专利名称：高性能特形环焦天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于卫星通信的高性能特形环焦天线，也适用于微波接力、散射通信等领域。
目前常用于卫星通信的中型天线如7米卡塞格伦天线，其主要缺点是高效率与低旁瓣二者不能很好兼顾，并且电压驻波比高，不能满足卫星通信要求。目前市场上虽已有3至5米的小型环焦通信天线，这种天线虽然优良，但它只能作卫星通信的远端站天线，由于天线口径较小，不能作主控站中型的卫星通信天线。
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种高性能特形环焦天线，作主控站中型卫星通信天线，而且本实用新型还能同时兼顾满足主控卫星地球站对天线高效率、低旁瓣、低电压驻波比的要求。并且还具有设计容易、极化面调整容易，成本低廉等特点。
本实用新型的目的是这样实现的它由主面1、副面2、四根副面支杆3、馈源系统4、极化旋转装置5、座架6、8个辐射梁7、中心体8、俯仰装置9、方位装置10、三角架11组成，其中主面1、副面2结构按口面分布函数F(X)=1X{0.70463-0.666(X-0.550.65)2+0.2954J0[5.13562(X-0.550.65)]}]]>赋型环焦。主面1为分块式，各块用螺钉固定在中心体8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；8个辐射梁7对称均匀分布后其一端用紧固件安装在主面1背面上，另一端安装在中心体8园筒的园柱面上，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用紧固件安装在极化旋转装置5上端，极化旋转装置5下端用紧固件安装在主面1中心位置上；座架6下端用地脚螺钉与大地安装连接，方位装置10用紧固件固定安装在座架6的上端，方位装置10的方位调节丝杆安装在与其相配合的方位调节螺母内，方位装置10的方位调节丝杆一端与三角架11上端用销钉活动连接，作方位的一支点；三角架11顶端用销钉与中心体8中心支点活动安装连接，三角架11下端用紧固件固定安装在方位转轴上；俯仰装置9调节螺杆一端用销钉与中心体8下端支点活动连接安装，另一端活动安装在与其相配合的俯仰调节螺母内，俯仰调节螺母活动安装在一轴杆上端，轴杆下端用销钉活动安装在方位转轴上，方位转轴活动套装在轴杆上，轴杆下端用地脚螺钉安装固定在大地上。同时本实用新型的天线主面1口面直径尺寸为6.2米至9米。
本实用新型与背景技术相比有如下优点1、由于本实用新型主面1、付面2结构采用独特的口面场分布函数赋型环焦，因此电气性能同时兼顾实现了高效率，低旁瓣的优良特性，满足了卫星通信主控站对中型天线的苛刻要求。
2、本实用新型电压驻波比低，使天线具有宽频带特性，容易实现频谱复用工作。
3、本实用新型天线结构简单，装有极化旋转装置，使极化面调整容易，设计容易，成本低廉，便于制造和批量生产。
4、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、极化旋转装置5、座架6、8个辐射梁7、中心体8、俯仰装置9、方位装置10、三角架11组成。其天线主面1、副面2结构按口面场分布函数由公式(1)赋型环焦。
F(X)=1X{0.70463-0.666(X-0.550.65)2+0.2954J0]]>[5.13562( (X-0.55)/0.65 )}┈┈┈(1)式中F(X)为天线主面、付面的口面场分布X为天线主面口面半径规一化变量J0为零阶贝塞尔函数实施例其赋型原则是在给定馈源方向图的情况下，由公式(1)的口面场分布获得赋型环焦天线的轮廓曲线坐标点，由这些坐标点决定了主面1、副面2的结构轮廓，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1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8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。8个辐射梁7对称均匀分布后其一端用紧固件安装在主面1背面上，另一端安装在中心体8园筒的园柱面上，并均匀安装在主面1的背面以支撑主面1，实施例天线主面1、副面2采用市售LY12－M型铝合金板材料制作。主面1的口面直径尺寸可以从6.2米至9米，实施例制作成天线口面直径为7.5米的特形环焦天线。本实用新型8个辐射梁7分别采用市售无缝钢管材料焊接而成，中心体8实施例是用钢板焊接成直径为1600毫米、高度为800毫米的一个园筒形。
