星载共形测控天线制造技术

本发明专利技术公开了一种星载共形测控天线，包括天线盖板、天线振子、馈电网络和结构主体，天线盖板与结构主体的侧壁固定形成封闭腔体，天线振子、馈电网络固定于封闭腔体内，天线盖板为抗辐照透波盖板；天线振子由四个折弯振子组成，四个折弯振子的安装位置呈轴对称均匀排列，折弯振子通过同轴结构与馈电网络相连。本发明专利技术提出的技术方案与微带测控天线相比，具有工作带宽宽、辐射效率高、极化纯度高、波束宽度大、低仰角增益高，寿命长等优点；与传统四臂螺旋测控天线相比，具有天线高度低、嵌入式共形设计，结构牢固、易于生产加工等优点。

Satellite conformal measurement and control antenna

【技术实现步骤摘要】
星载共形测控天线
本专利技术属于通信天线
，涉及一种共形测控天线，具体涉及一种嵌入式星载共形测控天线。
技术介绍
卫星天线中为了保证测控天线的宽方向图覆盖范围，通常天线都突出卫星表面，甚至通过增加底座使得天线高出卫星表面。在工程实践中，某些卫星要求测控天线隐形，突出或高出卫星表面的测控天线无法满足隐形的要求，因此需要提出一种技术方案，以使卫星测控天线嵌入到星体表面以内。如果直接把现有的测控天线埋入卫星内部，天线方向图会变差，无法满足测控通信的要求。因此，为了满足天线共形和保证天线方向图，本专利技术提出了一种嵌入式四臂振子天线，该天线采用变形的四臂螺旋天线形式，实现天线的完全嵌入，在满足共形的前提下，达到了宽方向图覆盖。
技术实现思路
本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种星载共形测控天线，包括天线盖板、天线振子、馈电网络、结构主体，天线盖板与结构主体的侧壁固定形成封闭腔体，天线振子、馈电网络固定于封闭腔体内，天线盖板为抗辐照透波盖板；天线振子由四个折弯振子组成，四个折弯振子的安装位置呈轴对称均匀排列，折弯振子通过同轴结构与馈电网络相连，四个折弯振子接收信号时，形成相位依次相差90度信号通过同轴结构内导体传送至馈电网络；馈电网络将输入的信号等功率分为四路信号，四路信号相位依次相差90度，四路信号通过同轴结构内导体由馈电网络传送至四个折弯振子。优选地，在折弯振子的弯折处设置短路支持柱，短路支持柱通过螺钉与结构主体相固定。优选地，折弯振子弯折处为弯折90°，折弯振子从弯折处至末端与水平面呈20°。优选地，折弯振子的长度为所需工作频率对应波长的1/4，四个折弯振子呈螺旋状排列；四个折弯振子逆时针排列，以使天线具有左旋圆极化辐射特性；或四个折弯振子顺时针排列，以使天线具有右旋圆极化辐射特性。优选地，馈电网络由抗辐照介质基板制作而成；馈电网络包括一分四正交功分网络、四个馈电端口和射频地；一分四正交功分网络由印制在介质基板上的微带线及焊接元器件组成，将输入信号等幅度、依次相差90度输出至馈电网络四个端口，依次相差90度的相位差顺序根据天线圆极化旋向确定；射频地为馈电网络的信号地，射频地连通结构主体与天线振子。优选地，一分四正交功分网络通过不等长功分器实现；射频地通过在抗辐照介质基板的下底面整面覆铜实现；在馈电端口处设置馈电金属化通孔，用于焊装同轴结构内导体。进一步地，结构主体的侧壁围绕在天线振子四周，以隔绝隐身材质对天线方向图的影响。优选地，天线盖板与结构主体的侧壁通过螺钉固定，天线盖板与天线振子间距为1mm。优选地，天线振子和结构主体为金属材料，馈电网络的抗辐照介质基板为高介电常数的板材。优选地，天线振子和结构主体选择铝或铝合金，馈电网络的抗辐照介质基板采用高频陶瓷复合材料。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提出的星载共形测控天线与微带测控天线相比，具有工作带宽宽、辐射效率高、极化纯度高、波束宽度大、低仰角增益高，寿命长等优点；与传统四臂螺旋测控天线相比，具有天线高度低、嵌入式共形设计，结构牢固、易于生产加工等优点。本专利技术采用一体化金属材质作为天线振子，相较其他传统焊接形式天线振子，具有结构牢固、可靠、电磁损耗小、辐射效率高等特点。本专利技术采用等幅正交的一分四馈电网络作为馈电网络主要组件，具有阻抗带宽较宽、产生圆极化纯度高的特点。本专利技术在结构设计上将天线振子、馈电网络通过金属螺钉固定在天线结构主体上，结构上十分紧凑，侧壁与结构主体采用一体化设计，结构牢固。本专利技术的主要结构件的材质都采用重量较轻的铝合金，保证整个天线重量轻。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例的一种星载共形测控天线的剖面图；图2为本专利技术实施例的一种星载共形测控天线的天线阵子示意图；图3为本专利技术实施例的一种星载共形测控天线的馈电网络示意图。附图标记说明：1—天线盖板；2—天线振子；3—馈电网络；4—结构主体；5—折弯振子；31—一分四正交功分网络；32—馈电端口。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术所述的一种星载共形测控天线，进行详细说明，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。一种星载共形测控天线，如图1和图2所示，包括天线盖板1、天线振子2、馈电网络3、结构主体4，天线盖板1与结构主体4的侧壁固定形成封闭腔体，天线振子2、馈电网络3固定于封闭腔体内，结构主体4用于支撑固定其上方的天线振子2和馈电网络3。