一种机载轻量一体化抛物面天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星通信天线，尤其是轻量一体化抛物面天线的制备。
【背景技术】
[0002]天线是卫星通信系统的重要组成部分，是地球站射频信号的输入和输出通道，其性能优劣直接影响到整个通信系统的性能。卫星通信天线有多种型式，按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线。平板天线剖面低，波束可赋形，但其辐射效率和口径效率比抛物面天线低，因此其增益一般比同口径抛物面天线低。根据不同的使用环境，扬长避短，进行选择设计。
[0003]根据不同的反射面型式，选择合适的天线安装座架。天线安装座架主要有二轴式座架和三轴式座架型式。二轴式座架分为水平旋转方位一俯仰座架和X/Y座架，结构型式最简单;三轴式座架为水平旋转方位一俯仰一横滚轴式座架，由于增加了横滚轴，可提高跟踪的速度，但是旋转包络空间更大，重量也会增加。
[0004]对于不同的载体，动中通卫星通信天线的使用要求不同。固定翼飞机和直升机的机载设备，一般对其外形尺寸及重量有苛刻的要求，并且其振动、冲击、高低温等使用环境也极为严酷。机载设备的设计和制造需满足相应的机载要求。
【发明内容】
[0005]本发明目的是，提出一种机载轻量一体化抛物面天线，选择具有高效率高增益的天线反射面形式，设计适当的天线安装座，整机重量轻，旋转包络尺寸小，适合机载安装，适应机载使用环境要求。
[0006]本发明的技术方案是，机载轻量一体化抛物面天线，包括水平旋转方位同步齿形轮大轮、水平旋转方位同步齿形轮小轮、水平旋转方位同步齿形带、水平旋转方位电机、俯仰同步齿形轮大轮、俯仰同步齿形轮小轮、俯仰同步齿形带、俯仰电机、天线控制单元、反射面及馈电合成网络、发射机、接收机、变频单元;水平旋转方位同步齿形轮大轮通过水平旋转方位同步齿形带与水平旋转方位同步齿形轮小轮啮合，平旋转方位同步齿形轮小轮由水平旋转方位电机驱动;俯仰同步齿形轮大轮、俯仰同步齿形轮小轮、俯仰同步齿形带、俯仰电机、天线控制单元、反射面及馈电合成网络、发射机、接收机、变频单元均通过一垂直支架安装在水平旋转方位同步齿形轮大轮构成的平台上;垂直支架安装俯仰同步齿形轮大轮中心的轮轴，轮轴上固定反射面及馈电合成网络、发射机、接收机;俯仰同步齿形轮大轮通过俯仰同步齿形带与俯仰同步齿形轮小轮啮合、俯仰电机驱动俯仰同步齿形轮小轮。
[0007]机载轻量一体化抛物面天线，是Ku频段工作频率，将抛物面式环焦天线反射面和馈电网络与俯仰旋转轴一体化整合，采用同步齿形带传动实现水平旋转方位一俯仰式轻量化天线安装座。
[0008]本发明的有益效果:本发明的抛物面式环焦天线是一种双反射面天线，由主反射面、副反射面和馈源喇叭组成，具有低旁瓣、高口面效率和高G/T值的优势，并根据包络要求，对主反射面外形进行修形切割。馈电网络空间分离与合成，收发极化分开调整，极化器与俯仰旋转的轴复用，结构紧凑，显著减轻设备重量。
[0009]水平旋转方位调整和俯仰调整均采用同步齿形带式传动方式，结构简单，维护方便，工作平稳，噪音较小，且具有传动比准确，线速度高，承载能力大的优点。
[0010]目前此发明的0.45米Ku频段卫星通信天线已使用在各类直升机机载卫星通信中，天线尺寸紧凑，包络直径为Φ 600mm，高度为430mm，重量仅为15Kg，适应各类直升机安装，为通信系统的轻量化、小型化发挥了重要作用。
【附图说明】
[0011 ]图1机载轻量一体化抛物面天线左侧视图；
[0012]图2机载轻量一体化抛物面天线右侧视图；
[0013]图3反射面及一体化馈电网络组成俯视图；
[0014]图4反射面及一体化馈电网络组成后视图。
【具体实施方式】
[0015]图1和图2中各零件为:I方位同步齿形轮大轮、2方位同步齿形轮小轮、3方位同步齿形带、4方位电机、5俯仰同步齿形轮大轮、6俯仰同步齿形轮小轮、7俯仰同步齿形带、8俯仰电机、9天线控制单元、10反射面及馈电合成网络、11发射机、12接收机、13变频单元。
