专利名称：多波束抛物环面天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信领域中的一种多波束抛物环面天线，特别适用于卫星通信、卫星侦收、微波通信、卫星电视接收等场合作多波束天线的通信。
随着卫星通信迅速发展，同步轨道上的卫星越来越多，卫星间隔由3°向2°发展，利用一个地球站天线产生多个波束同时利用几个卫星进行通信越来越迫切，目前有相控阵天线、双赋形偏置卡塞格仑结构多波束天线、球面多波束天线、多反射面多波束天线等多种类型的多波束天线，这些多波束天线存在的主要不足相控阵天线插入损耗大，价格昂贵、维修费用大。双赋形偏置卡塞格仑结构多波束天线是利用几个横偏于焦点不同距离的馈源形成多波束，由于偏焦，天线口面效率低，特别宽角扫描时天线效率很低，同时各波束增益差别很大。球面多波束天线其主要波束增益低，旁瓣特性也差，不适于卫星通信。多反射面多波束天线其主要波束个数少，结构庞大，成本高，加工困难，因此上述各种天线应用均不理想。
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种波束个数多、天线效率高、各个波束增益和旁瓣结构相同，旁瓣特性好的多波束抛物环面天线，并本实用新型还具有结构简单，便于加工生产和安装调试、价格低廉等特点，适合卫星通信及微波通信等多种通信场合。
本实用新型的目的是这样实现的它有长方形主反射面1、前馈馈源2、双反射面3、天线背架4、天线支架5、馈源轨道板6、馈源轨道7、前馈支架8、轨道支架9、底盘10、11组成。其中长方形主反射面1用紧固件固定在天线背架4上，天线背架4用紧固件固定在天线支架5上，天线支架5下端部用紧固件固定在底盘10上；馈源轨道板6用紧固件固定在轨道支架9上，轨道支架9用紧固件固定在底盘11上，馈源轨道7在馈源轨道板6上加工园弧型槽结构，前馈馈源2用紧固件固定在前馈支架8上，前馈支架8用紧固件固定在馈源轨道7槽内和馈源轨道板6上，双反射面3用紧固件固定在馈源轨道7槽内和馈源轨道板6上，前馈馈源2、双反射面3与长方形主反射面1相对固定安装，前馈馈源2、双反射面3固定安装在长方形主反射面1前方下侧。
本实用新型的目的还可以通过以下措施达到长方形主反射面1由1至10层、每层由2至32块长方形天线板12构成，其中1至10层、每层2至32块天线板12的各四个角分别用紧固件固定在天线背架4上，长方形主反射面1构成抛物环面结构。
本实用新型前馈馈源2或双反射面3由2至16个构成，其中2至16个前馈馈源2或双反射面3分别用紧固件并列结构安装固定在馈源轨道7槽内和馈源轨道板6上，前馈馈源2喇叭口与长方型主反射面1相对固定安装。
本实用新型双反射面3由副反射面13、副反射面支架14、馈源15、馈源支架16、底板17构成，其中副反射面13用紧固件固定在副反射面支架14上，馈源15用紧固件固定在馈源支架16上，副反射面支架14、馈源支架16分别用紧固件固定在底板17两端面上，底板17用紧固件固定在馈源轨道7槽内和馈源轨道板6上，馈源15与副反射面13相对固定安装，副反射面13与主反射面1相对固定安装。
本实用新型副反射面13的直径Ds/λ波长的比值≥5。
本实用新型相比背景技术有如下优点1.本实用新型设计了前馈馈源2或双反射面3，实现了多波束通信，而且波束个数多，各个波束增益和旁瓣结构相同，天线效率高，旁瓣特性好。
2.本实用新型设计了前馈馈源2或双反射面3，克服了长方形主反射面1尺寸D/λ波长之比＞200时严重的散焦现象，改善了天线的电气性能，扩大了应用范围，适合多种卫星的多波束通信。
3.本实用新型结构简单，加工生产安装调试简易，价格低廉，便于普及推广应用。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型安装结构示意图。
