一种S频段宽波束中增益中继天线制造技术

本实用新型专利技术涉及一种S频段宽波束中增益中继天线，包括TNC插座、介质骨架、辐射单元和巴伦，所述TNC插座、介质骨架和巴伦依次固定连接，所述辐射单元固定设置在所述介质骨架上并与所述巴伦固定连接；所述介质骨架包括依次连接的薄壳段、镂空柱段和镂空锥段，所述TNC插座固定连接在所述薄壳段的外端，所述巴伦固定连接在所述镂空锥段的端部。本实用新型专利技术提供的一种S频段宽波束中增益中继天线，波束宽度宽，增益高，结构可靠，解决了传统S频段宽波束天线无法实现在宽波束范围达到中等增益的弊端，适用于高、中、低轨卫星在星间通信及中继通信领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种S频段宽波束中增益中继天线
本技术涉及S频段宽波束天线领域，特别涉及一种S频段宽波束中增益中继天线。
技术介绍
传统的S频段宽波束低增益(0dBi@±70°)天线已不能满足天基测控大系统对通讯链路的要求，根据系统链路设计，中继天线需在±70°宽波束范围内增益不小于2dBi。传统的S频度宽波束天线领域，四臂螺旋天线因各切面一致性差，后瓣电平高，使其增益仅能在±50°左右达到2dBi，无法实现天基测控的应用需求；传统的双臂锥-柱螺旋天线，因锥段圈数较少(N1≤2圈)且螺距d1较小，天线波束无法进一步展宽，且因锥-柱辐射单元安装在周向封闭结构的介质骨架上，周向封闭介质骨架对电磁能量产生较大的损耗，同时也影响空间电磁信号的相位分布，进一步影响宽波束范围内增益的提高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种S频段宽波束中增益中继天线，波束宽度宽，增益高，结构可靠，解决了传统S频段宽波束天线无法实现在宽波束范围达到中等增益的弊端，适用于高、中、低轨卫星在星间通信及中继通信领域的应用。为了解决上述问题，本技术提供了一种S频段宽波束中增益中继天线，包括TNC插座、介质骨架、辐射单元和巴伦，所述TNC插座、介质骨架和巴伦依次固定连接，所述辐射单元固定设置在所述介质骨架上并与所述巴伦固定连接；所述介质骨架包括依次连接的薄壳段、镂空柱段和镂空锥段，所述TNC插座固定连接在所述薄壳段的外端，所述巴伦固定连接在所述镂空锥段的端部。依照本申请较佳实施例所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，所述镂空柱段为十字筋镂空柱段，所述镂空锥段为十字筋镂空锥段。依照本申请较佳实施例所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，所述镂空柱段包括第一镂空柱臂和第二镂空柱臂，所述第一镂空柱臂和第二镂空柱臂固定连接以形成双臂镂空柱段。依照本申请较佳实施例所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，所述镂空锥段包括第一镂空锥臂和第二镂空锥臂，所述第一镂空锥臂和第二镂空锥臂固定连接以形成所述双臂镂空锥段。依照本申请较佳实施例所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，所述第一镂空柱臂和第一镂空锥臂一体制成，所述第二镂空柱臂和第二镂空锥臂一体制成。依照本申请较佳实施例所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，所述辐射单元为多圈双臂锥-柱辐射单元，所述辐射单元包括设置在所述双臂镂空柱段的多圈镂空柱段辐射单元和设置在所述双臂镂空锥段的多圈镂空锥段辐射单元，所述多圈镂空柱段辐射单元和多圈镂空锥段辐射单元固定连接。依照本申请较佳实施例所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，所述多圈镂空锥段辐射单元的圈数N1大于2圈。依照本申请较佳实施例所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，所述辐射单元为多圈不等螺距双臂锥-柱辐射单元。依照本申请较佳实施例所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，所述双臂锥-柱辐射单元与所述介质骨架在末端1.5圈的范围内与所述薄壳段固定连接。依照本申请较佳实施例所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，所述介质骨架还包括法兰，所述薄壳段通过所述法兰与所述TNC插座固定连接。与现有技术相比，本技术存在以下技术效果：(1)本技术提供的S频段宽波束中增益中继天线，将介质骨架设计成镂空并与薄壳相结合的结构形式，既减少了介质对电磁能量的损耗及相位分布的影响，又保证了天线产品的结构可靠性，同时也减轻产品的重量。(2)本技术提供S频段宽波束中增益中继天线，将多圈双臂锥-柱辐射单元的多圈镂空锥段辐射单元由原不大于2圈改进成大于2圈，本例达到了4圈，使传统仅用来实现频带展宽作用的锥段增加了方向图展宽功能，同时也加大了锥、柱段的螺距，使天线波束展宽及增益提高更易实现。(3)本技术提供的S频段宽波束中增益中继天线的现实实现，为卫星领域的天基测控通信系统策略提供了更广阔的方案选择途径。