[0016]图3和图4中各零件为:21主反射面、22副反射面、23馈源、24分离器、25同工器、26收极化器、27收极化调整机构、28发极化器、29发极化调整机构。以0.45米Ku频段卫星通信机载天线为例，包括Ku频段反射面及馈电合成网络、Ku频段发射机、Ku频段接收机、变频单元、天线伺服机构及天线控制单元等部分，参见“图1机载轻量一体化抛物面天线左侧视图”和“图2机载轻量一体化抛物面天线右侧视图”。
[0017]天线伺服机构由水平旋转方位伺服装置和俯仰伺服装置组成，都采用同步齿形带传动方式，水平旋转方位伺服装置包括水平旋转方位同步齿形轮大轮、水平旋转方位同步齿形轮小轮、水平旋转方位同步齿形带和水平旋转方位电机，俯仰伺服装置包括俯仰同步齿形轮大轮、俯仰同步齿形轮小轮、俯仰同步齿形带和俯仰电机，水平旋转方位、俯仰伺服电机的控制安装在天线控制单元内。传动零件选用轻质航空铝合金制作，整体加工成型，并减重掏空处理，保证足够的支撑强度和刚度，重量却没有增加。水平旋转方位旋转主轴由轴承支撑，安装汇流环和转动关节，解决水平旋转方位无限制旋转时的电缆缠绕问题。
[0018]反射面及一体化馈电网络由主反射面、副反射面、馈源、分离器、同工器、收极化器、收极化调整机构、发极化器和发极化调整机构等部分组成，参见“图3反射面及一体化馈电网络组成俯视图”和“图4反射面及一体化馈电网络组成后视图”。电磁波信号经过馈源聚焦后分离、滤波、相位调整，变成接收和发射两路信号，分别通过收极化器及收极化调整机构和发极化器及发极化调整机构，实现收发分离，独立极化调整。此处极化器设计成圆轴状，作为俯仰旋转的旋转轴，通过支架连接在水平旋转方位底盘上。主反射面为碳纤维材料，其它馈电网络采用铝合金材料，轻质防腐，且导电性良好。这样的结构避免了传统极化调整所产生的大馈电网络旋转尺寸，在馈电网络背后可以安装变频器和发射机，结构紧凑，有效缩小安装尺寸，减轻重量。
[0019]天线的铝质零件表面采用本色导电氧化处理，保持天线的外面美观性。
【主权项】
1.机载轻量一体化抛物面天线，其特征是包括水平旋转方位同步齿形轮大轮、水平旋转方位同步齿形轮小轮、水平旋转方位同步齿形带、水平旋转方位电机、俯仰同步齿形轮大轮、俯仰同步齿形轮小轮、俯仰同步齿形带、俯仰电机、天线控制单元、反射面及馈电合成网络、发射机、接收机、变频单元;水平旋转方位同步齿形轮大轮通过水平旋转方位同步齿形带与水平旋转方位同步齿形轮小轮啮合，平旋转方位同步齿形轮小轮由水平旋转方位电机驱动;俯仰同步齿形轮大轮、俯仰同步齿形轮小轮、俯仰同步齿形带、俯仰电机、天线控制单元、反射面及馈电合成网络、发射机、接收机、变频单元均通过一垂直支架安装在水平旋转方位同步齿形轮大轮构成的平台上；垂直支架安装俯仰同步齿形轮大轮中心的轮轴，轮轴上固定反射面及馈电合成网络、发射机、接收机;俯仰同步齿形轮大轮通过俯仰同步齿形带与俯仰同步齿形轮小轮啮合、俯仰电机驱动俯仰同步齿形轮小轮。
【专利摘要】机载轻量一体化抛物面天线，包括水平旋转方位同步齿形轮大轮、水平旋转方位同步齿形轮小轮、水平旋转方位同步齿形带、水平旋转方位电机、俯仰同步齿形轮大轮、俯仰同步齿形轮小轮、俯仰同步齿形带、俯仰电机、天线控制单元、反射面及馈电合成网络、发射机、接收机、变频单元；水平旋转方位同步齿形轮大轮通过水平旋转方位同步齿形带与水平旋转方位同步齿形轮小轮啮合，平旋转方位同步齿形轮小轮由水平旋转方位电机驱动；俯仰同步齿形轮大轮、俯仰同步齿形轮小轮、俯仰同步齿形带、俯仰电机、天线控制单元、反射面及馈电合成网络、发射机、接收机、变频单元均通过一垂直支架安装在水平旋转方位同步齿形轮大轮构成的平台上。
【IPC分类】H01Q15/16
【公开号】CN105552568
【申请号】CN201610116864
【发明人】陶基斌, 夏忠民, 贾鹏, 杨书奎
【申请人】熊猫电子集团有限公司, 南京熊猫汉达科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月1日