参照图1，本实用新型由长方形主反射面1、前馈馈源2、双反射面3、天线背架4、天线支架5、馈源轨道板6、馈源轨道7、前馈支架8、轨道支架9、底盘10、11组成。其中长方形主反射面1用紧固件固定在天线背架4上。本实用新型长方形主反射面1由1至10层、每层由2至32块长方形天线板12构成，其中1至10层、每层2至32块天线板12的各四个角分别用紧固件固定在天线背架4上。实施例长方形主反射面1采用3层、每层8块天线板12构成，长方形主反射面1的尺寸长×宽为10×6米，每块天线板12的尺寸长×宽为2×1.25米，长方形主反射面1的天线尺寸大小，由形成天线通信的波束个数决定，通信的波束越多，天线的尺寸越大。天线板12采用市售2毫米厚的铝板拉伸加工而成，天线板12的各四个角固定在天线背架4上后，长方形主反射面1构成抛物环面结构，使通信的波束形成聚焦。
本实用新型天线背架4实施例采用市售直径为40毫米的钢管材料安装成网架结构状，天线板12各个角用紧固件安装在天线背架4网架结构的各个结点上，组装成长方形主反射面1。天线背架4用紧固件固定在天线支架5上，天线支架5实施例采用市售40×40毫米规格的角钢材料安装成支撑框架结构，整个天线背架4的网架结构用紧固件固定在天线支架5的框架上，支撑天线背架4，天线支架5下端部用紧固件固定在底盘10上，实施例底盘10采用三块大小不同、10毫米厚的钢板材料机加工制作而成。安装时底盘10用直径40毫米粗的地脚螺栓再用水泥浇注在地面上，固定整个天线支架5。
本实用新型馈源轨道板6用紧固件固定在轨道支架9上，轨道支架9用紧固件固定在底盘11上，轨道支架9下端用紧固件固定在底盘11上。实施例馈源轨道板6采用市售5毫米厚的钢板机械加工成长×宽为1500×1000毫米的馈源轨道板6，平放安装用紧固件固定在轨道支架9上，在馈源轨道板6上安装的前馈馈源2、双反射面3个数越多，则其结构尺寸越大。轨道支架9实施例采用市售40×40毫米规格的角钢材料机械加工成框架结构。下端部用紧固件固定在底盘11上。实施例底盘11采用二块长×宽为1400×50毫米、厚为10毫米的钢板材料机械加工制作而成，安装时底盘11用直径30毫米粗的地脚螺栓再用水泥浇在地面上，固定轨道支架9的框架结构。
本实用新型馈源轨道7在馈源轨道板6上加工园弧槽结构，实施例馈源轨道7加工成槽宽为10毫米的园弧槽。其作用是固定安装前馈馈源2或双反射面3。园弧槽使前馈馈源2或双反射面3与长方形主反射面1能保持很好的聚焦。前馈馈源2用紧固件固定在前馈支架8上，前馈支架8用紧固件固定在馈源轨道7槽内和馈源轨道板6上，实施例前馈支架8采用市售4毫米厚的钢板机械加工成L型结构、底部用紧固件固定在馈源轨道7槽内，上部用固定夹支撑前馈馈源2，使前馈馈源2喇叭口与长方形主反射面1相对固定安装，本实用新型前馈馈源2由2至16个构成，一般在通信频率较低4GHz左右时采用前馈馈源2就能达到良好的多波束通信，实施例采用三个前馈馈源2构成，并列结构安装在馈源轨道7槽内，形成3个波束通信，同时接收三个卫星的信道，实施例前馈馈源2采用自制的高性能波纹喇叭结构的馈源制作。为了防止前馈馈源2遮挡波束，前馈馈源2安装在长方形主反射面1前方下侧。
本实用新型双反射面3用紧固件固定在馈源轨道7槽内和馈源轨道板6上，双反射面3与长方形主反射面1相对固定安装，相对固定安装在长方形主反射面1前方下侧，防止双反射面3的馈源15遮挡波束。本实用新型双反射面3由副反射面13、副反射面支架14、馈源15、馈源支架16、底板17构成。其中副反射面13用紧固件固定在副反射面支架14上，馈源15用紧固件固定在馈源支架16上，实施例副反射面13用2毫米厚的铝板进行赋型拉伸而成，其直径为50毫米，副反射面支架14支撑副反射面13，使副反射面13与主反射面1相对固定安装。实施例馈源15采用自制的高性能波纹喇叭结构制作。馈源支架16支撑馈源15，使馈源15的喇叭口与副反射面13相对固定安装，为防止馈源15遮挡波束，副反射面13与馈源15安装在长方形主反射面1前方向下侧，一般在通信频率较高的Ku波段，12至14GHz采用双反射面3结构的多波束通信，双反射面3由2至16个构成，即最多能形成16个波束，最少能形成2个波束。实施例采用三个双反射面3构成，并列安装在长方形主反射面1前方向下侧，能同时对三颗卫星进行通信。本实用型前馈馈源2、双反射面3可以交差并列安装在馈源轨道7槽内和馈源轨道板6上，实现对高低频段的多波束通信。实施例前馈源2、双反射面3安装在长方形主反射面1前方向下侧之间的距离是根据通信卫星的波束频率设计而成。
