一种双星双波束s频段卫星通信相控阵天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的技术领域涵盖了卫星通信、卫星导航、卫星定位以及遥控遥测等，具体为双星双波束S频段卫星通信相控阵天线。本发明还特别适用于在动载体上进行大S和中继卫星之间的分时通信，可根据具体的使用情况在两颗卫星之间进行信号切换。该发明具有快速信号跟踪、信号切换、信号捕获、信号收发分置等特点。
【背景技术】
[0002]在卫星通信领域，S频段的卫星通信是一个重要的通信频谱，工作于中继卫星系统S频段多址(SMA)链路的用户终端越来越多，相对天链一号中继卫星系统，天链二号中继卫星系统的数据传输能力和多目标能力大幅提高。天链二号卫星增加了S频段相控阵天线，大大增加了系统的S频段多址能力。可同时提供一条前向链路和六条反向链路，可同时为多个用户提供S频段数据中继和测控服务。在以往的S频段卫星通信天线中，根据天线形式的不同，有多种方式:
[0003]1、传统的机械跟踪天线，如反射面天线和平板阵列天线，具有高增益、制造成本低等特点，但是其体积笨重、拆装不便、跟踪速度慢等方面存在较大的劣势，这种方式的跟踪速度较慢，不能很好的适应高机动性平台的需求。
[0004]2、一维有源相控阵天线，这类体制的天线虽然有成本相对较低的优点，但在卫星通信领域，其应有也受到了不少限制，如其体积依然庞大、仍然需要方位面机械跟踪的缺点。
[0005]3、传统的单星单波束有源相控阵天线，这类天线具有波束跟踪速度快，体制先进的优点，但是不具备双星跟踪的能力，用户无法根据需要进行星间链路的切换，使其丧失了功能复用的能力。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于避免上述【背景技术】中的不足之处，提供一种可同时共工作在中继和大S频段的卫星通信两维有源相控阵天线系统，该系统具有无机械伺服机构、波束偏转速度快，可在两颗星之间快速切换，可实现快速的跟踪等优点，具有很高的工程应用前景。
[0007]本发明所采用的技术方案为:
[0008]—种双星双波束S频段卫星通信相控阵天线I，包括自上到下依次排布的双圆极化天线阵列、射频电路层5、收发馈电网络6和波控与供电板9，所述的双圆极化天线阵列由多个双圆极化天线单元2组成。所述的射频电路层5由多个射频器件组合12组成，多个射频器件组合12的位置与多个双圆极化天线单元2的位置分别一一对应设置，射频器件组合12之间通过金属带13进行隔离。
[0009]其中，所述的射频器件组合12包括第一单刀双掷开关14、双工器17、第二单刀双掷开关18、放大器芯片19、第三单刀双掷开关20、功放芯片21、右旋圆极化端口 25和左旋圆极化端口 26;右旋圆极化端口25的接收信号端与双圆极化天线单元2的右旋圆极化信号输出端相连接，右旋圆极化端口 25的信号输出端与第二单刀双掷开关18的第I信号输入端相连接;左旋圆极化端口 26的一端与双圆极化天线单元2的右旋圆极化信号输入输出端相连接，左旋圆极化端口 26的另一端与第一单刀双掷开关14的信号总口相连接;第一单刀双掷开关14的第I信号口与第三单刀双掷开关20的第I信号输出口相连接，第一单刀双掷开关14的第2信号口与双工器17的信号总口相连接;双工器17的信号输出口与第二单刀双掷开关18的第2信号输入端相连接，双工器17的信号输入口与第三单刀双掷开关20的第2信号输出口相连接;第二单刀双掷开关18的信号总口与放大器芯片19的信号输入端相连接;第三单刀双掷开关20的信号总口与功放芯片21的信号输出端相连接;放大器芯片19的信号输出端和功放芯片21的信号输出端分别与收发馈电网络6相连接。
[0010]其中，在射频电路层5的侧面设置有散热齿4。
[0011]其中，所述的收发馈电网络6为由接收网络层和发射网络层组成的层叠结构。
[0012]其中，所述的收发馈电网络6的接收信号端口22与放大器芯片19的信号输出端相连接，收发馈电网络6的发射信号端口 23与功放芯片21的信号输入端相连接。
[0013]其中，所述的射频器件组合12还包括第一滤波器15和第二滤波器16;右旋圆极化端口 25的信号输出端与第一滤波器15的输入端相连接，第一滤波器15的输出端与第二单刀双掷开关18的第I信号输入端相连接;第一单刀双掷开关14的第I信号口与第二滤波器16的输出端相连接，第二滤波器16的输入端与第三单刀双掷开关的第I信号输出口相连接。
[0014]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
[0015]1、本发明利用集成化结构，利用高度集成的方式进行供电、射频、控制、散热的一体化设计，提高天线阵面的空间利用率，同时减小了整个系统的尺寸。
[0016]2、本发明利用在射频电路内部采用开关进行双星频率的限制，增加滤波器和双工器，避免了信号的干扰。
[0017]3、本发明可进行中继卫星和大S卫星的信号选择，具有分时形成双波束，跟踪不同卫星信号的功能，具有功能复用的优点。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的三维结构俯视图。
[0019]图2是本发明的分层结构示意图。
[0020]图3是本发明的射频模块与散热示意图。
[0021]图4是本发明的射频工作原理示意图。
[0022]图5是本发明的馈电网络连接示意图。
[0023]图6是本发明的波控与供电板示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面，结合图1-图6对本发明做进一步说明。
[0025]在双星双波束S频段卫星通信相控阵天线I中，如图5所示，包括自上到下依次排布的双圆极化天线阵列、射频电路层5、收发馈电网络6、波控与供电板9以及固定螺钉3等，双圆极化天线阵列由多个双圆极化天线单元2组成，射频电路层5由多个射频器件组合12组成，多个射频器件组合12的位置与多个双圆极化天线单元2的位置分别一一对应设置，射频器件组合12之间通过金属带13进行隔离。
[0026]在双星双波束S频段卫星通信相控阵天线中，射频器件组合12包括第一单刀双掷开关14、双工器17、第二单刀双掷开关18、放大器芯片19、第三单刀双掷开关20、功放芯片21、右旋圆极化端口 25和左旋圆极化端口 26;右旋圆极化端口 25的接收信号端与双圆极化天线单元2的右旋圆极化信号输出端相连接，右旋圆极化端口 25的信号输出端与第二单刀双掷开关18的第I信号输入端相连接;左旋圆极化端口 26的一端与双圆极化天线单元2的右旋圆极化信号输入输出端相连接，左旋圆极化端口 26的另一端与第一单刀双掷开关14的信号总口相连接;第一单刀双掷开关14的第I信号口与第三单刀双掷开关20的第I信号输出口相连接，第一单刀双掷开关14的第2信号口与双工器17的信号总口相连接;双工器17的信号输出口与第二单刀双掷开关18的第2信号输入端相连接，双工器17的信号输入口与第三单刀双掷开关20的第2信号输出口相连接;第二单刀双掷开关18的信号总口与放大器芯片19的信号输入端相连接;第三单刀双掷开关20的信号总口与功放芯片21的信号输出端相连