[發(fā)明專利]一種具有掃描功能的卡塞格倫天線

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011023818.7
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112151970A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯國林;羅超鳴;劉金利
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶兩江衛(wèi)星移動通信有限公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/50;H01Q15/14;H01Q3/28;H01Q3/30
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 高俊

本發(fā)明公開了一種具有掃描功能的卡塞格倫天線，包括主反射面、副反射面、饋源，所述饋源為相控陣天線；所述相控陣天線包括多個波束可變的天線單元；所述任意一個天線單元均設(shè)置一套TR組件。提供了一種能夠提高天線增益，具有波束快速變換、連續(xù)掃描的卡塞格倫天線，且通過天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)，結(jié)合小規(guī)模相控陣天線以及卡塞格倫天線的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高增益，有效的降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，具體涉及一種具有掃描功能的卡塞格倫天線。

背景技術(shù)

天線在無線通信系統(tǒng)中扮演著關(guān)鍵的角色，而不同的通信場景對天線性能的要求不同。比如在衛(wèi)星通信系統(tǒng)或?qū)崟r跟蹤定位等場景中，要求天線具有高增益、波束可變等特點(diǎn)。在射頻器件的數(shù)量固定的前提下，提升天線的增益能夠有效地增加傳輸距離、提升傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，而波束可變能夠?qū)崿F(xiàn)對不同區(qū)域的覆蓋和對目標(biāo)實(shí)時跟蹤。通常在衛(wèi)星通信中利用反射面天線或陣列天線來提升增益。

對于反射面天線而言，如單反射面天線、卡塞格倫天線、格里高利天線等，雖然能夠獲得超高的增益，但是要想使天線具有掃描特性需要依靠機(jī)械掃描架或切換饋源等方式來實(shí)現(xiàn)。而機(jī)械掃描架的掃描速度相對較慢，并且會大幅度增加天線的重量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有卡塞格倫天線掃描能力較弱，目的在于提供一種具有更強(qiáng)掃描能力的卡塞格倫天線，在實(shí)現(xiàn)天線高增益的同時，實(shí)現(xiàn)波束快速變換、連續(xù)掃描。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種具有掃描功能的卡塞格倫天線，包括主反射面、副反射面、饋源，所述饋源為相控陣天線；所述相控陣天線包括多個波束可變的天線單元；所述任意一個天線單元均設(shè)置一套TR組件。

本方案中，利用相控陣天線代替?zhèn)鹘y(tǒng)卡塞格倫天線的饋源，相控陣天線具備多個單獨(dú)匹配TR組件的天線單元，通過多個天線單元的疊加，顯著的提升了卡塞格倫天線的增益，且通過控制每個單元的幅度和相位，使電磁波經(jīng)副反射面和主反射面后在遠(yuǎn)場區(qū)互相疊加或消減，來控制波束的指向，實(shí)現(xiàn)更廣的掃描范圍。通過該相控陣天線的設(shè)置，改變了傳統(tǒng)卡塞格倫天線通過機(jī)械裝置掃描的方式，利用相控陣天線掃描，通過控制相控陣天線的相位差，在能顯著提升增益的情況下，實(shí)現(xiàn)掃描。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述任意一個TR組件均包括一個控制單元，能夠?qū)崿F(xiàn)TR組件的單獨(dú)控制，通過單獨(dú)控制相控陣天線中的天線單元，實(shí)現(xiàn)卡塞格倫天線在期望的輻射方向上增益最大。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，相控陣天線位于所述主反射面和所述副反射面之間；所述相控陣天線的波束指向副反射面，通過相控陣天線的位置設(shè)置，相控陣天線波束能在副反射面反射后到達(dá)主反射面，經(jīng)主反射面反射到空間中，提升天線增益。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，還包括固定裝置，所述固定裝置連接一端連接主反射面，另一端連接副反射面；所述副反射面通過所述固定裝置固定于所述主反射面開口一側(cè)，所述主反射面和所述副反射面開口朝向同一側(cè)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述天線單元為喇叭天線或微帶天線，采用喇叭天線或微帶天線作為天線單元更易組陣。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述副反射面位于所述相控陣天線的近場區(qū)，通過副反射面的位置設(shè)置，進(jìn)一步保證了天線增益的提升，天線波束在副反射面反射后到達(dá)主反射面，經(jīng)主反射面反射到空間中。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明涉及的一種具有掃描功能的卡塞格倫天線，通過天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用相控陣天線作為卡塞格倫天線的饋源，在保證增益的情況下，提高了天線的掃描性能；

2、本發(fā)明涉及的一種具有掃描功能的卡塞格倫天線，通過天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用相控陣天線實(shí)現(xiàn)掃描的功能，改變傳統(tǒng)卡塞格倫天線通過機(jī)械裝置掃描的方式，實(shí)現(xiàn)波束快速變換、連續(xù)掃描；