本实用新型四根副面支杆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，并使副面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。
本实用新型馈源系统4用紧固件安装在极化旋转装置5上端，极化旋转装置5下端用紧固件安装在主面1中心位置上，使天线馈源系统4作360度旋转转动，实现馈源与来波的极化面对准，保证了天线的最大增益，实施例中的馈源系统4采用自制常用的馈源系统，极化旋转装置5采用中国专利号为91206033.6自研制的专利产品。
本实用新型座架6下端用地脚螺钉与大地安装连接，方位装置10用紧固件固定安装在座架6的上端，方位装置10的方位调节丝杆安装在与其相配合的方位调节螺母内，方位装置10的方位调节丝杆一端与三角架11上端用销钉活动连接，作方位的一支点，三角架11顶端用销钉与中心体8中心支点活动安装连接，三角架11下端用紧固件固定安装在方位转轴上，当调节方位调节螺母时，使方位调节丝杆作伸缩移动，方位调节丝杆的伸缩移动牵动三角架11绕方位转轴转动，从而使天线作旋转移动，达到调节天线方位角的目的。俯仰装置9调节螺杆一端用销钉与中心体8下端支点活动连接安装，另一端活动安装在与其相配合的俯仰调节螺母内，俯仰调节螺母活动安装在一轴杆上湍，轴杆下端用销钉活动安装在方位转轴上，方位转轴活动套装在轴杆上，轴杆下端用地脚螺钉安装固定在大地上，当调节俯仰调节螺母时，使俯仰调节螺杆作伸缩运动，从而天线作上、下摆动，达到调节天线俯仰角的目的，实施例俯仰装置9和方位装置10均采用市售园柱钢材料加工而成，座架6和三角架11均有二根支杆组成，座架6和三角架11均采用市售钢管材料加工而成。
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)、极化旋转装置(5)、座架(6)、8个辐射梁(7)、中心体(8)、俯仰装置(9)、方位装置(10)、三角架(11)组成的高性能特形环焦天线，其特征在于主面(1)、副面(2)结构按口面场分布函数F(X)=1X{0.70463-0.666(X-0.550.65)t+0.2954J0[5.13562(X-0.550.65)]}]]>赋型环焦，其中主面(1)为分块式，各块用螺钉固定在中心体(8)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；8个辐射梁(7)对称均匀分布后其一端用紧固件安装在主面(1)背面上，另一端安装在中心体(8)园筒的园柱面上，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)用紧固件安装在极化旋转装置(5)上端，极化旋转装置(5)下端用紧固件安装在主面(1)中心位置上；座架(6)下端用地脚螺钉与大地安装连接，方位装置(10)用紧固件固定安装在座架(6)的上端，方位装置(10)的方位调节丝杆安装在与其相配合的方位调节螺母内，方位装置(10)的方位调节丝杆一端与三角架(11)上端用销钉活动连接，作方位的一支点；三角架(11)顶端用销钉与中心体(8)中心支点活动安装连接，三角架(11)下端用紧固件固定安装在方位转轴上；俯仰装置(9)调节螺杆一端用销钉与中心体(8)下端支点活动连接安装，另一端活动安装在与其相配合的俯仰调节螺母内，俯仰调节螺母活动安装在一轴杆上端，轴杆下端用销钉活动安装在方位转轴上，方位转轴活动套装在轴杆上，轴杆下端用地脚螺钉安装固定在大地上。
2.根据权利要求1所述的高性能特形环焦天线，其特征在于主面1的口面直径尺寸为6.2米至9米。
专利摘要本实用新型公开了一种高性能特形环焦天线，它由主面、副面、副面支杆、馈源系统、极化旋转装置、座架、辐射梁、中心体、俯仰和方位装置、三角架组成。利用主副面结构按特殊口面场分布函数赋形环焦，使天线电气性能同时实现高效率、低旁瓣、电压驻波比低优良特性，并本实用新型天线结构简单、极化面调整容易，又能工作于线圆极化，实现频谱复用。既可用于卫星通信，又可用于微波接力和散射通信等领域，具有推广应用价值。
文档编号H01Q19/13GK2144870SQ9224221
公开日1993年10月27日 申请日期1992年11月21日 优先权日1992年11月21日
发明者杨智友, 白玉魁, 吴建明, 许德森, 曹胜旭, 俞兰茹, 李凤芝, 张寿功, 邵志国, 岑柏长 申请人:机械电子工业部石家庄第五十四研究所