【技术实现步骤摘要】
一种非均匀子波束覆盖的多波束天线及设计方法
本专利技术属于星载天线
，具体涉及一种多波束天线及其设计方法。
技术介绍
随着宽带大容量通信卫星的需求不断增长，多波束天线技术被广泛的应用和发展。目前，宽带大容量通信卫星主要工作在Ku和Ka频段。未来的多波束天线将朝着广域覆盖和大容量通信方向发展。为了提高通信容量希望采用波束宽度较小的波束对服务区进行覆盖以获得更高的增益和频率复用次数，但是传统的多波束天线多采用相同的波束宽度对覆盖区进行覆盖，若采用较小波束覆盖由于星上资源的限制不能实现覆盖区的完全覆盖，另一方面若采用较大波束覆盖则不能满足覆盖区内热点区域的通信需求。为了最大限度的利用星上资源，平衡覆盖区与通信容量的需求，需要研究一种新型的多波束天线，能够以卫星能力为基础，针对覆盖区内不同的通信需求进行覆盖。目前国内外的通信卫星搭载的多波束天线主要有两种形式，一种为单口径反射面多波束天线，另一种为多口径反射面多波束天线。对单口径反射面多波束天线来说又可以分为单口径赋形多波束天线和单口径多馈源合成多波束天线，单口径赋形多波束天线适用于波束宽度相同且波束宽度较大的情况，...
【技术保护点】
1.一种非均匀子波束覆盖的多波束天线，其特征在于：包括m副分布在卫星上的标准长焦单偏置抛物面天线；每副标准长焦单偏置抛物面天线包括反射器(1)、馈源组件(2)、馈源阵安装板(3)、馈源阵支撑塔(4)、反射器展开臂(5)、在轨天线指向机构(6)、锁紧释放装置(7)；馈源组件(2)包含n类馈源，对应不同的波束宽度；馈源组件(2)安装在馈源阵安装板(3)上构成馈源阵，馈源阵安装在馈源阵支撑塔(4)上；反射器(1)通过反射器展开臂(5)固定在天线指向机构(6)上；卫星发射时，反射器(1)通过锁紧释放装置(7)安装锁定在卫星的墙板上，卫星入轨后，通过天线指向机构(6)控制反射器(1)...
【技术特征摘要】
1.一种非均匀子波束覆盖的多波束天线，其特征在于：包括m副分布在卫星上的标准长焦单偏置抛物面天线；每副标准长焦单偏置抛物面天线包括反射器(1)、馈源组件(2)、馈源阵安装板(3)、馈源阵支撑塔(4)、反射器展开臂(5)、在轨天线指向机构(6)、锁紧释放装置(7)；馈源组件(2)包含n类馈源，对应不同的波束宽度；馈源组件(2)安装在馈源阵安装板(3)上构成馈源阵，馈源阵安装在馈源阵支撑塔(4)上；反射器(1)通过反射器展开臂(5)固定在天线指向机构(6)上；卫星发射时，反射器(1)通过锁紧释放装置(7)安装锁定在卫星的墙板上，卫星入轨后，通过天线指向机构(6)控制反射器(1)进行二维展开；m，n为正整数。2.根据权利要求1所述的一种非均匀子波束覆盖的多波束天线，其特征在于：所述反射器(1)为抛物面，材料包括铝蜂窝、碳纤维，反射器(1)的背部通过圆环形的背筋对反射器(1)的形面进行约束。3.根据权利要求1所述的一种非均匀子波束覆盖的多波束天线，其特征在于：所述m为3或4。4.一种非均匀子波束覆盖的多波束天线的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据目标覆盖区内各区域不同通信容量的需求，采用不同的波束宽度进行初步的覆盖；步骤二、确定天线的焦距F；步骤三、确定天线的偏置高度H；步骤四、确定天线反射面口径D；步骤五、确定不同波束宽度的波束对应的馈源喇叭的口径；步骤六、调整波束位置使得每个馈源阵中各个馈源间不存在物理干涉；步骤七、在电磁仿真软件中对馈源方向图进行优化；步骤八、依据步骤一中得到的波束覆盖，步骤二中得到的焦距F，步骤三中得到的偏置高度H，步骤四中得到的天线口径D以及步骤七中得到的馈源方向图，得到非均匀子波束覆盖的多波束天线。5.根据权利要求4所述的一种非均匀子波束覆盖的多波束天线的设计方法，其特征在于：所述步骤一中，采用不同的波束宽度进行初步的覆盖时，通信容量需求要求大于5Gps的区域采用窄波束覆盖，通信容量需求小于等于5Gps的区域采用宽波束覆盖。6.根据权利要求4或5所述的一种非均匀子波束覆盖的多波束天线的设计方法，其特征在于：所述步骤二中，焦距F满足以下条件：其中，Δθmax＝max(AZmax-AZmin，ELmax-ELmin)，AZmax表示方位角的最大值，AZmin方位角的最小值，ELmax表示俯仰角的最大值，ELmin表示俯仰角的最小值，SL表示卫星平台上能够允许...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶文熙，梁瑞香，王程，陶啸，丁伟，张新刚，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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