束以及一個有限掃描點波束時，雙饋源雙偏置結構形式的反射面天線就難于實現。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，充分利用衛星平臺有限的物理空間資源，使通信衛星提供更多的服務業務，本發明提出一種星載通信混合反射面天線系統設計方法，使星載通信天線在產生賦形波束的同時，又能輻射一個固定點波束和一個有限掃描點波束以滿足特殊情形下的通信要求。

本發明中設計的混合反射面天線由一個賦形主反射面，一個賦形副反射面和三個饋源喇叭組成，可以等效兩副單饋源單偏置反射面天線和一副雙偏置格里高利型賦形反射面天線，天線幾何示意圖如圖1所示。

本發明的技術方案為：

所述一種星載通信混合反射面天線系統設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：根據賦形主反射面天線的基本幾何尺寸，設計饋源F1，F2和F3；