天线盖板1为抗辐照透波盖板；在一个可选的实施例中，天线盖板1厚为2mm的正方形结构板。天线振子2由四个折弯振子5组成，四个折弯振子5的安装位置呈轴对称均匀排列，折弯振子5通过同轴结构与馈电网络3相连，四个折弯振子5接收信号时，形成相位依次相差90度信号通过同轴结构内导体传送至馈电网络3；如图3所示，四个折弯振子5的安装位置处于平面坐标系的坐标轴上，且各安装位置距离原点距离相同，因此四个折弯振子5的安装位置呈轴对称均匀排列。馈电网络3将输入的信号等功率分为四路信号，四路信号相位依次相差90度，四路信号通过同轴结构内导体由馈电网络3传送至四个折弯振子5。在一个优选的实施例中，如图2所示，在折弯振子5的弯折处设置短路支持柱，短路支持柱通过螺钉与结构主体4相固定。在一个优选的实施例中，折弯振子5弯折处为弯折90°，折弯振子5从弯折处至末端与水平面呈20°。需要说明的是，这样可以提升低仰角增益，并降低天线高度。天线振子2采用末端削平的结构，降低天线高度。在一个优选的实施例中，折弯振子5的长度为所需工作频率对应波长的1/4，四个折弯振子5呈螺旋状排列；四个折弯振子5逆时针排列，以使天线具有左旋圆极化辐射特性；或四个折弯振子5顺时针排列，以使天线具有右旋圆极化辐射特性。在一个优选的实施例中，馈电网络3由抗辐照介质基板制作而成；馈电网络3包括一分四正交功分网络31、四个馈电端口32和射频地；一分四正交功分网络31由印制在介质基板上的微带线及焊接元器件组成，将输入信号等幅度、依次相差90度输出至馈电网络四个端口32，依次相差90度的相位差顺序根据天线圆极化旋向确定；射频地为馈电网络3的信号地，射频地连通结构主体4与天线振子2。需要说明的是，从馈电网络3进入的电信号依次经一分四正交功分网络31和馈电端口32后通过同轴结构的内导体传递至天线振子2。在一个优选的实施例中，一分四正交功分网络31通过不等长功分器实现；射频地通过在抗辐照介质基板的下底面整面覆铜实现；在馈电端口32处设置馈电金属化通孔，用于焊装同轴结构内导体。需要说明的是，一分四正交功分网络31所有输入、输出端口根据实际需要进行阻抗匹配；馈电端口32与天线振子2底部同轴结构内导体的位置一一对应，位置尺寸一致。需要说明的是，结构主体4的侧壁围绕在天线振子2四周，以隔绝隐身材质对天线方向图的影响。在一个优选的实施例中，天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星载共形测控天线，包括天线盖板(1)、天线振子(2)、馈电网络(3)、结构主体(4)，所述天线盖板(1)与结构主体(4)的侧壁固定形成封闭腔体，所述天线振子(2)、馈电网络(3)固定于所述的封闭腔体内，其特征在于，/n所述天线盖板(1)为抗辐照透波盖板；/n所述天线振子(2)由四个折弯振子(5)组成，所述的四个折弯振子(5)的安装位置呈轴对称均匀排列，所述折弯振子(5)通过同轴结构与馈电网络(3)相连，所述的四个折弯振子(5)接收信号时，形成相位依次相差90度信号通过同轴结构内导体传送至馈电网络(3)；/n所述馈电网络(3)将输入的信号等功率分为四路信号，所述的四路信号相位依次相差90度，所述的四路信号通过同轴结构内导体由馈电网络(3)传送至所述的四个折弯振子(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种星载共形测控天线，包括天线盖板(1)、天线振子(2)、馈电网络(3)、结构主体(4)，所述天线盖板(1)与结构主体(4)的侧壁固定形成封闭腔体，所述天线振子(2)、馈电网络(3)固定于所述的封闭腔体内，其特征在于，
所述天线盖板(1)为抗辐照透波盖板；
所述天线振子(2)由四个折弯振子(5)组成，所述的四个折弯振子(5)的安装位置呈轴对称均匀排列，所述折弯振子(5)通过同轴结构与馈电网络(3)相连，所述的四个折弯振子(5)接收信号时，形成相位依次相差90度信号通过同轴结构内导体传送至馈电网络(3)；
所述馈电网络(3)将输入的信号等功率分为四路信号，所述的四路信号相位依次相差90度，所述的四路信号通过同轴结构内导体由馈电网络(3)传送至所述的四个折弯振子(5)。


2.根据权利要求1所述的星载共形测控天线，其特征在于，在所述折弯振子(5)的弯折处设置短路支持柱，所述的短路支持柱通过螺钉与结构主体(4)相固定。


3.根据权利要求1所述的星载共形测控天线，其特征在于，所述的折弯振子(5)弯折处为弯折90°，所述折弯振子(5)从弯折处至末端与水平面呈20°。


4.根据权利要求1或3所述的星载共形测控天线，其特征在于，所述折弯振子(5)的长度为所需工作频率对应波长的1/4，所述的四个折弯振子(5)呈螺旋状排列；所述的四个折弯振子(5)逆时针排列，以使天线具有左旋圆极化辐射特性；或所述的四个折弯振子(5)顺时针排列，以使天线具有右旋圆极化辐射特性。


5.根据权利要求1所述的星载...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛德卫，文海，高阳，
申请(专利权)人：北京电子工程总体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11