专利名称：环焦通信天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于卫星通信的环焦通信天线，也适用于微波接力、散射通信等领域。
随着卫星通信事业的蓬勃发展，同步卫星数量日益增多，相邻卫星的间隔也愈来愈小，这样对卫星地球站天线偏轴旁瓣的要求就愈来愈苛刻，目前，通常使用的卫星地球站通信天线是卡塞格伦双镜天线，这种天线对使用高性能的馈源尚存在致命的弱点，即馈源遮档超过副面遮档，这一矛盾的存在将导致天线旁瓣电平升高，匹配性能恶化，效率降低的圆极化性能变坏，满足不了卫星通信的要求。另一种常用的卫星地球站通信天线为前馈抛物面天线，这种通信天线虽能满足卫星地球站对天线旁瓣的要求，但它存在以下缺点效率较低，结构紧凑时，馈源设计较难，极化面调整困难和调整机构复杂，并难以实现频谱复用工作。另一种小口径偏置或双偏置天线虽性能优良，完全能满足卫星地球站对天线的旁瓣要求，天线效率也高，但设计困难，造价昂贵，难以推广应用。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种性能优良的环焦通信天线，它既能满足卫星地球站对天线低旁瓣、高效率、低电压驻波比的要求，同时还具有结构简单紧凑，馈源设计容易，极化面调整容易，成本低廉，又能实现频谱复用等特点，是一种便于推广应用的高性能卫星通信天线。
本实用新型的目的是这样实现的由主面1、副面2、四根副面支杆3、馈源系统4、座架5、若干个辐射支杆6、中心体7、俯仰调节螺杆8和方位调节螺杆9组成一个新的天线装置。其中主面1、副面2结构为环焦形或赋型环焦形，主面1分为块式，各块用螺钉固定在中心体7的上端面上，再用紧固件把各块背面的加强筋彼此连接在一起；若干个辐射支杆6一端用紧固件安装在主面1背面上，另一端安装在中心体7圆筒下端圆柱面上，并均匀安装在主面1背面以支撑主面1；四根副面支杆3的一端分别用紧固件对称安装在主面1的正面，并与主面1对称轴线成45度角，另一端用紧固件安装在副面2的上部，副面2的下部即副面的反射面与主面1正面相对安装；馈源系统4安装在主面1的中心位置上；座架5分上、下两部分，下部用地脚螺钉与大地相连接，上部相对于下部可绕垂直轴作方位旋转，中心体7与座架5上部分用销钉作活动连接；俯仰调节螺杆8一端用销钉活动连接在中心体7上，另一端安装在座架5的上部分上与螺杆相配合的调节螺母内，为俯仰调节螺杆8的可调支点；方位调节螺杆9的一个固定支点用销钉活动连接，在座架5上部分的圆柱面上，另一个可调支点安装在座架5的下部分，即法兰盘与螺杆相配合的调节螺母内。同时环焦通信天线的主面1口面直径尺寸为2.4米至5米，并由铝合金板材料制成。
本实用新型与现有技术相比有如下优点1、旁瓣低、增益高、电压驻波比低，圆极化性能好，容易实现频谱复用工作，电气性能均优于现有各类型天线，完全能满足窄间隔卫星对卫星地球站通信天线的要求。
2、天线结构简单紧凑，对馈源系统要求低，极化面调整容易，天线调整机构撞单，因此成本低廉，便于制造和批量生产。
3、在确保天线优良性能的同时，可制成不同口面直径的天线，满足用户的不同要求，便于推广应用。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型的结构示意图。
参照图1，它由主面1、副面2、四根副面支杆3、馈源系统4、座架5、若干个辐射支杆6、中心体7、俯仰调节螺杆8和方位调节螺杆9组成，本实用新型主面1、副面2结构为环焦型或赋型环焦型，实施例一种赋型环焦型通信天线，其赋型原则是在给定馈源方向图的情况下，由下面公式(1)的口面场分布获得赋型环焦型天线的轮廓曲线坐标点，也可采用其它多种口面场分布F(R)进行赋型计算获得主面1。副面2的轮廓曲线坐标点，由这些坐标点决定了主面1、副面2的轮廓，在加工时先根据坐标点生产出主面1的主面样板和副面2的副面靠模，然后根据主面样板和副面靠模分别加工主面1和副面2。主面1为分块式结构，每块主面面板拉伸成型，本实用新型主面1分别由8块主面板组装而成，各块用螺钉固定在中心体7的上端面上，并用紧固件把各块背面的加强筋彼此连接在一起，再将面板用紧固件连接在已装在中心体7上的八个辐射支杆6上，主面1由铝合金板材料制成，实施例采用市售的LY12－M型铝合金板材料。主面1的口面直径尺寸可以从2.4米至5米，实施例是一个口面直径尺寸约3米的赋型环焦型通信天线。天线中心体7是用钢板焊接成直径为500毫米，高度为400毫米的一个圆筒形，若干个辐射支杆6一端用紧固件安装在主面1背面加强筋上，另一端安装在中心体7圆筒下端圆柱面上，并均匀安装在主面1背面以支撑主面1，实施例中的辐射支杆采用8个，每个辐射支杆用市售无缝钢管材料焊接而成。四根副面支杆3的一端分别用紧固件对称安装在主面1的正面，并与主面1对称轴线成45度角，另一端用紧固件安装在副面2的上部，副面2的下部，即副面的反射面与主面1正面相对安装，用于彼此反射电磁波，副面2是用铸铝材料铸造成型，然后根据副面靠模加工而成。