本实用新型副反射面支架14、馈源支架16分别用紧固件固定在底板17两端面上，底板17用紧固件固定在馈源轨道7槽内和馈源轨道板6上，实施例副反射面支架14、馈源支架16采用市售3毫米厚的钢板机械加工成支撑架结构，下端加工成L形结构，用来支撑副反射面13及馈源15，底板17采用市售5毫米厚的钢板机械加工成长×宽为900×300毫米的钢板，底板17两端安装副反射面支架14、馈源支架16，在底板17上加工直径为10毫米的2个孔，用螺栓螺母把底板17固定安装在馈源轨道7槽内和馈源轨道板6上。实施例每个副反射面13、馈源15的安装底板17并列安装在馈源轨道板6的馈源轨道7槽内。
本实用新型副反射面13的直径Ds/λ工作波长的比值≥5，其作用保证主反射面的方位面跟踪相邻两副面不相碰撞，以避免严重的绕射现象。
本实用新型简要工作原理，当天线接收信号时，被接收的多颗卫星信号电磁波进入长方形主反射面1，由长方形主反射面1抛物环面反射聚焦，不同卫星的波束聚焦反射至前馈馈源2或双反射面3，每个前馈馈源2或双反射面3对应一颗卫星的通信信号，前馈馈源2或双反射面3把接收的电磁波信号转化为电信号分别输入相应的接收机实现多波束通信。
权利要求1.一种由天线背架(4)、天线支架(5)、前馈支架(8)、轨道支架(9)、底盘(10)、(11)组成的多波束抛物环面天线，其特征在于还有长方形主反射面(1)、前馈馈源(2)、双反射面(3)、馈源轨道板(6)、馈源轨道(7)组成，其中长方形主反射面(1)用紧固件固定在天线背架(4)上，天线背架(4)用紧固件固定在天线支架(5)上，天线支架(5)下端部用紧固件固定在底盘(10)上；馈源轨道板(6)用紧固件固定在轨道支架(9)上，轨道支架(9)用紧固件固定在底盘(11)上，馈源轨道(7)在馈源轨道板(6)上加工园弧型槽结构，前馈馈源(2)用紧固件固定在前馈支架(8)上，前馈支架(8)用紧固件固定在馈源轨道(7)槽内和馈源轨道板(6)上，双反射面(3)用紧固件固定在馈源轨道(7)槽内和馈源轨道板(6)上，前馈馈源(2)、双反射面(3)与长方形主反射面(1)相对固定安装，前馈馈源(2)、双反射面(3)固定安装在长方形主反射面(1)前方下侧。
2.根据权利要求1所述的多波束抛物环面天线，其特征在于长方形主反射面(1)由1至10层、每层由2至32块长方形天线板(12)构成，其中1至10层、每层2至32块天线板(12)的各四个角分别用紧固件固定在天线背架(4)上，长方形主反射面(1)构成抛物环面结构。
3.根据权利要求1或2所述的多波束抛物环面天线，其特征在于前馈馈源(2)或双反射面(3)由2至16个构成，其中2至16个前馈馈源(2)或双反射面(3)分别用紧固件并列结构安装固定在馈源轨道(7)槽内和馈源轨道板(6)上，前馈馈源(2)喇叭口与长方形主反射面(1)相对固定安装。
4.根据权利要求3所述的多波束抛物环面天线，其特征在于双反射面(3)由副反射面(13)、副反射面支架(14)、馈源(15)、馈源支架(16)、底板(17)构成，其中副反射面(13)用紧固件固定在副反射面支架(14)上，馈源(15)用紧固件固定在馈源支架(16)上，副反射面支架(14)、馈源支架(16)分别用紧固件固定在底板(17)两端面上，底板(17)用紧固件固定在馈源轨道(7)槽内和馈源轨道板(6)上，馈源(15)与副反射面(13)相对固定安装，副反射面(13)与主反射面(1)相对固定安装。
5.根据权利要求4所述的多波束抛物环面天线，其特征在于付反射面(13)的直径Ds/λ波长的比值≥5。
专利摘要本实用新型公开了一种多波束抛物环面天线,它由长方形主反射面、前馈馈源、双反射面、馈源轨道板、馈源轨道、天线背架、天线支架、前馈支架、轨道支架、底盘等部件组成,利用安装在长方形主反射面前方下侧多个前馈馈源或双反射面实现多波束通信。并本实用新型还具有天线效率高、各个波束增益和旁瓣结构相同、旁瓣特性好等特点,它还具有结构简单、便于生产、价格便宜等优点,便于普及适合卫星通信、卫星侦收等多种场合作多波束天线的通信。
文档编号H01Q19/12GK2389425SQ9924219
公开日2000年7月26日 申请日期1999年9月2日 优先权日1999年9月2日
发明者杨可忠, 曹胜旭, 武玉庭, 金超, 杜彪, 章园园 申请人:信息产业部电子第五十四研究所