S频段车载动中通天线的制作方法

本发明涉及卫星通信天线，尤其涉及一种s频段车载动中通天线。

技术背景

动中通是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称。通过动中通系统，车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中，可以通过实时跟踪地球同步卫星，实现不间断的传递语音、数据、高清晰的动态视频图像、传真等多媒体信息，满足快速、方便、高效、可靠的应急通信以及移动条件下的数据传输需求。因此，卫星通信在军民两个领域都有着越来越广泛的应用前景。

目前，s频段的车载动中通天线主要采用机械伺服来实现天线阵面在方位和俯仰面上的旋转。而车辆在行驶过程中，前进方向通常不会发生剧烈改变，用机械方式控制方位变化，速度足够；当车辆在野外颠簸路面行驶，遇到大幅度颠簸、升降、倾斜时，需要天线波束在俯仰面进行大范围覆盖，而采用全机械伺服系统的动中通天线，一方面存在波束覆盖不到的情况；另一方面，颠簸剧烈时，需要通过伺服系统频繁工作来调整波束指向，大大降低伺服系统的使用寿命，从而造成系统的稳定性降低。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种采用机械扫描与电扫描相结合的s频段车载动中通天线，以提高系统稳定性和跟踪精度。

技术方案：一种s频段车载动中通天线，包括天线罩、底盘和转台，在所述天线罩和底盘形成的密闭结构内，包括天线阵列系统、机械伺服系统和北斗天线单元；所述天线阵列系统包括天线阵列，天线阵列的各天线单元均匀布置于天线阵列支撑板上，由功分网络馈电，所述天线阵列的法向仰角为52.5°；所述机械伺服单元包括主控板、收发组件、电源组件、惯导模块、伺服传感器和电机，各组件通过电缆相连。所述天线采用螺旋天线。

优选的，所述功分网络设于天线阵列支撑板的背面，其通过并联背馈的形式对天线阵列进行馈电。

所述天线阵列为3×4有源相控阵列，3行的4个天线单元的馈电幅度、相位一致；每列的3个天线单元的馈电点的相对位置相同，每行的相邻两个天线单元的馈电点相差90°。

所述北斗天线单元包括第一北斗天线和第二北斗天线，其中，第一北斗天线与转台等高，第二北斗天线与天线阵列支撑板的顶端等高。

进一步优选的，收发组件与转台采用一体化设计；所述电源组件采用分体式设计。

此外，所述功分网络的背面加装有金属背板，金属背板通过支架倾斜固定在转台上。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下进步：1、采用方位面机械扫描和俯仰面电扫描相结合的闭环跟踪方式，与现有技术相比，少用一套机械伺服系统，不需要二轴装置，降低了机械控制难度，提高了结构和控制的稳定性；在俯仰面上采用电扫描，速度更快，且更符合车辆行驶特点，可以实现实时对准卫星；2、采用的天线阵列为有源相控阵，增益更高，波束覆盖范围更广，结合天线阵面呈倾斜安装，可以实现俯仰面15°～90°覆盖，且5°步进，跟踪精度高；同时，通过改变馈电幅度和相位，能够对天线阵的方向图进行一定程度的赋形和调零，降低动中通天线对其它系统的射频干扰，同时也提高自身的抗干扰能力；3、电源组件采用分体式设计，同时在天线阵列支撑板背面加装金属背板，减少了互耦造成的系统自激，提高了系统稳定性；4、收发组件与转台进行一体化设计，提高收发组件的散热性能；5、天线阵列中，每列的馈电点相对位置相同，每行的相邻两个天线单元的馈电点相差90°，增强了阵列的圆极化效果；6、双北斗天线采用一前一后、一低一高布局，提高了跟踪精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的左后侧结构示意图；

图3为本发明的左侧结构示意图；

图4为本发明的右后侧结构示意图；

图5为本发明的前侧结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明整体采用机械扫描与电扫描相结合的闭环跟踪方式，在方位面采用机械扫描，在俯仰面采用电扫描；如图1所示，天线罩1安装在底盘2上，其余各部件均在此二者形成密闭结构内。图2-图5给出了本发明不同视角下的内部结构示意图，本实施例中，天线阵列3优选为3×4有源相控阵列，天线单元采用螺旋天线，功分网络15位于天线阵列支撑板17背面，通过并联背馈的形式对天线阵列3进行馈电，即对3行天线阵列3分别进行馈电，每行的4个天线单元馈电幅度、相位是一致的；具体的，每列天线阵列3的3个天线单元的馈电点16相对位置相同，每行天线阵列3相邻两个天线单元的馈电点16相差90°；进一步优选的，功分网络15背面加装金属背板6，然后通过支架7倾斜固定在转台8上，天线阵列3的法向仰角为52.5°，可以保证天线阵的扫描角度在俯仰面上覆盖所要求的区域。北斗天线单元4包括第一北斗天线401和第二北斗天线402，两者呈一前一后、一低一高布局，第一北斗天线401与转台8同高，第二北斗天线402与天线阵列支撑板17的顶端同高。

在天线阵列支撑板17侧后方，主控板9、收发组件10、电源组件11、惯导模块12、伺服传感器13、电机14均固定在转台8上，彼此间通过电缆相连，电缆做屏蔽处理；转台8通过滑环5固定在底盘2上。其中，收发组件10与转台8为一体化设计，现有的收发组件是进行分体式模块化，即每个组件设计好后装到一个盒子里，然后通过螺丝等固定在底盘上；本发明的一体化设计是指在设计转台时，就在转台的底盘上直接对收发组件的外壳进行开模，收发组件的pcb板直接放到盒子里，然后盖上盖子即可。这样做的优点在于，收发组件散热大，而底盘为金属材质，利于组件散热；传统的分体式方式，收发组件与转台之间留有一定的缝隙，不利于散热。

其次，电源组件11采用分体式设计，分体式即相互之间独立，相互之间采用电缆保持电连接；本实施例中，包括三个电源，同时由于在天线阵列支撑板的背面加装有金属背板6，以减少互耦造成的系统自激。

将上述组件安装好后，工作流程如下：开机后，电源组件11将输入信号分解后给各功能模块加电；利用北斗天线单元4测得实时航向对惯导模块12进行实时校准，主控板9根据校准后的的航向、横滚、俯仰、经度和纬度，通过坐标变换，实时计算出卫星相对天线阵列3的角度变化，分别通过伺服传感器13和电机14来调整天线阵列3的方位角，通过收发组件10和功分网络15来调整天线阵列3的俯仰角，来控制实现波束对卫星的实时跟踪。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种S频段车载动中通天线，包括天线罩、底盘和转台，在所述天线罩和底盘形成的密闭结构内，包括天线阵列系统、机械伺服系统和北斗天线单元；所述天线阵列系统包括天线阵列，天线阵列的各天线单元均匀布置于天线阵列支撑板上，由功分网络馈电；所述机械伺服单元包括主控板、收发组件、电源组件、惯导模块、伺服传感器和电机，各组件通过电缆相连。本发明与现有技术相比，降低了机械控制难度，提高了结构和控制的稳定性，在俯仰面上采用电扫描，速度更快，且更符合车辆行驶特点，可以实现实时对准卫星；采用有源相控阵，增益更高，波束覆盖范围更广；跟踪精度、系统稳定性和抗干扰能力都得到了显著的提高。

技术研发人员：袁东;项阳;肖旭;鲍峻松
受保护的技术使用者：南京华讯方舟通信设备有限公司
技术研发日：2018.07.23
技术公布日：2018.12.14