F(R)=1-0.82e-4(1-RRm)-0.82e-8RRm.......(1)]]>式中F(R)为天线主面的口面场分布R为天线主面口面半径变量Rm为天线主面口面半径馈源系统4用紧固件安装在主面1的中心位置上，实施例中的馈源系统4采用普通常用的馈源系统。座架5分上、下两部分，下部用地脚螺钉与大地相连接，起到天线的固定作用；上部相对于下部可绕垂直轴作方位旋转。中心体7与座架5上部分用销钉作活动连接，俯仰调节螺杆8一端用销钉活动连接在中心体7上，另一端安装在座架5上部分的调节螺母内，以作为俯仰调节螺杆8的可调支点。当调节螺母时，使俯仰调节螺杆8作伸缩运动，从而天线作上、下摆动，达到调节天线俯仰角的目的。方位调节螺杆9的一个固定支点用销钉活动连接安装在座架5的上部分圆柱面上，另一个可调支点安装在座架5的下部分法兰盘与螺杆相配合的螺母内，当调节螺母时，使方位调节螺杆9作伸缩移动，从而天线作旋转移动，达到调节天线方位角的目的，实施例中给出的俯仰调节螺杆8和方位调节螺杆9均采用市售圆柱钢材料加工而成。座架5上采用钢管材料加工成型。
本实用新型的电气工作原理如下当天线工作在接收状态时，主面1接收空间发来的电磁波，经天线主面1反射到副面2，再由副面2反射到馈源系统4，经馈源系统4传输给场放装置放大后送入接收机完成接收任务。当天线工作在发射状态时，由发射机传输来的电磁波输入至馈源系统4，馈源系统4首先把电磁波投射到天线副面2上，由副面2反射到主面1，再经主面1反射到天线前方的空间中去，完成电磁波的发射任务。本实用新型在给定不同的馈源方向图时，其主面口面场分布由公式(1)计算获得的赋型环焦型主面1和副面2的轮廓曲线坐标点也不同，最后成型的赋型环焦型天线也就不同，主面1和副面2的电磁波反射角度也不同，但此天线的电气性能指标应基本相同。
权利要求1.由主面1、副面2、四根副面支杆3、馈源系统4、座架5、若干个辐射支杆6、中心体7、俯仰调节螺杆8和方位调节螺杆9组成的环焦通信天线，其特征在于主面1、副面2结构为环焦型或赋型环焦型，主面1为分块式，各块用螺钉固定在中心体7的上端面上，再用紧固件把各块背面的加强筋彼此连接在一起；若干个辐射支杆6一端用紧固件安装在主面1背面上，另一端安装在中心体7圆筒下端圆柱面上，并均匀安装在主面1背面以支撑主面1；四根副面支杆3的一端分别用紧固件对称安装在主面1的正面，并与主面1对称轴线成45度角，另一端用紧固件安装在副面2的上部，副面2的下部即副面的反射面与主面1正面相对安装；馈源系统4安装在主面1的中心位置上；座架5分为上、下两部分，下部用地脚螺钉与大地相连接，上部相对于下部可绕垂直轴作方位旋转，中心体7与座架5上部分用销钉作活动连接；俯仰调节螺杆8一端用销钉活动连接安装在中心体7上，另一端安装在座架5的上部分上与螺杆相配合的调节螺母内，为俯仰调节螺杆8的可调支点；方位调节螺杆9的一个固定支点用销钉活动连接安装在座架5上部分的圆柱面上，另一个可调支点安装在座架5的下部分法兰盘与螺杆相配合的调节螺母内。
2.根据权利要求1所述的环焦通信天线，其特征在于主面1的口面直径尺寸为2.4米至5米。
3.根据权利要求1或2所述的环焦通信天线，其特征在于主面1由铝合金板材料制成。
专利摘要本实用新型公开了一种环焦通信天线，它由主面、副面、馈源系统、副面支杆、辐射支杆、座架和俯仰方位调节螺杆组成。本实用新型除具有低旁瓣、高增益、低电压驻波比和高极化鉴别率等优良电气性能外，还具有天线结构紧凑，调整机构简单，成本低廉，便于生产等特点，它既能工作于线极化，又能互作于圆极化，可实现频谱复用，即可用于卫星通信，又可用于微波接力和散射通信等领域，因此具有推广应用价值。
文档编号H01Q19/19GK2061736SQ8921747
公开日1990年9月5日 申请日期1989年9月29日 优先权日1989年9月29日
发明者杜树祥, 王汉礼, 周康健, 蒋明文, 张修武 申请人:机械电子工业部石家庄第五十四研究所