附图说明图1为本技术一种S频段宽波束中增益中继天线的结构示意图；图2为本技术的介质骨架的结构示意图；图3为本技术的一种多圈不等螺距双臂锥-柱辐射单元实施例的结构示意图；图4为本技术S频段宽波束中增益中继天线增益方向图0°切面的仿真结果；图5为本技术S频段宽波束中增益中继天线增益方向图90°切面的仿真结果。具体实施方式以下结合附图，举一具体实施例加以详细说明。请参考图1和图2，一种S频段宽波束中增益中继天线，包括TNC插座1、介质骨架2、辐射单元3和巴伦4，所述TNC插座1、介质骨架2和巴伦4依次固定连接，所述辐射单元3固定设置在所述介质骨架2上并与所述巴伦4固定连接；所述介质骨架2包括依次连接的薄壳段23、镂空柱段22和镂空锥段21，所述TNC插座1固定连接在所述薄壳段23的外端，所述巴伦4固定连接在所述镂空锥段21的端部。在本实施例中，所述薄壳段23可通过法兰24与所述TNC插座1固定连接。薄壳段23优选薄壳柱段。在本实施例中，巴伦4为同轴巴伦。在本实施例中，所述镂空柱段22为十字筋镂空柱段，所述镂空锥段21为十字筋镂空锥段。本实施例采用十字筋镂空与薄壳相结合的介质骨架，对辐射单元起支撑作用的介质骨架由占比较大十字筋镂空区域及小部分封闭薄壳相结合的结构组成，既能对锥-柱辐射单元起到支撑作用，又能减少介质骨架对电磁能量的损耗，也优化了电磁信号在空间的相位分布。所述镂空柱段22包括第一镂空柱臂221和第二镂空柱臂222，所述第一镂空柱臂221和第二镂空柱臂222固定连接以形成双臂镂空柱段。所述镂空锥段21包括第一镂空锥臂211和第二镂空锥臂212，所述第一镂空锥臂211和第二镂空锥臂212固定连接以形成所述双臂镂空锥段。所述第一镂空柱臂221和第一镂空锥臂211一体制成，所述第二镂空柱臂222和第二镂空锥臂212一体制成。所述辐射单元3为多圈双臂锥-柱辐射单元，所述辐射单元3包括设置在所述双臂镂空柱段的多圈镂空柱段辐射单元和设置在所述双臂镂空锥段的多圈镂空锥段辐射单元，所述多圈镂空柱段辐射单元和多圈镂空锥段辐射单元固定连接。在本实施例中，辐射单元优选为传输线。本实施例采用多圈不等螺距双臂锥-柱辐射单元，作为决定天线增益方向特性的关键部件，将镂空锥段部分圈数N1由传统的小于等于2圈，改为大于2圈，同时镂空柱段部分圈数N2根据方向图性能作相应匹配，而镂空锥段螺距d1、镂空柱段螺距d2的选择依据是与镂空锥段部分圈数N1、镂空柱段部分圈数N2相匹配，以使天线增益方向图在±70°范围内展宽的同时保持增益的提高。在本实施例中，镂空锥段部分圈数N1与镂空柱段部分圈数N2不等，镂空锥段螺距d1与镂空柱段螺距d2不等。在本实施例中，双臂锥-柱辐射单元与所述介质骨架2在末端1.5圈的范围内与所述薄壳段固定连接，既保证了上部与十字筋镂空部分介质骨架2接触少以减少电磁能量的损耗，同时保证空间电磁信号的相位均匀，也实现了末端固定部分的牢固可靠，以满足产品的力学环境适应性要求。本技术通过TNC插座1、同轴巴伦向双臂锥-柱辐射单元输入等幅、反相的微波信号，辐射单元3将微波信号在宽波束的空间中形成较高的增益；对辐射单元3起支撑作用的介质骨架2，因十字筋镂空区域占比较高，微波信号在介质中的损耗大大降低，从而使天线增益进一步提高(±70°范围增益达到2dB)，同时，薄壳部分对辐射单元3的末端区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种S频段宽波束中增益中继天线，其特征在于，包括TNC插座、介质骨架、辐射单元和巴伦，所述TNC插座、介质骨架和巴伦依次固定连接，所述辐射单元固定设置在所述介质骨架上并与所述巴伦固定连接；所述介质骨架包括依次连接的薄壳段、镂空柱段和镂空锥段，所述TNC插座固定连接在所述薄壳段的外端，所述巴伦固定连接在所述镂空锥段的端部。

【技术特征摘要】
1.一种S频段宽波束中增益中继天线，其特征在于，包括TNC插座、介质骨架、辐射单元和巴伦，所述TNC插座、介质骨架和巴伦依次固定连接，所述辐射单元固定设置在所述介质骨架上并与所述巴伦固定连接；所述介质骨架包括依次连接的薄壳段、镂空柱段和镂空锥段，所述TNC插座固定连接在所述薄壳段的外端，所述巴伦固定连接在所述镂空锥段的端部。2.如权利要求1所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，其特征在于，所述镂空柱段为十字筋镂空柱段，所述镂空锥段为十字筋镂空锥段。3.如权利要求1或2所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，其特征在于，所述镂空柱段包括第一镂空柱臂和第二镂空柱臂，所述第一镂空柱臂和第二镂空柱臂固定连接以形成双臂镂空柱段。4.如权利要求3所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，其特征在于，所述镂空锥段包括第一镂空锥臂和第二镂空锥臂，所述第一镂空锥臂和第二镂空锥臂固定连接以形成所述双臂镂空锥段。5.如权利要求4所述的一种S频段宽波束中增益中继天线，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：任红宇，裴加军，刘伟栋，沈千朝，向小春，章泉源，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31